ENSEIGNEMENT SECONDAIRE
- CURRICULUM DE PHYSIQUE
Séries : Lettres et Humanités, Sociologie et
Economie
Séries : Sciences Générales et Sciences de la vie
Contenu :
Deuxième année
secondaire - Série Humanités
Deuxième année
secondaire - Série Sciences
Troisième année secondaire - Série
Lettres et Humanités
Troisième année secondaire - Série Sociologie
et Economie
Troisième année secondaire - Série
Sciences Générales
Troisième année secondaire - Série
Sciences de la vie
SERIES : LETTRES ET HUMANITES, SOCIOLOGIE ET ECONOMIE
Le curriculum de Sciences des deux séries, Lettres et Humanités et
Sociologie et Economie, forme, avec les mathématiques et la technologie, un
tronc commun, dont le but principal est de développer une culture scientifique
liée au monde actuel et préparant celui de demain.
Le contenu de ce curriculum comprend des thèmes en Biologie, Chimie et
Physique nécessaires à l'apprenant pour comprendre les dernières innovations
scientifiques de la société moderne. Ces thèmes sont choisis de façon à
permettre à l’élève d’acquérir un ensemble de connaissances et de compétences
qui le rendrait capable d'engager une conversation ou un débat scientifique, de
réfléchir d’une façon indépendante et critique, de mener une vie intéressante,
responsable et productive, de réagir positivement avec l'environnement et de
faire face aux problèmes de santé et de consommation.
Les idées fondamentales de la physique, l’énergie en particulier, sont
réparties de la façon suivante :
Dans la série Humanités, la deuxième année secondaire contient les sujets
suivants : électricité, lumière et son, avec une attention spéciale aux applications
domestiques et à l'automobile, au laser, aux micro-ondes, aux instruments
d'optique et aux instruments de musique. Le programme insiste aussi sur
l'énergie et sur la pollution et ses effets sur la santé et l'environnement.
Le programme de la troisième année secondaire, série Lettres et Humanités,
contient les sujets suivants : énergie, radioactivité et univers, avec une
attention spéciale au développement historique de la science, aux
transformations de l'énergie, aux rayonnements (détection et protection) et
leurs effets sur la santé et l'environnement. Celui de la série Sociologie et
Economie traite, en plus, des aspects économiques de l'énergie.
L'enseignement de la culture scientifique
doit permettre à l'apprenant de :
-
Acquérir le vocabulaire, les
connaissances et les compétences scientifiques nécessaires à la vie courante.
-
Saisir l'information scientifique
émise par les médias.
-
Comprendre la relation entre la
science, la technologie et la société.
-
Prendre des décisions responsables
vis-à-vis des problèmes courants dans les domaines de la santé et de
l’environnement.
-
Etre sensibilisé aux problèmes
bioéthiques, économiques et sociaux.
-
Apprécier l’ampleur de la
contribution de la science et des scientifiques au développement intellectuel
de l’être humain.
-
Maîtriser la démarche expérimentale
et acquérir une attitude scientifique en vue d'une plus grande autonomie.
|
Thème |
Première année |
Deuxième année |
Troisième année |
|
Electricité |
-
Electrostatique: charge électrique
et loi de Coulomb. -
Différence de potentiel, courant
électrique, résistance, énergie et puissance. - Générateurs, récepteurs, circuits électriques. |
-
Généralités: courant continu et
courant alternatif, tension électrique, puissance, récepteur. -
Production d’énergie électrique:
piles, accumulateurs et centrales électriques. -
Transport d’énergie électrique.
Transformateurs. -
Consommation d’énergie électrique
(formes et coût). Electricité à domicile: circuits et machines. Electricité
dans la voiture: circuits et éléments. - Dangers de l’électricité. Electrocution. Précautions. Pollution due aux
centrales électriques. |
|
|
Mécanique |
-
Cinématique de translation
rectiligne: mouvement, vitesse et accélération. -
Forces et interactions. -
Lois du mouvement. -
Interaction gravitationnelle. |
|
Energie -
Travail. Formes de l’énergie:
mécanique, thermique, chimique, électrique et nucléaire -
Sources et transformations de
l’énergie. -
Equivalence entre masse et
énergie. - Pollution. |
|
Ondes |
-
Ondes mécaniques:
caractéristiques, ondes transversales et ondes longitudinales, phénomènes
associés. - Ondes lumineuses: caractéristiques. |
Lumière -
Aspects de la lumière, propagation,
fréquence, longueur d’onde, sources, absorption, émission et spectre. -
Energie rayonnante, four à
micro-ondes. -
Laser: propriétés et applications
en médecine. -
Effets des ondes sur la santé. Son -
Ondes sonores: nature,
propagation, fréquence, longueur d’onde, sources. -
Instruments de musique: cordes
vibrantes et tuyaux sonores. -
Oreille humaine comme récepteur
sonore, ultrasons et applications. -
Energie acoustique. - Bruit et ses effets sur l’oreille humaine. |
|
|
Optique |
-
Réflexion et miroirs. -
Réfraction et lentilles. - Application à quelques instruments d’optique. |
- Systèmes optiques: microscope, fibres optiques, oeil. |
|
|
Physique moderne |
|
|
Radioactivité -
Sources naturelles et
artificielles. -
Réactions nucléaires spontanées et
provoquées (fission et fusion). -
Effets sur la santé et
l’environnement. -
Détection et protection (doses
acceptables). Univers -
Développement historique de
l’astronomie. -
Système solaire. -
Evolution et dimensions de
l’univers. -
Instruments d’observation:
téléscopes, radiotéléscopes. -
Stations spatiales et satellites. - Cosmologie: big bang, âge de l’univers, loi de Hubble, trou noir. |
|
Thème |
Première année |
Deuxième année |
Troisième année |
|
Electricité |
-
Electrostatique: charge électrique
et loi de Coulomb. -
Différence de potentiel, courant
électrique, résistance, énergie et puissance. - Générateurs, récepteurs, circuits électriques. |
-
Généralités: courant continu et
courant alternatif, tension électrique, puissance, récepteur. -
Production d’énergie électrique:
piles, accumulateurs et centrales électriques. -
Transport d’énergie électrique.
Transformateurs. -
Consommation d’énergie électrique
(formes et coût). Electricité à domicile: circuits et machines. Electricité
dans la voiture: circuits et éléments. - Dangers de l’électricité. Electrocution. Précautions. Pollution due aux
centrales électriques. |
|
|
Mécanique |
-
Cinématique de translation
rectiligne: mouvement, vitesse et accélération. -
Forces et interactions. -
Lois du mouvement. -
Interaction gravitationnelle. |
|
Energie -
Travail. Formes de l’énergie:
mécanique, thermique, chimique, électrique et nucléaire -
Sources et transformations de
l’énergie. -
Equivalence entre masse et
énergie. - Pollution. Energie et économie -
Pétrole: extraction, réserves,
offre et demande, prix, revenus, organisations mondiales. -
Transport: automobile, diesel,
carburant et pollution, voiture électrique. - Recherches sur les nouvelles sources d’énergie |
|
Ondes |
-
Ondes mécaniques:
caractéristiques, ondes transversales et ondes longitudinales, phénomènes
associés. - Ondes lumineuses: caractéristiques. |
Lumière -
Aspects de la lumière,
propagation, fréquence, longueur d’onde, sources, absorption, émission et
spectre. -
Energie rayonnante, four à
micro-ondes. -
Laser: propriétés et applications
en médecine. -
Effets des ondes sur la santé. Son -
Ondes sonores: nature,
propagation, fréquence, longueur d’onde, sources. -
Instruments de musique: cordes
vibrantes et tuyaux sonores. -
Oreille humaine comme récepteur
sonore, ultrasons et applications. -
Energie acoustique. - Bruit et ses effets sur l’oreille humaine. |
|
|
Optique |
-
Réflexion et miroirs. -
Réfraction et lentilles. - Application à quelques instruments d’optique. |
- Systèmes optiques: microscope, fibres optiques, oeil. |
|
|
Physique moderne |
|
|
Radioactivité -
Sources naturelles et
artificielles. -
Réactions nucléaires spontanées et
provoquées (fission et fusion). -
Effets sur la santé et
l’environnement. -
Détection et protection (doses
acceptables). Univers -
Développement historique de
l’astronomie. -
Système solaire. -
Evolution et dimensions de
l’univers. -
Instruments d’observation:
téléscopes, radiotéléscopes. -
Stations spatiales et satellites. - Cosmologie: big bang, âge de l’univers, loi de Hubble, trou noir. |
SERIES : SCIENCES GENERALES ET SCIENCES DE LA
VIE
Ce curriculum vise à donner aux élèves du cycle secondaire la possibilité de
développer leur culture scientifique et leurs compétences pratiques. Il vise
aussi, à les familiariser avec la méthode scientifique d’une façon accessible
et simple, à travers le travail en groupe et l’expérimentation. Il permettra,
d’une part, une bonne assimilation des concepts physiques concernant
directement la vie quotidienne et sociale, la santé et l’environnement et,
d’autre part, une compréhension de l’univers, des bases de la technologie
moderne et des découvertes récentes.
Le curriculum de physique est adapté aux besoins et aux aptitudes des
élèves. Il tient compte de leur diversité et de leurs connaissances antérieures
et favorise plusieurs approches d’enseignement. Dans cet enseignement, les
phénomènes naturels serviront de point de départ à l’acquisition des
connaissances qui, à leur tour, aideront à comprendre ces phénomènes. Un
minimum de travail expérimental est requis sous forme de démonstration faite
par l’enseignant et d’expériences réalisées par les élèves. Les moyens
audiovisuels disponibles, les médias et l’informatique seront utilisés chaque
fois que cela est possible.
L’usage de l’outil mathématique sera limité pour ne pas masquer le contenu
physique. Certaines formules physiques peuvent être données sans démonstration
mathématique.
L’évaluation du travail des élèves permettra de tester les objectifs du
processus d’enseignement. Elle portera sur des problèmes et des exemples
traduisant des situations réelles avec des données pratiques.
La première année secondaire étant commune à tous les élèves, le programme
tient compte des difficultés de certains élèves à utiliser le formalisme
mathématique. Les thèmes, lois et concepts appris au cycle moyen sont repris et
renforcés afin d’apporter une culture générale de base accessible à tous. Le
programme de cette année permet à l’élève de choisir entre la série
scientifique et la série littéraire. Il fournit à l’élève les éléments dont il
aura besoin dans chacune de ces séries.
Le programme de la deuxième année scientifique introduit quelques théories
de la physique: la théorie cinétique des gaz et l’électromagnétisme.
Le programme de la troisième année (séries Sciences Générales et Sciences
de la Vie) offre une vue globale de la physique, de ses théories et de ses
applications techno- logiques. Cependant les détails du contenu et les
applications diffèrent d’une série à l’autre.
Les objectifs suivants sont communs à la première année secondaire et aux
deuxième et troisième années scientifiques.
L’enseignement de la physique au cycle secondaire doit contribuer à la
réalisation des objectifs généraux de l’enseignement des sciences en insistant
sur le caractère spécifique de cette discipline et ses relations avec les
autres disciplines scientifiques.
Cet enseignement, basé sur les connaissances acquises au cycle moyen, vise
à :
· donner à l’élève une culture scientifique à travers :
-
l’élargissement de son champ de
connaissances,
-
l’interprétation des faits
scientifiques,
-
la compréhension des lois, des
modèles et des théories de la nature,
-
l’application des lois physiques à
la technologie.
· préparer l’élève aux carrières scientifiques basées sur la physique et
éveiller des vocations scientifiques.
· sensibiliser l’élève à la méthode scientifique avec tout ce qu’elle
comporte de rigueur, d’esprit critique et d’honnêteté intellectuelle, et qui
comporte:
-
la pratique de la méthode
expérimentale afin de développer ses facultés d’observation, de collecte des
données et d’interprétation des résultats,
-
la formulation mathématique des lois physiques
et la construction de modèles,
-
la résolution de problèmes concrets.
· former l’élève à la compréhension des messages scientifiques contenus dans
les schémas, les graphiques et les médias.
· habituer l’élève à l’expression scientifique correcte à travers
l’utilisation de la terminologie appropriée et des représentations abstraites.
· habituer l’élève au travail en équipe à travers le travail expérimental et
les discussions.
· contribuer à créer chez l’élève le comportement de citoyen responsable
pouvant prendre des décisions basées sur l’attitude scientifique.
· rendre l’élève conscient du développe- ment des idées en physique et de
leur interaction avec le développement de la pensée humaine en général.
|
Thème |
Première année |
Deuxième année |
Troisième année |
|
Electricité |
-
Electrostatique: charge électrique
et loi de Coulomb. -
Différence de potentiel, courant électrique,
conducteurs ohmiques, énergie et puissance. - Générateurs, récepteurs, circuits électriques. |
-
Electrostatique: champ électrique
et énergie potentielle. -
Condensateurs: capacité, énergie,
groupement, effets d’un diélectrique. - Electromagnétisme: champ magnétique et force de Laplace. - Mouvements des
particules chargées dans un champ électrique uniforme et dans un champ
magnétique uniforme avec v0 perpendiculaire à B. Applications. |
-
Electromagnétisme: induction
électromagnétique, lois de Faraday et de Lenz, bobines, générateurs, moteurs.
-
Oscillations électromagnétiques.
Applications. - Courant alternatif sinusoïdal: sources, circuits, puissance.
Applications: transformateur et transport de l’énergie électrique |
|
Electronique |
|
-
Semi- conducteurs: conduction,
types, jonction P-N, caractéristiques i(v), applications. -
Transistors: fonctionnement et
applications. - Amplificateur opérationnel: fonctionnement et applications. |
|
|
Mécanique |
-
Cinématique de translation
rectiligne: mouvement, vitesse et accélération. -
Forces et interactions. -
Lois du mouvement. - Interaction gravitationnelle. |
-
Mouvement plan d’une particule.
Applications: projectile et satellite. Lois de Kepler. -
Systèmes matériels. Centre de
masse. -
Dynamique de rotation.
Applications. - Travail et énergie: travail d’une force constante, puissance, variation
de l’énergie potentielle de pesanteur, énergie cinétique et théorème de
l’énergie cinétique, énergie mécanique et sa conservation. |
-
Lois de conservation: quantité de
mouvement, moment cinétique, énergie. Applications. -
Dynamique des fluides: équation de
Bernoulli. - Oscillations: mouvement harmonique simple, notions sur les oscillations
amorties et forcées, résonance. - Relativité
restreinte: postulats d’Einstein et conséquences. Equivalence masse -
énergie. |
|
Chaleur |
|
-
Gaz parfaits: lois et équation
d’état. -
Théorie cinétique des gaz:
pression, énergie cinétique et température. -
Changement d’état. -
Equilibre thermique: loi zéro de
la thermodynamique. -
Première loi de la
thermodynamique. -
Machines thermiques et rendements. |
|
|
Ondes |
-
Ondes mécaniques:
caractéristiques, ondes transversales et ondes longitudinales, phénomènes
associés. - Ondes lumineuses: caractéristiques. |
-
Réflexion et superposition des
ondes. -
Ondes stationnaires. -
Ondes sonores: énergie, effet
Doppler, sons musicaux, effets biologiques. |
|
|
Optique |
-
Réflexion et miroirs. -
Réfraction et lentilles. - Applications à quelques instruments d’optique. |
|
-
Aspect ondulatoire de la lumière:
caractéristiques, lumière cohérente, spectre électromagnétique. Polarisation
linéaire, diffraction, interférence. - Aspect corpusculaire: quantification de l’énergie, effet photoélectrique |
|
Physique moderne |
|
|
-
Atomes: modèles de l’atome,
niveaux d’énergie, spectres et laser. -
Noyaux: constitution,
radioactivité, réactions nucléaires (fusion et fission), effets du
rayonnement sur la matière vivante. Applications. -
Univers: big-bang et expansion de
l’univers. Vie et mort des étoiles. |
|
Thème |
Première année |
Deuxième année |
Troisième année |
|
Electricité |
-
Electrostatique: charge électrique
et loi de Coulomb. -
Différence de potentiel, courant
électrique, conducteurs ohmiques, énergie et puissance. - Générateurs, récepteurs, circuits électriques. |
-
Electrostatique: champ électrique
et énergie potentielle. -
Condensateurs: capacité, énergie,
groupement, effets d’un diélectrique. - Electromagnétisme: champ magnétique et force de Laplace. - Mouvements des
particules chargées dans un champ électrique uniforme et dans un champ
magnétique uniforme avec v0 perpendiculaire à B. Applications. |
-
Induction électromagnétique. -
Courant alternatif sinusoïdal: sources, circuits, puissance. -
Transformateur et transport
d’énergie électrique. - Applications |
|
Electronique |
|
-
Semi- conducteurs: conduction,
types, jonction P-N, caractéristiques i(v), applications. -
Transistors: fonctionnement et
applications. - Amplificateur opérationnel: fonctionnement et applications. |
|
|
Mécanique |
-
Cinématique de translation
rectiligne: mouvement, vitesse et accélération. -
Forces et interactions. -
Lois du mouvement. -
Interaction gravitationnelle. |
-
Mouvement plan d’une particule.
Applications: projectile et satellite. Lois de Kepler. -
Systèmes matériels. Centre de
masse. -
Dynamique de rotation.
Applications. -
Travail et énergie: travail d’une
force constante, puissance, variation de l’énergie potentielle de pesanteur,
énergie cinétique et théorème de l’énergie cinétique, énergie mécanique et sa
conservation. |
-
Lois de conservation: quantité de
mouvement, moment cinétique, énergie. Applications. -
Mécanique des fluides: pression
dans un liquide, tension superficielle. Equation de Bernoulli et viscosité. - Oscillations: mouvement harmonique simple, notions sur les oscillations
amorties et forcées, résonance. |
|
Chaleur |
|
-
Gaz parfaits: lois et équation
d’état. -
Théorie cinétique des gaz:
pression, énergie cinétique et température. -
Changement d’état. -
Equilibre thermique: loi zéro de
la thermodynamique. -
Première loi de la
thermodynamique. -
Machines thermiques et rendements. |
|
|
Ondes |
-
Ondes mécaniques: caractéristiques,
ondes transversales et ondes longitudinales, phénomènes associés. -
Ondes lumineuses:
caractéristiques. |
-
Réflexion et superposition des
ondes. -
Ondes stationnaires. -
Ondes sonores: énergie, effet
Doppler, sons musicaux, effets biologiques. |
|
|
Optique |
-
Réflexion et miroirs. -
Réfraction et lentilles. - Applications à quelques instruments d’optique. |
|
-
Aspect ondulatoire de la lumière:
caractéristiques, lumière cohérente, spectre électromagnétique. Polarisation
linéaire, diffraction, interférence. -
Aspect corpusculaire:
quantification de l’énergie, effet photoélectrique |
|
Physique moderne |
|
|
-
Atomes: modèles de l’atome,
niveaux d’énergie, spectres et laser. -
Noyaux: constitution,
radioactivité, réactions nucléaires (fusion et fission), effets du
rayonnement sur la matière vivante. Applications. |