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Science et technologie

Parcours de formation générale

La Terre et l’espace

L’étude de l’univers Terre et espace offre aux élèves l’occasion d’acquérir des connaissances scientifiques et technologiques concernant l’espace et les interactions qui surviennent au sein de la biosphère.

Au cours du secondaire, les élèves étudient divers phénomènes se déroulant sur la Terre et dans l’espace ainsi que les objets techniques qui s’y rapportent. Ils cherchent des réponses et des solutions à des problèmes variés. Ils acquièrent sur cet univers des connaissances qui les amènent à comprendre et à expliquer les facteurs en cause dans différentes problématiques scientifiques. Ces connaissances, combinées à celles qu’ils ont acquises sur d’autres univers conceptuels, leur permettent de comprendre des modèles, des théories et des lois scientifiques. De plus, c’est en appliquant la démarche expérimentale ainsi que les démarches d’analyse et de modélisation qu’ils actualisent les concepts propres à cet univers.

En 3e secondaire, l’analyse de phénomènes géologiques et géophysiques et l’étude d’objets techniques s’y rapportant permettent aux élèves de situer les êtres vivants dans l’histoire de la Terre. En 4e secondaire, c’est à partir de problématiques environnementales qu’ils poursuivent la construction de leurs connaissances. Ils approfondissent l’étude de l’impact de certains phénomènes naturels et de l’activité humaine sur la biosphère.

L’élève apprend à le faire avec l’intervention de l’enseignante ou de l’enseignant.
L’élève le fait par lui-même à la fin de l’année scolaire.
 
L’élève réutilise cette connaissance.
Le symbole désigne les énoncés associés à des connaissances propres au programme obligatoire Science et technologie. Toutefois, la plupart de ces énoncés se retrouvent dans la progression des apprentissages du programme optionnel Science et environnement.		 Secondaire
ST
1er
cycle		 ST
2e
cycle		 STE
2e
cycle
  1. Caractéristiques de la Terre
 1re 2e 3e 4e 4e
Primaire
L’élève reconnaît des structures visibles à la surface de la Terre (ex. : continent, océan, calotte glaciaire, montagne, volcan). Il décrit des effets de la qualité de l’eau, du sol ou de l’air sur les vivants (ex. : maladies, accroissement ou diminution de populations). Il compare des propriétés de différents types de sols (ex. : composition, capacité à retenir l’eau et la chaleur).
Secondaire
  1. Caractéristiques générales de la Terre
 ST ST STE
    1. Structure interne de la Terre
      1. Décrire les principales caractéristiques des trois parties de la structure interne de la Terre (croûte, manteau, noyau)
     
  1. Lithosphère
 ST ST STE
    1. Caractéristiques générales de la lithosphère
      1. Définir la lithosphère comme étant l’enveloppe externe de la Terre formée de la croûte et de la partie supérieure du manteau
      
      1. Décrire les principales relations entre la lithosphère et les activités humaines (ex. : maintien de la vie, agriculture, exploitation minière, aménagement du territoire)
      
    1. Relief
      1. Décrire des relations entre le relief terrestre (topologie) et les phénomènes géologiques et géophysiques1 (ex. : le retrait d’un glacier entraîne la formation d’une plaine)
      
      1. Décrire l’influence du relief terrestre sur les activités humaines (ex. : transport, construction, sports, agriculture)
      
    1. Couches stratigraphiques
      1. Expliquer la formation de strates par la superposition des couches de sédiments (ex. : les couches récentes se déposent sur les plus anciennes)
        
    1. Échelle des temps géologiques2
      1. Ordonner les principales divisions de l’échelle des temps géologiques (précambrien, paléozoïque, mésozoïque, cénozoïque)
        
      1. Décrire des événements associés aux principales divisions de l’échelle des temps géologiques (ex. : formation des océans au précambrien, règne des reptiles et des dinosaures au mésozoïque)
        
    1. Grands épisodes de l’histoire du vivant
      1. Situer l’apparition d’organismes vivants ou leur évolution sur l’échelle des temps géologiques (ex. : bactéries, plantes, poissons, hominidés)
        
    1. Extinction d’espèces
      1. Situer des périodes d’extinction massive d’espèces sur l’échelle des temps géologiques (ex. : disparition d’une grande partie des organismes marins au paléozoïque)
        
    1. Fossiles
      1. Définir les fossiles comme étant des traces d’organismes généralement préservées dans des roches sédimentaires
        
      1. Expliquer l’utilité des fossiles pour la datation des couches stratigraphiques
        
    1. Types de roches
      1. Décrire les modes de formation de trois types de roches : ignées, métamorphiques et sédimentaires
      
      1. Classer des roches selon leur mode de formation (ex. : le granite est une roche ignée, le calcaire est une roche sédimentaire et l’ardoise est une roche métamorphique)
      
      1. Distinguer une roche d’un minéral
      
    1. Minéraux
      1. Identifier des minéraux de base à l’aide de leurs propriétés (ex. : couleur de la masse, dureté, magnétisme)
      
      1. Distinguer un minéral d’un minerai
        
      1. Décrire des impacts environnementaux de l’exploitation ou de la transformation de minéraux
        
    1. Types de sols
      1. Classer des sols selon leur composition (ex. : teneur en sable, en argile, en matière organique)
      
    1. Horizons du sol (profil)
      1. Décrire la structure d’un sol (superposition de couches de composition et d’épaisseur variables)
        
      1. Expliquer la réactivité chimique et biologique d’un sol par sa composition (ex. : oxydation, neutralisation acidobasique, décomposition)
        
    1. Pergélisol
      1. Définir le pergélisol comme étant une couche de sol gelée en permanence
        
      1. Expliquer certaines conséquences du réchauffement du pergélisol (ex. : glissements de terrain, libération de méthane)
        
    1. Épuisement des sols
      1. Expliquer comment des activités humaines contribuent à l’épuisement des sols
        
    1. Capacité tampon du sol
      1. Définir la capacité tampon d’un sol comme étant sa capacité à limiter les variations de pH
        
      1. Expliquer les avantages d’une bonne capacité tampon du sol
        
    1. Contamination
      1. Nommer des contaminants3 du sol
       
    1. Cycles biogéochimiques
      1. Cycle du carbone
        • Décrire des transformations liées à la circulation du carbone (ex. : photosynthèse, décomposition des végétaux, dissolution dans l’eau et combustion des combustibles fossiles)
        
      1. Cycle de l’azote
        • Décrire des transformations liées à la circulation de l’azote (ex. : fixation de l’azote, nitrification, dénitrification)
        
      1. Cycle du phosphore
        • Décrire des transformations liées à la circulation du phosphore (ex. : érosion des roches, dégradation des engrais, métabolisme des algues)
        
  1. Hydrosphère
 ST ST STE
    1. Caractéristiques générales de l’hydrosphère
      1. Décrire la répartition de l’eau douce et de l’eau salée sur la surface de la Terre (ex. : les glaciers contiennent de l’eau douce non accessible)
      
      1. Décrire les principales interactions entre l’hydrosphère et l’atmosphère (ex. : échanges thermiques, régulation climatique, phénomènes météorologiques)
      
    1. Bassin versant
      1. Définir un bassin versant comme étant un territoire entourant un réseau hydrographique
        
      1. Décrire certains impacts de l’activité humaine sur les cours d’eau d’un bassin versant
        
    1. Salinité
      1. Définir la salinité comme étant une mesure de la quantité de sels dissous dans un volume donné
       
      1. Décrire l’influence de la salinité sur la masse volumique d’une solution
        
    1. Circulation océanique
      1. Décrire des facteurs qui influencent la circulation des courants en surface et en profondeur (ex. : vents, rotation terrestre, température, salinité, masse volumique)
        
      1. Décrire le rôle de la circulation thermohaline sur la régulation du climat planétaire (ex. : effet du Gulf Stream sur le climat de la côte est de l’Amérique du Nord)
        
    1. Glacier et banquise
      1. Distinguer un glacier d’une banquise
        
      1. Décrire certains impacts liés à la fonte des glaciers ou des banquises (ex. : hausse du niveau de la mer, perturbation de la circulation thermohaline)
        
    1. Contamination
      1. Nommer des contaminants4 de l’eau
       
    1. Eutrophisation
      1. Expliquer le processus naturel d’eutrophisation d’un plan d’eau
        
      1. Expliquer comment des activités humaines accélèrent l’eutrophisation d’un plan d’eau
        
  1. Atmosphère
 ST ST STE
    1. Caractéristiques générales de l’atmosphère
      1. Situer les principales couches de l’atmosphère (troposphère, stratosphère, mésosphère, thermosphère)
      
      1. Décrire la composition de l’air pur au niveau de la mer (azote, oxygène, gaz carbonique, vapeur d’eau)
      
      1. Décrire les relations entre l’atmosphère et certaines activités humaines (ex. : loisir, transport, exploitation de l’énergie)
      
    1. Effet de serre
      1. Décrire l’effet de serre
        
      1. Expliquer des conséquences de l’augmentation de la concentration des gaz à effet de serre (ex. : réchauffement climatique pouvant causer une hausse du niveau de la mer, une perturbation des écosystèmes, la fonte des glaciers)
        
    1. Masse d’air
      1. Décrire les propriétés d’une masse d’air (température, humidité, pression)
        
      1. Expliquer la formation de nuages lors de la rencontre de deux masses d’air différentes
        
    1. Circulation atmosphérique
      1. Décrire les principaux facteurs à l’origine de la circulation atmosphérique (ex. : variation de pression, réchauffement inégal de la surface de la Terre)
        
      1. Décrire l’effet des vents dominants sur la dispersion des polluants atmosphériques dans une région donnée
        
    1. Cyclones et anticyclones
      1. Expliquer la formation de cyclones (dépressions) et d’anticyclones (hautes pressions)
        
    1. Contamination
      1. Nommer des contaminants5 de l’air
       
  1. Régions climatiques
 ST ST STE
    1. Facteurs influençant la distribution des biomes
      1. Décrire des facteurs géographiques et climatiques qui influencent la distribution des biomes (ex. : latitude, humidité, température, salinité)
        
    1. Biomes terrestres
      1. Décrire divers biomes terrestres (ex. : faune, flore, climat, type de sol)
        
    1. Biomes aquatiques
      1. Décrire divers biomes aquatiques (ex. : faune, flore, température, salinité)
        
  1. Phénomènes géologiques et géophysiques
1re 2e 3e 4e 4e
Primaire
L’élève explique le cycle de l’eau (évaporation, condensation, précipitation, ruissellement et infiltration) et décrit divers types de précipitations (pluie, neige, grêle, pluie verglaçante). Les concepts liés à l’énergie occupent une place importante dans le programme du primaire. L’élève explique que la lumière solaire, l’eau en mouvement et le vent sont des sources d’énergies renouvelables. Il les distingue des sources d’énergies non renouvelables, tels les combustibles fossiles (ex. : essence, propane, butane, mazout, gaz naturel). Il décrit des moyens technologiques qui servent à convertir des énergies renouvelables en électricité (barrage hydroélectrique, éolienne, panneau solaire).
Secondaire
    1. Plaque tectonique
      1. Décrire les principaux éléments de la théorie de la tectonique des plaques (ex. : plaque, zone de subduction, dorsale océanique)
      
    1. Orogenèse
      1. Décrire le processus de formation des montagnes, des plissements et des failles (mouvements des plaques tectoniques)
      
    1. Volcan
      1. Décrire le déroulement d’une éruption volcanique
      
      1. Décrire la distribution géographique des volcans
      
    1. Tremblement de terre
      1. Décrire des processus à l’origine d’un tremblement de terre (ex. : mouvements des plaques tectoniques, glissements)
      
    1. Érosion
      1. Décrire certains processus d’érosion du relief terrestre (ex. : assèchement des sols par le vent, fragmentation des roches par le gel et le dégel de l’eau)
      
    1. Vents
      1. Nommer les principaux facteurs à l’origine des vents (ex. : mouvements de convection, déplacement des masses d’air)
      
    1. Cycle de l’eau
      1. Expliquer le cycle de l’eau (changement d’état et échange d’énergie)
      
    1. Manifestations naturelles de l’énergie
      1. Décrire le rôle de l’énergie solaire lors de manifestations naturelles de l’énergie (ex. : vents, tornades, ouragans, orages)
      
    1. Ressources énergétiques renouvelables et non renouvelables
      1. Distinguer des ressources énergétiques renouvelables et non renouvelables (ex. : soleil, roche en fusion, eau en mouvement, pétrole)
      
      1. Décrire des moyens technologiques utilisés par les humains pour produire de l’électricité à partir des ressources énergétiques de la lithosphère, de l’hydrosphère et de l’atmosphère
        
      1. Décrire les principaux impacts de l’exploitation des ressources énergétiques de la lithosphère, de l’hydrosphère et de l’atmosphère
        
  1. Phénomènes astronomiques
1re 2e 3e 4e 4e
Primaire
L’élève apprend que le cycle des jours et des nuits est lié à la rotation de la Terre. Il distingue étoile, planète et lune à l’intérieur du système solaire. Il décrit des changements saisonniers (ex. : variations de température, luminosité, types de précipitations), notamment la position apparente du Soleil et son influence sur la longueur des ombres.
Secondaire
  1. Notions d’astronomie
 ST ST STE
    1. Gravitation universelle
      1. Définir la gravitation comme étant une force d’attraction mutuelle qui s’exerce entre les corps
      
    1. Système Terre-Lune
      1. Décrire le phénomène des marées à l’aide de l’effet gravitationnel du système Terre-Lune
        
    1. Lumière
      1. Définir la lumière comme étant une forme d’énergie6 rayonnante
      
      1. Décrire des propriétés de la lumière : propagation en ligne droite, réflexion diffuse par des surfaces
      
      1. Expliquer divers phénomènes à l’aide des propriétés de la lumière (cycle du jour et de la nuit, saisons, phases de la Lune, éclipse)
      
    1. Flux d’énergie émis par le Soleil
      1. Décrire les principaux facteurs qui influencent la quantité d’énergie solaire reçue à la surface de la Terre (ex. : réflexion et absorption de l’énergie solaire par l’atmosphère ou les surfaces)
        
  1. Système solaire
 ST ST STE
    1. Caractéristiques du système solaire
      1. Comparer certaines caractéristiques des planètes du système solaire (ex. : distances, dimensions relatives, composition)
      
    1. Cycle du jour et de la nuit
      1. Expliquer l’alternance du jour et de la nuit à l’aide du mouvement de rotation terrestre
      
    1. Phases de la Lune
      1. Décrire les phases du cycle lunaire
      
    1. Éclipses
      1. Expliquer le déroulement d’une éclipse lunaire ou solaire
      
    1. Saisons
      1. Expliquer le phénomène des saisons par la position de la Terre par rapport au Soleil (inclinaison, révolution)
      
    1. Comètes
      1. Décrire les principales parties d’une comète (noyau de glace et de roche, queues de gaz et de poussière)
      
    1. Aurores boréales
      1. Situer les régions géographiques où se produisent les aurores boréales (régions polaires)
      
      1. Identifier la couche atmosphérique dans laquelle se produisent les aurores boréales
      
    1. Impacts météoritiques
      1. Repérer des traces laissées par les impacts météoritiques sur le territoire québécois (ex. : cratères, astroblèmes)
      
  1. L’univers
 ST ST STE
    1. Échelle de l’univers
      1. Unité astronomique
        • Définir l’unité astronomique comme étant une unité de longueur correspondant à la distance moyenne de la Terre au Soleil
        
      1. Année-lumière
        • Définir l’année-lumière comme étant une unité de longueur correspondant à la distance parcourue par la lumière en une année terrestre
        
      1. Situation de la Terre dans l’univers
        • Comparer les distances relatives de divers corps célestes (ex. : étoiles, nébuleuses, galaxies)
        
    1. Conditions favorables au développement de la vie
      1. Décrire des conditions qui favorisent le développement ou le maintien de la vie (ex. : présence d’une atmosphère, d’eau, d’une source d’énergie)
        
1.  Voir la section Phénomènes géologiques et géophysiques ci-après. (TE, B)
2.  Selon l’échelle établie par la Commission internationale de stratigraphie (2009).
3. Voir Contaminant, sous le concept Écotoxicologie, sous Univers vivant. (UV, A, 1, i, i)
4. Voir Contaminant, sous le concept Écotoxicologie, sous Univers vivant. (UV, A, 1, i, i)
5. Voir Contaminant, sous le concept Écotoxicologie, sous Univers vivant. (UV, A, 1, i, i)
6.  Voir aussi Formes d’énergie, dans la section Transformations, sous Univers matériel. (UM, B, 5, a)

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