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Programmes bac pro Sciences - Mathématiques et sciences ...

Les commentaires des programmes obligent les auteurs de sujet et les examinateurs. ..... Déterminer les caractéristiques d'une force électromagnétique. - Calculer le ... Utilisation d'un électroaimant. ..... Calculer la différence de pression entre deux points d'un liquide (exemple : pression exercée sur le fond d' une cuve).




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rticle 2  Le programme de sciences physiques de chaque spécialité du baccalauréat professionnel est défini à l'annexe II du présent arrêté.

Article 3  Les programmes de sciences physiques définis conformément aux dispositions des articles cidessus s'appliquent, à la rentrée de l'année scolaire 19961997 pour la classe de première professionnelle, à la rentrée de l'année scolaire 19971998 pour la classe de terminale professionnelle.

Article 4  Les programmes de sciences physiques figurant en annexe des arrêtés susvisés sont abrogés à compter de la rentrée de l'année scolaire 19961997 pour la classe de première professionnelle, à compter de la rentrée de l'année scolaire 19971998 pour la classe de terminale professionnelle.

Article 5  Le directeur des lycées et collèges est chargé de l'exécution du présent arrêté, qui sera publié au Journal officiel de la République française.


Fait à Paris, le 9 mai 1995
Pour le ministre de l'éducation nationale et par délégation,
Le directeur des lycées et collèges
Christian FORESTIER


PRÉSENTATION ET ÉLÉMENTS CONSTITUTIFS DES PROGRAMMES

1 EXPOSE DES MOTIFS

1  Les objectifs de sciences physiques

La formation de sciences physiques dispensée dans le cadre des programmes de baccalauréat professionnel a pour objet de développer les éléments de culture scientifique nécessaires à tout citoyen et de faire acquérir des méthodes et des connaissances scientifiques fondamentales et spécialisées qui faciliteront l'appropriation de la formation professionnelle.

Il faut notamment

 apporter aux élèves (1) les éléments de compréhension des fondements théoriques des formations professionnelles qu'ils reçoivent ;

 leur permettre de s'adapter à l'évolution des techniques, de disposer des éléments nécessaires aux évolutions probables dans leur vie professionnelle;

 leur donner une formation équilibrée qui leur permette d'accéder, par des parcours adaptés, à d'autres niveaux de formation ;

 leur donner la connaissance et la culture scientifiques nécessaires pour appréhender de façon avisée et responsable les questions que soulève le développement des sciences dans le monde contemporain : sauvegarde de l'environnement, maîtrise et choix des sources d'énergie, sécurité, santé...

Les choix opérés dans chaque spécialité l'ont été en étroite concertation avec les enseignements professionnels. La meilleure articulation a été recherchée également avec l'enseignement de mathématiques et avec les programmes de sciences physiques des BEP pour éviter les décalages dans les apprentissages préjudiciables à la qualité de la formation et donc à la réussite des élèves.

Il convient de rappeler que les sciences physiques, comme les autres enseignements, visent à donner aux élèves des méthodes générales de travail et qu'elles doivent contribuer à développer la qualité de leur expression écrite et orale en langue française.

2  La forme du programme

Pour répondre à ces différents objectifs, les nouveaux programmes de sciences physiques de baccalauréats professionnels comportent une formation méthodologique de base commune à toutes les spécialités où un enseignement de sciences physiques est assuré et un ensemble d'unités de formation spécifiques.

Afin de faciliter l'adaptation de cet enseignement aux différentes structures (scolaires, formation d'adultes, CFA ...) le programme présente globalement l'ensemble des connaissances à acquérir et des compétences à développer : notamment pour les formations scolaires, il ne distingue pas les programmes de première professionnelle et de terminale professionnelle.

3  L'organisation pédagogique

Les choix faits dans la définition des contenus d'enseignement supposent le plus souvent possible la pratique d'activités expérimentales par les élèves eux-mêmes lors de travaux pratiques ou en classe laboratoire. Outre l'intérêt qu'elle présente vis à vis de l'appropriation de techniques et de concepts, la démarche expérimentale
qui est au fondement de ces programmes :
contribue à former les esprits à la rigueur et à l'honnêteté intellectuelle.

Au cours des séances de TP l'enseignant conduit les élèves à mettre en oeuvre des méthodes expérimentales, à réaliser des montages, à effectuer des observations et des mesures, il suscite leur réflexion sur la pertinence des résultats. L'enseignant accorde, également en liaison avec les disciplines professionnelles, une large place aux questions relatives aux nuisances sur l'environnement ainsi qu'à la sécurité des personnes et des biens. Il s'implique dans l'exploitation des périodes de formation en milieu professionnel.

(I) Dans l'ensemble de ce texte on désignera par élève toute personne qui suivra l'enseignement de sciences physiques, que cet enseignement soit ou non dispensé en milieu scolaire.
L'utilisation des calculatrices étant généralisée dans la vie familière, il ne serait pas concevable de se priver de l'apport de leur emploi dans l'enseignement des sciences physiques; cependant cet emploi ne doit pas faire obstacle à la pratique du calcul mental pour la détermination des ordres de grandeur. Quel que soit le moyen mis en oeuvre pour effectuer les calculs numériques, l'enseignant habitue les élèves à s'interroger sur la vraisemblance de la valeur trouvée.

L'utilisation des ordinateurs et des interfaces doit être encouragée, notamment en travaux pratiques, dès lors que l'équipement de l'établissement le permet. Cette utilisation est orientée dans différentes voies en particulier l' acquisition et le traitement de données et la modélisation.

II  LA FORMATION METHODOLOGIQUE DE BASE

1  Le principe

Les acquis en sciences physiques des futurs candidats à un baccalauréat professionnel sont très différents suivant les formations qu'ils ont reçues auparavant, liées notamment à la diversité des programmes des BEP mais également à celle des parcours suivis. La formation méthodologique de base, commune à toutes les spécialités dans lesquelles les sciences physiques sont enseignées, a pour objet de revoir et de compléter les acquis fondamentaux et d'aider à l'appropriation de méthodes : elle permet ainsi à l'enseignant d'aborder l'étude des unités spécifiques sur la base de compétences communes.

Par la maîtrise des compétences et des connaissances fondamentales qu'elle vise, la formation méthodologique de base rend aussi envisageable un éventuel changement de voie de formation voire une poursuite ultérieure d'études. Elle facilitera l'adaptation à l'évolution de la profession et la progression dans la carrière professionnelle.



2 - La forme du programme

Le programme de la formation méthodologique de base précise les compétences exigibles (savoir-faire et connaissances à mettre en œuvre) que les élèves doivent acquérir.

Ces compétences exigibles sont explicitées dans le paragraphe 1 du document « formation méthodologique de base » ciaprès,
partie A.

Elles sont acquises lors de séances de travaux pratiques durant lesquelles le professeur conduit l'élève à se poser des questions relatives au bien fondé d'une méthode ou d'une technique, à la précision des mesures, à leur reproductibilité, au choix d'un appareillage, à la qualité d'un produit élaboré, au rendement d'une synthèse, au respect des consignes de sécurité.

L'élève est placé dans différents champs de la physique et de la chimie afin de montrer la permanence de ces questions et des approches pour leur apporter des réponses ainsi que pour généraliser, à chaque fois que cela est possible, les méthodes utilisées.

Les champs dans lesquels doivent être mises en œuvre les compétences de base sont explicités dans la colonne de gauche du document. La colonne de droite propose des exemples d'activités expérimentales possibles : leur choix relève de la responsabilité de l'enseignant en fonction des acquis des élèves ainsi que des matériels disponibles et des besoins constatés dans la spécialité concernée.

Aucune des activités expérimentales figurant dans le tableau n'est donc obligatoire ; le professeur peut préférer d'autres exemples en s'inspirant notamment des activités supports des unités spécifiques. Il est par contre demandé, dans un souci de formation équilibrée, de mettre en œuvre au moins une activité expérimentale dans chaque champ d'application (électricité I, électricité II, mécanique, acoustique, optique, chimie I, chimie II).

La formation méthodologique de base n'est donc pas un tronc commun, formule qui conduirait à des activités identiques dans tous les baccalauréats professionnels. Il s'agit par contre de mettre en œuvre des activités expérimentales prenant en compte les spécificités du baccalauréat professionnel considéré et de dégager à travers elles des méthodes et des savoir-faire expérimentaux généraux.

3  L'organisation Pédagogique

La formation méthodologique de base est dispensée au cours de séances de travaux pratiques de 2 heures.
Le plus souvent, les sujets de ces séances sont indépendants les uns des autres.
Durant ces séances, les élèves sont entraînés à dégager les méthodes mises en œuvre l'enseignant rappelant et complétant les connaissances fondamentales de physique et de chimie relatives au champ d'application choisi dans la colonne de gauche du tableau.
Un compte rendu de travaux pratiques, correctement rédigé, est généralement demandé en fin de séance.
La formation méthodologique de base est enseignée de façon sensiblement égale sur les deux années du cycle de formation, avec une répartition qui s'articule harmonieusement avec l'étude des unités spécifiques. 20 à 30 % de l'horaire global lui est consacré.


III  LES UNITES SPECIFIQUES

1  Le principe

Les unités spécifiques apportent aux élèves des méthodes et des connaissances dans des champs particuliers des sciences physiques dans le but de faciliter l'appropriation immédiate des formations professionnelles.
Les unités spécifiques retenues pour un baccalauréat professionnel donné sont donc celles dont l'apport est particulièrement important pour la formation professionnelle de ce baccalauréat.
Le professeur de sciences physiques doit veiller à développer l'enseignement des unités spécifiques en relation étroite avec ses collègues des enseignements professionnels.

2  La forme du programme

La rédaction du programme des unités spécifiques fait apparaître des contenus, des exigences, des activités support et des commentaires.

Les contenus

Dans la colonne contenus figure la liste des notions qui doivent être traitées dans le cours. Cette liste n’a, en aucune manière, pour objet de suggérer un ordre de présentation des différentes rubriques.

Une étroite concertation avec les professeurs d'enseignement professionnel permet de déterminer la progression la mieux adaptée.

Les exigences

La colonne exigences énumère la totalité des savoir-faire théoriques et expérimentaux exigibles lors des contrôles et à l'examen.

Les relations mathématiques entre des grandeurs physiques qui sont la traduction immédiate des savoir-faire théoriques exigibles doivent pouvoir être explicitées par les élèves ainsi que les formules qui devaient être acquises dans les classes antérieures ; la connaissance de toute autre relation ou formule n'est pas exigible sauf mention explicite contraire dans le programme: "formule à connaître". En conséquence, si des formules non exigibles sont nécessaires pour la résolution d'une question, elles seront données dans l'énoncé de la question qu'il s'agisse d'un contrôle ou de l'examen, aucun formulaire de physique n'étant autorisé durant les épreuves.

On remarque que seul un très petit nombre de « formule à connaître » figure dans la colonne des exigences. Il est en effet apparu préférable de demander aux élèves de savoir exploiter une relation fournie plutôt que d'avoir une connaissance encyclopédique de relations mal assimilées.

Les activités support

Les activités support constituent des exemples d'activités, le plus souvent expérimentales, que le professeur ou les élèves peuvent mettre en œuvre.
Les exemples proposés sont généralement adaptés à l'ensemble des baccalauréats professionnels concernés par l'unité spécifique.
Aucun des exemples suggérés n'est obligatoire, le professeur devant d'ailleurs préférer faire appel à des activités support qu'il juge plus directement en rapport avec le baccalauréat professionnel concerné.
Les commentaires

Les commentaires ont pour objet d'apporter aux professeurs des précisions sur le programme.
Il peut s'agir notamment de limiter les développements du programme, d'apporter des informations d'ordre pédagogique ou scientifique, de donner des indications sur la manière de prendre en compte telle ou telle particularité d'un baccalauréat professionnel donné.
Les commentaires des programmes obligent les auteurs de sujet et les examinateurs.




3 - L'organisation pédagogique

L'enseignement des unités spécifiques est essentiellement dispensé en classe laboratoire ou en travaux pratiques.
Durant ces séances le professeur dégage les connaissances et les savoir-faire particulièrement essentiels à la formation professionnelle et met en œuvre des méthodes, notamment celles acquises dans la formation méthodologique de base.
Le professeur établit sa progression en prenant en compte :
les besoins de la formation professionnelle,
les acquis de mathématiques,
sa programmation de la formation méthodologique de base.

Afin de faciliter la gestion de son enseignement, les contenus spécialisés de sciences physiques ont été répartis entre les unités spécifiques (partie B ciaprès) en prenant en compte les volumes horaires nécessaires pour les traiter. Les durées indicatives, portées sur chaque unité spécifique, incluent le temps à consacrer aux contrôles.








A - FORMATION METHODOLOGIQUE DE BASE


1 ( COMPETENCES EXIGIBLES

La formation de base est enseignée de façon sensiblement égale sur les deux années du cycle de formation, avec une répartition qui s'articule harmonieusement avec l'étude des unités spécifiques. 20 à 30 % de l'horaire global lui est consacré.

Méthodes et savoirfaire expérimentaux

réaliser un montage expérimental, à partir d'un schéma ou d'un document technique
interpréter et exploiter les indications d'une étiquette, de la plaque signalétique d'un appareil, d'un document technique
exécuter un protocole expérimental
utiliser un appareil de mesure (ampèremètre, voltmètre, ohmmètre, multimètre, oscilloscope, sonomètre, pHmètre)
étalonner un appareil à l'aide d'une référence
régler un appareil
utiliser la verrerie courante de laboratoire (bêcher, pipette jaugée, burette, fiole jaugée)
respecter les règles de sécurité

Compte rendu d'une étude expérimentale

 dessiner un schéma normalisé à partir d'un circuit électrique
 tracer un graphique à partir d'un tableau de valeurs
 rendre compte d'observations
2  CHAMPS D'APPLICATION ET EXEMPLES D'ACTIVITES

Dans un souci de formation équilibrée, au moins une activité expérimentale doit être mise en œuvre dans chaque champ d'application (Electricité I, Electricité II, Mécanique, Acoustique, Optique, Chimie I, Chimie II).


CHAMPS D’APPLICATIONEXEMPLES D'ACTIVITÉS MISES EN ŒUVRE AU COURS DE STANCES DE TRAVAUX PRATIQUES
Aucune des activités expérimentales figurant dans la colonne cidessous n'est obligatoire: pour chaque champ d'application, le professeur peut préférer d'autres exemples, notamment inspires des activités support des unités spécifiques
Électricité I
(Courant continu)

tension et intensité
caractéristique courant  tension d'un dipôle passif et d'un dipôle actif
 mesure d'intensité ou de tension en vue de vérifier une loi, de construire la caractéristique d'un dipôle passif ou actif

 étude expérimentale de circuits électriques d'intérêt pratique, pouvant faire intervenir des composants électroniques
Électricité II
(Courant alternatif sinusoïdal)

 période, fréquence, valeurs efficace et maximale d'une tension sinusoïdale
 visualisation de tensions de différentes natures

 mesure d'une période, d'une fréquence, des valeurs maximale et efficace d'une tension sinusoïdale

 réalisation et étude expérimentale d'un montage redresseur
Mécanique

conditions générales d'équilibre d'un solide


- réalisation de l'équilibre d'un système
- étude des leviers industriels
 étude des caractéristiques des fixations de consoles supportant des charges
 étude des facteurs d'adhérence et de frottement
Acoustique

hauteur et fréquence
niveau d'intensité acoustique

 mesure de la fréquence d'un son (voix, instrument de musique, diapason, hautparleur couplé à un GBF)

 mise en évidence, à l'aide d'un sonomètre, de l'influence d'un isolant phonique

Optique
réflexion
réfraction, angle limite vérification expérimentale des lois de la réflexion et de
la réfraction
 détermination de l'angle limite; application à la fibre optique

 réglage d'un système optique ; obtention d'une image nette
Chimie I (Solutions aqueuses)

espèces ioniques en solution
concentration
 préparation d'une solution de concentration donnée  réalisation d'un dosage acidebase

 étude qualitative d'une eau : détermination de sa dureté, des concentrations en ions hydrogénocarbonate et chlorure

 choix d'un détergent ou d'un solvant à partir de tests chimiques et de documents techniques
Chimie II (Chimie organique)

comportement des matières plastiques

 observation du comportement thermique des matières plastiques
- observation du comportement des matières plastiques visàvis des agents chimiques (acides, bases, solvants...)
reconnaissance de l'appartenance d'une matière plastique à une famille.
 B . UNITES SPECIFIQUES : TABLEAU RECAPITULATIF

DOMAINESUNITES SPECIFIQUES
ELECTRICITEEt: RégimeE2 : Transport et E3 : PuissanceE4: Electro-E5: MoteursE6: Electronique E7: Principes desinusoïdalsécuritéélectriquemagnétismeélectriquesfonctionnementde transducteurs10h5h5h5h10h10h10hMECANIQUEM I : Cinéma tiqueM2 : DynamiqueM3: EnergieM4.-Statique desM5 : Fluides enM6 : EnergieM7 : Vibrations M8 : Ondesmécaniquefluidesmouvementhydraulique10h10h10h5h10h5h5h 5h ACOUSTIQUEA1 : Productionpropagationperception d'unson
10hOPTIQUEO1 : LentillesO2 : Lumière etO3 : PhotométrieO4 : Détecteurs,convergentescouleuramplificateurs delumière5h5h5h5hTHERMO-T1 : Chaleur etT2 : Conduction T3 : Gaz parfait T4 : PrincipesDYNAMIQUErayonnementthermique-IsolationI0h5h5h5hCHIMIEC1 : Acide baseC2: Oxydo-C3 : Corrosion-C4 : MétauxC5 : EquilibresC6: Cinétique etC7 : Techniques GENERALEréduction enprotectionmétallurgiechimique encatalyseinswmentalessolutionphase gazeused'analyse10h10h10 h10h10h5hOh
1CHIMIEC8 : AlcanesC9 : MatériauxC10 : Matériaux C 11 : Structures C 12 : Molécules C13 : TextilesORGANIQUEorganiquesorganiquespropriétés desdu vivantpolyadditionpolycondensation matériaux10h5h10 h10h5h15hC14 : CimentsC15 : CHIMIEplâtresCéramiquesINORGANIQUEverres10h5 h
ELECTRICITE
Unité spécifique E1
REGIME SINUSOIDALE
Durée indicative : 10 heures

CONTENUS

Régime sinusoïdal monophasé

Valeur instantanées d’une tension, de l’intensité d’un courant ; pulsation ;
Représentation de Fresnel
Addition des tensions et addition des intensités.
Déphasage entre deux tensions, deux intensités, une tension et une intensité
Impédance, déphasage entre tension et intensité pour un conducteur ohmique, une bobine et un condensateur.

Régime sinusoïdal triphasé

Tension simple, tension composée.
Systèmes équilibrés étoile et triangle.
Dans le cas d’un montage équilibré étoile ou triangle, intensité du courant de ligne et intensité du courant dans une des branches.

EXIGENCES

Savoir-faire théoriques

Calculer une pulsation connaissant la période ou la fréquence.
Formules à connaître : Umax, = U  EQ \r( 2) , Imax,= I  EQ \r( 2)  , T= 1/f, ( = 2(f.
Construire un diagramme de Fresnel associé à un groupement en série d'un dipôle résistif et d'une bobine parfaite et déduire la valeur efficace de la tension aux homes du groupement et son déphasage par rapport à l'intensité du courant.
Calculer l'impédance et le déphasage couranttension d'une bobine parfaite ou réelle, d'un condensateur. Seule formule à connaître: Z= U/I.
Construire le diagramme de Fresnel des tensions simples ou des tensions composées.
Calculer, dans le cas d'un montage triangle équilibré l'intensité du courant de ligne à partir de l'intensité du courant dans une branche et réciproquement.

Savoir-faire expérimentaux

Mesurer une impédance par la méthode voltampèremétrique.
Déterminer le déphasage entre deux grandeurs à l'aide de l'oscilloscope.
Réaliser un montage étoile ou triangle équilibré.

EXEMPLES D’ACTIVITES SUPPORT

Visualisation de deux tensions à l'oscilloscope, mesure du déphasage de l'une par rapport à l'autre.  Mesure de l'impédance d'un récepteur par la méthode voltampèrermétrique.
Montage de lampes en systèmes triphasés équilibrés, mesure des tensions et des intensités.

COMMENTAIRES
 Dans le cas de l'addition des intensités et de l'addition des tensions, on se limite à deux grandeurs.
On note ( =  EQ \b( EQ \o(I ;\s\up10( CARSPECIAUX 190 \f "symbol"\s7  CARSPECIAUX 190 \f "symbol"\s7  CARSPECIAUX 174 \f "symbol"\s7 )), EQ \o(U ;\s\up10( CARSPECIAUX 190 \f "symbol"\s7  CARSPECIAUX 190 \f "symbol"\s7  CARSPECIAUX 174 \f "symbol"\s7 )))  le déphasage entre i(t) et u(t) ; ainsi i en retard sur u ( ( >0 i en avance sur u ( (