Lycée Louis Vincent - Spécialité : SCIENCES - Lycée Louis Vincent
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Lycée Louis Vincent SCIENCES TECHNOLOGIES DE LABORATOIRE Spécialité : SCIENCES PHYSIQUE et CHIMIQUE en LABORATOIRE 1
Le profil de l’élève ? Quel que soit l’EE suivi en seconde Un attrait pour les sciences Le sens de l’observation, le goût pour les manipulations Des bases en mathématique et sur l’outil informatique Possibilité de stage d’immersion 2
Orientation pédagogique Georges Charpak : « dégager chez les élèves des comportements semblables à ceux des scientifiques dans leur pratique » Magistral Interactif Théorique Faire Programmes Guider Contenus Attitudes Certitudes Problématiques Devoirs Projets Récitations Exposés Individus Equipes Répétitions Recherches CONNAISSANCES 4 COMPETENCES
STL Physique-Chimie Une formation à la démarche scientifique à partir d’objets, de systèmes, de questions en lien avec des problématiques actuelles. Observation Expérimentation Mobilisation Problématisation de connaissances Modélisation Recherche et traitement d’informations Argumentation, raisonnement, Prise d’initiative Esprit critique Communication Mise en œuvre d’une physique et d’une chimie tournées vers l’avenir. 5
Tronc commun physique-chimie STL-STI2D 3 h hebdomadaires en première STI2D-STL 4 h hebdomadaires en terminale STI2D-STL 6
Les 3 concepts clé Quelles connaissances, quelles capacités? matière Programme de physique- chimie énergie information 7
À quelles questions les sciences permettent- elles de habitat répondre? Programme de vêtement, transport physique- revêtement chimie Thèmes permettant santé de contextualiser 8
2 enseignements transversaux : Mesures & Instrumentation (MI) Chimie Biochimie Science du Vivant (CBSV) 9
Mesures et Instrumentation (2h en 1ière uniquement) Objectifs: Installer les outils indispensables pour faire preuve d’une attitude critique sur les résultats de mesure: Étude de l’instrumentation (en situation) Bases de la métrologie En coordination étroite avec les enseignements de tronc commun, de C.B.S.V., de sciences physiques et chimiques en laboratoire. 10
Chimie - Biochimie - Sciences du Vivant CBSV 4 h hebdomadaires en première STL 4 h hebdomadaires en terminale STL Ecrit 4h Coeff 4 11
Chimie Biochimie Sciences du vivant Chimie-vivant des liens existant depuis les origines de la vie …. une interface existant depuis la genèse de la vie !!! une interface féconde depuis près de deux siècles… une interface au cœur des défis de ce siècle 12
Chimie, Biochimie, Science du Vivant Interface chimie-vivant : une interface féconde et ancienne Composition obtenue à partir de colorations de cultures de bactéries 1954, Linus Pauling Prix Nobel 2008, Shimomura, 1828, synthèse de de Chimie pour ses travaux sur Chalfie, Tsien, Prix Nobel l’urée par F. Wöhler la liaison chimique et de chimie pour leur à partir d’isocyanate l’élucidation de structures découverte de protéines d’ammonium 13 (Hélice alpha des protéines) fluorescentes
Chimie, Biochimie, Science du Vivant Des domaines d’activité à l’interface chimie-vivant : Gestion et traitement Santé des eaux Agro-ressources Acquérir une culture commune aux deux spécialités 14
cosmétique textile santé Chimie alimentation environnement 15
cellules ADN génétique Biochimie molécules organiques l’eau 16
Sciences organismes vivants écosystèmes dubiodiversité besoins énergétiques vivant biosphère 17
La spécialité : Sciences physiques et chimiques en laboratoire 6 h hebdomadaires en première STL 10 h hebdomadaires en terminale STL ECE Projet 3h Coeff 6 Coeff 6 18
Sciences Physiques et Chimiques en Laboratoire SYSTEMES ET IMAGES (1iere) PROCEDES (Tle) STL CHIMIE ET DEVELOPPEMENT SPCL ONDES (Tle) DURABLE (1iere et (Tle)) PROJET (1iere et Tle) 19
IMAGES ARRET sur…. «IMAGE» 20
Images photographiques Images et vision Images et information 5 domaines … … et une partie introductive Images scientifiques et ondes (Terminale) Lumière et énergie 21
Chaine « IMAGE » capter transformer traiter stocker sources conditionner stocker introduire de la énergie traiter visualiser réalité augmentée flux réaliser mesurer … photon … modéliser couleur compresser longueur d’onde coder … … transmettre amplifier recevoir atténuer décoder filtrer recoder … visualiser interpréter 22 …
ONDES (3h en Tle) Des ondes pour OBERVER, MESURER et AGIR Les ondes qui nous environnent Des ondes pour observer et mesurer Des ondes pour agir 23
ONDES Les ondes qui nous environnent : première approche des notions et concepts • Phénomènes vibratoires • Oscillations • Ondes progressives, célérité • Périodicité • Propagations • Sources d’ondes 24
ONDES Des ondes pour observer : voir plus grand • Caractéristiques phénomènes physiques / Modélisation, mise en œuvre • Approche énergétique • Domaine d’observation donné appareil approprié Des ondes pour observer : voir plus loin 25
ONDES Des ondes pour MESURER • Temps de vol • Vélocimétrie • Polarisation • Interférences • Réfractométrie • Spectrophotométrie • Rayonnement et température 26
ONDES Des ondes pour AGIR • Transport d’énergie • Laser • Cavités résonantes • Interférences • Communication avec les ondes 27
CHIMIE ET DEVELOPPEMENT DURABLE (2h en 1iere – 3h en Tle) Une chimie « verte »…. Chimie & développement durable 28
Objectifs : montrer que la chimie permet de relever les défis liés à : l’énergie l’eau l’environnement l'alimentation la santé 29
Les apports de la chimie sont sur toutes les composantes de ce mode de développement sociétale économique environnementale ùlj 30
Pour un Développement durable ?
SYSTEMES ET PROCEDES (3h en Tle) Réels Les systèmes supports Didactisés Dimensions économique Fonction globale et sociétale Matière Matière Energie Energie Information Information Performances Opérations au sein du système concepts et Partie étudiée modèles scientifiques plus en détail 32
PROJET - Durée : - (2h hebdomadaire en première avec une études de cas et un projet en autonomie pour la spécialité SPCL) - 36 h annuelle en terminale - Travail en groupe - Objectifs : - répondre à une ou plusieurs questions - Réinvestir connaissances et capacités dans une DS menée en autonomie - Développer des compétences relatives à la démarche de projet - Compétences évaluées lors de : - Conduite du projet - Rédaction du rapport du projet - Présentation orale du projet - Critères d’évaluation fournis avec le référentiel de l’épreuve 33 - Coefficient 6 à l’examen.
PROJET : Le Bioplastique Par AUBERT Juliette, avec l’aide de GARGAULT Nausicaa 2013-2014
Problématique Quelles sont les façons les plus rentables et écologiques de créer un bioplastique de qualité ?
Qu’est-ce qu’un bioplastique ? Bioplastique : plastique fait à partir de matériaux naturels et communs (lait, vinaigre), facilement dégradable et non polluant. Réalisé grâce à la réaction du vinaigre avec le lait, qui agglomère les micelles entres elles.
Fabrication d’un bioplastique Montage de base : Filtration, mise en forme dans une coupelle puis cuisson à l’étuve
Tests sur les différents bioplastiques • Banc de Kofler • Tests à différentes solutions : éthanol, eau sucrée/salée/bouillante, acide sulfurique à 2,0mol.L-1 et à 0,1 mol.L-1 • Cuve à Ultra-Violet • Résistance
Résultats
Conclusion Plusieurs bioplastiques répondent à la problématique, avec des caractéristiques différentes : les deux premiers faits avec le protocole de base et celui fait avec des tiges. Pour pouvoir vraiment remplacer le pétrole, il faudrait utiliser du lait et du vinaigre ayant une date limite de consommation dépassée.
Bibliographie http://commons.wikimedia.org/wiki/File:Floculation_micellaire.png
Autre projets STL : -bioéthanol -isolants -ampoules….
SCIENCES TECHNOLOGIES DE LABORATOIRE Une série scientifique, en parfaite adéquation avec les avancées technologiques et les réalités contemporaines, permettant d’articuler les connaissances et les capacités fondamentales en les contextualisant et ouvrant de très nombreuses possibilités en termes d’orientation et de poursuite d’études. 43
Les poursuites d’études La série STL SPCL est clairement tournée vers la poursuite d’études supérieures! 44
Doctorat (bac+8) Master Ecole d’ingénieur (bac+5) (bac+5) Licence Classes générale ou Préparatoires professionnelle ATS (Bac +3) BTS (bac+2) - CIRA DUT (bac+2) - Chimiste - TPIL - Génie chimique - Mesures Physiques Classes PACES,Ecole - Métiers de l’eau - Génie électronique Préparatoires spécialisée Licence 1iere - Génie optique et informatique - TSI (infirmier, - Imagerie médicale - Hygiène et sécurité… et 2ieme année et radiologie… - TPC éducateur…) Baccalauréat STL 45 Sciences Physiques et Chimiques en Laboratoire
BTS Chimiste et CIRA au Lycée Louis Vincent 46
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