Les lois qui gouvernent la matière
En 6e, 7e et 8e classe, l’exercice des sciences expérimentales permet de développer un regard objectif sur les phénomènes et transforme la relation de l’homme avec le monde. Pour cette raison, de nouvelles matières comme la physique, la chimie, l’astronomie, apparaissent de façon formelle dans le cursus scolaire dès la 6e classe, au moment où l’élève parvient à une maturité lui permettant d’exercer plus consciemment une démarche de connaissance.
Dans les classes précédentes, l’enfant est passé progressivement d’une appréhension spontanée des phénomènes à une observation plus consciente ouvrant sur la mise en forme d’un questionnement. À l'entrée en 6e classe, il parvient à une maturité lui permettant d'exercer plus consciemment une démarche de connaissance et par cette voie de découvrir les lois qui fondent et relient les phénomènes. L'enseignement des sciences dans les classes 6, 7 et 8 poursuit donc plusieurs objectifs :
- Exercer l’observation (visuelle, auditive, olfactive, etc.) à travers des expériences concrètes et pratiques.
- Orienter l’activité de jugement vers les phénomènes observés.
- Faire découvrir les lois qui régissent les phénomènes.
Les expériences simples seront toujours privilégiées pour introduire un champ d'étude, à la fois pour permettre un maximum d'autonomie dans la rédaction de compte-rendu que pour conforter les élèves dans l'idée que la méthodologie scientifique et sa mise en œuvre sont à la portée de tous. On veillera également à ne pas trop vite user du langage mathématique pour formuler les lois, qui doivent d'abord être rencontrées de façon qualitative avant une étude plus quantitative, davantage déployée en grandes classes.
Le choix des domaines d'exploration pour engager l'étude de la physique et de la chimie sont déterminants : engager prématurément l’étude de sujets scientifiques nécessitant des facultés d’abstraction et de raisonnement plus abouties, comme le modèle atomique, ou l’optique ondulatoire, c’est confronter les élèves à un contenu qu’ils ne pourront élaborer par eux-mêmes, faute de disposer des facultés nécessaires. Ils ne pourront alors pas développer une attitude scientifique et critique face aux phénomènes. Dans pareilles situations, l’enseignement scientifique se transforme en son exact inverse, puisqu’il s’agit d’emmagasiner un savoir dont l’origine et le sens restent opaques et mystérieux, comme réservés à une mystérieuse caste d’initiés dont il faudrait recevoir benoîtement le savoir… C'est pour cela que l'activité sensorielle sera le point de départ de l'exploration scientifique de la matière en 6e, 7e et 8e classe. L’optique sollicite par exemple le sens de la vue, l’acoustique l’ouïe, la thermique le sens de la chaleur, la mécanique les facultés proprioceptives, etc. L’étude des phénomènes physiques donne donc l’occasion à l’élève d’exercer sa faculté d’observation, d’aiguiser ses sens et d’introduire de la conscience et de la compréhension dans le champ des expériences quotidiennes. L'étude biographique des grands découvreurs et inventeurs sera également un point d'appui précieux pour décrire l'aventure humaine scientifique.
Selon les professeurs les différents chapitres (optique, acoustique thermique...) peuvent être traités un par une d’année en année, ou de façon plus groupée au cours d’une ou deux périodes, dès la 6e classe.
Sujets abordés :
- En optique, étude des lois simples de propagation de la lumière — étude des couleurs et des synthèses colorées — physiologie de l'œil et mécanisme de la vision.
- En acoustique, hauteur, volume et timbre d'un son musical — relation avec les grandeurs d'un instrument de musique — expériences de Chladni — intervalles musicaux et relations mathématiques — onde sonore et phénomène de résonance — physiologie de l'oreille et prévention.
- En thermodynamique, distinction entre chaleur et température — impact de la chaleur sur la dilation et la dissolution — transfert thermique et modes de propagation — conducteurs et isolants — effet de serre.
- En mécanique, étude des forces et des bras de leviers — mesures du poids — dispositif de démultiplication des forces — phénomènes de pression à l'état solide, liquide et gazeux.
- En électricité et magnétisme, électricité statique, charges négative et positive — magnétisme terrestre et boussole — condensateur et décharge électrique — pile de Volta et courant continu, tension et intensité électrique, électromagnétisme — prévention à la sécurité électrique.
- En astronomie, relation entre astronomie et phénomènes naturels (saisons, marées) — passage du géocentrisme à l'héliocentrisme — constellations et carte du ciel.