                                                            Informer et accompagner
                                                            les professionnels de l’éducation                                                     CYCLES   2   3 4
                               PHYSIQUE-CHIMIE
                                  Inscrire son enseignement dans une logique de cycle


                                            Pistes pour la construction d’une progression sur le thème
                                                 « Organisation et transformations de la matière »
                           PRÉREQUIS (PROGRAMME DU CYCLE 3) : « DÉCRIRE LES ÉTATS ET LA CONSTITUTION DE LA MATIÈRE A L’ÉCHELLE MACROSCOPIQUE »

                           Mettre en œuvre 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 masse est une grandeur physique qui caractérise un échantillon de matière.
                           • La matière à grande échelle : Terre, planètes, Univers.
                           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 un mélange 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

                           ATTENDUS DE FIN DE CYCLE 4

                           Décrire la constitution et les états de la matière
                           Décrire et expliquer des transformations chimiques
                           Décrire l’organisation de la matière dans l’Univers




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CYCLE   4   I PHYSIQUE-CHIMIE I Inscrire son enseignement dans une logique de cycle




                    Explicitation de la progression
                    Cet exemple de progression n’a pas vocation à être modélisant. D’autres progressions sont ainsi proposées dans la ressource Aide à la construction d’une
                    progression en physique-chimie au cycle 4.

                    Description de la proposition de progression des apprentissages
                    Cette proposition de progression s’appuie sur les repères de progressivité de physique-chimie du cycle 4 qui ont été publiés dans le BO n°48 du 24 décembre
                    2015.
                    Du cycle 2 au cycle 3, l’élève a appréhendé, par une première approche macroscopique, les notions d’état physique et de changement d’état d’une part et
                    les notions de mélange et de constituants d’un mélange d’autre part. Le cycle 4 permet d’approfondir, de consolider ces notions en abordant les premiers
                    modèles de description microscopique de la matière et de ses transformations, et d’acquérir et d’utiliser le vocabulaire scientifique correspondant.
                    Le point de départ de la progression pour les deux parties, constitution de la matière et organisation de la matière dans l’Univers, peut être une évaluation
                    diagnostique concernant les acquis des élèves du cycle 3 ; elle peut porter sur les connaissances, mais aussi sur les compétences des élèves avant les
                    apprentissages.
                    Dès la classe de 5e, les activités proposées permettent de consolider les notions d’espèce chimique (appelée « constituant » au cycle 3), de mélange et
                    de corps pur, d’état physique et de changement d’état, par des études quantitatives : mesures et expérimentations sur la conservation de masse, la non
                    conservation du volume et la proportionnalité entre masse et volume pour une substance donnée (cette substance peut être un corps pur, constitué d’une
                    seule espèce chimique, ou un mélange de plusieurs espèces chimiques).
                    Les notions de miscibilité et de solubilité sont introduites expérimentalement dès le début du cycle.
                    L’introduction de la grandeur masse volumique se fait progressivement à partir de la classe de 5e, tout d’abord comme coefficient de proportionnalité entre
                    la masse et le volume, puis comme grandeur physique caractéristique d’une substance et comme grandeur quotient en classe de 3e ; le travail autour de la
                    relation littérale m=ρV est réservé à la fin du cycle mais sa maîtrise totale ne sera attendue qu’au niveau du lycée.
                    Les activités proposées permettent d’introduire expérimentalement des exemples de transformations chimiques dès la classe de 5e, en lien avec des
                    situations de la vie courante autour des réactions de combustions ; des observations et tests chimiques permettent de distinguer les transformations
                    chimiques des transformations physiques, les notions de réactifs et produits sont introduites. L’utilisation d’équations de réaction pour modéliser les
                    transformations peut être initiée en classe de 4e à partir des noms des espèces chimiques et, dans des cas très simples, à partir des symboles chimiques,
                    mais sa maîtrise est attendue en 3e ; il ne s’agit pas pour l’élève d’écrire et d’ajuster ces équations, mais de savoir les interpréter en termes de réactifs,
                    produits et de conservation des atomes.
                    L’utilisation d’un modèle particulaire (molécules, atomes) pour décrire les états de la matière, les transformations physiques et les transformations
                    chimiques est développée à partir de la classe de 4e. Le tableau périodique est considéré à partir de la classe de 4e comme un outil de classement et de
                    repérage des atomes constitutifs de la matière, sans qu’il faille insister sur la notion d’élément chimique. La description de la constitution de l’atome et de
                    la structure interne du noyau s’effectue en classe de 3e, et permet un travail sur les puissances de dix en lien avec les mathématiques.
                    La partie « Décrire l’organisation de la matière dans l’Univers » est abordée tout au long du cycle. En 5e, l’objet d’étude est le système solaire, en 4e l’Univers
                    et en 3e les éléments présents sur Terre et dans l’Univers.


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CYCLE   4   I PHYSIQUE-CHIMIE I Inscrire son enseignement dans une logique de cycle




                    Supports d’apprentissage et scénarios pédagogiques

                    Liens avec les autres thèmes du programme
                    La partie « Décrire l’organisation de la matière dans l’Univers » peut être traitée simultanément :
                    • au thème « Des signaux pour observer et communiquer » pour ce qui concerne l’année lumière ;
                    • avec la partie « caractériser un mouvement » pour l’étude des mouvements des planètes dans le système solaire ;
                    • et avec la partie « Décrire la constitution et les états de la matière » pour l’étude de la structure de l’Univers, des éléments présents sur Terre et dans
                       l’Univers et la constitution de l’atome.

                    Choix des supports d’apprentissages et des scénarios pédagogiques
                    Des exemples d’activités sont proposés pour illustrer cette proposition de progression. L’enseignant peut tout à fait choisir d’autres activités, en fonction
                    de l’organisation retenue dans son établissement relative aux différents types d’enseignement (enseignement commun, accompagnement personnalisé,
                    enseignement pratique interdisciplinaire) et aux compétences travaillées qu’il souhaite faire acquérir à ses élèves. La ressource tableau de bord de suivi des
                    compétences du socle est proposée pour aider à assurer un suivi de la construction des compétences. L’étude des transformations physiques et chimiques de
                    la matière se prête tout particulièrement à des activités expérimentales, sources de motivation pour les élèves et essentielles pour la pratique de la démarche
                    scientifique. L’étude des modèles microscopiques et des mouvements dans l’Univers se prêtent aussi particulièrement à l’utilisation de logiciel de simulation.

                    Choix de thématiques annuelles
                    Dans la progression proposée, le choix de retenir une thématique annuelle a été fait : en 5e l’Univers, en 4e l’alimentation et en 3e l’environnement.
                    • Les océans : solubilité des sels des gaz (notamment CO2 produit par les combustions), changement d’état (solidification et évaporation) et cycle de l’eau,
                       rapport masse et volume en fonction de la quantité de sels dissous, pH, réactions des coquilles avec les acides, etc.
                    • L’alimentation : masse volumique des espèces et verre doseur ou mélange, transformations chimiques dans la cuisine, combustions, réaction acide-base
                       autour des boissons gazeuses et médicaments, etc.
                    • L’Univers : éléments présents dans l’Univers, réactions de chimie prébiotique, masse volumique de la Terre, des planètes et étoiles, distance dans l’univers
                       et année lumière, etc.

                    Ces thématiques servent de fils conducteurs et de supports pour élaborer les activités, construire les notions et leur donner du sens ; d’autres thématiques
                    peuvent bien entendu être retenues, en lien avec les choix de l’établissement, par exemple concernant les EPI, sans que cela ne constitue une obligation.

                    Liens avec d’autres disciplines
                    L’étude des transformations chimiques est propice à des échanges avec les SVT et l’histoire-géographie autour de la transition écologique et le développement
                    durable. L’histoire des représentations du système solaire et de l’Univers, de la conception des instruments de mesure permet d’établir des liens avec les
                    mathématiques, la technologie, les langues de l’antiquité.




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CYCLE   4   I PHYSIQUE-CHIMIE I Inscrire son enseignement dans une logique de cycle




                    Constitution de la ressource
                    Cette ressource comporte trois tableaux présentant :
                    • une progression, sur les 3 ans, des apprentissages des principales notions abordées ;
                    • une programmation, sur les 3 ans, décrivant les objectifs visés et proposant des activités permettant d’acquérir les « Connaissances et compétences asso-
                       ciées » du programme, notées de O1 à O21, rappelées dans la colonne de droite ;
                    • un tableau récapitulatif de l’évolution de l’acquisition des « Connaissances et compétences associée » (O1 à O21), en utilisant le codage suivant :
                       --Début d’apprentissage → D		
                       --Maîtrise de la notion → M		
                       --Entretien et la remobilisation de la notion → E

                    La programmation est illustrée par quelques activités en ligne sur le site Eduscol ou pistes d’activités.


                    Bibliographie-sitographie
                    Étant donné les nombreuses notions déjà présentes dans les programmes 2008 les anciens documents d’accompagnement s’avèrent intéressants, notamment
                    pour la pratique de démarches spécifiques (démarche de modélisation, démarche d’investigation, utilisation de l’histoire des sciences, etc.). Les ressources
                    suivantes peuvent par exemple être consultées avec profit :
                    • ressource d’accompagnement des anciens programmes de physique-chimie de cinquième et de quatrième (anciennement cycle central) ;
                    • ressource d’accompagnement de l’ancien programme de physique-chimie de troisième.

                    La lecture de deux productions nationales du GIESP est également conseillée :
                    • sur les activités documentaires : « Les activités documentaires en physique-chimie au collège, au lycée et en CPGE »
                    • sur la place du langage mathématique en physique-chimie : « Expérimentation et modélisation : la place du langage mathématique en physique-chimie »
                       (introduction et page 22 à 30 autour de la masse volumique).

                    D’autres ressources existantes, figurant sur les sites académiques, peuvent être utilisées en les adaptant aux compétences travaillées.

                    Bulletin de l’Union des physiciens
                    • Graduation d’un verre doseur, Dominique Ducourant
                    • Le verre doseur pour aborder les notions de masse et volume, Roseline Primout-Jame
                    • A propos de la notion de concept (notamment le concept de masse), Dominique Ducourant

                    Site STATISTIX
                    • Peser une pomme, Laure Fort




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CYCLE   4   I PHYSIQUE-CHIMIE I Inscrire son enseignement dans une logique de cycle




                    Exemple de progression sur l’ensemble du cycle 4
                      ATTENDUS DE FIN DE CYCLE 4              NOTION                                 5ÈME                                   4ÈME                                       3ÈME
                      Décrire la constitution et les états    Les états de la matière                Conservation de la masse d’une         Nature microscopique de la matière         Remédiation / approfondissements
                      de la matière                                                                  espèce chimique lors d’un chan-        et interprétation des changements          en AP ou réinvestissement en EPI.
                                                                                                     gement d’état et maintien de la        d’état au niveau microscopique.
                                                                                                     température à une valeur constante
                                                                                                     pour corps pur.
                                                              Masse volumique                        Mesures de volume et de masse.         Notion de masse volumique définie          Masse volumique pour distinguer
                                                                                                     Mise en évidence de la proportionna-   comme le coefficient de propor-            les matériaux, pour calculer une
                                                                                                     lité entre masse et volume.            tionnalité entre masse et volume et        masse ou un volume à partir de la
                                                                                                                                            utilisation de la quatrième propor-        relation littérale m=ρV.
                                                                                                                                            tionnelle
                                                              Corps purs et mélanges                 Température de changement d’état       Solubilité d’un solide ou d’un gaz         Remédiation / approfondissements
                                                                                                     d’un corps pur.                        dans de l’eau.                             en AP ou réinvestissement en EPI.
                                                                                                     Mélanges : solutions aqueuses obte-    La solubilité et la miscibilité varie en
                                                                                                     nues par dissolution de gaz ou de      fonction de l’espèce dissoute et de la
                                                                                                     solides ou par mélange de liquides.    température.
                      Décrire et expliquer des transfor-      Transformation chimique                Les combustions, exemples de           Interprétation des transformations         Description d’une transformation
                      mations chimiques                                                              transformations chimiques. Dis-        chimiques comme une redistribution         chimique par une équation de
                                                                                                     tinction transformation physique et    d’atomes au niveau microscopique.          réaction.
                                                                                                     transformation chimique.
                                                              Atomes, ions, molécules, classifica-                                          Notions de molécules, atomes, ions.        Constituants de l’atome.
                                                              tion périodique                                                               Tests caractéristiques                     Tableau périodique des éléments
                                                              Propriétés acido-basiques              Mesure du pH d’une solution acide      Caractère acide ou basique d’une           Réactions acide-base, acide-métal.
                                                                                                     ou basique.                            solution associé à la présence d’ions
                                                                                                                                            H+ et OH-.
                      Décrire l’organisation de la matière    Structure de l’Univers.                Le système solaire                     L’Univers                                  Remédiation / approfondissements
                      dans l’Univers                          Les distances dans l‘univers           Les distances dans le système          Les distances dans l‘Univers.              en AP ou réinvestissement en EPI.
                                                                                                     solaire.
                                                              Les éléments sur Terre et dans                                                Notions de molécules, atomes et            Les éléments sur Terre et dans
                                                              l’Univers.                                                                    ions présents sur Terre et dans            l’Univers.
                                                              Constituants de l’atome                                                       l’Univers                                  Constituants de l’atome.




eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016                                                                               5
CYCLE   4   I PHYSIQUE-CHIMIE I Inscrire son enseignement dans une logique de cycle




                    Exemple de programmation sur les trois années du cycle 4 construite à partir de la progression
                    Des exemples d’activité issu du projet L’océan, ma planète… et moi ! proposé par la fondation La main à la pâte sont régulièrement proposés pour illustrer
                    cette programmation. L’accès à ces ressources nécessite la création d’un compte (gratuit).

                      CINQUIEME                                               QUATRIEME                                           TROISIEME                                       CONNAISSANCES ET
                      THEME DIRECTEUR : OCÉANS                                THEME DIRECTEUR : ALIMENTATION                      THEME DIRECTEUR : ENVIRONNEMENT                 COMPETENCES ASSOCIEES
                                                                                          DÉCRIRE LA CONSTITUTION ET LES ÉTATS DE LA MATIÈRE

                      LES ÉTATS DE LA MATÈRE                                  LES CHANGEMENTS D’ÉTAT                              LA MATIÈRE ET L’ENVIRONNEMENT                   O1 Caractériser les différents états de la
                                                                              On aborde en classe de 4ème la nature microsco-     Cette partie permet de faire le bilan des          matière (solide, liquide et gaz).
                      On vérifie les acquis du cycle 3 concernant les états
                      de la matière, les propriétés de la matière (densité,   pique de la matière et l’interprétation des chan-   acquis sur la constitution et les états de la   O2 Proposer et mettre en œuvre un pro-
                      solubilité), la notion de masse, la notion de volume,   gements d’état au niveau microscopique (O4).        matière à travers des problématiques envi-         tocole expérimental pour étudier les
                      de mélange.                                             Exemples d’activités                                ronnementales contribuant au parcours              propriétés des changements d’état.
                                                                                                                                  citoyen et/ou au parcours santé.
                      Evaluation diagnostique                                 Activité numérique                                                                                  O3 Caractériser les différents change-
                                                                              Simulation avec Modèle moléculaire illustrant       Exemples d’activités                                ments d’état d’un corps pur.
                      L’évaluation diagnostique peut être répartie dans le    diverses propriétés physiques de la matière.        Activité documentaire autour du réchauf-        O4 Interpréter les changements d’état au
                      temps au fur et à mesure des besoins et réalisée au
                                                                                                                                  fement climatique à partir de la ressource         niveau microscopique.
                      moyen d’un formulaire numérique.
                                                                                                                                  Les glaces au cœur du réchauffement             O5 Proposer et mettre en œuvre un pro-
                      On complète les acquis du cycle 3 sur les états                                                             climatique                                         tocole expérimental pour déterminer
                      de la matière en montrant la conservation de la                                                                                                                une masse volumique d’un liquide ou
                      masse lors d’un changement d’état et le maintien                                                            Activité expérimentale
                                                                                                                                                                                     d’un solide.
                      de la température à une valeur constante pour une                                                           Pétrole et marées noires (http://www.
                      substance1. Une activité complémentaire documen-                                                                                                            O6 Exploiter des mesures de masse volu-
                                                                                                                                  fondation-lamap.org/node/28679)
                      taire sur les réserves d’eau sur Terre et le cycle de                                                                                                          mique pour différencier des espèces
                      l’eau peut permettre, en remédiation, de réactiver le                                                       Acidification des océans                           chimiques.
                      vocabulaire lié aux changements d’état (O1 O2 O3).                                                                                                             • Espèce chimique et mélange.
                                                                                                                                  Activité contribuant au Parcours                   • Notion de corps pur.
                      Exemples d’activités                                                                                                                                           • Changements d’états de la matière.
                                                                                                                                  Avenir sur les métiers de l’environnement,
                      Activité documentaire :                                                                                     à partir par exemple du site de l’ONISEP.          • Conservation de la masse, variation
                                                                                                                                                                                        du volume, température de change-
                      L’eau sur Terre                                                                                                                                                   ment d’état.
                                                                                                                                                                                     • Masse volumique : Relation m = ρ.V.
                      Démarche d’investigation
                                                                                                                                                                                  O7 Concevoir et réaliser des expériences
                      Fonte de la glace et augmentation du niveau de la                                                                                                              pour caractériser des mélanges.
                      mer (http://www.fondation-lamap.org/node/28660)
                                                                                                                                                                                  O8 Estimer expérimentalement une
                      Activité expérimentale autour des changements                                                                                                                  valeur de solubilité dans l’eau.
                      d’état de l’eau.
                                                                                                                                                                                     • Solubilité.
                                                                                                                                                                                     • Miscibilité.
                                                                                                                                                                                     • Composition de l’air.




                    1. Il conviendra de clarifier le vocabulaire : au cycle 3, les élèves ont employé une substance est une espèce chimique (description de la matière au niveau macroscopique), donc considérée comme
                       un corps pur. A contrario, un mélange comportera plusieurs substances.

eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016                                                                                   6
CYCLE   4   I PHYSIQUE-CHIMIE I Inscrire son enseignement dans une logique de cycle




                      CINQUIEME                                        QUATRIEME                                              TROISIEME                                                 CONNAISSANCES ET
                      THEME DIRECTEUR : OCÉANS                         THEME DIRECTEUR : ALIMENTATION                         THEME DIRECTEUR : ENVIRONNEMENT                           COMPETENCES ASSOCIEES
                      MASSE VOLUMIQUE                                  MASSE VOLUMIQUE                                        MASSE VOLUMIQUE
                      On distingue clairement le volume et la masse    On introduit la notion de masse volumique (O5 O6).     La notion de masse volumique permet de distinguer
                      et on illustre expérimentalement la propor-      Exemples d’activités                                   les matériaux. Sa valeur permet de calculer une
                      tionnalité entre ces grandeurs pour un liquide   Activités expérimentales                               masse ou un volume quand on connait l’autre gran-
                      ou un solide.                                                                                           deur à partir de la relation littérale m = ρ.V (O5 O6).
                                                                       • graduation d’un verre doseur m
                                                                       • mesures de volumes et de masses de liquides         Exemples d’activités
                                                                          alimentaires (eau, huile, sirop, vinaigre).
                                                                                                                              Démarche d’investigation autour de la reconnais-
                                                                       Accompagnement personnalisé : activité bi-disci-       sance de métaux ou sur la prévision de flottaison ou
                                                                       plinaire mathématiques/physique-chimie autour          de positionnement de liquides non miscibles
                                                                       de la notion de volume.                                Accompagnement personnalisé : activité (éventuel-
                                                                                                                              lement bi-disciplinaire mathématiques/physique-
                                                                                                                              chimie) autour de la proportionnalité et de la notion
                                                                                                                              de grandeur quotient.
                      CORPS PURS ET MÉLANGES – SOLUBILITÉ              SOLUBILITÉ
                      Un corps pur peut être identifié par ses tem-    On ne peut pas dissoudre indéfiniment un solide
                      pératures de changement d’état.                  ou un gaz dans de l’eau : la solubilité dépend de la
                                                                       substance dissoute (O8)
                      Différents types de mélanges sont étudiés
                      ; c’est l’occasion de préciser les notions       Exemples d’activités
                      de solubilité, de miscibilité et de solution
                      aqueuse. (O7 O8)                                 Démarche d’investigation autour de la mesure
                                                                       de la quantité de sucre dissous dans une boisson
                      Exemples d’activités                             sucrée en utilisant des courbes d’étalonnage.
                      Démarche d’investigation
                                                                       Activité documentaire contribuant au Parcours
                      Activité autour des marais salants.              Santé autour du sucre dans les boissons.
                      Les courants de salinité (http://www.
                      fondation-lamap.org/fr/page/28658/ocean-
                      seance-i4-les-courants-de-salinite)
                      Acidification des océans avec dissolution du
                      dioxyde de carbone (http://www.fondation-la-
                      map.org/node/28663)
                      Activité permettant de contribuer au Par-
                      cours Avenir
                      Les métiers de la mer (http://www.fondation-
                      lamap.org/node/28682)
                      Accompagnement personnalisé
                      Ecrire en sciences expérimentales
                      Enseignements Pratiques Interdisciplinaires
                      Mers et océans, un EPI physique-chimie /
                      Histoire-géographie


eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016                                                                           7
CYCLE   4   I PHYSIQUE-CHIMIE I Inscrire son enseignement dans une logique de cycle




                      CINQUIEME                                               QUATRIEME                                          TROISIEME                                  CONNAISSANCES ET
                      THEME DIRECTEUR : OCÉANS                                THEME DIRECTEUR : ALIMENTATION                     THEME DIRECTEUR : ENVIRONNEMENT            COMPETENCES ASSOCIEES
                                                                                       DÉCRIRE ET EXPLIQUER DES TRANSFORMATIONS CHIMIQUES

                      TRANSFORMATION CHIMIQUE ET TESTS CARACTÉ-               TRANSFORMATION CHIMIQUE ET PROPRIÉ-                TRANSFORMATION CHIMIQUE ET ÉQUA-           O9 Mettre en œuvre des tests caractéris-
                      RISTIQUES                                               TEÉS ACIDO-BASIQUES                                TION DE RÉACTION                              tiques d’espèces chimiques à partir
                                                                              On aborde en classe de 4ème la nature micros-                                                    d’une banque fournie.
                      Lors d’une combustion, il se forme du dioxyde de                                                           On aborde en classe de 3ème le forma-
                      carbone que l’on peut caractériser avec de l’eau de     copique de la matière et l’interprétation des      lisme de la transformation chimique :      O10 Identifier expérimentalement une
                      chaux.                                                  transformations chimiques comme une redistri-      équation de réaction, symboles des élé-        transformation chimique.
                                                                              bution d’atomes au niveau microscopique (O12).     ments, tableau périodique (O13 O14 O15).
                      La transformation chimique entre le carbone et          On associe le caractère acide ou basique d’une                                                O11 Distinguer transformation chimique
                      le dioxygène est différente de la transformation        solution à la présence d’ions H+ et OH- (O17).     On aborde des transformations chimiques        et mélange, transformation chimique
                      physique observée lors de la fonte de la glace, ou du                                                      mettant en jeu des acides et des bases :       et transformation physique.
                      mélange entre l’eau et le sel (O9 O10 O11).             Pour l’écriture de la réaction relative à une      réactions acide-base, acide-métal (O17).
                                                                              transformation chimique, on utilise les noms                                                  O12 Interpréter une transformation
                      Exemples d’activités                                    des réactifs et des produits.                      Exemples d’activités                           chimique comme une redistribution
                                                                              Exemples d’activités                                                                              des atomes.
                      Activité expérimentale : combustion du carbone ou                                                          Démarches d’investigation
                      du butane d’un briquet ou de l’éthanol d’une lampe      Activité expérimentale                                                                        O13 Utiliser une équation de réaction
                      à alcool.                                                                                                  Je suis vernie !                               chimique fournie pour décrire une
                                                                              Agir contre les brûlures d’estomac
                                                                                                                                 Barbecue et Effet de serre                     transformation chimique observée.
                      PROPRIETES ACIDO-BASIQUES                               Activité documentaire contribuant à l’éducation
                                                                              aux Média et à l’Information (EMI) autour de       Accompagnement personnalisé                • Notions de molécules, atomes, ions.
                      On introduit le caractère acide ou basique d’une        l’acidité des boissons au cola.                                                               •	Conservation de la masse lors d’une
                      solution à partir de la valeur de son pH (O 16).                                                           La polysémie des mots                         transformation chimique
                                                                              Activité contribuant au Parcours Avenir
                      Exemples d’activités                                                                                                                                  O14 Associer leurs symboles aux élé-
                                                                              À la découverte des métiers de la physique et de                                                   ments à l’aide de la classification
                      Activité expérimentale                                  la chimie                                                                                          périodique.
                      Which cola is the strongest ?                                                                                                                         O15 Interpréter une formule chimique en
                                                                                                                                                                                termes atomiques
                      Acidification des océans
                                                                                                                                                                            •	Dioxygène, dihydrogène, diazote, eau,
                                                                                                                                                                               dioxyde de carbone.
                                                                                                                                                                            • Propriétés acidobasiques
                                                                                                                                                                            O16 Identifier le caractère acide ou
                                                                                                                                                                                basique d’une solution par mesure
                                                                                                                                                                                de pH.
                                                                                                                                                                            O17 Associer le caractère acide ou
                                                                                                                                                                                basique à la présence d’ions H+ et
                                                                                                                                                                                OH-
                                                                                                                                                                            • Ions H+ et OH-
                                                                                                                                                                            • Mesure du pH
                                                                                                                                                                            •	Réactions entre solutions acides et
                                                                                                                                                                               basiques
                                                                                                                                                                            •	Réactions entre solutions acides et
                                                                                                                                                                               métaux




eduscol.education.fr/ressources-2016 - Ministère de l’Éducation nationale, de l’Enseignement supérieur et de la Recherche - Mars 2016                                                                            8
CYCLE   4   I PHYSIQUE-CHIMIE I Inscrire son enseignement dans une logique de cycle




                      CINQUIEME                                                QUATRIEME                                             TROISIEME                                      CONNAISSANCES ET
                      THEME DIRECTEUR : OCÉANS                                 THEME DIRECTEUR : ALIMENTATION                        THEME DIRECTEUR : ENVIRONNEMENT                COMPETENCES ASSOCIEES
                                                                                          DÉCRIRE L’ORGANISATION DE LA MATIÈRE DANS L’UNIVERS

                      LE SYSTÈME SOLAIRE                                       LES DISTANCES DANS L’UNIVERS                          LES ÉLÉMENTS SUR TERRE ET DANS                 O18 Décrire la structure de l’Univers et
                                                                                                                                     L’UNIVERS                                          du système solaire.
                      Évaluation diagnostique                                  On élargit les connaissances concernant le
                                                                               système solaire à l’Univers : étoiles, galaxies,      On réinvestit les connaissances concernant O19 Aborder les différentes unités de
                      On vérifie les acquis du cycle 3 concernant la                                                                 l’Univers pour présenter les éléments sur            distance et savoir les convertir : du
                      matière à grande échelle : Terre, planètes, Univers      substances présentes et états physiques, et on
                                                                               introduit l’année-lumière (O18 O19).                  Terre et dans l’Univers et décrire les consti-       kilomètre à l’année-lumière.
                      (O 18 O 19).                                                                                                   tuants de l’atome (O20 O21).
                                                                                                                                                                                    •	Galaxies, évolution de l’Univers, forma-
                      L’évaluation peut être réalisée au moyen d’un for-       Exemples d’activités                                  Exemples d’activités                              tion du système solaire, âges géolo-
                      mulaire numérique.                                                                                                                                               giques.
                                                                               Activités documentaires sur les distances aux         Activité documentaire et démarche d’in-        •	Ordres de grandeur des distances
                      Exemple : Le système solaire, une activité en ligne      étoiles et aux galaxies, éventuellement traitées      vestigation autour de la fusion nucléaire/de
                      pour consolidation des connaissances sur la struc-                                                                                                               astronomiques.
                                                                               en interdisciplinarité.                               la production d’atomes dans les étoiles.
                      ture du système (nom des planètes, distances au                                                                                                               O20 Connaître et comprendre l’origine de
                      Soleil, origine des noms).                               Accompagnement personnalisé                           Activité documentaire :                              la matière.
                      On complète les acquis du cycle 3 sur le système                                                               Histoire du modèle de l’atome : recherche      O21 Comprendre que la matière obser-
                      solaire : planètes, distances à l’intérieur du système   Ordres de grandeur des distances astrono-             et présentation orale d’un scientifique
                                                                               miques : évaluation diagnostique, jeu de cartes,                                                           vable est partout de même nature et
                      solaire (O18 O19).                                                                                             ayant travaillé sur l’atome, reconstitution          obéit aux mêmes lois.
                                                                               conversions à partir d’une situation concrète :       d’une frise sur l’Histoire de l’atome par
                      Exemples d’activités                                     reproduction à l’échelle de la position des étoiles   l’ensemble de la classe.                       •	La matière constituant la Terre et les
                                                                               dans la cour.                                                                                           étoiles.
                      Activité documentaire contribuant à l’éducation                                                                Accompagnement personnalisé : Ordres
                      aux Média et à l’Information (EMI) :                                                                                                                          •	Les éléments sur Terre et dans
                                                                               Enseignements Pratiques Interdisciplinaires           de grandeur de l’atome et de son noyau            l’univers (hydrogène, hélium, élé-
                      Quelle(s) représentation(s) du système solaire ?                                                               Activité contribuant au Parcours Citoyen          ments lourds : oxygène, carbone, fer,
                                                                               Les instruments scientifiques, un EPI Physique-
                                                                                                                                     autour de la fiabilité des documents en           silicium…)
                      Accompagnement personnalisé                              chimie / Mathématiques / Technologie
                                                                                                                                     ligne
                      •L
                        exique                                                Comment survivre sur Mars, un EPI Physique-
                                                                                                                                     Activité contribuant au Parcours Avenir        Constituants de l’atome, structure
                      • Travail (éventuellement interdisciplinaire) sur les   chimie / Sciences de la vie et de la Terre                                                           interne d’un noyau atomique (nucléons :
                                                                                                                                     autour des métiers de la physique et de
                        distances dans le système solaire                                                                            l’astrophysique                                protons, neutrons), électrons.
                                                                               Activité sur la réalisation d’une maquette 2D ou
                                                                               3D de la Grande Ourse (ressource CLEA).




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CYCLE   4   I PHYSIQUE-CHIMIE I Inscrire son enseignement dans une logique de cycle




                    Tableau récapitulatif de l’évolution de l’acquisition d’une notion
                    (connaissance et compétence associée)
                    Début d’apprentissage → D		                           Maîtrise de la notion → M		                      Entretien et la remobilisation de la notion → E

                      ATTENDU DE FIN DE CYCLE 4                                                                                                                              5ÈME   4ÈME   3ÈME
                      O1 Caractériser les différents états de la matière (solide, liquide et gaz).                                                                             M
                      O2 Proposer et mettre en œuvre un protocole expérimental pour étudier les propriétés des changements d’état.                                             D     M-E
                      O3 Caractériser les différents changements d’état d’un corps pur.                                                                                        D      M      E
                      O4 Interpréter les changements d’état au niveau microscopique.                                                                                                  M      E
                      O5 Proposer et mettre en œuvre un protocole expérimental pour déterminer une masse volumique d’un liquide ou d’un solide.                                       D      M
                      O6 Exploiter des mesures de masse volumique pour différencier des espèces chimiques.                                                                            D      M
                      • Espèce chimique et mélange.
                      • Notion de corps pur.
                      • Changements d’états de la matière.
                      • Conservation de la masse, variation du volume, température de changement d’état.
                      • Masse volumique : Relation m = ρ.V.
                      O7 Concevoir et réaliser des expériences pour caractériser des mélanges.                                                                                 D      M      E
                      O8 Estimer expérimentalement une valeur de solubilité dans l’eau.                                                                                        D      M      E
                      • Solubilité
                      • Miscibilité.
                      • Composition de l’air.
                      O9 Mettre en œuvre des tests caractéristiques d’espèces chimiques à partir d’une banque fournie.                                                         D      M      E
                      O10 Identifier expérimentalement une transformation chimique.                                                                                            D      M      E
                      O11 Distinguer transformation chimique et mélange, transformation chimique et transformation physique.                                                   D      M      E
                      O12 Interpréter une transformation chimique comme une redistribution des atomes.                                                                                D      M
                      O13 Utiliser une équation de réaction chimique fournie pour décrire une transformation chimique observée.                                                              D
                      • Notions de molécules, atomes, ions.
                      • Conservation de la masse lors d’une transformation chimique
                      O14 Associer leurs symboles aux éléments à l’aide de la classification périodique.                                                                              D      M
                      O15 Interpréter une formule chimique en termes atomiques                                                                                                        D      M
                      • Dioxygène, dihydrogène, diazote, eau, dioxyde de carbone.
                      O16 Identifier le caractère acide ou basique d’une solution par mesure de pH.                                                                            D      M      E
                      O17 Associer le caractère acide ou basique à la présence d’ions H et OH
                                                                                           +         -
                                                                                                                                                                                      D      M
                      • Ions H+ et OH-
                      • Mesure du pH
                      • Réactions entre solutions acides et basiques
                      • Réactions entre solutions acides et métaux




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CYCLE   4   I PHYSIQUE-CHIMIE I Inscrire son enseignement dans une logique de cycle




                      O18 Décrire la structure de l’Univers et du système solaire.                                                         D   M
                      O19 Aborder les différentes unités de distance et savoir les convertir : du kilomètre à l’année-lumière.             D   M   E
                      • Galaxies, évolution de l’Univers, formation du système solaire, âges géologiques.
                      • Ordres de grandeur des distances astronomiques.
                      O20 Connaître et comprendre l’origine de la matière.                                                                     D   M
                      O21 Comprendre que la matière observable est partout de même nature et obéit aux mêmes lois.                             D   M
                      • La matière constituant la Terre et les étoiles.
                      • Les éléments sur Terre et dans l’univers (hydrogène, hélium, éléments lourds : oxygène, carbone, fer, silicium…)
                      • Constituants de l’atome, structure interne d’un noyau atomique (nucléons : protons, neutrons), électrons.




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