La classe de seconde professionnelle permet aux élèves de consolider leur maîtrise du socle commun de connaissances, de compétences et de culture afin de réussir la transition du collège vers la voie professionnelle. Elle les prépare au cycle terminal dans l’objectif d’une insertion professionnelle ou d’une poursuite d’études supérieures réussie.
PROGRAMME PHYSIQUE - CHIMIE (BO spécial n°5 du 11 avril 2019)
| ICONES | COMPÉTENCES | CAPACITÉS ASSOCIÉES |
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S’approprier | - Rechercher, extraire et organiser l’information.
- Traduire des informations, des codages. |
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Analyser - Raisonner | Émettre des conjectures, formuler des hypothèses.
- Proposer une méthode de résolution. - Choisir un modèle ou des lois pertinentes. - Élaborer un algorithme. - Choisir, élaborer un protocole. - Évaluer des ordres de grandeur. |
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Réaliser | Mettre en œuvre les étapes d’une démarche.
- Utiliser un modèle. - Représenter (tableau, graphique...), changer de registre. - Calculer (calcul littéral, calcul algébrique, calcul numérique exact ou approché, instrumenté ou à la main). - Mettre en œuvre des algorithmes. - Expérimenter – en particulier à l’aide d’outils numériques (logiciels ou dispositifs d’acquisition de données…). - Faire une simulation. - Effectuer des procédures courantes (représentations, collectes de données, utilisation du matériel…). - Mettre en œuvre un protocole expérimental en respectant les règles de sécurité à partir d’un schéma ou d’un descriptif. - Organiser son poste de travail. |
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Valider | - Exploiter et interpréter les résultats obtenus ou les observations effectuées afin de répondre à une problématique.
- Valider ou invalider un modèle, une hypothèse en argumentant. - Contrôler la vraisemblance d’une conjecture. - Critiquer un résultat (signe, ordre de grandeur, identification des sources d’erreur), argumenter. - Conduire un raisonnement logique et suivre des règles établies pour parvenir à une conclusion (démontrer, prouver). |
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Communiquer | À l’écrit comme à l’oral :
- rendre compte d’un résultat en utilisant un vocabulaire adapté et choisir des modes de représentation appropriés ;
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SÉCURITÉ : COMMENT TRAVAILLER EN TOUTE SÉCURITÉ ?
- Objectifs
Ce module transversal est destiné à sensibiliser aux risques liés à l’utilisation d’appareils électriques, de produits chimiques, de sources lumineuses ou sonores et à former au respect des règles d’utilisation associées afin que l’élève adopte un comportement responsable, notamment lors des activités expérimentales, dans le respect des règles de sécurité.
- Liens avec le cycle 4
Expliquer les fondements des règles de sécurité en chimie, électricité et acoustique. Réinvestir ces connaissances ainsi que celles sur les ressources et sur l’énergie, pour agir de façon responsable.
- Capacités et connaissances
| CODE | CAPACITÉS | CONNAISSANCES |
| SE1 | Identifier un pictogramme sur l’étiquette d’un produit chimique de laboratoire ou d’usage domestique.
Identifier et appliquer les règles liées au tri sélectif des déchets chimiques. Utiliser de façon raisonnée les équipements de protection individuelle adaptés à la situation expérimentale en chimie. |
Savoir que les pictogrammes et la lecture de l’étiquette d’un produit chimique renseignent sur les risques encourus et sur les moyens de s’en prévenir, sous forme de phrases de risques et de phrases de sécurité.
Connaître les équipements de protection individuelle et leurs conditions d’utilisation. |
| Justifier la présence et les caractéristiques des dispositifs permettant d’assurer la protection des matériels et des personnes (coupe-circuit, fusible, disjoncteur, disjoncteur différentiel, mise à la terre). | Connaître les principaux dispositifs de protection présents dans une installation électrique et leur rôle. | |
| Identifier les dangers d’une exposition au rayonnement d’une source lumineuse dans le visible ou non : par vision directe, par réflexion.
Utiliser de façon raisonnée les équipements de protection individuelle adaptés à la situation expérimentale en optique. |
Connaître certaines caractéristiques de la lumière émise par une source laser (monochromaticité, puissance et divergence du faisceau laser).
Connaître l’existence de classes de laser. Connaître les dangers, pour la santé (œil, peau), d’une exposition au rayonnement. |
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| Utiliser les protections adaptées à l’environnement sonore de travail. | Connaître le seuil de dangerosité et de douleur pour l’oreille humaine (l’échelle de niveau d’intensité acoustique étant fournie). |
- Exemple d’algorithme
Déterminer la fréquence d’apparition d’une lettre dans un texte.
- Commentaires
Les déciles et les centiles peuvent être présentés lorsque leur étude est pertinente pour la situation traitée.
Fluctuations d’une fréquence selon les échantillons, probabilités
- Objectifs
L’objectif de ce module est de formaliser les notions élémentaires de probabilités abordées au cycle 4 et de faire percevoir la loi des grands nombres de manière expérimentale. Il se traite en prenant appui sur des situations concrètes, issues de la vie courante ou du domaine professionnel. La compréhension et l’acquisition des concepts sont facilitées par l’expérimentation réalisée à l’aide de simulations informatiques. L’ensemble des issues est fini.
- Liens avec le cycle 4
Au cycle 4, les élèves ont découvert le vocabulaire relatif aux probabilités. Ils ont abordé les questions relatives au hasard et sont capables de calculer des probabilités dans des cas simples. Ils ont exprimé des probabilités sous diverses formes (décimale, fractionnaire, pourcentage) et fait le lien entre fréquences et probabilité, en constatant le phénomène de stabilisation des fréquences.
En seconde, les élèves réinvestissent ces notions et découvrent les arbres de dénombrement.
- Capacités et connaissances
| CODE | CAPACITÉS | CONNAISSANCES |
| Expérimenter pour observer la fluctuation des fréquences (jets de dés, lancers de pièces de monnaie…).
Réaliser une simulation informatique, dans des cas simples, permettant la prise d’échantillons aléatoires de taille n fixée, extraits d’une population où la fréquence p relative à un caractère est connue. Déterminer l’étendue des fréquences, relatives à un caractère, de la série d’échantillons de taille n obtenus par expérience concrète ou simulation. |
Vocabulaire des probabilités : expérience aléatoire, ensemble des issues (univers), événement, probabilité.
Expérience aléatoire à deux issues. Échantillon aléatoire de taille n pour une expérience à deux issues (avec remise). Notion de tirage au hasard et avec remise de n éléments dans une population où la fréquence p relative à un caractère est connue. Fluctuation d’une fréquence relative à un caractère, sur des échantillons de taille n fixée. |
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| Estimer la probabilité d'un événement à partir des fréquences. | Stabilisation relative des fréquences vers la probabilité de l'événement quand n augmente. | |
| Calculer la probabilité d'un événement dans le cas d'une situation aléatoire simple. Faire preuve d'esprit critique face à une situation aléatoire simple. | Dénombrements à l’aide de tableaux à double entrée ou d’arbres. |
- Exemples d’algorithmes et d’activités numériques
- Modifier une simulation donnée (par exemple, en augmentant la taille de l’échantillon pour percevoir une version vulgarisée de la loi des grands nombres : « Lorsque n est grand, sauf exception, la fréquence observée est proche de la probabilité »).
- Utiliser une simulation fournie pour estimer une probabilité non triviale. Écrire des fonctions permettant de simuler une expérience aléatoire, une répétition d’expériences aléatoires indépendantes.
- Commentaires
- Le vocabulaire des probabilités est présenté en situation.
- Dans le cadre de la programmation, on peut s’intéresser à des exemples pour lesquels l’univers est infini (franc carreau, cible…).
ÉLECTRICITÉ : COMMENT CARACTÉRISER ET EXPLOITER UN SIGNAL ÉLECTRIQUE ?
- Objectifs
Il s’agit de consolider et de compléter les notions d’électricité étudiées au collège. L’électricité est un domaine riche sur le plan expérimental mais délicat à appréhender par les élèves car les grandeurs électriques ne sont pas directement « perceptibles ». Aussi convient-il de préciser la signification physique des grandeurs électriques et de leur donner du sens grâce à l’utilisation et à la mise en œuvre de dipôles couramment utilisés comme des capteurs (par exemple : température, intensité lumineuse…).
Les capacités et connaissances sont introduites au sein des autres modules du programme de physique - chimie faisant appel à ces notions.
- Liens avec le cycle 4
Réaliser des circuits électriques simples et exploiter les lois de l’électricité.
- Capacités et connaissances
| CODE | CAPACITÉS | CONNAISSANCES |
| EL1 | Lire et représenter un schéma électrique.
Réaliser un montage à partir d’un schéma. Identifier les grandeurs, avec les unités et symboles associés, indiquées sur la plaque signalétique d’un appareil. Mesurer l’intensité d’un courant électrique. Mesurer la tension aux bornes d’un dipôle. Utiliser la loi des nœuds, la loi des mailles dans un circuit comportant au plus deux mailles. |
Connaître les appareils de mesure de l’intensité et de la tension.
Connaître les unités de mesure de l’intensité et de la tension. |
| Identifier les grandeurs d’entrée et de sortie (avec leur unité) d’un capteur.
Réaliser et exploiter la caractéristique du dipôle électrique constitué par un capteur, modélisé par la relation U = ƒ(I). |
Connaître la relation entre U et I pour des systèmes à comportement de type ohmique. | |
| Distinguer une tension continue d’une tension alternative.
Reconnaître une tension alternative périodique. Déterminer graphiquement la valeur maximale et la période d’une tension alternative sinusoïdale. Exploiter la relation entre la fréquence et la période. Décrire un signal périodique et donner les valeurs le caractérisant (valeur efficace et valeur maximale, période, fréquence). |
Connaître les grandeurs permettant de décrire une tension sinusoïdale monophasée ainsi que leur unité (valeur maximale, valeur efficace, période, fréquence).
Savoir que la tension du secteur en France est alternative et sinusoïdale, de valeur efficace 230 V et de fréquence 50 Hz. Connaître la relation entre la fréquence et la période. Pour un signal sinusoïdal, connaître la relation entre la valeur efficace et la valeur maximale. |
- Liens avec les mathématiques
- Modélisation et exploitation de représentations graphiques.
- Utilisation et transformation de formules.
- Identification de situation de proportionnalité.
- Notion de fonction et valeurs associées.
- Fonctions affines.
MÉCANIQUE : COMMENT DÉCRIRE LE MOUVEMENT ?
- Objectifs
L’objectif de ce module est de consolider la distinction entre la description du mouvement au cours du temps et celle des actions subies par l’objet étudié qui se fait à un instant donné. Les capacités et connaissances visées permettent de décrire le mouvement d’un objet (il s’agit à cette occasion d’utiliser et d’interpréter des enregistrements de mouvements provenant de vidéos, de chronophotographies ou d’acquisition numérique de données), tant du point de vue de ses caractéristiques qu’en termes d’interactions.
- Liens avec le cycle 4
- Caractériser un mouvement.
- Modéliser une action par une force caractérisée par une direction, un sens et une valeur.
- Capacités et connaissances
| CODE | CAPACITÉS | CONNAISSANCES |
| ME1 | Délimiter un système et choisir un référentiel adapté. Reconnaître un état de repos ou de mouvement d’un objet par rapport à un autre objet. Différencier trajectoire rectiligne, circulaire et quelconque pour un point donné d’un objet. | Savoir qu’un mouvement ne peut être défini que dans un référentiel choisi. |
| Identifier la nature d’un mouvement à partir d’un enregistrement. Déterminer expérimentalement une vitesse moyenne dans le cas d’un mouvement rectiligne. Utiliser la relation entre vitesse moyenne, distance parcourue et durée. | Connaître l’existence de mouvements de natures différentes : mouvement uniforme et mouvement uniformément varié (accéléré ou ralenti). Connaître la relation entre vitesse moyenne, distance parcourue et durée. | |
| Déterminer expérimentalement la fréquence de rotation d’un mobile. Utiliser la relation entre vitesse, diamètre et fréquence de rotation. | Connaître les notions de fréquence de rotation et de période. | |
| Faire l’inventaire des actions mécaniques qui s’exercent sur un solide. | Savoir qu’une action mécanique peut se modéliser par une force. | |
| Représenter et caractériser une action mécanique par une force. Vérifier expérimentalement les conditions d’équilibre d’un solide soumis à deux ou trois forces de droites d’actions concourantes. Mesurer la valeur du poids d’un corps. | Connaître les caractéristiques d’une force (droite d’action, sens et valeur en newton). Connaître les caractéristiques du poids d’un corps (vertical, du haut vers le bas et valeur en newton). Connaître et utiliser la relation entre le poids et la masse. |
- Liens avec les mathématiques
- Proportionnalité.
- Utilisation et transformation de formules.
- Tracés géométriques et mesures. volume.
CHIMIE : COMMENT CARACTÉRISER UNE SOLUTION ?
- Objectifs
Dans la continuité du thème « Organisation et transformation de la matière » abordé au cours de la scolarité obligatoire, ce module permet de consolider et d’approfondir la description de la matière à l’échelle macroscopique et à l’échelle microscopique. Une approche quantitative simple est possible avec la détermination d’une concentration massique lors d’une dissolution.
- Liens avec le cycle 4
- Solutions : solubilité, miscibilité.
- Molécules, atomes et ions, formule chimique d’une molécule.
- Mettre en œuvre des tests caractéristiques d’espèces chimiques à partir d’une banque fournie.
- Transformation chimique : conservation de la masse, redistribution d’atomes, notion d’équation chimique.
- Mesure du pH d’une solution.
- Capacités et connaissances
| CODE | CAPACITÉS | CONNAISSANCES |
| CH1 | Identifier expérimentalement des espèces chimiques en solution aqueuse. | Connaître la différence entre ion, molécule et atome. |
| CH2 | Reconnaître et nommer le matériel et la verrerie de laboratoire employés lors des manipulations. | |
| CH3 | Reconnaître expérimentalement le caractère acide, basique ou neutre d’une solution. Mesurer un pH. Réaliser expérimentalement une dilution. | Savoir qu’une solution acide a un pH inférieur à 7 et qu’une solution basique a un pH supérieur à 7. Connaître les effets de la dilution sur la valeur du pH. |
| CH4 | Préparer une solution de concentration massique donnée, par dissolution. | Connaître la notion de concentration massique d’un soluté (en g/L). |
- Liens avec les mathématiques
Proportionnalité
ACOUSTIQUE : COMMENT CARACTÉRISER ET EXPLOITER UN SIGNAL SONORE ?
- Objectifs
Les objectifs de ce module sont de déterminer les caractéristiques d'un son, d’analyser son impact sur l’oreille humaine afin de protéger l’audition lors des activités professionnelles ou des activités de loisirs.
- Liens avec le cycle 4
- Caractériser différents types de signaux (lumineux, sonores, radio…).
- Utiliser les propriétés de ces signaux.
- Notion de fréquence : sons audibles, infrasons et ultrasons.
- Vitesse de propagation.
- Capacités et connaissances
| CODE | CAPACITÉS | CONNAISSANCES |
| AC1 | Déterminer la période ou la fréquence d’un son pur. Caractériser un son par sa fréquence et son niveau d’intensité acoustique. Mesurer le niveau d’intensité acoustique. Exploiter une échelle de niveau d’intensité acoustique. Classer les sons du plus grave au plus aigu, connaissant leur fréquence. | Savoir qu’un son se caractérise par sa fréquence et son niveau d’intensité exprimé en décibels. Connaître les seuils de dangerosité et de douleur pour l’oreille humaine (l’échelle de niveau d’intensité acoustique étant fournie). |
| Comparer expérimentalement les atténuations phoniques de différents milieux traversés. | Savoir que les isolants phoniques sont des matériaux qui absorbent une grande partie de l’énergie véhiculée par les signaux sonores. | |
| Mettre en œuvre des émetteurs et des capteurs piézoélectriques. | ||
| Mettre en œuvre une chaîne de transmission d’informations par canal sonore. | Savoir que la transmission du son nécessite un émetteur, un milieu de propagation et un récepteur. |
THERMIQUE : COMMENT CARACTÉRISER LES ÉCHANGES D'ÉNERGIE SOUS FORME THERMIQUE ?
- Objectifs
Il s’agit de consolider la notion de température, à travers sa mesure par différentes techniques, de distinguer les notions de chaleur et de température et de caractériser les effets d’un transfert thermique (variation de la température d’un corps pur - changement d’état d’un corps pur).
L’introduction au module se fait au travers des principaux capteurs de température (thermosondes à résistance : thermistance, thermosonde à résistance de platine Pt100, thermocouple) qui sont mis en œuvre dans de nombreux secteurs industriels, en mettant en évidence les caractéristiques permettant de faire un choix en fonction de l’application industrielle.
C’est aussi l’occasion de se placer dans un contexte historique (histoire des thermomètres, des unités de mesure de température…).
- Liens avec le cycle 4
- Décrire la constitution et les états de la matière.
- Identifier les sources, les transferts, les conversions et les formes d’énergie.
- Capacités et connaissances
| CODE | CAPACITÉS | CONNAISSANCES |
| TH1 | Mesurer des températures. Choisir et utiliser un capteur de température. | Connaître les échelles de température : Celsius et Kelvin. Connaître différents types de thermomètres et leur principe de fonctionnement (thermomètre à résistance – thermosonde à résistance de Pt (Pt100) – thermocouple, thermomètres à infrarouge, thermomètre à cristaux liquides). |
| Vérifier expérimentalement que deux corps en contact évoluent vers un état d’équilibre thermique. | Savoir que l’élévation (diminution) de température d’un corps nécessite un apport (une perte) d’énergie.
Savoir que la chaleur est un mode de transfert d’énergie (transfert thermique) entre deux corps de températures différentes. Savoir que l’énergie échangée sous forme thermique s’exprime en joule. |
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| Vérifier expérimentalement que lors d’un changement d’état, la température d’un corps pur ne varie pas.
Calculer l’énergie nécessaire pour effectuer un changement d’état d’un corps pur de masse donnée. |
Savoir qu’un changement d’état nécessite un transfert thermique sous forme de chaleur. |
- Liens avec les mathématiques
- Notion de fonction.
- Fonction affine.
- Sens de variation d’une fonction sur un intervalle donné (fonction croissante - constante - décroissante).
- Proportionnalité.
OPTIQUE : COMMENT CARACTÉRISER ET EXPLOITER UN SIGNAL LUMINEUX ?
- Objectifs
Il s’agit :
- de consolider le modèle du rayon de lumière en mettant en évidence expérimentalement les phénomènes de réflexion et de réfraction de la lumière et en introduisant les lois fondamentales de l’optique géométrique ;
- d’approcher la dualité onde-corpuscule de la lumière avec :
- la notion de spectre de la lumière blanche (la décomposition de la lumière blanche) et de longueur d’onde ;
- la notion de photon (le principe de l'émission et de l'absorption lumineuse) ;
- d’étudier l’œil humain et sa perception des couleurs ;
- d’utiliser des photocomposants.
Les photocomposants sont utilisés dans des expériences simples permettant de mettre en évidence leurs caractéristiques et leur intérêt. De nombreuses applications sont concernées par ce module : le numérique (écrans), les arts graphiques et du spectacle, les photodétecteurs (panneaux photovoltaïques, détecteur de mouvements, ajustement de l’éclairage d’une pièce par mesure de la luminosité ambiante, lecture de code-barres).
- Liens avec le cycle 4
- Caractériser différents types de signaux (lumineux, sonores, radio…).
- Utiliser les propriétés de ces signaux.
- Capacités et connaissances
| CODE | CAPACITÉS | CONNAISSANCES |
| Vérifier expérimentalement les lois de la réflexion et de la réfraction. Déterminer expérimentalement l’angle limite de réfraction et vérifier expérimentalement la réflexion totale. | Connaître les lois de la réflexion et de la réfraction. Savoir que la réfringence d’un milieu est liée à la valeur de son indice de réfraction. Connaître la condition d’existence de l’angle limite de réfraction et du phénomène de réflexion totale. | |
| Réaliser la décomposition de la lumière blanche et sa recomposition. Positionner un rayonnement monochromatique sur une échelle de longueurs d’onde fournie. | Savoir qu’un rayonnement monochromatique est caractérisé par sa longueur d’onde. Savoir que la lumière blanche est composée de rayonnements de différentes longueurs d’onde. Connaître les limites de longueur d’onde dans le vide du domaine visible et situer les rayonnements infrarouges et ultraviolets. Connaître les effets sur la santé d’une exposition excessive aux rayonnements infrarouges et ultraviolets. | |
| Réaliser expérimentalement une synthèse additive des couleurs. Représenter et exploiter le modèle optique simplifié de l’œil. | Savoir que trois lumières monochromatiques suffisent pour créer toutes les couleurs. Savoir que l’œil réalise une synthèse additive. | |
| Réaliser une synthèse soustractive des couleurs. | Savoir que la couleur d’un objet dépend de la composition spectrale de l’éclairage. | |
| Construire expérimentalement la caractéristique d’un photocomposant (photorésistance, photodiode, phototransistor, photopile) : - en fonction de l’éclairement ; - en fonction de la longueur d’onde. Mettre en œuvre un photodétecteur. | Savoir que la lumière peut être modélisée par des photons caractérisés par leur énergie et leur longueur d’onde. Connaître la vitesse de propagation de la lumière dans le vide et dans l’air. Connaître la relation entre l’énergie d’un photon et la longueur d’onde. | |
| Mesurer un éclairement avec un luxmètre. | Connaître les grandeurs caractéristiques d’un rayonnement lumineux (flux, intensité, éclairement, longueur d’onde). Savoir que les variations de ces différentes grandeurs caractéristiques d’un rayonnement lumineux influencent le signal électrique produit par un photocomposant. |
- Liens avec les mathématiques
- Constructions géométriques.
- Trigonométrie.
- Lectures graphiques.
- Utilisation de l’écriture scientifique des nombres, utilisation des opérations sur les puissances de 10 avec les sous multiples décimaux des unités SI (micro, nano…).