Les sciences dans les enseignements obligatoires

À l'école élémentaire

Les mathématiques à l'école

À l'école élémentaire, les élèves suivent 5 heures de mathématiques par semaine, soit 180 heures par an.

Ils apprennent les nombres, le calcul et la résolution de problèmes. Ils acquièrent des automatismes.

La pratique des mathématiques développe le goût de la recherche et du raisonnement, l'imagination et les capacités d'abstraction, la rigueur et la précision.

Les sciences expérimentales et les technologies à l'école

Dès l'école maternelle, les enfants sont initiés à la démarche d'investigation qui développe la curiosité, la créativité, l'esprit critique et l'intérêt pour le progrès scientifique et technique.

Les objectifs sont la compréhension et la description de la nature et du monde créé par l'Homme et la maîtrise des changements induits par l'activité humaine.

Du CE2 au CM2, les élèves suivent 78 heures de sciences expérimentales et technologies par an.

Au collège

Dans la continuité de l’école primaire, les programmes du collège privilégient une démarche d’investigation pour les disciplines scientifiques et la technologie. Cette démarche s’appuie sur le questionnement des élèves sur le monde réel et sur la résolution de problèmes.

Les mathématiques au collège

Au collège, les objectifs des mathématiques sont de développer les capacités de raisonnement, d'imagination et d'analyse critique et de poser les bases indispensables d’une culture mathématique.

À travers la résolution de problèmes, les élèves apprennent à :

• identifier et formuler des questions
• faire des hypothèses et expérimenter sur des exemples
• bâtir une argumentation
• contrôler les résultats obtenus en évaluant leur pertinence
• communiquer une recherche
• mettre en forme une solution

La physique-chimie au collège

L'enseignement de la physique-chimie commence dès la sixième depuis la rentrée scolaire 2016.

Les collégiens acquièrent les bases d'une culture scientifique dans différents domaines de la physique et de la chimie : matière, lumière, électricité, gravitation, etc.

Ils développent leur sens de l'observation, leur curiosité, leur esprit critique et leur intérêt pour les progrès scientifiques et techniques.

Les sciences de la vie et de la Terre au collège

Au collège, l'objectif des sciences de la vie et de la Terre est l'acquisition des éléments essentiels de culture scientifique pour comprendre le fonctionnement du corps humain, le monde vivant, la Terre et l’environnement.

Les collégiens observent des phénomènes ou des organismes vivants, se posent des questions, émettent des hypothèses, réalisent des manipulations et des expérimentations. Ils s’initient à la démarche scientifique. Ils prennent conscience de l’importance des règles de sécurité, du respect des autres et de la nécessité pour chacun de se sentir responsable face à l’environnement et à la santé.

La technologie au collège

En technologie, les collégiens acquièrent des méthodes et des connaissances pour comprendre et maîtriser le fonctionnement d’objets techniques, fabriqués par l'homme pour répondre à ses besoins.

L’enseignement intégré de science et technologie (EIST)

L’EIST est l'enseignement conjoint de trois disciplines en sixième et en cinquième : sciences de la vie et de la Terre, physique-chimie et technologie. Il favorise le décloisonnement disciplinaire. Cet enseignement innovant offre aux élèves la possibilité de mener à bien une démarche d’investigation, caractéristique de l’enseignement scientifique.

Cet enseignement est possible dans le cadre de la nouvelle organisation des enseignements. Il concerne un nombre restreint de collèges volontaires.

Au lycée

En seconde

En mathématiques, les lycéens de seconde étudient les fonctions, la géométrie ainsi que les statistiques et probabilités.

En physique-chimie, ils travaillent sur la santé, la pratique du sport et l'Univers.

En sciences de la vie et de la Terre, trois thèmes sont traités : le corps humain et la santé, les enjeux planétaires contemporains, et la Terre dans l’Univers, la vie et l’évolution du vivant.

Les élèves de seconde suivent deux enseignements d’exploration de 1h30 par semaine chacun. En plus de l’enseignement d’exploration d’économie, l’élève peut choisir deux enseignements technologiques : biotechnologies, sciences et laboratoire, santé et social, création et innovation technologiques, sciences de l’ingénieur. L’objectif est de valoriser la voie technologique.

En première et en terminale

En première et en terminale, l'enseignement des sciences varie selon la voie d'enseignement choisie par l'élève.

En première, l'enseignement de la physique-chimie et des sciences de la vie et de la Terre permet aux élèves d'acquérir les connaissances nécessaires pour comprendre des questions et problématiques qu'ils peuvent rencontrer au quotidien.

• L’enseignement des mathématiques met l’accent sur les activités de recherche et forme à la démarche scientifique.
• Les enseignements de sciences permettent d’acquérir des méthodes, des notions et des concepts scientifiques, notamment à partir de questionnements sur la société et d’activités expérimentales.
• Les sciences de l’ingénieur développent des démarches pour analyser des systèmes complexes pluri-technologiques en intégrant les grandes questions sociétales et environnementales.

Pour la voie d'enseignement en STI2D

Les enseignements technologiques transversaux sont fondés sur une approche "matériaux, énergie et information" caractéristique de la technologie industrielle actuelle, qui prend en compte les exigences du développement durable.
Les enseignements technologiques spécifiques abordent la conception de systèmes dans chacune des quatre spécialités.
Une heure d’enseignement technologique est dispensée en langue étrangère.

Pour la voie d'enseignement enSTL

Les biotechnologies reposent sur des activités en laboratoire centrées sur le vivant et l’étude de l’environnement.
Les sciences physiques et chimiques en laboratoire explorent le thème de l’image dans sa dimension physique et le lien entre chimie et développement durable. Elles proposent une ouverture vers le monde de la recherche et de l’industrie.

Les enseignements de mathématiques et physique-chimie communs aux voies d'enseignement STI2D et STL entraînent à la démarche scientifique et à la méthodologie de résolution de problèmes dans les domaines en lien avec les technologies industrielles ou de laboratoire et donnent les outils mathématiques indispensables ainsi que les lois et modèles physiques et chimiques fondamentaux.

Pour la voie d'enseignement en STD2A

En mathématiques, le programme vise au développement de compétences telles que :

• le sens critique
• la communication écrite et orale
• la compréhension raisonnée des objets dans le plan et l’espace

L’enseignement des sciences permet d’engager une pratique expérimentale participant à la recherche en design.

Pour le baccalauréat professionnel

La formation en mathématiques et en sciences physiques et chimiques est conjointe. Elle a pour objectifs :

• l’acquisition de connaissances de base dans ces domaines
• le développement de capacités telles que l’analyse de la cohérence de résultats obtenus
• l’application des techniques avec rigueur

Autres voies d'enseignement

Il existe également des enseignements scientifiques dans les voies ST2S, TMD et hôtellerie.
De plus un enseignement en mathématiques est toujours dispensé pour les voies STG/STMG

La culture scientifique et technologique

Les mathématiques, la technologie et les sciences expérimentales permettent de se représenter le monde et de mieux comprendre son environnement.

La culture scientifique et technologique constitue l'une des sept compétences du socle commun que tout élève doit maîtriser en fin de scolarité obligatoire. Elle repose notamment sur :

• une connaissance des principes et des finalités du raisonnement scientifique
• une pratique de la démarche scientifique
• une compréhension des techniques courantes : conception, réalisation et fonctionnement des objets techniques

Les actions éducatives autour de la culture scientifique

Les élèves volontaires peuvent participer à des projets pédagogiques innovants dans le domaine scientifique. Les actions éducatives proposées reposent sur des partenariats avec les différents acteurs du monde scientifique : laboratoires, organismes de recherche, musées, centres de culture scientifique et technique, associations, etc.

Elles visent à :

• développer le sens l'observation et de la précision
• valoriser l'esprit critique et le sens de la rigueur
• encourager l'initiative et le travail en équipe
• donner le goût de la recherche et de la démarche expérimentale
• favoriser les vocations dans le domaine des sciences et des techniques

Les concours scientifiques

Les olympiades sont des concours scientifiques de haut niveau qui permettent aux élèves d'enrichir leur culture scientifique. Elles se déclinent au plan national et/ou international :

• olympiades des géosciences
• olympiades de mathématiques
• olympiades de physique
• olympiades de chimie
• olympiades de sciences de l'ingénieur
• olympiades de biologie

Course en cours

Course en cours propose aux élèves et à leurs enseignants une démarche collective pour concevoir, fabriquer et promouvoir une mini voiture de course. Ce projet innovant vise à susciter des vocations pour les filières scientifiques et technologiques d’excellence.
www.course-en-cours.com

La main à la pâte

La main à la pâte développe l'enseignement de science et de technologie auprès des écoliers et des collégiens de sixième et de cinquième. Elle décerne chaque année des Prix sous l'égide de l'Académie des sciences. Le ministère chargé de l'éducation nationale est partenaire de cette opération.
www.fondation-lamap.org

Alkindi, une compétition de cryptographie

Le concours Alkindi est une compétition de cryptographie ouverte aux classes de quatrième, de troisième et de seconde. Il est organisé par les associations Animath et France-ioi.
concours-alkindi.fr

Le Prix Pierre Potier des lycéens

Le Prix Pierre Potier des lycéens a pour objectif de faire découvrir aux lycéens les innovations de la chimie en faveur du développement durable. Ouvert aux classes de seconde, de première et de terminale des filières générales, technologiques et professionnelles, il se déroule sur l’ensemble de l’année scolaire. Les inscriptions se font à chaque rentrée scolaire.

"Sciences à l’École"

"Sciences à l'École" est un dispositif ministériel mis en place en 2004 qui a pour but de promouvoir la culture scientifique et technologique dans les établissements scolaires, tout en favorisant l'innovation pédagogique. "Sciences à l'École" coordonne divers projets :

• pilotage de réseaux d'établissements scolaires équipés d'instruments d'expérimentation
• pilotage de différents concours scientifiques nationaux et internationaux
• réalisation de supports didactiques variés

www.sciencesalecole.org

Ateliers scientifiques et techniques

Les ateliers scientifiques et techniques (AST) sont ouverts aux élèves volontaires des différents niveaux des collèges et des lycées. Ils permettent aux élèves d’acquérir les démarches scientifiques et de s’ouvrir au monde de la recherche.

Le jeu d'échecs

Les enseignants sont invités à développer l'usage des jeux traditionnels et notamment du jeu d'échecs dans les classes. Ce jeu mobilise logique, stratégie, rigueur et capacité d'abstraction tout en facilitant l'apprentissage de la citoyenneté par le respect des règles et d'autrui.

Le jeu d'échecs a pour objectifs

• de développer la motivation et la concentration des élèves
• d'encourager l'esprit d'autonomie et d'initiative des élèves
• d'instaurer un environnement favorable à l'apprentissage
• de contribuer au développement d'attitudes et d'aptitudes intellectuelles propices à l'acquisition des compétences "mathématiques et culture scientifique" et "autonomie et initiative" du socle commun
• favoriser l'apprentissage de la citoyenneté