【Édition de Shanghai】Sciences du collège, 3e année, semestre de printemps

Aperçu : Ce cours a pour objectif d’amener les élèves de troisième année du collège à explorer l’évolution des matériaux interstellaires à l’échelle microscopique jusqu’à la structure macroscopique de l’univers. Il couvre la structure fine de la Voie lactée, les objets célestes extrêmes formés après la mort des étoiles (supernovae et trous noirs), l’origine et l’évolution de la Terre, ainsi que la redéfinition de l’espace-temps par la théorie de la relativité d’Einstein. Enfin, à partir de l’effet Doppler et de la loi de Hubble, il révèle le modèle du Big Bang et les perspectives futures de l’expansion de l’univers.

Objectifs d’apprentissage :

• Connaissance spatiale : Pouvoir décrire la structure de la Voie lactée (noyau galactique, disque galactique, halo galactique) et sa position dans l’univers, et distinguer les galaxies extragalactiques des amas de galaxies.
• Logique de l’évolution : Expliquer le processus physique de formation des étoiles depuis leur naissance jusqu’à leur explosion en supernova, puis leur transformation en étoile à neutrons ou trou noir, et relier la formation de la Terre aux changements climatiques.
• Application des théories scientifiques : Comprendre les hypothèses fondamentales de la relativité restreinte et générale (comme la constance de la vitesse de la lumière, la courbure de l’espace-temps), et utiliser l’effet Doppler pour expliquer le décalage vers le rouge des galaxies et l’expansion de l’univers.

Aperçu : Cette séquence pédagogique couvre les secrets centraux de la survie et de l’évolution biologique. Elle va du niveau microscopique du matériel héréditaire (ADN, gènes, chromosomes) au niveau macroscopique de l’évolution des espèces et de la protection de la diversité biologique, afin d’aider les élèves de troisième année du collège à comprendre les bases matérielles de l’hérédité des caractères, les causes de la variation, le mécanisme de détermination du sexe humain, et la responsabilité de l’humain dans la préservation de la diversité biologique.

Objectifs d’apprentissage :

• Expliquer l’hérédité et la variation : Reconnaître le phénomène héréditaire chez les êtres vivants, décrire la structure en double hélice de l’ADN et son rôle principal comme matériau héréditaire, et comprendre les relations entre gène, ADN et chromosomes.
• Analyser le sexe et les applications génétiques : Expliquer le mécanisme de détermination du sexe humain, connaître les principes fondamentaux de la génie génétique, citer des mesures préventives contre les maladies héréditaires humaines et leur importance en matière de procréation responsable.
• Explorer l’évolution et la diversité : Donner des exemples de preuves de l’évolution biologique (comme les fossiles), comprendre la théorie chimique de l’origine de la vie, et expliquer la valeur de la diversité biologique (héréditaire, spécifique, écologique) ainsi que les voies de protection.

Aperçu : Ce cours vise à aider les élèves de troisième année du collège à développer une vision scientifique et globale de la santé moderne. Partant de la définition de « ce qu’est la santé », il explore en profondeur la définition de la santé proposée par l’OMS et l’état d’« insuffisance fonctionnelle », et analyse la transition du modèle médical purement physiologique vers le modèle bio-psychosocial-médical. À travers des analyses de cas portant sur l’alimentation, la génétique et le docteur Lou, les élèves comprendront les multiples facteurs influençant la santé, et reconnaîtront l’action positive de l’exercice physique sur le plan physiologique et psychologique, renforçant ainsi l'idée que « la santé est entre nos mains ».

Objectifs d’apprentissage :

• Niveau cognitif : Être capable de définir précisément la notion de « santé » selon l’Organisation mondiale de la santé, et de distinguer les états de santé, de maladie et d’insuffisance fonctionnelle.
• Niveau analytique : À travers une analyse de cas, identifier les impacts spécifiques de l’alimentation, de la génétique, du mode de vie et des facteurs psychologiques sur la santé, et comprendre le modèle bio-psychosocial-médical.
• Niveau applicatif : Reconnaître la valeur de l’activité aérobie, et être capable d’utiliser les connaissances acquises pour réfléchir à son propre mode de vie et élaborer une première stratégie de gestion de la santé.

Aperçu : Ce cours vise à aider les élèves de troisième année du collège à comprendre les fonctions centrales du système immunitaire humain, et à partir de là, explorer en profondeur la nature des maladies infectieuses, leurs lois de propagation et les mesures de prévention. À travers l’étude de cas concrets tels que le VIH et le SRAS, les élèves apprendront à identifier les trois éléments essentiels de la transmission des maladies infectieuses, comprendront l’utilisation correcte des antibiotiques, et découvriront la contribution de la médecine chinoise représentée par l’artémisinine, renforçant ainsi une conscience publique correcte et des habitudes de vie saines.

Objectifs d’apprentissage :

• Pouvoir décrire avec précision les trois fonctions principales du système immunitaire ainsi que la définition des maladies infectieuses et les types de pathogènes.
• Pouvoir, à partir d’un cas concret, identifier les trois éléments fondamentaux de la propagation des maladies infectieuses (source d’infection, voie de transmission, population vulnérable) et proposer des mesures préventives adaptées.
• Connaître les connaissances relatives à la prévention du VIH et du SRAS, comprendre correctement les effets secondaires des antibiotiques, et expliquer l’importance scientifique de la découverte de l’artémisinine.

Aperçu : Ce cours vise à aider les élèves de troisième année du collège à identifier et repousser les dangers latents dans la vie quotidienne, notamment les effets physiologiques et psychologiques de la drogue et du tabac. Il met également l’accent sur les principes de premiers secours en cas d’accident soudain (notamment les fractures), et, à travers la réalisation de cartes de premiers secours, développe chez les élèves la capacité à rester calmes face à une crise et à appliquer concrètement des compétences pratiques, contribuant ainsi à construire un réseau de sécurité au sein de l’école et de la famille.

Objectifs d’apprentissage :

• Niveau cognitif : Être capable de définir précisément la drogue, de la classer, et de citer les effets spécifiques du tabac sur le système respiratoire et la santé globale.
• Niveau technique : Maîtriser le principe de fixation immédiate en cas de fracture, et pouvoir identifier les méthodes de fixation adaptées selon les localisations (bras supérieur, cuisse, etc.).
• Niveau applicatif : Être capable de collecter des informations sur divers accidents (brûlures, noyade, etc.) et de produire, selon un format standard, une carte pratique de premiers secours.

Aperçu : Cette séquence vise à explorer les dynamiques de la population humaine et leur impact sur l’environnement terrestre. En apprenant à calculer le taux naturel de croissance de la population et à analyser la structure démographique (sexe et âge), les élèves comprendront le contexte de la « Journée mondiale de la population », maîtriseront le concept central de « capacité environnementale de la population », et comprendront profondément la pression considérable exercée par une croissance démographique rapide sur les écosystèmes mondiaux.

Objectifs d’apprentissage :

• Être capable de calculer précisément le taux naturel de croissance de la population, et d’utiliser la formule pour prédire les tendances de croissance.
• Pouvoir identifier et expliquer les changements dans la structure d’âge et la structure sexuelle de la population, ainsi que leur signification économique et sociale.
• Comprendre le sens de la capacité environnementale de la population, et décrire les manifestations de la pression exercée par la croissance démographique sur les écosystèmes et les ressources naturelles.

Aperçu : Ce cours vise à aider les élèves de troisième année du collège à comprendre de manière systématique les lois de répartition des ressources naturelles terrestres (notamment les sols, l’eau, les forêts et les minerais), ainsi que les crises graves auxquelles elles sont confrontées. Le cours approfondira ensuite la classification des énergies, analysera les limites des combustibles fossiles traditionnels, et abordera de manière prospective les principes et les perspectives d’application de l’énergie nucléaire (fission et fusion) et des différentes énergies renouvelables, afin de construire une vision durable des ressources.

Objectifs d’apprentissage :

• Répartition des ressources et crises : Pouvoir décrire les caractéristiques principales de la répartition des ressources naturelles en Chine et dans le monde, et analyser les causes des crises liées à l’eau et aux sols.
• Classification énergétique et énergie nucléaire : Maîtriser la classification scientifique des énergies, distinguer les principes de la fission et de la fusion nucléaires, et connaître l’état actuel du développement de l’énergie nucléaire.
• Perspectives énergétiques futures : Identifier plusieurs types d’énergies renouvelables, et évaluer leurs perspectives d’application dans la réduction de la pression sur les ressources et la protection de l’environnement.

Aperçu : Ce cours vise à guider les élèves à comprendre de manière systématique l’essence, l’état actuel et les stratégies de réponse aux problèmes environnementaux. Il couvre la classification des problèmes environnementaux (primaires et secondaires), les défis concrets auxquels font face la planète et la Chine, et met particulièrement l’accent sur l’expérience « purification de l’eau » pour développer des compétences pratiques. Il culmine enfin à un haut niveau théorique de « développement durable », en précisant le cadre juridique et les voies de mise en œuvre en Chine.

Objectifs d’apprentissage :

• Identification et classification : Être capable de distinguer précisément les problèmes environnementaux primaires et secondaires, et de citer les principaux défis environnementaux auxquels fait face la planète et la Chine.
• Expérience et exploration : Maîtriser les étapes de base de la purification des eaux usées (neutralisation, coagulation, filtration), et comprendre les principes de purification physique et chimique.
• Connaissance théorique : Comprendre profondément la définition du développement durable, ses éléments centraux (économique, social, écologique), et son cadre juridique en vigueur en Chine.

Aperçu : Ce cours vise à guider les élèves de troisième année du collège à comprendre comment la science et la technologie, en tant que « première force productive », remodelent systématiquement la civilisation humaine. Les contenus pédagogiques couvrent la chronologie historique allant de l’ère des outils en pierre à l’ère de la puissance nucléaire, analysent de manière systématique l’évolution des trois révolutions scientifiques, technologiques et industrielles, et décrivent en détail les applications avancées des matériaux nouveaux (terres rares, supraconducteurs, nanomatériaux, matériaux intelligents). Par une analyse de cas portant sur le chlorofluorocarbure (CFC) et le DDT, le cours développe chez les élèves une pensée critique et un sentiment de responsabilité sociale face aux effets négatifs de la technologie.

Objectifs d’apprentissage :

• Être capable de synthétiser : Les caractéristiques techniques et les critères de division des périodes historiques (matériaux, énergie, moyens), et décrire les symboles représentatifs de chaque période.
• Être capable de structurer : Les liens causaux entre les trois révolutions scientifiques, technologiques et industrielles, et leurs effets profonds sur la société humaine.
• Être capable de différencier : Les caractéristiques des nouveaux matériaux (terres rares, supraconducteurs, nanomatériaux, matériaux intelligents) et leurs applications typiques dans les domaines de haute technologie modernes.

Aperçu : Ce cours mènera les élèves à explorer la transformation du rêve mathématique de Turing en ordinateur électronique réel, et à témoigner du bond qualitatif des technologies de communication passant du télégraphe et du téléphone à l’interconnexion mondiale. Nous analyserons les éléments constitutifs de la société de l’information, comprendrons la répartition des quatre grands systèmes de navigation par satellite au niveau mondial, et explorerons en profondeur la façon dont ces technologies transforment notre quotidien et nos communications familiales.

Objectifs d’apprentissage :

• Être capable de décrire la logique d’évolution de l’ordinateur depuis le modèle de machine de Turing jusqu’à l’architecture de von Neumann, ainsi que les étapes du développement matériel.
• Être capable d’identifier les inventions marquantes de l’ère de la télécommunication, et de distinguer les principales méthodes de communication moderne.
• Être capable de citer précisément les quatre grands systèmes de navigation par satellite mondiaux, et de comprendre les quatre éléments centraux de l’information technologique (IT).

Aperçu : Ce cours vise à faire revivre l’évolution des moyens de transport modernes, depuis la révolution à vapeur au début du XIXe siècle jusqu’aux technologies magnétiques et aux systèmes de transport intelligent au XXIe siècle. Il couvre les jalons clés de l’invention des bateaux, voitures, trains et avions, et met particulièrement l’accent sur la manière dont les sciences et technologies (comme la théorie des machines thermiques ou l’aimantation électromagnétique) ont poussé les transports vers des niveaux de vitesse, de sécurité et d’intelligence élevés, tout en analysant les profonds changements qu’ils ont apportés à la distance spatiale et au mode de vie humain.

Objectifs d’apprentissage :

• Mémorisation et rappel : Être capable de citer les inventeurs des bateaux, voitures, trains et avions (comme Stevenson, Benz, frères Wright, Feng Ru) ainsi que leurs réalisations marquantes.
• Analyse des principes : Comprendre le principe scientifique du train à lévitation magnétique (répulsion entre pôles identiques, attraction entre pôles opposés), ainsi que les caractéristiques du fonctionnement des autoroutes.
• Application intégrée : Être capable d’analyser l’importance des moyens de transport modernes pour améliorer l’efficacité de la société et élargir les activités humaines, et avoir une compréhension initiale de la structure des systèmes de transport intelligent.

Aperçu : Cette séquence se concentre sur la manière dont la science et la technologie transforment profondément la vie moderne en améliorant les trois dimensions essentielles : vêtements, alimentation, logement. Les élèves apprendront l’évolution des matériaux textiles, la révolution de la cuisine rendue possible par la diffusion des appareils électroménagers, et le passage des habitations traditionnelles aux bâtiments intelligents, afin de comprendre que l’avancement technologique est la force motrice essentielle de l’amélioration de la qualité de vie et de la progression de la civilisation humaine.

Objectifs d’apprentissage :

• Être capable de distinguer l’origine des fibres synthétiques et des fibres artificielles, ainsi que leurs matières premières respectives.
• Pouvoir expliquer l’importance des appareils électroménagers comme le fer à repasser et la machine à laver pour réduire la charge physique et améliorer l’efficacité du travail.
• Pouvoir décrire le processus d’évolution des bâtiments résidentiels vers une automatisation, puis une intelligence, ainsi que leurs caractéristiques.