Sciences de l'enseignement (Morlanwelz)
Approche de la matière

Connaissances

Définir la matière en explicitant ses caractéristiques fondamentales (masse, volume) et en distinguant matière vivante et non vivante. Décrire la structure de la matière en identifiant les niveaux d’organisation (objet – molécule – atome – noyau – particules subatomiques). Expliquer la constitution d’un atome, les rôles des protons, neutrons et électrons, et le lien entre numéro atomique, symbole chimique et masse atomique. Identifier et caractériser les états de la matière (solide, liquide, gaz, plasma) et leurs propriétés macroscopiques. Nommer et expliciter les changements d’état, leurs conditions (température, pression) et les phénomènes liés aux paliers thermiques. Décrire l’agitation thermique et son lien avec la température au niveau microscopique. Différencier chaleur et température et leurs unités, en explicitant les mécanismes de transfert thermique (conduction, convection, radiation). Distinguer corps purs simples, corps purs composés et mélanges, ainsi que les propriétés des mélanges homogènes et hétérogènes. Interpréter les effets de la pression sur les changements d’état (ex. : ébullition à différentes altitudes). Décrire le cycle de l’eau en mobilisant les concepts de changements d’état et de circulation de la matière. Identifier les propriétés physiques et chimiques des matériaux et expliquer leur importance dans la classification et les usages. Connaître les bases du modèle particulaire permettant d’expliquer les phénomènes observables (dilatation, dissolution, diffusion, etc.).

Aptitudes

Observer et décrire rigoureusement des phénomènes liés à la matière (propriétés, transformations, états) à l’aide d’un vocabulaire scientifique adapté. Mettre en œuvre une démarche d’investigation (OHERIC) pour analyser un phénomène, formuler une hypothèse et concevoir une expérience simple. Réaliser correctement un protocole expérimental, manipuler le matériel de base en sécurité et respecter les consignes méthodologiques. Mesurer, noter et organiser des données (températures, masses, volumes, observations) de manière structurée et exploitable. Comparer des observations pour identifier similitudes, différences, régularités et anomalies dans les comportements de la matière. Interpréter des résultats expérimentaux en mobilisant le modèle particulaire (agitation thermique, distance entre particules, interactions). Représenter des phénomènes à l’aide de schémas, tableaux, graphiques ou modèles simplifiés. Classer des matériaux ou des substances selon leurs propriétés physiques ou chimiques et justifier les critères retenus. Identifier un état de la matière ou un type de mélange à partir d’indices observables ou mesurés. Appliquer les règles de sécurité lors de manipulations ou expériences impliquant chaleur, pression ou produits courants. Utiliser un langage scientifique pour rendre compte d’une expérience, expliquer un phénomène ou communiquer une conclusion. Mobiliser une démarche critique pour vérifier la cohérence des données, questionner les résultats et proposer des améliorations au protocole.

Compétences

Mobiliser la démarche scientifique complète (OHERIC) pour analyser un phénomène lié à la matière, formuler une hypothèse, concevoir un protocole, interpréter des résultats et en tirer une conclusion argumentée. Expliquer des phénomènes observables (changement d’état, dissolution, dilatation, mélange, agitation thermique) en mobilisant le modèle particulaire et en reliant les niveaux microscopique et macroscopique. Analyser et résoudre un problème scientifique simple en sélectionnant les concepts pertinents (température, pression, propriétés de la matière, états, interactions des particules). Communiquer une démarche scientifique structurée à l’oral et à l’écrit en utilisant le langage de scolarisation propre aux sciences : schémas, tableaux, graphiques, symboles chimiques, représentations. Justifier un choix ou une interprétation en s’appuyant sur des données, des observations ou un modèle scientifique validé. Transférer les connaissances et aptitudes à des situations scolaires variées (cycle de l’eau, classification de matériaux, analyse de transformations, lecture de contexte quotidien). Évaluer de manière critique un protocole, un résultat ou une représentation scientifique (y compris produite par une IA), en identifiant forces, limites, incohérences ou biais. Adopter une posture réflexive sur sa propre démarche d’apprentissage et ajuster ses stratégies de résolution (métacognition). Collaborer au sein d’un groupe pour mener une activité scientifique, partager les tâches, confronter des points de vue et construire une conclusion collective. Agir de manière responsable et sécurisée lors de manipulations ou investigations portant sur les états de la matière ou leurs transformations.

Introduction à la matière Constitution de la matière Propriétés de la matière États de la matière et changements d’état Modèle particulaire et agitation thermique Transferts thermiques Corps purs et mélanges Cycle de l’eau et applications Dimension didactique et transposition scolaire Synthèse et évaluation formative

• Activité d'autoformation
• Activité d'enrichissement personnel
• Activité d'études
• Exercices de création / Recherche en atelier
• Activités d'intégration professionnelle
• Travaux pratiques
• Excursions et visites
• Préparations / Recherche d'informations
• Exercices dirigés
• Travaux personnels

Type de support

Syllabus

Références

1. Référentiels officiels
Fédération Wallonie-Bruxelles. (2020). Référentiel du Tronc Commun – Sciences. Fédération Wallonie-Bruxelles.
Fédération Wallonie-Bruxelles. (2020). Référentiel des compétences initiales. Fédération Wallonie-Bruxelles.

2. Ouvrages scientifiques
Atkins, P., & Jones, L. (2020). Chimie : molécules, matière et transformations. De Boeck Supérieur.
Hewitt, P. G. (2017). Physique conceptuelle. De Boeck Supérieur.
Levine, I. N. (2013). Chimie physique. McGraw-Hill.
Sadler, P. M. (1998). Science and children’s conceptions. Harvard University Press.

3. Ressources institutionnelles validées
Fondation La Main à la Pâte. (2015). Les états de la matière et les changements d’état. Fondation La Main à la Pâte.
Alloprof. (2021). Les propriétés et états de la matière. Alloprof.
Ministère de l’Éducation Nationale – Éduscol. (2019). Ressources sciences : matière et changements d’état. Éduscol.

4. Supports pédagogiques internes (indispensables au cours)
Dellale, M. (2025). Approche de la matière : Syllabus B2 – Matière et ses états. HEPH-Condorcet.
Dellale, M. (2025). Supports didactiques OHERIC, modèles particulaires et transpositions pédagogiques. HEPH-Condorcet.
Dellale, M. (2025). Fiches d’activités pratiques et expérimentations transposables. HEPH-Condorcet.

5. Vidéos scientifiques validées
L’Esprit Sorcier. (2016). Les matériaux qui nous entourent [Vidéo]. L’Esprit Sorcier.
Fondation La Main à la Pâte. (2018). Modèle particulaire – animations scientifiques [Vidéo]. Fondation La Main à la Pâte.
Université du Québec. (2020). Changements d’état et énergie [Vidéo]. Université du Québec.

1. Ouvrages de vulgarisation scientifique et de base
De Vos, J. (2019). La matière : Une exploration du monde physique. Flammarion.
Grandin, R., & Bader, C. (2018). Petit traité de physique à l’usage de tous. Belin.
Langevin, P. (2016). Comprendre la matière : Des atomes aux matériaux. Dunod.

2. Ressources didactiques et pédagogiques (pour enseignants)
Astolfi, J.-P., Darot, É., Ginsburger-Vogel, Y., & Toussaint, J. (2008). La didactique des sciences. ESF.
Giordan, A., & De Vecchi, G. (1996). Les origines du savoir : Des conceptions des apprenants aux concepts scientifiques. Delachaux & Niestlé.
Orange, C. (2014). Faire apprendre les sciences. Hachette Éducation.

3. Ressources institutionnelles et éducatives
Fondation La Main à la Pâte. (2020). La matière à l’école primaire. Fondation La Main à la Pâte.
CNRS. (2021). Les fondamentaux de la matière : fiches et dossiers pédagogiques. CNRS Éducation.
Office for Climate Education. (2021). Ressources sur le cycle de l’eau et les phénomènes physiques. OCE.

4. Ressources numériques fiables
Khan Academy. (2022). States of matter and phase changes. Khan Academy.
Université de Genève. (2020). Changement d’état et modèles microscopiques [MOOC]. Coursera.
Université de Sherbrooke. (2021). Notions fondamentales de chimie générale. Université de Sherbrooke.

5. Vidéos, animations et chaînes éducatives
C’est pas sorcier. (2012). La chimie c’est pas sorcier [Vidéo]. France Télévisions.
Science Étonnante. (2020). Pourquoi la matière a trois états ? [Vidéo]. YouTube.
Institut de Physique du Globe de Paris. (2019). Le cycle de l’eau expliqué [Animation]. IPGP.

6. Articles et encyclopédies scientifiques
Encyclopaedia Universalis. (2022). Matière : Nature, états et évolution. Encyclopaedia Universalis.
Ophardt, C. (2017). States of matter and particulate models. Elmhurst College.
American Chemical Society. (2018). Understanding matter through models. ACS Publications.

7. Outils interactifs et simulations
PhET Interactive Simulations. (2023). States of matter [Simulation]. University of Colorado Boulder.
NASA. (2021). Water cycle and heat transfer interactives. NASA Climate.