CRPE - PRÉPARER L`ÉPREUVE DE SCIENCES

CONCOURS
DE RECRUTEMENT
DE PROFESSEURS
DES ÉCOLES
PRÉPARER L’ÉPREUVE
DE SCIENCES EXPÉRIMENTALES
ET TECHNOLOGIE
CONCOURS
DE RECRUTEMENT
DE PROFESSEURS
DES ÉCOLES
PRÉPARER L’ÉPREUVE
DE SCIENCES EXPÉRIMENTALES
ET TECHNOLOGIE
CLEFS POUR LE CONCOURS
Rédacteurs
Vincent VIGNAGA
Professeur agrégé de Sciences de la Vie et de la Terre
René Claude BRUNET
Professeur agrégé de Biologie
Jérémy PAUL
Professeur agrégé de Sciences physiques
Serge WACKER
Professeur certifié de Technologie
Expert
Annie BOUSQUET
Inspectrice d’académie
Inspectrice pédagogique régionale
PRÉFACE
PRÉFACE
La présence des sciences expérimentales et de la technologie au premier groupe d’épreuves du
concours de recrutement de professeurs des écoles (CRPE) traduit l’enjeu de cet enseignement
et la place qui doit lui être accordée à l’école primaire. Il importe en conséquence que tout
candidat possède les bases nécessaires à sa mise en œuvre en terme de connaissances
comme en terme de méthodes.
La double ambition formatrice de cette préparation
Ministère de l'Éducation nationale
Les cours du Cned sont strictement réservés à l’usage privé de leurs destinataires et ne sont pas destinés
à une utilisation collective. Les personnes qui s’en serviraient pour d’autres usages, qui en feraient une
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reproductions par reprographie de livres et de périodiques protégés contenues dans cet ouvrage sont
effectuées par le Cned avec l’autorisation du Centre français d’exploitation du droit de copie (20 rue des
Grands Augustins, 75006 Paris).
© Cned Toulouse - 1re édition 2008
5ST65TEWB0210
Bien vous préparer à l’épreuve signifie d’abord vous garantir les apports scientifiques qu’il
est indispensable de maîtriser pour affronter le concours. Des fiches synthétiques résument
les connaissances simples que vous devez acquérir dans le cadre des huit thèmes d’étude
des programmes de sciences et technologie du cycle 3. Elles sont enrichies et illustrées par
les compléments apportés par le site Internet. S’il ne s’agit pas de faire de vous des spécialistes de la culture scientifique et technique, vous devez toutefois avoir une idée claire des
phénomènes et mécanismes abordés dans ces domaines et surtout ne pas en donner de
représentations erronées. Dans toute explication que vous aurez à donner, le bon sens est à
mobiliser autant que les connaissances. Que vous optiez pour une mineure ou une majeure
en sciences et technologie, le contenu de ce fascicule apporte un résumé clair et synthétique
du savoir dans ce domaine.
La rédaction des documents officiels insiste par ailleurs sur la nécessité d’une construction
active de son savoir par l‘élève. Les programmes, rédigés en cohérence avec le socle commun,
indiquent la nécessité de mettre en œuvre un enseignement de compétences c’est-à-dire de
faire acquérir des connaissances en mettant en jeu des capacités et des attitudes. Pour vous
aider à comprendre ces attentes, le fascicule présente la démarche d’investigation. Cette démarche, caractéristique didactique des disciplines scientifiques, a pour ambition de donner le
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PRÉFACE
PRÉFACE
AVANT-PROPOS
AVANT-PROPOS
goût des sciences aux enfants et d’éveiller leur curiosité. En organisant des temps de réflexion
et des temps d’action sur des objets naturels ou technologiques, elle développe l’autonomie
et l’initiative et s’inscrit naturellement dans un enseignement de compétences. Elle ne peut
donc en aucun cas être un objet d’étude en tant que tel. Les démarches développées gagnent
à s’inscrire dans le quotidien de l’enfant ainsi que dans le contexte de l’éducation au développement durable à laquelle les sciences et la technologie doivent participer.
Votre parcours en formation
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Conçu comme un mémento utilisable à tout moment, le présent fascicule a pour vocation de
vous accompagner dans le parcours de formation que vous aurez établi. La présentation de
l’épreuve et les conseils de travail donnés doivent vous aider à planifier votre formation en
fonction de vos besoins. Dans un premier temps, vous devez assurer votre capital connaissances
en maîtrisant les concepts de base que développe le cours, complété par les compléments en
ligne. Vous devez ensuite réfléchir aux démarches que vous pourriez mener avec des élèves.
L’équipe du Cned vous en propose quelques exemples. Il ne s’agit pas de les mémoriser en
tant que tels mais de bien comprendre l’intérêt de la situation de départ pour susciter un
questionnement. En effet, si des acquis cognitifs solides et une bonne connaissance de la
démarche d’investigation sont des préalables incontournables pour réussir cette épreuve,
vous ne devez en aucun cas chercher à reproduire in extenso une démarche apprise. La
meilleure démarche d’investigation sera celle que vous aurez inventée vous-même et qui
appellera une investigation. Vous devez en effet lors du concours faire la preuve de votre
adaptabilité aux documents que vous découvrez, de votre pertinence dans l’analyse du sujet
et de votre bon sens dans la rédaction des réponses.
Le cours de préparation à l’épreuve de sciences expérimentales et technologie, composante
majeure ou mineure, est composé de deux éléments fortement imbriqués : le fascicule et le
site. Cette approche a pour objectif de faciliter :
• l’acquisition des savoirs indispensables ;
• la maîtrise des exigences méthodologiques ;
• la mise en perspective des finalités de l’enseignement de ce champ disciplinaire à l’école
primaire.
Comment organiser votre parcours entre le fascicule et le site ?
Nous espérons que cet ouvrage vous rendra les meilleurs services pour mener à bien votre
projet professionnel et vous souhaitons une bonne réussite. N
Annie BOUSQUET
Inspectrice d’Académie
Inspectrice Pédagogique Régionale
À chaque chapitre de ce fascicule sont associées sur le site les rubriques suivantes :
• « Plan du chapitre » : articule les différents éléments du site avec le plan suivi dans le
fascicule ;
• « Activités interactives » (@AI.) : elles vous permettront d’acquérir savoirs et savoirfaire ;
• « Documents » (@DOC.) : des documents variés (textes, images, documents multimédia)
illustrent ou vous permettent d’approfondir un point du cours ;
• « Point Méthode » (@MÉTH.) : des exercices méthodologiques vous prépareront à
l’épreuve majeure et à l’épreuve mineure. Ils sont accompagnés de conseils et de propositions de corrigé. Vous y trouverez également pour chaque « grand chapitre » des analyses de
documents destinées à la préparation de l’épreuve majeure. Ces documents sont complétés
par des propositions d’utilisation pédagogique,
• « En savoir plus » (@BIB.) : une sélection réfléchie de compléments bibliographiques et
de liens Internet ;
• « Glossaire » (@GL.) : définition des termes spécifiques indispensables ;
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AVANT-PROPOS
AVANT-PROPOS
AVANT-PROPOS
AVANT-PROPOS
• « Évaluez-vous » (@AE.) : autoévaluations interactives qui vous permettront de faire le
point sur votre assimilation des connaissances ;
• « Devoirs » : deux sujets que vous enverrez à la correction.
exigences du jury et de suivre les conseils de préparation, avant et au moment de l’épreuve,
qui vous sont donnés dans la partie « Clefs pour l’épreuve ». Des exercices méthodologiques
vous aideront à mieux intégrer les exigences de l’épreuve.
Ces différentes rubriques sont signalées dans le corps des chapitres par les icônes associées.
• Avoir acquis les savoirs indispensables sur chaque question
Comment organiser votre apprentissage ?
Le minimum de connaissances attendues des candidats est fixé par les instructions. Il est clair
que l’objectif n’est pas de montrer une grande érudition mais d’avoir des connaissances qui
permettent d’enseigner dans le premier degré. On conseille souvent aux candidats d’avoir
un solide niveau de fin de collège. Il s’agit donc de maîtriser des connaissances disciplinaires
simples mais précises.
Il vous est conseillé de travailler conjointement les deux composantes du cours.
Lorsque vous avez terminé ce premier parcours d’un chapitre et quelque soit votre choix
(composante majeure ou mineure), nous vous invitons à travailler :
• le chapitre en constituant des fiches synthétiques comprenant :
- des objectifs scientifiques disciplinaires ;
- des objectifs de connaissances lexicales.
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Lorsque vous pensez maîtriser le contenu du chapitre que vous êtes en train de travailler, vous
pourrez vérifier sans documents si les connaissances sont acquises en faisant les exercices
d’autoévaluation.
• la méthodologie de l’épreuve (composante majeure ou mineure) à partir de sa description,
des exigences du jury et des conseils donnés plus loin.
Des entraînements vous sont proposés dans la rubrique « Méthodologie ».
Si vous avez choisi les sciences expérimentales et technologie comme composante majeure,
vous vous reporterez à la rubrique « Méthodologie » où vous sont proposés des documents
pour chaque « grand chapitre ». Ces analyses sont accompagnées de propositions d’utilisation pédagogique dans l’esprit de ce qui est demandé au concours.
Enfin, il va sans dire que la rédaction et l’envoi à la correction des deux sujets
d’entraînement à l’épreuve sont indispensables à une préparation efficace dont nous vous
donnons ci-dessous les prérequis fondamentaux.
Prérequis fondamentaux pour réussir l’épreuve.
• Maîtriser les exigences des épreuves
La connaissance de la nature et des modalités de l’épreuve de sciences expérimentales et
technologie conditionne la réussite à l’épreuve. C’est pourquoi il est indispensable de lire avec
attention et d’assimiler la description des différentes parties de l’épreuve, de connaître les
• Montrer un bon niveau de réflexion sur les objectifs et les finalités de
l’enseignement des sciences expérimentales et de la technologie
Maîtriser des savoirs n’est pas suffisant. Les attentes de l’épreuve ne se limitent pas à des
contenus uniquement scientifiques. La partie pédagogique de l’épreuve majeure suppose de
réfléchir sur les finalités et les enjeux de l’enseignement de ces disciplines. La partie « De la
Main à la pâte au Preste » vous permettra d’accompagner cette réflexion. N
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Bon travail et tous nos vœux de réussite !
SOMMAIRE
SOMMAIRE
PRÉFACE
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AVANT-PROPOS
7
LES CLEFS POUR L’ÉPREUVE
13
DE « LA MAIN À LA PÂTE »® AU PRESTE
23
LE PROGRAMME
37
La matière
1. États et changements d’état de l’eau
2. Mélanges et solutions
3. Propriétés physiques des gaz
37
43
47
Unité et diversité du monde vivant
1.
2.
3.
4.
5.
De l’ordre dans le monde vivant
Les modes de reproduction des êtres vivants
Les stades de développement d’un être vivant
L’évolution des êtres vivants
Les grandes étapes de l’histoire de la vie et de la Terre
51
55
63
69
71
Environnement et développement durable
1. La nutrition des végétaux verts
2. Les relations alimentaires entre les êtres vivants
75
79
11
SOMMAIRE
3. L’adaptation des êtres vivants aux conditions du milieu de vie
4. Une ressource de notre environnement : l’eau
85
91
Le corps humain et l’éducation à la santé
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Le mouvement
La digestion
La respiration
La circulation sanguine
La reproduction
L’éducation à la santé
93
97
101
103
107
113
L’énergie
1.
2.
3.
4.
Les sources d’énergies utilisables
Les formes d’énergie
Les transferts d’énergie
La conservation de l’énergie
117
119
123
125
Le ciel et la Terre
12
1.
2.
3.
4.
La lumière et les ombres
Le système solaire : composition et structure
La Terre
Le temps
127
131
133
137
Le monde construit par l’Homme
1.
2.
3.
4.
5.
Les circuits électriques
La sécurité électrique
Les leviers
Les balances
Étude des mouvements
139
147
155
165
173
La lumière
1.
2.
3.
4.
5.
Différents types de lumières
Les interactions entre la lumière et la matière
Les différentes sources de lumière
La formation des images
Synthèse additive et soustractive des couleurs
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191
193
195
199