Présentation

Les sciences expérimentales permettent aux laboratoires, à des institutions et à des entreprises de trouver des réponses aux questions scientifiques qui se posent dans une société moderne. Elles font percevoir aux élèves différents grands enjeux et leur donnent les moyens de les aborder de façon objective. Développer, dès le lycée, les aptitudes à analyser des situations complexes et les conséquences de choix de société impliquant les sciences constitue aujourd'hui une priorité de formation. Cela conduit à se poser des questions de sciences, à imaginer des réponses réalistes, à prendre des initiatives pour passer des idées aux réalisations concrètes et à contrôler que les résultats obtenus répondent bien aux questions posées.

L'enseignement de sciences et laboratoire porte cette exigence à travers une pratique soutenue d'une démarche scientifique dans le cadre d'activités de laboratoire. Il vise à susciter chez l'élève le goût de la recherche, à développer son esprit critique, son esprit d'innovation et, dans le cadre d'un travail collaboratif, à lui faire découvrir ses capacités à construire un projet qui répond à une problématique en insistant particulièrement sur l'observation et la mesure. Cela passe par le choix et la maîtrise des instruments et des techniques de laboratoire, puis par l'exploitation des résultats. La pratique expérimentale est privilégiée dans cet enseignement ; elle favorise la formation de l'esprit scientifique si elle est guidée par un objectif précis et si la réponse est analysée avec un regard critique.

Des rencontres avec des scientifiques (chercheurs, techniciens, ingénieurs), des visites de laboratoires ou d'entreprises et des partenariats complètent utilement cet enseignement. Ils donnent aux élèves la possibilité de découvrir des métiers et des formations dans le champ des sciences et les aident à construire leur projet de poursuite d'études en leur faisant mieux connaître la nature des enseignements scientifiques et technologiques.

Dans la continuité de l'enseignement des sciences au collège et en cohérence avec les programmes du lycée, cet enseignement fait appel, en les renforçant, aux compétences des différents domaines du socle commun de connaissances, de compétences et de culture et à celles travaillées au collège, notamment en physique-chimie ; il s'appuie aussi sur les compétences de la démarche scientifique telles qu'elles sont définies dans le programme de physique-chimie de seconde générale et technologique.

Modalités

Au lycée Montesquieu, l'enseignement de sciences et laboratoire est proposé uniquement en seconde au titre d'un enseignement optionnel.

La démarche de projet passe dans un premier temps par l'identification d'une problématique précise dont la résolution constitue pour les élèves un objectif à atteindre. Dans ce cadre, les élèves sont conduits :

  • à réinvestir des connaissances et savoir-faire acquis mais aussi à en identifier et acquérir de nouveaux ;
  • à identifier et mettre en œuvre l'ensemble des tâches à accomplir dans lesquelles tous les élèves peuvent s'impliquer et jouer un rôle actif au sein d’une équipe ;
  • à communiquer sur leurs travaux.

Cette forme d'apprentissage renforce les compétences liées à la démarche scientifique et celles liées au travail en équipe.

Programme

Le professeur choisit deux ou trois thèmes parmi ceux proposés dans le programme afin d'explorer des domaines variés :

  • atmosphère terrestre
    Notions abordées : qualité de l'air, pollution ; mirages ; arcs-en-ciel, halos ; effet de serre ; protection solaire ; phénomènes atmosphériques, pluie, neige, cyclones ; prévisions météorologiques ; cycle de l'eau ; échanges gazeux océan/atmosphère ; échanges énergétiques océan/atmosphère ;
  • utilisations des ressources de la nature
    Notions abordées : qualité de l'eau, traitements de l’eau ; désalinisation ; énergie solaire, photopiles, four et chauffe-eau solaires ; énergie éolienne et hydraulique ; biomasse ; extraction de substances naturelles ; sucres, huiles, protéines végétales ; principes actifs, hémi-synthèse, médicaments ; parfums et huiles essentielles ; produits phytosanitaires, colorants ; agro-carburants, biopolymères ;
  • mélanges et formulation
    Notions abordées : dissolvants ; textures ; émulsions et poudres ; huiles essentielles ; chromatographie ; principe actif, excipient ; encapsulation ; nanoparticules ; édulcorants ; conservateurs et antioxydants ; colorants ; arômes ; acidifiants ;
  • prévention des risques
    Notions abordées : tri, techniques de séparation ; traitements des effluents ; stockage ; techniques d'asepsie ; filtre, charbon actif, dépoussiéreur ; produits domestiques et risques ; composés organiques volatils ; solvants verts ; biomolécules ; radiographie ; radioactivité ; acoustique, niveau sonore ; téléphonie mobile ;
  • investigation policière
    Notions abordées : photodétection ; alarmes ; contrôleurs d'accès : matériaux de protection ; identification de substances ; micro-analyse ; balistique ; reconnaissance vocale ; identification humaine ; traitement des images ;
  • arts
    Notions abordées : matériaux, pigments, colorants ; datation, dégradation, restauration ; synthèses des couleurs et techniques picturales ; instruments de musique, voix ; acoustique active, réverbération ; enregistrements sonores (encodage, échantillonnage) ; analyse et traitement des sons ; images fixe, image animée ; image en noir et blanc, image en couleur ; développement argentique, tirages monochromes ; traitement des images numériques, images de synthèse ;
  • systèmes automatisés
    Notions abordées : aides à la conduite (capteurs, microcontrôleurs, régulation) ; véhicule autonome, pilotage automatique ; trafic et régulation de trafic ; habitat passif, habitat bioclimatique, habitat actif ; éclairage ; systèmes automatisés domestiques, domotique ; systèmes de prévention et de surveillance ; robots d'assistance à la vie quotidienne.