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Programme-collège-cycle-3

Lien vers le programme complet publié au Journal Officiel n°11 du 26 novembre 2015

Lien vers les repères de progressivité publié au Journal Officiel n°48 du 24 décembre 2015

Lien vers la page des EPI sur CultureSciences-Physique

Lien vers la page Programme du collège cycle 4 sur CultureSciences-Physique

Une sélection de ressources du site CultureSciences-Physique pour le collège en cycle 3 :

Table des matières

Toutes les disciplines scientifiques et la technologie concourent à la construction d'une première représentation globale, rationnelle et cohérente du monde dans lequel l'élève vit. Le programme d'enseignement du cycle 3 y contribue en s'organisant autour de thématiques communes qui conjuguent des questions majeures de la science et des enjeux sociétaux contemporains.

Les objectifs de formation du cycle 3 en physique-chimie s'organisent autour de quatre thèmes :Matière, mouvement, énergie, information ; Le vivant, sa diversité et les fonctions qui le caractérisent ; Matériaux et objets techniques et La planète Terre. Les êtres vivants dans leur environnement.

Chacun de ces thèmes permet de construire des concepts ou notions qui trouvent leur application dans l'éducation au développement durable. Le concept d'énergie, progressivement construit, est présent dans chaque thème et les relie.


1. Matière, mouvement, énergie, information

- Décrire les états et la constitution de la matière à l'échelle macroscopique.

- Observer et décrire différents types de mouvements.

- Identifier un signal et une information.

Décrire les états et la constitution de la matière à l'échelle macroscopique

Mettre en oeuvre des observations et des expériences pour caractériser un échantillon de matière; Diversité de la matière : métaux, minéraux, verres, plastiques, matière organique sous différentes formes… ; L’état physique d’un échantillon de matière dépend de conditions externes, notamment de sa température ; Quelques propriétés de la matière solide ou liquide (par exemple: densité, solubilité, élasticité…); La matière à grande échelle : Terre, planètes, univers ; La masse est une grandeur physique qui caractérise un échantillon de matière; Identifier à partir de ressources documentaires les différents constituants d’un mélange. Mettre en œuvre un protocole de séparation de constituants d’un mélange ; Réaliser des mélanges peut provoquer des transformations de la matière (dissolution, réaction) ; La matière qui nous entoure (à l’état solide, liquide ou gazeux), résultat d’un mélange de différents constituants.

 

- Un dossier pluridisciplinaire sur l'eau, par les sites ENS/DGESCO.

- Pourquoi les nuages ne tombent-ils pas ?, un article de G. Bonnet, 2005.

- Pourquoi la glace se forme-t-elle d'abord en surface ?, un article de G. Bonnet, 2005.

- De la mayonnaise aux avalanches : les comportements surprenants des fluides complexes, une conférence de S. Manneville, 2007.

- Du tungstène pour les ampoules à incandescence, un article de M.-C. Artru et C. Mulet-Marquis, 2007.

- Des électrons vraiment libres ?, un article de C. Simand, 2007.

- Photovoltaïque, une conférence de N. Magnea, 2012.

- L'électron, particule élémentaire, une conférence de X. Artru, 2011.

Pour les notions de chimie, vous pouvez consulter le site ENS/DGESCO CultureSciences-Chimie.

Repères de progresivité

L'observation macroscopique de la matière sous une grande variété de formes et d'états, leur caractérisation et leurs usages relèvent des classes de CM1 et CM2. Des exemples de mélanges solides (alliages, minéraux…), liquides (eau naturelle, boissons…) ou gazeux (air) seront présentés en CM1-CM2. Des expériences simples sur les propriétés de la matière seront réalisées avec des réponses principalement « binaires » (soluble ou pas, conducteur ou pas…), la classe de sixième permet d'approfondir : saturation d'une solution en sel, matériaux plus conducteurs que d'autres. On insistera en particulier sur la notion de mélange de constituants pouvant conduire à une transformation chimique. La classe de sixième sera l'occasion de mettre en œuvre des expériences de séparation ou de caractérisation engageant un matériel plus spécifique d'un travail en laboratoire. La structure atomique ou moléculaire sera traitée en cycle 4.

En CM1 et CM2 l'observation de communications entre élèves, puis de systèmes techniques simples permettra de progressivement distinguer la notion de signal, comme grandeur physique, transportant une certaine quantité d'information, dont on définira (cycle 4 et ensuite) la nature et la mesure.


Observer et décrire différents types de mouvements

Décrire un mouvement et identifier les différences entre mouvements circulaire ou rectiligne ; Mouvement d’un objet (trajectoire et vitesse : unités et ordres de grandeur) ; Exemples de mouvements simples : rectiligne, circulaire ; Élaborer et mettre en œuvre un protocole pour appréhender la notion de mouvement et de mesure de la valeur de la vitesse d’un objet ; Mouvements dont la valeur de la vitesse (module) est constante ou variable (accélération, décélération) dans un mouvement rectiligne.

 

- Enseigner la physique expérimentale avec les smartphones, un atelier expérimental de P. Jeanjacquot, 2015.

- Le mouvement rétrograde de Mars, un article de G. Bonnet et P. Saadé, 2003.

- Animation : les phases de la Lune, un article de G. Bonnet, 2003.

- La Lune : mouvements et éclipses, une article de G. Bonnet, 2003.

- Thème : mouvement - Le rôle du professeur à la lecture des programmes : vulgarisateur ou enseignant ?, une conférence de W. Kaminski, 2016.

- Quelle est la forme de la trajectoire de la Lune dans le référentiel héliocentrique ?, un article de D. Chareyron, N. Taberlet et C.-H. Eyraud, 2015.

Repères de progresivité

L'observation et la caractérisation de mouvements variés permettent d'introduire la vitesse et ses unités, d'aborder le rôle de la position de l'observateur (CM1-CM2) ; l'étude des mouvements à valeur de vitesse variable sera poursuivie en 6ème. En fin de cycle, l'énergie (ici associée à un objet en mouvement) peut qualitativement être reliée à la masse et à la vitesse de l'objet ; un échange d'énergie est constaté lors d'une augmentation ou diminution de la valeur de la vitesse, le concept de force et d'inertie sont réservés au cycle 4.


Identifier différentes sources et connaitre quelques conversions d’énergie

Identifier des sources et des formes d’énergie ; L’énergie existe sous différentes formes (énergie associée à un objet en mouvement, énergie thermique, électrique…) ; Prendre conscience que l’être humain a besoin d’énergie pour vivre, se chauffer, se déplacer, s’éclairer… ; Reconnaitre les situations où l’énergie est stockée, transformée, utilisée ; La fabrication et le fonctionnement d’un objet technique nécessitent de l’énergie ; Exemples de sources d’énergie utilisées par les êtres humains : charbon, pétrole, bois, uranium, aliments, vent, Soleil, eau et barrage, pile… ; Notion d’énergie renouvelable ; Identifier quelques éléments d’une chaine d’énergie domestique simple ; Quelques dispositifs visant à économiser la consommation d’énergie.

 

- Concepts- Energie et entropie, une conférence de R. Balian, 2012.

- Quizz sur l'énergie, de M.-C. Artru et D. Chareyron, 2016.

- Dossier Science et énergie, 2012.

- Énergie, électricité et soutenabilité planétaire, une conférence de B. Multon, 2014.

- Les biocarburants en France et en Europe, une conférence de D. Hudebine, 2014.

- Une série de 5 articles consécutifs sur un Mémento sur l'énergie, 2013.

- Quel monde énergétique pour 2050 ?, une conférence de S. David, 2013.

Repères de progresivité

L'observation macroscopique de la matière sous une grande variété de formes et d'états, leur caractérisation et leurs usages relèvent des classes de CM1 et CM2. Des exemples de mélanges solides (alliages, minéraux…), liquides (eau naturelle, boissons…) ou gazeux (air) seront présentés en CM1-CM2. Des expériences simples sur les propriétés de la matière seront réalisées avec des réponses principalement « binaires » (soluble ou pas, conducteur ou pas…), la classe de sixième permet d'approfondir : saturation d'une solution en sel, matériaux plus conducteurs que d'autres. On insistera en particulier sur la notion de mélange de constituants pouvant conduire à une transformation chimique. La classe de sixième sera l'occasion de mettre en œuvre des expériences de séparation ou de caractérisation engageant un matériel plus spécifique d'un travail en laboratoire. La structure atomique ou moléculaire sera traitée en cycle 4.


Identifier un signal et une information

Identifier différentes formes de signaux (sonores, lumineux, radio…) ; Nature d’un signal, nature d’une information, dans une application simple de la vie courante.

 

- Représentation spectrale d'un signal, un article de V. Vidal, 2013.

- Traitement du signal et étude des réseaux : application à l'étude du système de vélos en libre-service à Lyon, un article de R. Hamon, 2013.

- Un dossier sur le Traitement du signal.

Repères de progresivité

En CM1 et CM2 l'observation de communications entre élèves, puis de systèmes techniques simples permettra de progressivement distinguer la notion de signal, comme grandeur physique, transportant une certaine quantité d'information, dont on définira (cycle 4 et ensuite) la nature et la mesure.

La notion de signal analogique est réservée au cycle 4. On se limitera aux signaux logiques transmettant une information qui ne peut avoir que deux valeurs, niveau haut ou niveau bas. En classe de sixième, l'algorithme en lecture introduit la notion de test d'une information (vrai ou faux) et l'exécution d'actions différentes selon le résultat du test.


2. Le vivant, sa diversité et les fonctions qui le caractérisent

Attendus de fin de cycle

- Classer les organismes, exploiter les liens de parenté pour comprendre et expliquer l’évolution des organismes.

- Expliquer les besoins variables en aliments de l’être humain ; l’origine et les techniques mises en œuvre pour transformer et conserver les aliments.

Expliquer les besoins variables en aliments de l’être humain ; l’origine et les techniques mises en œuvre pour transformer et conserver les aliments et Expliquer l’origine de la matière organique des êtres vivants et son devenir

Mettre en relation les paramètres physico-chimiques lors de la conservation des aliments et la limitation de la prolifération de microorganismes pathogènes ; Quelques techniques permettant d’éviter la prolifération des microorganismes ; Devenir de la matière organique n’appartenant plus à un organisme vivant.

 

- Du soleil à l'assiette, une conférence de M. Combarnous, 2012.

- Sociétés non humaines : champignons et énergie, une conférence de P. Silar, 2012.

Pour les notions de chimie, vous pouvez consulter le site ENS/DGESCO CultureSciences-Chimie.

Repères de progresivité

La mise en évidence des liens de parenté entre les êtres vivants peut être abordée dès le CM. La structure cellulaire doit en revanche être réservée à la classe de sixième.

Toutes les fonctions de nutrition ont vocation à être étudiées dès l'école élémentaire. Mais à ce niveau, on se contentera de les caractériser et de montrer qu'elles s'intègrent et répondent aux besoins de l'organisme.

Le rôle des microorganismes relève de la classe de sixième.


3. Matériaux et objets techniques

Attendus de fin de cycle

- Identifier les principales évolutions du besoin et des objets.

- Décrire le fonctionnement d’objets techniques, leurs fonctions et leurs constitutions.

- Identifier les principales familles de matériaux.

- Concevoir et produire tout ou une partie d’un objet technique en équipe pour traduire une solution technologique répondant à un besoin.

- Repérer et comprendre la communication et la gestion de l'information.

Identifier les principales familles de matériaux

Familles de matériaux (distinction des matériaux selon les relations entre formes, fonctions et procédés) ; Caractéristiques et propriétés (aptitude au façonnage, valorisation) ; Impact environnemental.

 

- Le rendement sur cycle de vie, un article de B. Multon, 2015.

- Histoire des révolutions énergétiques, une conférence de M. Arnoux, 2012.

- Particularités physiques des réseaux électriques, une conférence de N. Hadj-Saïd, 2012.

- Les grandes étapes de l'éclairage, un article de G. Delorme, 2012.

Pour les notions de chimie, vous pouvez consulter le site ENS/DGESCO CultureSciences-Chimie.

Repères de progresivité

Tout au long du cycle, l'appropriation des objets techniques abordés est toujours mise en relation avec les besoins de l'être humain dans son environnement.

En CM1 et CM2, les matériaux utilisés sont comparés selon leurs caractéristiques dont leurs propriétés de recyclage en fin de vie. L'objet technique est à aborder en termes de description, de fonctions, de constitution afin de répondre aux questions : À quoi cela sert ? De quoi s'est constitué ? Comment cela fonctionne ? Dans ces classes, l'investigation, l'expérimentation, l'observation du fonctionnement, la recherche de résolution de problème sont à pratiquer afin de solliciter l'analyse, la recherche, et la créativité des élèves pour répondre à un problème posé. Leur solution doit aboutir la plupart du temps à une réalisation concrète favorisant la manipulation sur des matériels et l'activité pratique. L'usage des outils numériques est recommandé pour favoriser la communication et la représentation des objets techniques.

 

En classe de sixième, des modifications de matériaux peuvent être imaginées par les élèves afin de prendre en compte leurs impacts environnementaux. La recherche de solutions en réponse à un problème posé dans un contexte de la vie courante, est favorisée par une activité menée par équipes d'élèves. Elle permet d'identifier et de proposer plusieurs possibilités de solutions sans préjuger l'une d'entre elles. Pour ce cycle, la représentation partielle ou complète d'un objet ou d'une solution n'est pas assujettie à une norme ou un code. Cette représentation sollicite les outils numériques courants en exprimant des solutions technologiques élémentaires et en cultivant une perception esthétique liée au design. Les élèves sont progressivement mis en activité au sein d'une structure informatique en réseau sollicitant le stockage des données partagées.


4. La planète Terre. Les êtres vivants dans leur environnement

Attendus de fin de cycle

- Situer la Terre dans le système solaire et caractériser les conditions de la vie terrestre.

- Identifier des enjeux liés à l’environnement.

Situer la Terre dans le système solaire et caractériser les conditions de la vie terrestre

Situer la Terre dans le système solaire ; Caractériser les conditions de vie sur Terre (température, présence d’eau liquide) ; Le Soleil, les planètes ; Position de la Terre dans le système solaire ; Décrire les mouvements de la Terre (rotation sur elle-même et alternance jour-nuit, autour du Soleil et cycle des saisons) ; Les mouvements de la Terre sur elle-même et autour du Soleil ; Représentations géométriques de l’espace et des astres (cercle, sphère) ; Phénomènes traduisant l’activité externe de la Terre : phénomènes météorologiques et climatiques ; évènements extrêmes (tempêtes, cyclones, inondations et sècheresses…).

- La sonde NASA New Horizons survole et découvre Pluton et Charon - images prises le 14 juillet 2015., un article de P. Thomas, 2015.

- Héliophysique, une conférence de S. Turck-Chièze, 2012.

- À quelle heure se couche le soleil, chez vous ?, un article de M.-C. Artru, 2008.

- Animation : les phases de la Lune, un article de G. Bonnet, 2003.

- La Lune : mouvements et éclipses, une article de G. Bonnet, 2003.

- Quizz sur les ordres de grandeur : mécanique céleste, un quizz de M.-C. Artru et D. Chareyron, 2015.

- L'univers a-t-il une forme ?, une conférence de R. Lehouq, 2007.

- La matière des infinis, une conférence de M. Lachèze-Rey, 2004.

- Dynamique et thermodynamique du climat, une conférence de D. Paillard, 2012.

- Climat et énergie, une conférence de V. Masson-Delmotte, 2012.

- Fabriquons des tsunamis !/a>, une article de C. Brouzet, P. Maurer et V. De Zotti, 2016.

- Lien vers l'animation L'échelle de l'Univers, réalisée par le CERN.

Repères de progresivité

La place, les mouvements et la nature de la Terre, parmi les planètes du système solaire, sont détaillés tout au long du cycle par l'observation et la modélisation. La description précise des mouvements est liée au thème (1) : CM2 et 6ème.

De même, les notions de Terre externe (atmosphère et océans) et interne sont détaillées tout au long du cycle. Les échanges énergétiques liés au thème (1) sont introduits en 6ème.

Il faudra veiller à une cohérence avec la progression des outils mathématiques.


Identifier des enjeux liés à l’environnement

Modification du peuplement en fonction des conditions physicochimiques du milieu et des saisons ; Suivre et décrire le devenir de quelques matériaux de l’environnement proche. Relier les besoins de l’être humain, l'exploitation des ressources naturelles et les impacts à prévoir et gérer (risques, rejets, valorisations, épuisement des stocks) ; Exploitation raisonnée et utilisation des ressources (eau, pétrole, charbon, minerais, biodiversité, sols, bois, roches à des fins de construction…).

- Quelques réflexions sur l'énergie, une conférence de J.-M. Jancovici, 2012.

- Du soleil à l'assiette, une conférence de M. Combarnous, 2012.

- L'habitat du futur : défis et innovations, une conférence de D. Roux, 2012.

- Énergie, électricité et soutenabilité planétaire, une conférence de B. Multon, 2014.

- Les biocarburants en France et en Europe, une conférence de D. Hudebine, 2014.

- Hydrocarbures de roche mère : nouvelles ressources, nouveaux impacts, une conférence de J. Thibieroz, 2014.

- Quizz sur l'énergie, un quizz de M.-C. Artru et D. Chareyron, 2016.

- Quelle politique énergétique pour respecter la planète ?, une conférence de B. Bigot, 2008.

- Dynamique et thermodynamique du climat, une conférence de D. Paillard, 2012.

- Climat et énergie, une conférence de V. Masson-Delmotte, 2012.

- Le réchauffement climatique : causes, impacts, solutions/a>, une conférence de J. Jouzel, 2010.

Repères de progresivité

La mise en relation des paysages ou des phénomènes géologiques avec la nature du sous-sol et l'activité interne de la Terre peut être étudiée dès le CM. Les explications géologiques relèvent de la classe de 6ème.

Croisements entre enseignements

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