Enjeux de la spécialité physique-chimie et mathématiques dans la filière STI2D

Les GEPP s’attachent à concevoir des programmes qui permettent de préparer au mieux les bacheliers technologiques à la poursuite d’études supérieures.

Les pilotes du GEPP ont insisté sur le fait qu’ils avaient travaillé à produire des programmes de physique-chimie et de mathématiques en cohérence l’un avec l’autre, les deux (et même trois disciplines) éclairant des objets communs par les modes de pensée propres à chacune.

Le projet de programme pour la physique-chimie STI2D [5] nous a été exposé et a fait l’objet de plusieurs questions. Le présent compte-rendu ne fait état que des discussions qui ont concerné les mathématiques spécifiquement.

Pour les mathématiques se présentent deux enjeux :

• Ajuster la progression pour que les équations différentielles soient enseignées début décembre et ceci pour la partie physique – chimie ;
• Articuler le programme de cette spécialité avec celui du tronc commun.

Présentation rapide du programme de mathématiques de l’enseignement de spécialité STI2D

Il y a deux parties dans le programme : analyse et géométrie. Les statistiques et les probabilités seront traitées dans l’enseignement commun.

En analyse :

• La fonction exponentielle. L’approche sera de partir des suites géométriques $(a^{n})$ puis de s’appuyer sur $x\longrightarrow a^{x}$.
• La fonction logarithme népérien est définie comme étant la fonction réciproque de la fonction exponentielle par une résolution d’une équation.
• Équations différentielles linéaires à coefficients constants :
  • Premier ordre : $y^{’}=ay+b$ ;
  • Second ordre : $y^{’’}+ω^{2} y=0$.
• Composition des fonctions avec une vision formelle bien identifiée en vue d’une utilisation pour la dérivée des fonctions composées.
• Intégrale, en vue de préparer les élèves pour le supérieur.

En géométrie :

• Nombres complexes : la forme exponentielle, les transformations du plan complexe $z\longrightarrow e^{iθ}z$ et $z\longrightarrow az$, avec $a$≠0.
• Géométrie dans l’espace.

Questions diverses et commentaires

• Établir la cohérence entre les deux points de vue de la physique et des mathématiques, par exemple entre $\frac{Δy}{Δx}$ (aspect numérique) et $f{’}$ (aspect fonctionnel).
• « Quelle va être la répartition horaire entre les mathématiques et la physique – chimie ? »
  Le groupe de travail du CSP s’est basé sur 130 h en physique – chimie et 50 h en mathématiques, ce qui représente en comptant 30 semaines (en réalité 27 ou moins), 1h40 par semaine en mathématiques.
• Il est envisagé de proposer une progression dans le PNF (Plan National de Formation) ou dans un document ressource afin d’expliciter les réflexions du GEPP sur l’articulation des programmes de physique-chimie et de mathématiques.
• Il s’est posé la question de la pertinence d’enseigner les lois continues et de les inclure dans le programme du lycée ou de les laisser pour l’enseignement supérieur.
• « Après l’épreuve du tronc commun, que se passe-t-il ? »
  Il y a une réflexion sur ce sujet, avec une partie du programme pour l’examen et une autre partie après l’examen pour l’enseignement supérieur, avec des thèmes.
• Pour les sujets d’examen il pourrait y avoir trois parties : physique – chimie, mathématiques pour la physique et la chimie et une partie avec seulement des mathématiques.
• « Y aura-t-il des sujets zéro ? » Oui pour les épreuves communes en première.
• La banque d’épreuves a été évoquée en précisant que ce sera une banque de sujets entiers. On ne pourra pas mélanger les exercices provenant de différents sujets. Pour les épreuves, chaque équipe d’un lycée en choisira un seul, ce qui implique que les différents enseignants de l’équipe devront avoir des progressions compatibles.