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Programme de SVT de première L
Sommaire |
| Présentation |
Quelle que soit leur formation initiale, nos contemporains auront en tant que citoyens, à participer à un nombre croissant de choix de société dans lesquels la science est impliquée. Il est évidemment hors de question de prétendre donner au lycée la maîtrise des connaissances scientifiques impliquées dans ces débats : qu'il s'agisse de l'environnement ou des manipulations génétiques, les problèmes sont trop difficiles, et en général mal maîtrisés, dans leurs conséquences à long terme, par les scientifiques eux-mêmes. Il est cependant possible de fournir, même à des élèves qui ont décidé de centrer leurs études secondaires hors du champ des sciences expérimentales, un certain nombre de clefs pour se repérer dans les enjeux de société à venir.
Concernant la série littéraire, ces clefs sont essentiellement d'ordre terminologique. Les thèmes traités dans l'enseignement scientifique doivent permettre, par l'examen de situations modèles, de donner un contenu précis à un certain nombre de notions parfois complexes mais incontournables pour la culture de notre époque. Il s'agit d'une première approche qui doit également donner l'envie d'aller plus loin dans la compréhension de ces sujets (ou d'autres qui relèvent de la même démarche) par la lecture d'ouvrages ou de revues de bonne vulgarisation scientifique qui sont maintenant largement disponibles.
L'enseignement scientifique qui suit est organisé en deux parties : deux thèmes communs aux deux disciplines (sciences de la vie et de la Terre, sciences physiques et chimiques), représentant environ les deux tiers du programme, et un complément de thèmes propres à chacune des disciplines.
Le choix de thèmes communs aux sciences de la vie et de la Terre et
aux sciences de la matière (physique et chimie) vise à donner
un sens à la notion d'enseignement scientifique. Il s'agit moins de développer
une approche interdisciplinaire que de montrer comment, sur un même thème,
des approches spécifiques et complémentaires doivent être
mises en œuvre.
Le programme relatif à ces thèmes, dans sa présentation
graphique, définit les contenus relatifs à chaque discipline,
et propose en regard des activités en nombre suffisant pour que les professeurs
puissent choisir, en fonction de leurs goûts et des intérêts
de la classe, celles qui leur paraîtront illustrer le mieux les contenus
du programme.
D'autres thèmes se prêtent plus difficilement à un double
regard disciplinaire. Aussi, les professeurs de chacune des disciplines choisiront,
parmi plusieurs propositions, un thème à traiter dans un cadre
strictement disciplinaire.
Les thèmes choisis doivent permettre d'apporter à l'élève, outre les éléments de contenus et de méthode rappelés plus haut, les bases d'une réflexion plus philosophique, par exemple sur la distinction entre "monde réel" et "monde perçu", ainsi que des éléments sur "la place et la responsabilité de l'homme et de ses activités dans le monde".
Les deux thèmes communs aux deux disciplines touchent aux bases du comportement de l'homme en rapport avec les paramètres physico-chimiques de son milieu :
Le programme est complété par des thèmes au choix, strictement disciplinaires, qui ont été sélectionnés parmi les nombreux sujets porteurs d'intérêt pour les élèves. Ils permettent également de construire un savoir argumenté et méthodologique.
En sciences de la vie et de la Terre, l'enseignant choisit un thème parmi trois propositions qui abordent différents sujets de biologie fondamentale comportant des retombées pratiques en termes de santé humaine et d'éthique :
L'ordre des thèmes ci-dessus ne préjuge en rien de leur mise en place annuelle laissée à l'appréciation de l'enseignant, de même que la durée exacte pour l'enseignement de chaque thème (obligatoire ou au choix). Cependant, la durée moyenne prévue est de 10 semaines par thème, également partagées entre l'enseignement de physique et chimie et l'enseignement de sciences de la vie et de la Terre.
Les pratiques pédagogiques associées à cet enseignement
doivent s'adapter au partage horaire entre les disciplines et à leur
coordination pour ce qui concerne les deux thèmes obligatoires. Elles
se déroulent en demi-classe à raison de 1h30 de travaux pratiques
(ou TP-cours) par semaine. Ces activités s'appuieront, partout où
cela sera possible, sur les techniques de l'information et de la communication
(TIC).
L'ensemble de ces activités fait l'objet d'une évaluation.
| Thème obligatoire : Représentation visuelle du monde |
La représentation visuelle que nous avons du monde extérieur est le fruit d'une construction cérébrale à partir des signaux lumineux que capte notre œil. Ces signaux lumineux nous parviennent, soit par l'intermédiaire d'appareils optiques qui produisent des images intermédiaires, soit directement, l'œil - appareil optique produisant une image sur la rétine - écran. On analyse dans un premier temps les images formées par des lentilles simples, puis on caractérise quelques défauts de l'œil ; enfin, on aborde quelques notions relatives à la vision colorée. Dans sa composante SVT, ce thème vise à donner quelques éléments de connaissance sur la formation et la propagation du message nerveux. Il conduit à souligner l'importance des phénomènes d'intégration qui participent à cette construction cérébrale. Il souligne enfin que chaque cerveau est unique. En effet, bien que construit sur les mêmes bases morpho-anatomiques et fonctionnelles dans une espèce donnée, le cerveau diffère dans le détail d'un individu à l'autre, notamment en raison de la plasticité neuronale qui se manifeste au cours de l'apprentissage et modifie l'organisation des réseaux de neurones responsables de son activité. Ce thème peut constituer une base concrète intéressante pour une approche ultérieure de la différence individuelle de perception du monde en cours de philosophie en classe de terminale L.
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ACTIVITÉS ENVISAGEABLES |
NOTIONS ET CONTENUS |
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L'œil : système optique de la formation des images L'œil est limité par trois enveloppes emboîtées : la sclérotique, la choroïde, et la rétine qui se prolonge par le nerf optique. Il comprend des milieux transparents (cornée, humeur vitrée, cristallin, humeur aqueuse) qui rendent possible la formationd'images sur la rétine. |
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La rétine : les photorécepteurs rétiniens
génèrent des messages sensoriels Structure des photorécepteurs rétiniens La rétine est un tissu nerveux. La représentation visuelle du mondeest dépendante de la diversité et des propriétés des photorécepteursrétiniens. Les cônes et bâtonnets sont des cellules photoréceptrices dont la répartition est variable suivant les endroits de la rétine. Fonction des photorécepteurs rétiniens La stimulation des photorécepteurs rétiniens par la lumière est à l'origine du processus visuel. L'absorption des photons par les pigments rétiniens des cônes et des bâtonnets est à l'origine du message nerveux sensoriel. Ce processus se traduit en message nerveux destiné au cerveau. Les bâtonnets sont les cellules photoréceptrices fonctionnelles enfaible éclairement. La rétine humaine comprend trois types de cônes ; chacun présente un maximum de sensibilité pour une longueur d'onde donnée. Ils participent à la vision des couleurs mais sont beaucoup moins sensibles à la lumière que les bâtonnets. Le message nerveux provenant de la rétine est propagé par les fibres du nerf optique sous forme de signaux électriques. Limites : l'ultrastructure des cônes et des bâtonnets ; l'analyse détaillée de l'activité électrique des cônes et des bâtonnets ; la décomposition et la synthèse des pigments photosensibles ; le rôle des cellules pigmentaires, des neurones bipolaires ; horizontaux et ganglionnaires, ne sont pas au programme. Les voies visuelles Les messages nerveux véhiculés par les fibres du nerf optique aboutissent à un relais cérébral connecté aux aires du cortexvisuel occipital. Les fibres du nerf optique communiquent avec le relais cérébral au niveau des synapses par un message chimique. Toute perturbation du fonctionnement des synapses sous l'action de substances chimiques a des conséquences sur le fonctionnement des neurones. |
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Le cerveau : un exemple d'intégration des signaux
Le cortex visuel comporte plusieurs aires qui répondent de façon spécifique à des aspects différents du stimulus visuel (couleur,direction du mouvement, reconnaissance des formes). D'autres aires corticales participent à l'élaboration de la perception visuelle (cortex temporal, pariétal...). Les différentes aires du cortex visuel échangent en permanence des informations qui permettent une perception visuelle globale des objets. L'organisation générale du cortex visuel est la même pour tous (déterminisme génétique). Les apprentissages et les expériences acquises sont à l'origine d'une organisation différente des réseaux de neurones corticaux qui fait qu'aucun cerveau ne voit le monde exactement comme un autre. Limites : le corps genouillé latéral et les structures des aires corticales ne sont pas au programme. |
| Thème obligatoire : Alimentation et environnement |
Ce thème est une approche à la fois individuelle et globale des problèmes de l'alimentation des hommes sur la planète. Il fait ressortir les apports nécessaires au maintien de l'organisme en réinvestissant des connaissances de la classe de troisième. Il permet également une étude des déséquilibres de la consommation et de la production avec leurs incidences individuelles (pathologies) ou collectives (en terme de santé ou d'atteintes à la qualité de l'environnement par des pollutions chimiques, biologiques ou génétiques...). Ce thème doit permettre de poser scientifiquement des questions sur "Quels aliments pour nourrir demain six milliards d'hommes ?" en considérant à la fois l'individu et son environnement proche et global. Une interaction avec l'enseignement de géographie et de sciences économiques peut être mise en place à partir de ce thème.
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ACTIVITÉS
ENVISAGEABLES |
NOTIONS ET CONTENUS |
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Comportements alimentaires et satisfaction des besoins |
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Production alimentaire et environnement Analyser le fonctionnement d'un agrosystème
et ses conséquences environnementales |
| Thème au choix : Procréation |
Ce thème a pour objectif de montrer que la connaissance des étapes d'un processus biologique a permis d'agir sur le contrôle de la procréation et de lutter contre les pathologies associées. L'accent est particulièrement mis sur les rapports entre les activités cérébrales (sensibilité du complexe hypothalamo-hypophysaire aux hormones sexuelles, facteurs déclenchant ou inhibant la procréation) qui permettent d'envisager un niveau de contrôle plus intégré en rapport avec les facteurs internes et externes. Ce thème est d'une grande importance pour les adolescents, au regard des problèmes de santé individuelle sous-jacents ainsi que des conséquences sociales et éthiques qu'il évoque.
| ACTIVITÉS
ENVISAGEABLES |
NOTIONS ET CONTENUS |
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Des processus biologiques contrôlés par des hormones
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Maîtrise de la reproduction |
| Thème au choix : Du génotype au phénotype |
Cette partie de programme s'appuie sur l'universalité de structure et de fonction de la molécule d'ADN étudiée en classe de seconde. Elle précise dans un premier temps les mécanismes biologiques assurant l'expression de l'information génétique. Par la suite, à partir de quelques exemples, elle appréhende la notion de complexité des relations entre génotype et phénotype. Elle permet d'aborder une réflexion critique sur l'étude des génomes et sur l'utilisation des biotechnologies, particulièrement d'actualité dans le domaine biomédical et dans le domaine de l'éthique.
| ACTIVITÉS
ENVISAGEABLES |
NOTIONS ET CONTENUS |
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De l'information génétique au phénotype
- Applications La relation entre ADN et protéines La modification du génotype d'un organisme par transgénèse qui permet de produire de nouvelles protéines repose sur l'universalité du code génétique. Limites : seuls sont traités les exemples permettant l'acquisition des notions d'échelle d'observation des phénotypes. On ne parlera ici que des parties codantes des gènes.Les mécanismes de la transcription et de la traduction sont hors programme. Complexité des relations entre génotype
et phénotype - Applications - La réalisation d'un phénotype macroscopique dépend de l'interaction de plusieurs gènes entre eux et avec les facteurs de l'environnement. - Médecine prédictive et diagnostic prénatal ont pour but de détecter la présence de certains allèles chez un individu |
| Thème au choix : Place de l'Homme dans l'évolution |
Le programme de la classe de seconde a permis de mettre en place le concept d'unité du vivant. Ce thème a donc pour objectif de montrer que la parenté entre les êtres vivants est le fruit d'une longue histoire jalonnée d'innovations génétiques issues de restructurations des génomes. Il permet de souligner l'antériorité de ces innovations génétiques aléatoires par rapport à l'influence du milieu sur l'évolution, en montrant la contingence entre évolution et sélection naturelle. Parmi ces innovations, certaines ont conduit à l'émergence des homininés au sein desquels se place l'homme dont on soulignera les spécificités culturelles. Dans le cadre de l'étude critique de textes scientifiques fondateurs de théories de l'évolution, ce thème peut trouver des attaches avec l'enseignement ultérieur de philosophie en classe de terminale.
| ACTIVITÉS
ENVISAGEABLES |
NOTIONS ET CONTENUS |
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À la recherche de "l'ancêtre
commun" Par la prise en compte des caractères homologues et de l'état
ancestral ou dérivé de ces caractères, on peut construire
des relations de parenté entre les être vivants. |
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Les mécanismes de l'évolution
Les génomes des espèces sont des archives. Ils permettent d'imaginer les événements génétiques moléculaires de l'évolution qui ont conduit à des innovations, à leurdiversification et à leur complexification (familles multigéniques, gènes chimères...) . Ces innovations génétiques sont aléatoires ; leur nature ne dépend pas des caractéristiques du milieu. L'évolution des génomes résulte d'un bricolage moléculaire qui a conduit à faire du neuf avec du vieux. Ainsi, l'acquisition de la bipédie dans la lignée humaine ne fait pas intervenir une explication finaliste. À l'origine de la bipédie se trouvent des innovations génétiques. Elles ont dû affecter les gènes du développement. Les conditions de l'environnement peuvent jouer le rôle de crible vis-à-vis des nouveautés phénotypiques engendrées par les innovations génétiques (sélection naturelle). De ce fait, l'évolution dans la lignée humaine comme dans les autres lignées peut être dépendante de changements dans l'environnement. Elle est contingente. |
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Émergence du genre Homo
Diverses caractéristiques morpho-anatomiques et comportementales contribuent à définir le genre Homo (volume et morphologie crânienne, bipédie, fabrication d'outils, vie sociale et culturelle). La découverte de traces d'activité et de restes fossiles fait remonter de plus en plus dans le temps l'apparition du genre Homo. L'analyse génétique des populations humaines suggère qu'elles dérivent toutes d'une seule population d'Homo sapiens. Les données fossiles indiquent que celle-ci a pour origine géographique le Proche-Orient ou l'Afrique. |
| Recommandations pédagogiques |
Ce texte précise les intentions pédagogiques et scientifiques
du programme ainsi que les conditions de sa mise en oeuvre.
Des informations scientifiques complémentaires et des démarches
pédagogiques possibles destinées aux enseignants sont proposées
par le groupe technique disciplinaire de sciences de la vie et de la Terre.
Elles sont consultables à partir de l'espace lycée du site www.cndp.fr
sous l'intitulé "Commentaires du programme".
Objectifs et organisation
Cet enseignement scientifique porte sur les deux disciplines : sciences physiques
et chimiques (PC) et sciences de la vie et de la Terre (SVT). Le programme comporte
deux thèmes obligatoires communs aux deux disciplines, et un thème
spécifique de chaque discipline à choisir parmi trois propositions
en SVT et deux propositions en PC.
Au moyen de quelques exemples, cet enseignement vise à donner à
l'élève des connaissances de base et des éléments
de démarche scientifique nécessaires à la compréhension
critique de certains problèmes de société. Il s'agit donc
d'un programme à dominante culturelle.
Méthodologie
L'enseignement scientifique comprend 1,5 heure hebdomadaire en classe dédoublée.
Le programme est bâti sur quinze semaines par an, soit un volume horaire
total de 22h30 pour chacune des deux disciplines. Il doit être réparti
régulièrement et en alternance sur l'année pour permettre
la coordination des enseignements.
L'enseignement est dispensé sous forme de travaux pratiques intégrés
dans une progression pédagogique. Les travaux pratiques ont pour objectif
de permettre à l'élève de saisir l'importance d'une démarche
expérimentale dans la progression des connaissances, sans pour autant
lui faire acquérir des compétences techniques spécialisées.
Ils lui permettent d'acquérir des connaissances et d'appréhender
quelques problèmes scientifiques de manière concrète et
motivante.
En physique - chimie comme en sciences de la vie et de la Terre, chaque séance
a un objectif précis de contenu et de pratique. Il apparaît souhaitable
qu'une partie initiale de chaque séance soit consacrée à
la présentation du sujet, réalisée quand celui-ci s'y prête,
sous forme de questionnement. La partie centrale de chaque séance devrait
être réservée à la pratique expérimentale
réalisée par les élèves. Enfin chaque séance
devrait être conclue par une mise en commun et une analyse des résultats
et des observations, une synthèse et une conclusion.
L'organisation de la partie expérimentale peut être variée,
soit classique, soit sous forme de travaux tournants, soit sous forme de situations
différentes réparties entre binômes.
Les professeurs peuvent choisir une progression pédagogique différente
de l'ordre de présentation du programme mais ils doivent évidemment
coordonner leurs enseignements entre les deux disciplines pour les thèmes
obligatoires.
Évaluation
L'évaluation a pour objectif de révéler les connaissances
et l'aptitude au raisonnement acquises par les élèves, notamment,
à partir de la pratique expérimentale. Les exercices d'évaluation
accompagnent la programmation annuelle. Ils permettent au professeur de proposer
à chaque élève les remédiations nécessaires.
Les évaluations devront tenir compte des modalités retenues pour
l'épreuve anticipée du baccalauréat qui seront définies
par ailleurs.