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Lycée Joseph Savina

Lycée général et technologique

L'option Sciences expérimentales

En seconde, en Sciences et Vie de la Terre, Sciences physiques et Mathématiques

SVT2
SVT1

L'objectif de l'option Sciences expérimentales en seconde est de développer la motivation, la créativité, l'activité personnelle et l'initiative de l'élève à travers la mise en œuvre de la démarche scientifique expérimentale pour résoudre un problème qu'il aura lui-même défini.

Tous les outils, le matériel et la documentation de l'établissement seront mis à la disposition de l'élève pour qu'il puisse, le plus concrètement possible, apporter une réponse au problème qu'il aura formulé.

Le compte-rendu (écrit et/ou oral) par les élèves de leur travail de recherche constitue un exercice de communication scientifique. Elle est l'occasion de brèves mais solides mises au point. Elle est utilisée pour l'évaluation qui prend en compte l'ensemble des capacités méthodologiques mises en jeu.

Concrètement, l'élève doit mener un travail personnel en autonomie. Cela signifie :

  • qu'il choisit le problème à traiter au sein d’un thème commun au groupe
  • qu'il mène à terme l’expérimentation permettant de valider ou non les hypothèses qu’il aura formulées :
    - avec sérieux,
    - sans danger,
    - avec réalisme,
    - en tenant compte des ressources et des coûts
  • qu'il choisit la méthode et le matériel adaptés à ce travail pendant les séances d'option,
  • qu'il assume ses responsabilités.

     

    Trois thèmes communs semblent plus appropriés pour développer l'autonomie dans le cadre de l'expérimentation dans les trois disciplines scientifiques :
  • Germination et croissance des végétaux
  • Biologie des micro-organismes et leur utilisation industrielle (biotechnologies)
  • Sciences de la Terre

Le groupe d’élèves ayant pris l’option (16 élèves environ) choisira deux de ces trois thèmes et une séance sera consacrée au choix de la problématique (dans chaque discipline) de chaque binôme pour les deux thèmes choisis.

Les horaires (répartis en bloc de 3 heures hebdomadaires) suivront un rythme tri-hebdomadaire.

Pour les trois disciplines, les objectifs méthodologiques seront les suivants :

  • La démarche expérimentale dans ses différentes étapes :

             - j’observe ou je constate un fait,
            - je me pose un problème, j'émets une hypothèse,
            - je réalise une expérimentation qui en amène une autre en complément ou me permet de valider ou d'invalider mon hypothèse,
            - je conclus et je fais la communication de ce travail (écrite et/ou orale).

  • La rigueur scientifique :

            -    je n'oublie pas de réaliser des expériences témoins par lesquelles je m’assure que, dans la mesure du possible, un seul facteur varie pendant mon expérience, dans le cas d'utilisation de matériel biologique (graines, végétaux, ...), j'utilise toujours un échantillon de plusieurs individus pour négliger la particularité d'un seul individu.

  • Acquisition de compétences :

             - j’utilise l’outil informatique (tableur, dessin assisté par ordinateur, traitement de texte, acquisition et traitement d’images…).
            - j’utilise judicieusement et efficacement le matériel d’expérimentation.

Une note sera attribuée dans l’option en fin de trimestre par les trois disciplines concernées (Mathématiques, Sciences Physiques, Sciences de la Vie et de la Terre).
L’évaluation sera basée sur les objectifs décrits précédemment.

Pour les trois thèmes proposés, voici une liste non limitative des problématiques envisageables :

Germination et croissance des végétaux : influence des facteurs susceptibles d’agir soit pendant la germination, soit pendant la croissance du végétal, en les testant sur une ou plusieurs espèces végétales (influence des facteurs externes (lumière, engrais, CO2, parasitisme, symbiose…), des facteurs internes (hormones, gènes…), interactions des différents facteurs), etc. …

Biologie des levures et utilisation des microorganismes dans les industries de fermentation : l’objectif de ce thème est d'étudier l'influence de l'un des facteurs intervenant dans la biologie du micro-organisme ou l'une de ses particularités, ou l'intérêt d'une pratique particulière utilisée dans la fabrication industrielle d'un produit tel que pain, vin, bière, cidre, fromage, yaourt, etc.

Sciences de la Terre : minéraux et réseaux cristallins, taille des cristaux et conditions de cristallisation, l’altération des roches et des minéraux, les substances contenues dans les eaux de ruissellement, les polluants et leur dispersion (circulations atmosphériques et océaniques, cycles des éléments) ; ressources énergétiques et substances utiles à l'homme : ciment, charbon, pétrole, minerai, pierre de construction, géothermie ; le Soleil, son activité, ses influences sur la Terre, les énergies renouvelables (photovoltaïsme…), etc. …

La place d’une telle option dans le projet académique :
Cette option s’intègre parfaitement dans 3 des 4 axes du projet académique, en effet, elle permet une individualisation de la formation de l’élève en le sortant de la structure disciplinaire habituelle avec une pratique plus intense, en petit groupe, d’une méthodologie permettant de réduire un certain nombre de difficultés qu’il peut rencontrer dans le cadre classique (tirer des informations d’un document, d’une observation, définir une problématique à partir de ces informations, formuler une hypothèse explicative, concevoir une expérience permettant de tester l’hypothèse formulée, interpréter les résultats obtenus… ). L’aide apportée par l’enseignant et les autres élèves du groupe permettra une réponse individualisée à la difficulté rencontrée.
Elle permet à l’élève de construire un parcours cohérent par rapport à son choix d’orientation vers les sciences en lui permettant d’affirmer et d’améliorer ses compétences et en testant son affinité réelle pour le domaine des sciences expérimentales. De plus, la pratique de cette option telle qu‘elle est envisagée ici entraînera une autonomie et une socialisation (développement de la coopération au sein des binômes et du groupe) accrues nécessaires à l’individu.
Elle responsabilise chaque individu par rapport aux risques liés à l’expérimentation, à la gestion des ressources en matériel… La conduite d’un protocole de recherche (fusse-t-il basique) jusqu’à son achèvement (validation ou non de l’hypothèse par l’expérience) valorise l’élève et apporte un légitime sentiment de réussite par rapport aux objectifs qu’il s’était lui-même fixé.

La place de l’option sciences expérimentales dans le projet d’établissement :
Permettre un meilleure réussite des élèves en filière S en améliorant les compétences méthodologiques des futurs élèves de première scientifique conformément à l’objectif cible 2010 qui est de revenir à la moyenne académique de réussite au bac S.
Conforter le rôle de lycée de proximité en offrant les meilleures conditions de réussite aux élèves.
Contribuer au plan de rénovation de l’enseignement des sciences en lycée en innovant sur le plan du développement des compétences méthodologiques de chaque élève.

Pour conclure : il semble qu’une option sciences expérimentales telle qu’elle est définie précédemment prend tout son sens si on considère l’orientation des élèves qui l’auront choisie vers la première scientifique où l’aptitude à l’expérimentation, la pratique de la démarche scientifique et l’autonomie sont des atouts considérables. Enfin, notre expérience de professeurs de sciences nous a permis de constater que l’option sciences expérimentales en première S permettait aux élèves en difficulté de progresser fortement en suivant ce type d’option car elle agit sur un facteur essentiel : la motivation de l’élève.

Pour les Professeurs de Sciences du Lycée J. Savina
Olivier Debretagne, Professeur de SVT

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