La densité de ce projet de programme nécessite l’écriture de plusieurs articles d’analyse. Celui-ci se consacre aux contenus de programmes.

Après un long préambule, le reste du projet de programmes est constitué d’une partie « Contenus disciplinaires ».

Ces contenus se déclinent sur 23 pages au lieu de 9 pour le programme actuellement en vigueur. Le fait de distribuer les items en Cinquième, Quatrième, Troisième et des propositions très guidées de TP ou de points d’histoire des sciences à traiter dans la colonne de droite peut expliquer en partie cet allongement. À force d’insistance, le SNES-FSU a obtenu un retour à des programmes annuels. Comme il le demandait aussi dès 2016, le passage des projets de programmes de la Sixième à la Cinquième se fait de façon plus progressive, ce qui semble pertinent.

Les contenus disciplinaires forment une partie « contenus transversaux » portant sur la « variabilité de la mesure » et sur les « connaissances épistémiques » d’une part et « contenus thématiques » disciplinaires d’autre part. Cette organisation est nouvelle.

Ambition démesurée sur la variabilité de la mesure

« La variabilité de la mesure » fait son entrée au collège. S’il est intéressant d’y initier les élèves, les ambitions de ce programme sont démesurées en la matière.

Cette partie comporte des contradictions entre sa très haute ambition : « À partir de la classe de quatrième, il détermine l’étendue de la série de valeurs et l’utilise comme indicateur de dispersion. L’élève sait que la réalisation d’une série de mesures est un moyen de caractériser l’incertitude du protocole de mesure : il sait qu’une mesure réalisée ultérieurement a une probabilité élevée de se trouver dans l’intervalle centré sur la moyenne et de largeur égale à l’étendue déterminée. À partir de la classe de quatrième, l’élève sait que l’écriture d’une valeur numérique avec un nombre donné de chiffres significatifs correspond en fait à un encadrement de la valeur, donc à une incertitude sur celle-ci. Utiliser un indicateur de dispersion pour estimer quantitativement la variabilité d’un ensemble de valeurs mesurées. » et le temps conseillé pour y parvenir : « il est conseillé de mettre en place, à chaque niveau de classe, au moins une activité collective menée par l’ensemble de la classe, illustrant la variabilité de la mesure. »

Qu’il n’y ait en moyenne qu’une activité par an qui approfondisse cette question ne rassure pas. Le principe de cet exercice ponctuel ne sera pas mémorisé par les élèves tout en étant chronophage et en détournant les élèves de l’objectif recherché pendant le TP. Il est probable que la compréhension de nombreux et nombreuses élèves soit parasitée par ces calculs. Les professeur·es de physique-chimie comprennent l’enjeu que représente la compréhension de la « variabilité de la mesure » et pourraient mentionner plus systématiquement l’existence de l’imprécision des mesures et parfois l’évaluer simplement.

Le SNES-FSU estime qu’il est intéressant de notifier dans le programme de collège qu’il faut envisager cette problématique et y initier les élèves mais qu’ils et elles ne pourront acquérir les compétences susdites en ne s’y consacrant que si peu. Il ne semble cependant pas non plus raisonnable d’axer de nombreuses séances sur cette question car les calculs liés aux incertitudes paraissent rébarbatifs aux élèves de cette classe d’âge. Donner trop d’objectifs à une séance de TP va désorienter les élèves les plus en difficulté et cela ne participera pas à « susciter le plaisir », ni même la compréhension. Le rythme d’une séance par an consacrée à la variabilité de la mesure est un rythme qui semble adapté avec des rappels fréquents à l’occasion d’autres mesures ou d’exercices mais les compétences à atteindre sont à revoir. Les professeur·es de lycée savent à quel point la rigueur est déjà difficile à obtenir de la majorité de leurs élèves sur ce point.

L’impression qu’on retire à la lecture du tableau de compétences est qu’il faut faire travailler les mathématiques en physique-chimie parce qu’il s’agit de ce que le ministère dénomme un « savoir fondamental ».

Des connaissances épistémiques fixées dans le programme : une bonne chose

La sous-partie consacrée aux « Connaissances épistémiques » est davantage précautionneuse puisqu’il est écrit que « Les objectifs d’apprentissage sont modestes ». « Une attention particulière est portée au mode de diffusion et de validation du savoir scientifique. » Cette partie est très intéressante mais nécessite du temps donc des programmes allégés.

Les contenus de programme concernés sont finalement précisés avec force détails dans les contenus thématiques, ce qui peut éviter aux professeur·es de se contenter d’anecdotes célèbres mais souvent fausses sur les grandes figures de la physique et de la chimie.
L’important sera donc de montrer que les avancées scientifiques sont le plus souvent le fait de travaux partagés entre scientifiques même si un seul nom célèbre s’en dégage dans la culture générale
.
Ces avancées sont fondées sur des faits robustes que des contrexemples peuvent venir contredire au fil du temps et sur l’avancée technologique des appareils d’observation et de mesures. Toutefois, la complexité de l’histoire des sciences fait que l’on pourrait perdre les élèves dans trop de circonvolutions.
Le programme fixe donc par des astérisques les points de passage de l’histoire des sciences à traiter. Cela peut paraitre contraignant mais c’est aussi la seule façon de fixer les questions épistémiques qui pourraient être posées dans l’épreuve de DNB.

Trois programmes déclinés dans chaque thématique

Pour chaque thématique, le programme est présenté pour la classe de Cinquième puis de Quatrième et Troisième. Avant la réforme du collège de 2016, les trois programmes annuels étaient présentés de façon totalement indépendante. La nouvelle présentation permet de garder la logique de construction de l’ensemble en tête au fil de la lecture puisque pour chaque thème, et avant chaque niveau de classe, il est rappelé ce qui a été traité en cycle 3 (pour la Cinquième) ou dans la classe antérieure pour les niveaux de Quatrième et Troisième.

Si le contenu des thèmes « Organisation et transformations de la matière » et « Mouvements et interactions » ne diffère pas vraiment de ce qui existe déjà dans le programme de physique-chimie du cycle 4 du « collège 2016 », il n’en va pas de même pour les deux thématiques suivantes.

Le thème « L’énergie : stocks, transferts, conversions » aborde les notions complexes car abstraites liées à l’énergie. Il est envisagé ici d’avoir une approche de l’électricité dans un circuit au travers de la notion de puissance c’est-à-dire du transfert d’énergie électrique.

ORGANISATION ET TRANSFORMATIONS DE LA MATIÈRE

À chaque niveau, et pour de nombreux items, des ponts sont faits avec l’écologie, le réchauffement climatique ou la vie quotidienne des élèves.
C’est une bonne chose que ce programme s’ancre ainsi dans le réel, en faisant par ailleurs la part belle aux expérimentations et approches/études qualitatives davantage que quantitatives et/ou académiques.

Propriétés de la matière : le grand retour de la pression

Il est rappelé que les élèves ont vu en cycle 3 les propriétés de la matière à l’échelle macroscopique. Or ce point est censé être traité en cours moyen. Le SNES-FSU a prévu de déposer un amendement au projet de programme du cycle 3 pour le revoir officiellement en Sixième.

L’évolution de la température en fonction du temps lors d’un changement d’état demeure dans le programme de Cinquième. En fait mesurer et tracer la courbe d’évolution de la température en fonction du temps est présent dans le projet de programme de Sixième. En Cinquième, il est simplement demandé aux élèves de « comparer » des graphiques pour identifier des corps purs quand il y a un palier. Ce chapitre est d’accès particulièrement difficile pour les élèves. Il pourrait être souhaitable d’attendre la Quatrième pour l’aborder.

L’introduction prétend que ce n’est pas l’approche quantitative qui est recherchée même si des mesures seront à effectuer en termes de masse, volume, température et pression. La pression fait donc son retour de façon obligatoire dans le programme de collège. Sa place est soulignée à de nombreuses reprises dès la Cinquième, à tel point que cela peut interroger. Ce à quoi correspond la pression n’est pas si simple à expliquer, surtout sans recourir à une explication à l’échelle microscopique. Ne faudrait-il pas en repousser la découverte en Quatrième ?

Le SNES-FSU avait tenté d’amender le programme de la réforme de « collège 2016 » sur l’approche spiralaire de la masse volumique dès la classe de Cinquième. Il a été entendu dans ce projet de programme puisque son étude est reculée à la classe de Troisième. Sa relation est souvent interrogée dans les sujets du DNB, qui, à terme, porteront uniquement sur le programme annuel de Troisième et non pas sur le programme de cycle, comme c’est le cas actuellement.

Constitution et organisation de la matière : organisation microscopique repoussée en Quatrième

L’introduction du thème « organisation et transformations de la matière » annonce dès les premières lignes sa volonté de progressivité et une rupture avec le programme de la réforme de « collège 2016 » qui recommandait d’aborder l’infiniment petit dès la classe de Cinquième. Cette approche est repoussée à la classe de Quatrième. Cela correspond à une demande du SNES-FSU en 2016 pour une entrée dans l’abstraction lorsque l’élève est plus mature.

L’ensemble du vocabulaire concernant les mélanges est étudié en Cinquième et non plus en Sixième. L’étude de la composition de l’air, habituellement abordée en Quatrième, est avancée en Cinquième. Elle figure déjà dans le projet de programme de Sixième : il s’agirait d’une révision.

Transformations de la matière : des choix discutables

Apparait la notion de « système chimique » dans ce projet. L’un des objectifs du projet de programme de Cinquième reste de fixer le vocabulaire scientifique précis sur des situations couramment rencontrées.

La présentation du tableau périodique est repoussée à la classe de Troisième alors qu’elle avait été avancée en Quatrième depuis 2016. Pourtant, une initiation rapide à ce tableau en Quatrième, sans entrer dans le détail des familles d’éléments semblait pertinente, pour compléter l’approche par l’histoire des sciences. Ce n’est donc qu’en Troisième que semble être abordé le fonctionnement de la communauté scientifique. Puisque les points de passage de l’histoire des sciences sont explicités, n’est-il pas dommage de ne pas aborder Lavoisier et sa découverte de la composition de l’air qui permet d’aborder le siècle des Lumières, en Quatrième plutôt qu’en Cinquième comme le propose ce projet de programme pour travailler avec les professeur.es d’histoire? Ce point d’histoire des sciences permettrait notamment de remettre en valeur le rôle de Mme de Lavoisier, donc d’une femme scientifique et permet de discuter des systèmes d’unités de mesure. Pour cela, il faudrait rassembler en Quatrième l’étude de l’air et des combustions

Alors que le programme s’intéresse principalement à l’eau en Cinquième, l’élève devra aussi y apprendre la composition de l’air avec les gaz à effet de serre qui le composent alors même que l’effet de serre n’est pas à étudier à ce niveau. Comme l’élève doit s’informer de la pollution de l’air auprès d’un organisme officiel, on comprend que l’idée est d’éduquer au développement durable dès le plus jeune âge sans qu’il y ait forcément un fil directeur dans le programme. Si cette notion était déplacée dans le programme de Quatrième, cela permet de la mettre en relation avec le couple Lavoisier et le cours d’Histoire.

La transformation chimique est introduite pour la première fois en Cinquième, avec un choix se portant sur la rencontre d’un métal et d’une solution ionique donc transformations redox ou acido-basiques. On s’arrête à une simple description macroscopique des différences entre l’état initial et l’état final.

Un choix a été fait dans ce projet de programme à propos de la notion d’ion : « Après les atomes et les molécules, la notion d’ion est introduite comme un troisième type d’entité chimique. Les ions sont abordés par une approche expérimentale, sans passer par le modèle de perte ou de gain d’électrons. » Cela pourrait être une interprétation du programme actuel, tant il est flou ! Il est positif que le Conseil supérieur des programmes pense à réduire la quantité de connaissances à étudier au collège de façon à alléger le programme. Mais pourquoi alors ajouter la notion : « Savoir qu’une solution conduit le courant électrique lorsqu’elle contient des ions » ? N’est-il cependant pas étrange et donc plus complexe d’aborder cette notion et les équations de réaction avec des transformations mettant des ions en jeu, sans expliquer le passage d’élément chimique de sa forme atomique à l’ion ou vice-versa ?

Toutes les équations de réaction sont reportées en classe de Troisième. Ne faudrait-il pas plutôt faire découvrir cette notion difficile à maitriser dès la Quatrième, avec par exemple « l’étude des combustions dans l’air » ? Dans ce cas, la classe de Troisième permettrait de revoir cette notion et de l’approfondir avec la présence d’ions dans ces équations de réaction. Dans le projet de programme du Conseil supérieur des programmes, de nombreuses transformations chimiques sont à étudier en Troisième. Cela tend à alourdir considérablement le programme de Troisième d’autant plus qu’il faut pour chacune évoquer les problèmes liés (gaz à effet de serre, pluies acides, corrosion, etc.). Le SNES-FSU comprend bien que cela permet de construire des sujets variés au DNB mais toutes ces transformations chimiques prennent du temps à présenter aux élèves tant au niveau macroscopique que microscopique. Les équations de réaction sont des objets complexes pour les élèves, à voir et à revoir pour les maitriser.

En Quatrième s’ajoutent au programme les enjeux environnementaux du dihydrogène et la prise de conscience par l’élève que le nombre d’atomes existant sur Terre est pratiquement invariable.

En Troisième est ajouté comme « exemple de réussite » : « L’élève exploite des documents relatifs aux enjeux environnementaux liés à l’épuisement des ressources naturelles de certains éléments (métaux rares, uranium) ». De plus, les transformations chimiques de synthèse reviennent en Troisième mais attention, il s’agit de « molécules d’intérêt pour la santé ou l’agro-alimentaire » ! Le SNES-FSU ne voit pas l’intérêt du retour de ce type de transformation chimique alors que le projet de programmes est déjà trop dense.

MOUVEMENT ET INTERACTIONS

Cette partie reporte les calculs de vitesse de la classe de Sixième à la classe de Quatrième, le symbole delta disparaissant du programme précédent, ce qui simplifiera l’enseignement de cette notion.

En Troisième apparait l’étude du vecteur vitesse. La « notion de vecteurs » mathématiques « est mobilisée pour caractériser des mouvements et pour représenter les forces ». La notion d’équilibre est explicitement approfondie « Savoir que lorsqu’un objet est en équilibre, alors la somme des vecteurs forces auxquels il est soumis est nulle », avec une limitation à deux forces.

L’étude des « aimants et interactions magnétiques » est explicitement réintroduite « à titre d’exemple » obligatoire et souligné dans l’introduction, incluant les propriétés magnétiques de la Terre.

Les points d’histoire des sciences à traiter dans cette partie sont ceux de la « construction historique de la seconde » sur la base du consensus scientifique en Cinquième et la « controverse opposant la description géocentrique à la description héliocentrique du système solaire ».

Encore une fois, le programme de Troisième tend à être surchargé, ce qui ne permettra pas de préparer le DNB et l’accès à la Seconde dans un climat serein.

L’ÉNERGIE : STOCKS, TRANSFERTS, CONVERSIONS : pourquoi faire simple quand on peut faire compliqué ?

Éliminer le thème de l’énergie au cycle 3 permet de l’aborder : « En classe de cinquième, il s’agit de poser les bases d’une analyse rigoureuse des chaînes de transfert énergétique en distinguant les notions de stock et de transfert d’énergie. »

Dans l’optique de l’éducation au développement durable, la partie consacrée à l’électricité est envisagée « selon une approche énergétique », ce qui induit quelques transformations dans la façon d’aborder les notions habituellement enseignées.

Alors que l’ensemble du projet de programme semble parfois d’un abord plus simple que le programme actuel, cette partie cumule des difficultés. Notamment, la « notion de rendement d’un convertisseur », « reliée à la notion d’énergie utile » est introduite dans ce projet. Est-ce vraiment nécessaire dans un projet de programme trop dense ?

La sous-partie « Stocks et transferts d’énergie » de Cinquième est trop abstraite alors même que les premiers items de la sous-partie « Conversions d’énergie » de Troisième pourrait aussi bien être traités en Cinquième. Les deux pourraient être inversés bien que l’on comprenne la logique scientifique qui a conduit à la rédaction du Conseil supérieur des programmes. C’est plutôt la potentielle compréhension et incompréhension des notions selon l’âge des élèves qui devrait prévaloir. En effet, la plupart des points qu’ils contiennent sont déjà traités actuellement en Cinquième ou en Sixième par nombre de professeur·es (alternateur, ressources primaires, chaine de transfert énergétique…).

Les notions de flux et de stocks d’énergie rappellent l’actuel programme d’enseignement scientifique de Terminale. En voulant tout modéliser par le « Flux » et l’« Énergie », on s’éloigne des objets du quotidien. Un·e élève comprend un moteur qui tourne mais comprendra plus difficilement un « convertisseur recevant un flux de travail« . Est-ce vraiment accessible en collège ?

Comme il faut absolument alléger ces programmes, surtout celui de Troisième, de nombreux items abstraits de ce projet pourrait être supprimés. À tout le moins, il faudrait basculer des items du programme de Cinquième à vers celui de Troisième :

« Savoir que tout système stocke de l’énergie, grandeur exprimée en joule.

− Savoir que la variation d’énergie d’un système se traduit par une transformation observable.

− Savoir que l’énergie stockée par un système ne peut changer que s’il y a un transfert d’énergie vers ou depuis ce système.

– L’élève interprète des situations de la vie quotidienne au cours desquelles le stock d’énergie d’un système varie.

– À partir d’un document, l’élève identifie les caractéristiques physiques ou chimiques (température, vitesse, altitude, composition chimique) qui peuvent varier lorsqu’un système donne ou reçoit de l’énergie.

– L’élève connaît et compare quelques ordres de grandeurs de l’énergie mise en jeu dans des situations courantes où le stock d’énergie d’un système varie (élévation d’une hauteur connue d’un objet de masse connue, décharge d’une pile de capacité connue, élévation de température d’un certain volume d’eau à température ambiante jusqu’à l’ébullition, augmentation de la vitesse d’un véhicule, etc.).

− Savoir que le fonctionnement de la plupart des objets technologiques requiert un transfert d’énergie vers l’objet. L’élève identifie l’origine de l’énergie reçue par un objet technologique (voiture thermique, trottinette électrique, téléviseur, etc.).

– L’élève sait que la consommation en énergie d’un objet technologique est l’énergie qui doit lui être transférée pour assurer son fonctionnement, pour une utilisation donnée.

− Définir une source d’énergie et citer des exemples de la vie courante (pile, système subissant une combustion, Soleil).

– L’élève sait qu’une source d’énergie est un système dont le stock d’énergie diminue lorsqu’il fournit de l’énergie. »

Exemples d’items qui pourraient basculer du programme de Troisième vers celui de Cinquième :

« − Caractériser un convertisseur d’énergie.

− Connaître les principaux dispositifs qui permettent d’obtenir un flux d’énergie sous forme électrique à partir d’un flux d’autre nature : alternateur et cellule photovoltaïque. L’élève sait qu’un convertisseur d’énergie est un système qui reçoit et fournit de l’énergie selon des modes de transfert qui peuvent être différents et qu’il identifie. L’élève connaît les conversions réalisées par un alternateur et une cellule photovoltaïque. L’élève interprète la « production » d’électricité comme une suite de conversions et de transferts d’énergie, aboutissant à un flux d’énergie sous forme électrique dans le réseau de distribution.

− Distinguer qualitativement des ressources primaires en énergie selon qu’elles sont renouvelables ou non renouvelables.

− Identifier les modes carbonés et non carbonés d’obtention d’un flux d’énergie sous forme électrique.

– L’élève cite différentes ressources primaires en énergie : Soleil, eau en mouvement, vent, pétrole, bois, charbon, dihydrogène, combustible nucléaire (uranium), etc. Il précise, pour chacune, si elle est renouvelable ou non à l’échelle temporelle de la vie humaine. Il sait que les ressources primaires en énergie non renouvelables sont en quantité finie sur Terre.

– L’élève identifie les modes d’obtention d’un flux d’énergie sous forme électrique mettant en jeu une combustion produisant du dioxyde de carbone CO2.

− Représenter schématiquement une chaîne de transfert énergétique.

– L’élève représente schématiquement une chaîne énergétique modélisant une situation de la vie quotidienne : lampe allumée, moteur électrique en fonctionnement, résistance chauffante, etc. »

L’initiation en électricité au cycle 3 semble suffisante aux rédacteurs et rédactrices du projet de programme pour apprendre à mesurer tensions et intensités dès la classe de Cinquième, la loi d’unicité de l’intensité dans un circuit en série étant incluse dès ce niveau. Ajouter une étude en règle de la variabilité des mesures sur ces chapitres est de nature à noyer les élèves sous une charge cognitive trop dense et cela multiplierait les confusions. Il faut prévoir que cet apprentissage prendra davantage de temps qu’actuellement où il est souvent effectué en Quatrième.

En revanche, le sens du courant n’est plus abordé. C’est pourtant l’occasion de démonter des idées reçues par l’expérience, tout en permettant l’utilisation de dipôles d’usage aisé comme la résistance, le moteur et la DEL.

En Quatrième, tout le fonctionnement électrique est amené via la notion de puissance. Cela complique énormément l’approche pour les élèves. « Connaître et exploiter la relation liant la puissance du transfert, l’énergie transférée et la durée du transfert (P = E/t), exprimées dans les unités adéquates. » Ne serait-ce que présenter un quotient P = E/t favorisera moins la mémorisation que la présentation du produit donnant la valeur de l’énergie : E = Pxt. Et ce même si au cours des exercices notamment, les élèves peuvent utiliser la relation sous forme du quotient.

Il est actuellement possible d’expliquer les risques d’incendie, suite à un usage inapproprié de multiprises, par une surintensité. Que va apporter de plus la notion de puissance ? Imagine-t-on vraiment que des élèves de Quatrième vont mesurer des tensions et des intensités dans un circuit en dérivation au cours de la même séance sans qu’ils et elles ne s’embrouillent dans les branchements et usages des appareils de mesure ? Et cela pour encore calculer ensuite des puissances. Le niveau de difficulté, déjà notable actuellement, en sera vraiment augmenté. « L’élève constate expérimentalement par des mesures d’intensités et de tensions électriques que, dans un circuit électrique, la puissance fournie par le générateur est égale à la somme des puissances reçues par chacun des autres dipôles. » et « L’élève constate expérimentalement qu’à tension constante, ajouter des récepteurs en dérivation dans un circuit augmente la puissance fournie par le générateur. »

Étudier expérimentalement les lois des intensités et tensions en Quatrième permettrait de réviser les mesures menées en Cinquième, le travail sur la puissance pouvant faire l’objet d’un chapitre plus théorique d’application des lois trouvées précédemment de façon expérimentale.

ONDES ET SIGNAUX

Cette partie reste assez semblable à celle du programme actuel, exception faite de l’apparition des notions d’ondes et de « retard ».

Étant donné la densité de ce programme et le nombre de points posant question, le SNES-FSU présentera son analyse dans les instances précédant le Conseil supérieur de l’Éducation (CSE) qui étudiera ce projet. Il y présentera un grand nombre d’amendements visant à l’améliorer.

Quelle mise en œuvre pour ce projet de programmes ?

Pour éviter un problème de cohérence dans les apprentissages, il serait davantage souhaitable que ce soit le nouveau programme de Sixième qui soit mis en place à la rentrée 2026. Il y aura du travail de rattrapage à y effectuer par rapport à l’actuel programme de CM mais cela sera plus limité que si ce sont les programmes de première année de cycle qui sont mises en œuvre à la rentrée 2026, c’est-à-dire le programme de Cinquième. En revanche, cela prolonge le problème du DNB portant théoriquement sur l’année de Troisième au lieu du cycle 4 pendant une année supplémentaire. Il n’y aura pas de mesure idéale en la matière.