Le nouveau programme de physique de Terminale S

J’ai parfois déploré le contenu des nouveaux programmes de physique en première et terminale S. J’y ai aussi trouvé quelques pépites. Ces programmes, mis en place à partir de 2011, donnent leurs fruits dans les épreuves du Bac S. Et c’est consternant. Les associations de professeurs de physique ainsi que les physiciens commencent à s’agiter sérieusement.

Déjà, en 2014, nous avions eu un aperçu du sens physique des candidats lorsqu’une partie non négligeable de ceux-ci attribuaient au TGV une vitesse égale à celle de la lumière ! L’explication la plus plausible est que c’était la seule vitesse donnée dans l’énoncé. Car aujourd’hui, la compétence principale requise d’un élève de TS semble être de savoir « extraire l’information d’un texte ».

Le sujet de physique du bac 2015 confirme ! Doit-on expliquer à un élève de TS ce qu’est la « sustentation » ? Doit-on lui rappeler l’expression de la poussée d’Archimède puis lui poser la question 1.1 ? Dont-on lui expliquer ce qu’est une vitesse supersonique ? L’élève doit connaitre la vitesse de la lumière mais pas forcément le spectre du visible ! L’énoncé donne parfois le résultat numérique et demande de le montrer, comme en troisième… Que sait exactement de la physique un élève « normal » de TS ?

Le programme de physique de TS ressemble à un cours de culture générale scientifique. Cette vacuité s’explique : les deux tiers des élèves de TS ne feront pas d’études scientifiques et iront grossir les rangs des écoles de commerce, de droit ou que sais-je encore. Ils se fichent donc complètement de la mécanique ou de la modélisation d’un phénomène simple par une équation différentielle. Par contre, ils savent extraire une information d’un texte mais pour ce qui est de donner une interprétation physique à cette information, c’est une autre affaire. On observe des élèves qui obtiennent une note honorable en physique sans connaitre le moindre concept de mécanique. C’est ahurissant ! Remarquez que le programme de TS ne fait pas la différence entre masse grave et masse inertielle, alors…

Dans les programmes précédents, cet outil formidable que sont les équations différentielles était abordé au lycée. En cours de mathématique, lors de l'étude de la fonction exponentielle, et en physique lors de l'étude des systèmes oscillants mécaniques (le pendule) et électriques (les systèmes RC, LC et RLC). C'est pourquoi vous retrouverez sur TangenteX.com un certain nombre de pages dédiées à ce sujet. Ce fut d'ailleurs un sujet de polémiques feutrées entre professeurs de math et de physique : qui devait aborder le premier les "équa diff" et avec quel formalisme ?
Et c'était bien ! Les élèves arrivaient en prépa ou à la fac avec une petite, toute petite idée, de ce qu'était une équation différentielle. C'était peu mais au moins, ils en avaient entendu parlé, en avaient vu une ou deux et même savaient les établir. C'était un des problèmes récurrents à l'épreuve de physique du bac. Et c'est un outil fédérateur entre les scientifiques et les autres, car on retrouve des EDO chez les économistes, les gestionnaires et bien d'autres !

Et patatras ! Quelques pédagogues avertis, certainement pas des physiciens, ont décidé que le sujet était trop vaste et trop épineux pour continuer à être abordé au lycée. Ils ont décidé que les élèves de TS étaient trop bêtes ou alors trop surchargés, pour continuer à entrevoir ce monde merveilleux. Alors, exit les équations différentielles du programme depuis 2011, en math comme en physique. A part bien sur dans les lycées où les profs et les élèves ont suffisamment d'ambition et de courage pour aller sur ces terres, vous savez ceux qui fournissent les gros bataillons à l'X et Normale Sup ...

La vacuité du programme renforce les inégalités entre les lycées et les élèves. Car évidemment, les lycées qui préparent leurs élèves aux classes préparatoires scientifiques et aux concours des grandes écoles n’en restent pas là. Ces élèves ont droit à quelques « hors-programme » qui leur permettent de compenser les manques du programme officiel et d’aborder plus sereinement le programme de prépa. Parce que la transition entre le programme de TS et celui de MPSI ou PCSI est particulièrement douloureuse sans préparation, ce qui déplore l’Union des professeurs de classes préparatoires scientifiques.

Pourrait-on imaginer améliorer l’enseignement de la physique au lycée, par exemple :

Lier l'enseignement de la physique, "la philosophie naturelle" de Newton, au cours de philosophie, tant la physique participe à la connaissance de notre monde et de nous même.
Approfondir la mécanique. Aborder la relativité restreinte, c’est bien à condition d’avoir une idée précise de ce qu’est un référentiel et des lois de la mécanique newtonienne.
Abandonner les arguments d’autorité et revenir à la construction d’un raisonnement scientifique, qui s’appuie sur la connaissance des lois fondamentales.
Revenir à un équilibre entre connaissances et compétences. A quoi sert de savoir extraire une information d’un texte scientifique ou d’une expérience, si l’on ne sait rien des lois et des concepts que dévoile cette information.
Réapprendre à modéliser un phénomène. L’étude du circuit RC ou LC était une excellente approche de cette démarche.
Créer des synergies entre le cours de math et de physique, en introduisant la physique numérique. Y ajouter une formation solide en programmation serait encore mieux.
Et enfin, réserver la TS aux élèves qui se destinent aux sciences et qui ont le goût des sciences. Il existe d’excellentes filières pour ceux qui rêvent d’une école de commerce ou autre.