Une
progression en classe de troisième
E. H. BOUBCHEUR
Collège H. Berlioz-17
rue G. Agutte 75018 Paris
Résumé:
Nous proposons, ci dessous, une progression annuelle du nouveau
programme de la classe de troisième du collège. Les séquences durent deux heures
et sont repérées par la lettre S suivie d’un chiffre. Leur nombre a été établi
en tenant compte du nombre moyen de semaines enseignées dans l’année soit environ
32 semaines.
A sa
sortie du collège, l’élève doit maîtriser certaines techniques d’expérimentation,
en particulier, il doit savoir utiliser des multimètres pour effectuer des
mesures électriques et manipuler avec des solutions acides et basiques tout en
respectant les consignes de sécurité. C’est dans ce sens que nous avons
consacré quelques séquences destinées à
évaluer les savoir-faire de l’élève. Bien sûr, au cours de ces séances
d’évaluation, un effectif réduit d’élèves est fortement souhaitable.
Classe de 3è (BO. hors série
n°10 du 15/10/98)
(1 séquence ¾¾¾>
2 H)
A)
Des matériaux au quotidien ( 30H)
I) Généralités :
S1: Introduction aux matériaux
1) Faire une recherche documentaire sur : les métaux, les matières plastiques, verres et cartons. Devoir rédigé par groupes de quatre élèves et à rendre deux semaines plus tard.
2) Les matériaux dans les emballages de produits alimentaires.
3) Activités expérimentales : reconnaître un matériau parmi ceux de trois familles possibles : métaux, matières plastiques et verres.
S2: La matière : atome, molécule et ion
1) Les constituants de l’atome, ses modèles, masse
et dimension. Définition de la
molécule et de l’ion. Symbole de quelques atomes.
2) Exemples de molécules et d’ions : savoir interpréter la formule d’un
ion quelconque.
S3 : Propriétés électriques des matériaux
1) Le courant électrique dans un métal : déplacement
des électrons.
2) Le courant électrique dans une solution : déplacement des ions.
3) Activités expérimentales : expériences
d’électrolyse (migration d’ions).
S4 : Remise des dossiers sur la recherche documentaire (séquence S1). On écoutera des groupes d’élèves exposer leur travail.
II) Comportements chimiques des matériaux
S5 : Matériaux et l’air.
1) Corrosion des métaux :
a) corrosion du fer : Conditions de formation de la rouille. Que se passe-t-il
quand le fer rouille ?
b) corrosion de l’aluminium : formation d’une couche superficielle d’oxyde
qui protège l’intérieur du métal. Intérêt de ce métal dans les emballages des
produits alimentaires.
2) Les verres et les matières plastiques ne réagissent pas avec l’air humide.
S6 : Réaction du dioxygène avec les métaux.
1) Combustion des
métaux :
a)
Combustion du fer dans le dioxygène ; montrer la conservation de la masse
au cours d’une réaction chimique.
b)
Combustion de l’aluminium, du cuivre ou du zinc (état divisé).
2) Interpréter la combustion des métaux : métaux. et leurs oxydes ;
symboles et formules. Savoir écrire et équilibrer les réactions de combustions.
S7 : Réaction du dioxygène avec les matériaux non métalliques.
1) Réaction avec la matière organique : combustion
du papier, du polyéthylène ou de la bougie. Identification du dioxyde de carbone
et de l’eau. Savoir que la combustion de certaines matières plastiques peut
dégager des produits très toxiques.
2) Absence de réaction du dioxygène avec les verres.
S8 : Faire un bilan sur les réactions des matériaux avec le
dioxygène
Être capable de : (i) décrire et réaliser
une expérience de combustion
(ii) interpréter les observations et rédiger les conclusions.
S9 : Les solutions aqueuses
1) Notions de solvant, soluté : exemple de
solutions.
2) Solutions aqueuses ioniques : Dissolution de quelques composés ioniques.
3) Savoir écrire les formules des composés ioniques en solution.
4) Le pH des solutions.
S10 : Réactions de précipitation
1) Tests d’identifications des quelques ions. Connaître leur nom et leur formule.
2) Ions présents dans les solutions de soude et de l’acide chlorhydrique.
S11 : Réaction de l’acide chlorhydrique avec les matériaux
1) Réaction avec les métaux : action sur le
fer et le zinc ; réactifs et produits. Conservation de la matière et de
la charge électrique. Le cuivre n’est pas attaqué par l’acide chlorhydrique
mais d’autres acides peuvent l’attaquer.
2) Absence de réactions avec le verre et la matière plastique ; leur intérêt
dans l’emballage de boissons.
S12 : Réaction de la soude avec les matériaux
1) Action sur l’aluminium et absence de réaction
avec le fer et le cuivre.
2) La soude ne réagit pas avec le verre et la matière plastique ; intérêt
de ces matériaux dans les emballage de certains produits d’entretien.
S13 : Faire un bilan sur les réactions chimiques des matériaux
avec les solutions acides et basiques
S14 : Évaluation des travaux pratiques (1 H
en groupe)
Tests de reconnaissance d’ions et réaction des métaux avec l’acide chlorhydrique.
S15 : Matériaux et environnement
B)
Notre environnement physique ( 34H)
I) Electricité
et vie quotidienne
S16 : La résistance électrique
1) Influence d’une résistance dans un circuit électrique.
2) Comment mesurer une résistance R ? Description de l’ohmmètre, code des
couleurs. Association des résistances.
3) De quoi dépend la résistance d’un matériau ?
S17 : Etude de la caractéristique U=f(I) d’une résistance R : la loi d’Ohm
1) Montage permettant d’obtenir la caractéristique
tension-intensité du dipôle R.
2) Exploiter le tableau de mesures en construisant le graphique U=f(I) et en
déterminant la valeur de R.
3) Autres caractéristiques : cas de 2 résistances en série, cas d’une lampe
(caractéristique non linéaire).
S18 : Puissance et énergie électrique
1) La puissance électrique (P) reçue par un appareil :
c’est la quantité d’énergie électrique transformée chaque seconde par cet appareil. Si U est la tension appliquée aux bornes
du récepteur et I est l’intensité du courant qui le parcourt alors la puissance P est donnée par le produit
U*I. P s’exprime en watt (W).
2) L’énergie électrique (E) consommée par un appareil pendant une
durée t est définie par E=t*P, unité
légale est le joule (J). Autre unité : wattheure (Wh) : 1 Wh=3600
J.
3) Application : vérification de P=U*I pour différentes lampes, compteur
électrique, lire une facture EDF.
S19 : Evaluation des travaux pratiques (1 H en groupe)
Déterminer expérimentalement la valeur R d’un conducteur ohmique.
S20 : L’oscilloscope cathodique
1) Description et fonctionnement.
2) Visualiser une tension continue sans balayage puis avec balayage. Mesures
de quelques tensions appliquées aux bornes des différents récepteurs ;
valeurs à comparer à celles données par le voltmètre.
S21 : La tension alternative
1) Avec un générateur TBF montrer la variation,
au cours du temps, de divers signaux ; tracer les graphiques correspondants.
2) Distinguer une tension périodique d’une tension continue.
3) Montrer à l’oscilloscope quelques tensions périodiques et alternatives ;
notion d’amplitude.
S22 : Tension maximale et tension efficace
1) Visualiser différentes tensions sinusoïdales. 2) Mesurer leur amplitude ou tension maximale (Umax) et à l’aide du voltmètre mesurer leur tension efficace (U). Estimer le rapport Umax sur U ; relation entre ces grandeurs.
S23 : Période et fréquence d’une tension périodique
1) Visualiser différentes tensions périodiques (triangulaire, carrée et sinusoïdale) : repérer le motif de chaque signal ; définir la période (T) et la fréquence (N), leur unité. 2) Application : construire, à partir de sa valeur maximale Umax et de sa période T, l’évolution d’une tension sinusoïdale.
S24 : Installation domestique
1) La tension du secteur : nature, valeur efficace
et fréquence.
2) Puissance et énergie électrique consommées par divers appareils domestiques
(condition sur la validité des lois utilisées en courant continu ) ; estimer
l’intensité du courant qui parcourt ces appareils I"HP/U.
3) Les caractéristiques des prises du secteur : phase, neutre et terre.
4) Comment se protéger contre les dangers du courant électrique ;
coupe circuit, disjoncteur différentiel.
S25 : Convertir la tension du secteur
1) Rôle et emploi d’un transformateur.
2) Obtenir une tension redressée : emploi d’un pont de diodes, visualisation
d’une tension double alternance.
3) Filtrer une tension redressée : emploi d’un pont de diodes, d’un condensateur
et d’une résistance : visualisation
d’une tension ‘presque’ continue.
4) Intérêt de ce montage.
II)
Mouvement et forces
S26 : Décrire le mouvement d’un objet
1) Activités géométriques.
2) Mouvement de translation et de rotation. 3) Notion de trajectoire.
S27 : Caractériser un mouvement
1) Nature du mouvement : mouvement accéléré,
uniforme et ralenti.
2) Définir la vitesse moyenne d’un mobile et savoir la calculer.
3) Représentation graphique du mouvement d’un automobiliste ;
natures des mouvements : vitesse qui augmente (mvt. accéléré), vitesse
constante (mvt. uniforme) et vitesse qui diminue (mvt. ralenti)
S28 : Les forces : notion d’actions
1) Que représente une action dans le langage mécanique.
2) Les différents types d’actions et leur nature, exemple : l’aimant exerce
une action magnétique sur un clou,
cette action est une force à distance.
3) Utiliser un dynamomètre pour mesurer une force , le newton (N) est l’unité
de la force.
4)
Modification du mouvement d’un mobile et déformation d’un objet.
S29 : Les forces : modéliser une action
1) Le vecteur force : direction, sens, point
d’application et valeur.
2) A partir de ses 4 caractéristiques représenter une force par un segment fléché.
3) Condition d’équilibre d’un objet soumis à 2 forces.
S30 :
Les forces : le poids
1) Le poids est une action à distance.
2) La norme du poids d’un objet est proportionnelle
à sa masse : P=m*g, où g est l’intensité de la pesanteur exprimée en N/kg
(ou N.kg-1). De quoi dépend g ?
3) Equilibre ou non équilibre d’un objet, dans un fluide, soumis à 2 forces
colinéaires ; objet flottant, objet qui coule et objet qui remonte.
S31 :
Travaux pratiques : évaluation (1 H en groupe)
Recherche du centre de gravité
de certaines formes d’objets. Faire des mesures de poids et trouver g.
III) Lumière
et images
S32 :
Formation d’image
1) Rappel sur l’optique de 4èm
.
2) Comment former une image. Lentille convergente et lentille divergente ;
foyer et distance focale. ; concentration d’énergie lumineuse.
3) Exemple d’appareil imageur : appareil photographique ; description
et fonctionnement.