広島工業大学紀要教育編
第 19 巻（2020）107-115

翻訳

フランスの高等学校 ３ 年生理系
角島

物理・化学の学習指導要領
誠＊（令和元年 ８ 月 ６ 日受付）
（Received Aug. ６, 2019）

スのように、内容、概念、およびコンピテンスを軽減した

翻訳文献

編集がなされた。
高校 ３ 年においては ２ つのコンピテンスが中心的な位

Bulletin officiel spécial n°８ du 13 octobre 2011
Enseignement spécifique et de spécialité de physique-

置を占める：情報を「抽出する extraire」と「活用するchimie de la série scientifique - classe terminale

exploiter」。これらは、特に学習指導要領の右側の欄で特NOR : MENE1119475A

定された状況において、科学的アプローチの精神を尊重しarrêté du 12-７-2011-J.O. du 20-９-2011

ながら、頻繁に実施されるものである。
「抽出する」のコンピテンスについて生徒に提案された

MEN-DGESCO A３-１
Annexe活動と彼らが獲得する知識が、情報の科学的価値、それら

Programme de l’enseignement spécifique et de spécialitéの考慮の妥当性を批判的に疑問に導かなければならず、まde physique-chimie

た、情報がしばしば過剰となり時には誤っているような場

Classe terminale de la série

scientifique

面、そして客観的で合理的な知識が意見や信念と区別され

pp. １-15

なければならない場面では、議論によって取り上げるべきの全文

ものを生徒が選択できるよう導かなければならない。
翻訳

生徒に提供される情報資料は多種多様である：フランス
語そして実際には外国語での通俗的な文献や科学的文献

特化した教育 ENSEIGNEMENT SPÉCIFIQUE

textes scientifiques、データ表、グラフ、ビデオ、センサーから得られる信号、スペクトル、分子モデル、実施された

説明実験またはシミュレーションなど。その活用は、関連する

あらゆるレベルの情報が瞬時にいかなる場所にも到着

物理量または化学量を同定していく段階や識別モデル化のする社会では、この情報をある認識に変換するための段階を通して導かれる。この形式化 formalisation は、モ精神の訓練 formation に優先順位が与えられる。特に理デルの方程式の構築とその数学的、数値またはグラフの処系 に お い て は、 指 導 didactique の 基 礎 と 目 的 で あ り、理につながり得る。

知識 connaissances なくして操作できないコンピテンス

生徒は、このように方法を伴って推論することや、課さ

compétences を習得する際に、教師は各生徒の付き添いれた課題 problème posé への解を見いだし得る全ての手者でなければならない。精神の訓練と知識獲得は、教育活順を厳密に実施するよう導かれる。しかし、数学ツールは動の不可分の ２ つの側面である。

ある学習 étude を導くために必要なこともあるが、教師し た が っ て、 高 校 ３ 年 S コ ー ス の 物 理・ 化 学 の 学 習

は、数学ツールに頼ることが生徒の物理・化学における生指 導 要 領 programme は、 科 学 的 ア プ ロ ー チ démarche

徒の訓練の主たる目的ではないことを念頭に置かなければ

scientifique の訓練を深める高校 ２ 年 S コースの延長に位ならない。場合によっては、教師は、扱う内容の複雑さの置する。そして、すでに扱ったコンピテンスをより良く定ために、グラフないしは数値、そして実践的な解決方法を着させかつ完全なものとし、そして新しい知識を獲得させますます頻繁に、使用することとなる。また、そのことは、ることを可能とする。

研究作業がしばしば学際的なチームによって行われること

学年末に期待されかつバカロレア試験に求められる要件を強調する機会となる。

の平明さと正確性を変更することなく、高校 ２ 年の S コー
― 107 ―

教 師 は ま た、 厳 密 に 実 施 さ れ る 定 性 的 な 活 用角島誠

exploitations qualitatives も用いる。このやり方は、計算

質中の波、ならびに粒子にまで拡張される。

的な展開に訴えなくとも学習の意味を直接的に引き出す場

波と粒子合に特に適切である。次元解析、問題の様々な現象の予備

宇宙は、（宇宙線、星間雲、固体など）の「冷たい」ソー

調査、大きさのオーダーの比較は、状況の概念的枠組みのスから、より「高温の」（星や関連するソース）まで、銀効率的な簡素化を可能にし、複合的な問題にエレガントで河のような複合的なソースを介して、地球の大気と相互作

迅速な解決をもたらすことができる。

用する全スペクトルにわたる電磁放射で満たされている。

生徒に定性的な推論を実践させることや、「手で」物理対象とするスペクトル領域に因るこの相互作用が、観測機と化学を習得させることに親しませることは、科学者同様

器の性質や、その技術的支援および高度（地表から大気のに科学者でない者とコミュニケーションをとる方法を知る外へ）を条件付ける。
人間はまた、可視光のみならず全スペクトル、特にラジことに慣れることでもある。
ある解決のアプローチによって得られた結果は特別な注意の対象となる。特にパラメーターの変更に起因して予想

オ波、赤外線、紫外線の領域の全てのスペクトルの線源を作り出すことができる。

される効果と実際に観察される効果を比較する場合に、あ網羅的ではないものの、大気に吸収されている線源につる結果の批判的分析が、その結果に一層の意味をもたらし

いての資料を活用した学習 étude documentaire が行われ得る。結果の活用は、モデル化の際に行われた仮説を検証る。同様に、音波に関する特定の音色についてと共に、地する手段とも、また見直し réinvestissement の出発点と球上の物質波に関しても扱われる。尚、この学習の継続はもなる：そして、それは学習指導要領によって強調された専門の教育 enseignement de spécialité でも行われ得る。
電磁波、素粒子（電子、陽子、ニュートリノなど）、ま「理解する」と「行動する」の間の蝶番である。
教師が指導上のリソースや作業や問題の教材を求める場
合、国民教育省が運営するサイト Eduscol を参照して、高たは複合体（核、原子、分子）に関する光子は、電磁波や力学的な波とともに、情報の貴重な媒体である。
波と粒子のすべてのソースの中で、特定の観測装置に特

校 ３ 年用の様々なリソースを見ることができる。
また、中学校で学習したことや高校 １ 年、 ２ 年の学習指導要領で学習したことにもっと寄ることも適切であろう。
バカロレア試験の最終時に評価されるコンピテンスは、化した学習からの選択も可能である。この選択が、検出装置の必須の実験にも関わってくる。
波の特性と性質高校 １ 年と高校 ２ 年のもの、特に実験的な性質のものを波を記述し、関連する物理量を定義し、使用する方法を排除することなく、主として高校 ３ 年の学習指導要領に知ることが大切である。スペクトルのすべての領域におけ焦点を当てる。彼らの問題提起 problématique を文脈化す

る波の回折が、特に観測の結果として強調される。
干渉の学習は、単色波の強めあうおよび弱めあう干渉条

る努力を継続しながら、これらの試験では科学的方法論
méthodologie scientifique の獲得に強調が置かれる。高校件に焦点を当てる。

３ 年の生徒にとって、バカロレア試験はそれ自体がゴール

回折および干渉と同様に、ドップラー効果は実験的な利ではなく、科学的アプローチへの精神の訓練を継続しなが用に適している。その学習は、天体物理学（物体の運動、ら、より高い学習のために生徒を準備するための一つのス

間接的な検出と太陽系外の惑星、宇宙の拡大）と速度測定

テップである。

の学習にまで拡張される。

もし、学習指導要領の右の欄に表示されず要求されていスペクトル分析ないコンピテンスの発揮が評価試験の解題に求められるな

分光法とは、天体から人間が作る有色光源まで、ソース

ら、この方法論に重点を置くことは、その解題に必要な知の物理化学的性質（温度、組成）を調べる特権的な手段で

識 savoir（公式、特性、物理化学的データ、図など）のすある。
これは、紫外－可視、赤外、または NMR スペクトルをべての要素を提供することにつながる。
高校 ２ 年のものと同様に理系コースの高校 ３ 年の学習指扱い、様々な起源の化学種の分析、特に生物分野の分析に導要領は、科学的アプローチに主軸を置いて編成されていとって置き換え不可能な装置である。高校 ３ 年の教育で扱る：観察する observer、理解する comprendre、行動する

うのは主としてこの側面である。
分子内でのエネルギーの移動を支配する規則に手をつけagir。そして質問から導かれ発展が見込まれかつ現代的なることなく、スペクトルと分子構造を関連付けるために、内容に基づいている。

表とソフトウェアを使用して異なる性質のスペクトルを活観察する：波と物質用することが大切である。さらに、種を特徴付けることを「観察」の単元 partie は、電磁波の全スペクトル、物意図した実験的アプローチを導くために、ある有色の化学― 108 ―

フランスの高等学校３年生理系

物理・化学の学習指導要領

絶対時間に挑戦し、光の絶対速度と相対時間に有利に働く。

種を選択することが大切である。
学習指導要領全体として、教師はこの単元「観察する」

真空中の光の速度の不変性は、（アラゴのプリズム実で順を追って展開する必要はなく、 ３ つのテーマの中から験1810、 マ イ ケ ル ソ ン と モ ー リ ー1887、 ア ル ヴ ェ ジ ェ

自分が選んだ順にそれを扱うことができる。また、高校 ２

Alväger1964、ホールとブリエ Brillet1979、二重星、等）

年の学習指導要領のように、「重要度」によって学習指導の実験によって十分に確認されている。教師の指導法の自要領の「理解する」と「行動する」の ２ つの単元間を回り

由裁量とは選択することにある。公準を示し実験的なテス

道することも可能である。

トでそのことを追うことができる歴史的アプローチと、より自然な進め方として実験結果から始めて続いてアイン

理解する：法則とモデル

シュタインの仮説という「教育的な pédagogique」アプロー

この単元の各テーマに関連する詳細の長さは、それらのチの選択である。この意味で、学習指導要領は、規定的で教育に費やす時間を示すものではないが、現代物理学（相はない順序によって、また活性化する一般的な精神に従っ

対性理論、量子物理学）の最新の概念に関する補足的な正て提示されている。
それは、（事象、固有時間、測定時間、時間の遅れ）と確な事実を提供することを意図している。
時間、運動と変化

いった関連する概念とその実験的な確認または特定の状況

時間とその測定、その定義と単位の進化は、周期的現象（大気中でのミューオンの崩壊、加速器内の不安定な粒子、搭載された原子時計、GPS など）との間の時間の相の学習と利用に基づいている。
この測定の歴史は、（日時計の）古来のプロセスにまで対的な性質についても同じことがあてはまる。このようさかのぼることができ、（地球の回転と自転、機械式およに、時間の遅れが定量的な分析のために役立つことに留意

び電気式振り子、原子時計）など精度、安定性、普遍性にされたい。計測時間と固有時間の間のΔtm=γΔtp とγ=

対する絶えざる大きな懸念よって進められた進歩の研究の

２ １/２
１/（１−
（v/c）
） の関係は容易に正当化される（光時計、資料を活用した学習のための教材を提供する。

船上の光の「実験」）。

変化する現象の自然な変数として時間を加えるために、（古典的アプローチでの）時間の計測は、特に化学変化

ニュートンの運動学と力学を用いる機会が与えられる。エの速度と経過時間に影響を与える因子を介して、物質の変

ネルギーの他に、運動量の導入は、変化の際に保存される換の研究にも適用される。動力学と触媒作用はこの問題の量の物理にとって非常に有益な学習の幅を広げ得る。

一部をなし、自然界同様産業界での実験的アプローチと説

特に現象の再現性や時間の基準の質を変える散逸の原因を分析するために、エネルギー的な側面がこの枠組みに関明によく役立っている。
物質の構造と変換

わってくる。

高校 ３ 年の学習指導要領は、このテーマを、様々な説明

原子時間の定義および関連する時計の実現が、特殊相対を用いながら、化学反応を通した物質変化にあてている。

性理論の基礎である時計と観測者との相対速度に関する時

これは、生物学的環境における立体配座および立体配置の間の相対的性質を直接的に証明するような精密なスケール重要性に言及する機会であり得る。

へのアクセスを可能とする。

反応性に対する第 １ のアプローチが提示される。目的

この基礎を構成するアインシュタイン（1905）の公準は、は、有機化学における反応の大きな分類を導入し、求核部

真空中の光速はいかなる慣性座標系においても同じである

位と求電子部位との間の相互作用が有機化学におけるほとことを認めるものである。それは物理学の基本定数である。

んどの反応の基礎を形成することを明らかにすることであ教育の枠組みの中でのこの基本的な特性の学習は、る。反応メカニズムによるそれらの解釈の詳細に入ること

科 学 的 ア プ ロ ー チ の 巧 妙 さ subtilité に 直 面 し た 指 導 法

なく、このアプローチは、理系の学習を継続する際に関わdidactique の選択の問題提起をよく示している。アイン

る反応の基礎の理解を準備することを可能にしなければな

シュタインの答えがマイケルソン・モーリーの実験のようらない。

な実験的事実から着想を得ることができたかどうかを実際学習する諸々の変化は、有機化学と陽子交換による化学に知ることなく、この巧妙さは、この場合、系から独立し反応という ２ つの大きな括りで扱われる。これら事例の古た真空中の波の伝搬速度を示す電磁気学と、速度の加算性

典的な側面を超えて、特に生物学的環境に留意して、可能をとるニュートン力学との間における物理学の統合の問題

な限り学習を文脈化することが重要である。

をもたらすアインシュタインの疑問のことを指す。

例えば溶液のように、同じ学習の対象に対する実験的ア

公準という形の下でのアインシュタインの答えは、プローチには、測定結果を分析する方法で生徒を訓練する

ニュートン力学の枠組みを覆す。すなわち光の相対速度とという場面においては、統計分析がよく適していることに― 109 ―

角島誠

留意すべきである。

の大きさより小さい波長の粒子または放射線によって物質エネルギー・物質・放射線を調べる必要性を説明する。

このテーマは、実際の量子的な振舞いに関する入門とし

光子による光子放射、粒子による粒子物質の放出によって、特に放射線を扱い、本質的にエネルギーと物質の関係て得られる干渉パターンの漸進的実現の（ビデオ）観察は、に焦点を当てている。

常識に対する量子現象の実際の奇異さを強調する。これは、資料を活用した学習によって、特に（アボガドロ定数）

放射性崩壊（前述したミューオンの場合）のように、量子の算出または対象の大きさを扱う場面に関して、巨視的か的な現実の確率的な側面の中での実例である。崩壊が起こ

ら微視的に移動するときの大きさのオーダーの変化を捉える瞬間のような量子現象に関連する不確かさをもって、こることを可能としなければならない。この学習はまた、多のレベルのすべての物理的な測定が不確かであることを示

数の微視的なものからなる系に関する我々の認識の統計的唆してはならない。安定した量子レベルのエネルギーは、必然性を明らかにしなければならない。極小スケールでの例外的な精度（例えば水素原子の第 １ エネルギー準位のた観測結果は、このレベルで物質の大きさと構造に関わる原

めには10−13 のオーダーで）で知り得る。

子と分子の画像を用いた描写を提供する（「視覚化する」という言葉の意味について慎重であるべきである）。

個々の量子現象の発生を正確に知ることができなくとも、大数の法則によって、全体、すなわち巨視的な系の挙巨視的な系の間のエネルギーの移動の学習は、熱力学動を正確に予測することができる。量子的現実の確率的な（内部エネルギー、熱伝達、作業、熱容量）の基礎を扱い、性質のために、知ることの精度の限界は、測定行為自体にその原理の将来の学習に向けた第一歩である。扱う系の定あり、また微視的レベルでは精度の限界は本質的なもので義、エネルギーの移動の性質と方向の同定、得られた結果あることがはっきりとわかるはずである。
学習指導要領の「法則とモデル」のこの単元を扱うにの批判的分析と実際のデバイスでの予想といった熱力学のあたって、教師は、自分が選択したテーマの順序で概いくつかの方法論的要素が扱われなければならない。
熱移動の多様性は、特に拡散過程における関連現象の不可逆性に言及し、エネルギー問題に関わる日常生活の側面を扱い得る。エネルギー収支については、教師にとって「行
動する：21世紀の挑戦」のエネルギー課題に関するテーマ

念のモデル化に注力できるなど、教え方の自由 liberté
pédagogique を発揮する。

行動する：21世紀の挑戦 défisとのリンクを作る機会となり得る内容である住環境分野

社会の歴史は、経験的に確立された技術的事実を理解し、（住居の暖房、地熱、ヒートポンプ、空調、冷蔵庫など）、

効率的に再投資し、理論を正式化し、再投資する普遍的なならびに輸送分野（エンジン、摩擦による熱の影響など）

概念的基礎を科学が与えたときに科学が「市民権」を獲得

あるいはエネルギー生産の分野を扱うことができる。

したことを示している。

量子レベルでは、レーザーは、エネルギーの移動についライフスタイルの根本的な変化を除いて、科学的活動とての特権的な学習の対象でありツールである。量子的な放その技術的応用は、人間に課せられた挑戦、特に高校 ３ 年

射と吸収の学習は、その原理のレベルでのみ行われるものの S コースで扱う内容に対する信頼できる回答であることし、より定量的で理論的な学習（アインシュタイン係数）とが明らかとなる：資源を節約し、環境を尊重し、分子をは学習指導要領を超える。光共振器内での光ポンピングの合成し、新しい材料を作り、送信し、情報を蓄積すること、

原理と入射単色光のコヒーレントで指向性ある増幅と原理

それは高校 ２ 年の内容の延長であり拡張でもある。

の理解を唯一の目的として説明がされなければならない。

21世紀の課題は、地球と全人類に関わる。この全体性

レーザーの利用は容易に学習指導要領（電磁波、分光学、

globalité を扱う国際的なコミュニケーションは、ますます量子的な遷移原理、情報処理、等）の重要な部分となり得る。

英語で頻繁に行われる。したがって、情報源や授業の言語

波動−粒子の ２ 重性は、扱う実験の文脈に応じて、波動的な文脈に応じて他の外国語を除外することなく、実験プ

または粒子のいずれかとして振る舞う光子発現に適用されロトコル protocoles expérimentaux（例えば有機合成）にる定式化である。しかし、それは波動でも粒子でもないが、関連するものなどの資料を読むことは、この言語の科学的科学者によって「quanton」と呼ばれることもある量子物使用に慣れる機会を提供し得る。

体の原型という光子そのものの本質を記述してはならない。

テーマ「創造と革新」は、教師にとって自由の領域であ

この機会に、電子や X 線の場合のように、物質波と電る。教師は、生徒と自分自身がそこで見つけた興味、地方

磁波の特性の類似性を知らしめることができなければなの資源、特定の研究職を発見する機会、または科学技術文らない。自然かつ求められる例証は、回折現象に関する化を促進するための行動に参加する可能性よって １ つまた

p=h/λ、λ=h/p の電子顕微鏡のことであり、観察対象物

は ２ つの研究の主題を選択することができる。この件に関― 110 ―

フランスの高等学校３年生理系

物理・化学の学習指導要領

し、教師はこの分野に特有の活動例を国民教育省が展開す条的かつ学術的な実践の再構成につながる教え方の自由とる「学校での科学」の事例の中に見つけることができる。

いうバイアスによって、このことを歪めることはできない。

このように、「行動する：21世紀の挑戦」の単元は、研教師の自由は、研究者の知的自由の指導計画に則った解究と科学的進歩の現在の傾向を生徒が知覚するように導く。

釈であり、生徒にとっての科学的アプローチの精神を示す

学習指導要領のこの単元において求められるコンピテン

ものでなければならない。

ス compétences exigibles は、分析、批判的精神、総合の能力、ならびに訓練を通して獲得される学びの方法を実際測定と不確かさに動員することとなる資料のまとめの作成においてもたら

教師向けの情報
以下の表は、高校の教育を終える段階で生徒が習熟しなされる。
学習指導要領は次の ２ つの列に表示される。

ければならない測定 mesures とその不確かさ incertitudes－概念と内容：これらは学習されるべき概念である。

に関連する特有な概念とコンピテンスをまとめたものであ－求められるコンピテンス：これは、動員されるべき知識

る。
それらは、高校 ３ 年の理系の物理・化学の専門の教育のconnaissances à mobiliser、実装すべき能力 capacités àmettre en oeuvre、および獲得されるべき態度 attitudes

枠の中で深められ得る。

à acquérir と、学年の終わりにその習熟が要求されるも高校 ２ 年と高校 ３ 年の学習指導要領の右側の欄で、斜体のである。斜体で書かれた場合、これらの能力は実験的で書かれたすべての実験活動が、その実装と取得のための性質のものを指している。それらの獲得には、高校 ２ 年

機会を漸次提供しなければならない。

以来の正確性ならびに測定の不確かさ（付録「測定と不情報学は、使用されている数学的なツールの詳細に入る

確かさ」）に関連するコンピテンスを統合する真にそしことなく、不確かさを評価するために必要なツールを生徒て確実な各生徒の実験活動に不可欠な条件での指導実践に提供する上で非常に特殊な役割を果たすことができる。

pratique pédagogique が不可分である。

重点は、精度の限界の原因（誤差の発生源）を意識し、測高校 ２ 年の理系 S コースの学習指導要領と同様に、科定の質に対するそれらの持つ意味合いを意識することに置

学的アプローチは、学習指導要領の ３ つの大単元のそれぞかれなければならない。

れにおいて、またはこれらの主要な部分の １ つを構成する

計量学 métrologie の基礎の理解という意味で、教師はそれぞれのテーマにおいても実施され得る。教師は、重要

これらの基礎の意味と一般的な意味合いに配慮しなければ度に応じて、（異なる単元に属するテーマの継続による）ならない。後者について、真実とは疑う余地のないもので垂直方向の展開も（同じ単元での）テーマの広がりを選択あり、不確かさとは確かでないものであり、誤差とは我々する水平的な展開も進めることもできる。

が行うことができないものである。

生命の「ブロック」の研究は、分光学的観察、化学変換

計量学の言葉では、それは（無限の精度の）完全な測定のメカニズム（理解する）および合成の戦略（行動する）

で得るだろう真の値の問題である。したがって、この値はを容易に関連付ける。アミノ酸のタンパク質のブロックや未知であり、現象のばらつきのために、現実的根拠のない酵素の例が進められる。またプリン（アデニン、グアニ

ものである。それゆえ人間は、現実には平均であり、誤差ン）やピリミジン（ウラシル、チミン、シトシン）といっに起因する不確かさ（実際には標準偏差）を伴った測定のた RNA や DNA の構成成分を伴った隕石（マーチソン）

最終結果としての測定値を手にする。；ここでは、不確かのような場所に、ある程度の数の（アラニン、グリシン、

さと誤差は厳密な科学的概念である：この二つは、（質量アスパラ酸など）を認める。現象の普遍性（強調されなけと重さのように）混同されるものであり、教師が強調すべればならない）のこういった事例の扱いは、教師の自由選

きものである。

択に委ねられている。したがって、バカロレア試験のため

概念と内容
誤差と関連する概念に生徒に要求される知識の一部とはなり得ない。
他に重要なものとして、波の一般的なテーマ（特性、波不確かさと関連する概念

源、検出、情報処理）や方法としての分光法（原理、実験、結果、活用）などがある。唯一の制約は、学習指導要領で説明されているすべての概念と内容が、科学的アプローチの精神を尊重しながら、指定されたコンピテンスをすべての生徒が獲得するという観点から処理されることである。
教科の伝統的な区切りとつながった、そして科学教育の教― 111 ―

結果の表現と許容範囲実験で求められるコンピテンス
測定における（精度の限界の）さまざまな誤差の発生源を特定する：現象ならびに測定行為（操作者や機器に関する要因）の変動性。
各誤差の原因に関連する不確かさを評価して比較する。
提供された評価の式を使用して、再現性の不確かさを評価する。
測定機器を使用して得られた単一の測定値の不確かさを評価する。
提供された式を使用して、いくつかの誤差の発生源が内在するプロトコルを実行するときに得られる測定値の不確かさを評価する。
有効数字の使用と科学的記述に習熟する。不確かさをこの記述に関連付ける。

角島
平均の値や信頼度が付された不確かさによる値によって測定操作の結果を示す。
相対精度を評価する。
所定の基準に従って行うべき測定を決定する。
測定操作の結果を基準値と比較してコメントする。
プロセスを改善するための提案をする。

誠
天体物理学における調査手段としてのドップ
ラー効果の使用を説明するためにスペクトル
データと画像処理ソフトウェアを利用する
utiliser。

スペクトル分析
概念と内容求められるコンピテンス
紫外線・可視光スペクトル
有機または無機物質の最大吸収 単色光を特徴付けるための実験プロトコルを時の可視光と波長の間の関係。 実装する。
紫外線－可視光スペクトルを活用する。
赤外線スペクトル
対応する波数を使用した結合の IR スペクトルを活用して、データ表または識別：特性基の決定。
ソフトウェアを使用して特性基を決定する。
水素結合の実証。
アルコール、アルデヒド、ケトン、カルボン酸、エステル、アミン、アミドについて特性基を官能基と関連付ける。

観察する
波および粒子は情報のキャリアである。
それらをどのように検出するか？

波の特性や性質は？

原子と分子を識別するためにスペクトルをどのように実現し、利用するか？
波動と物質

これらの化合物の命名法ならびにアルカンおよびアルケンの命名規則を認識する。

波動と粒子
概念と内容
宇宙の放射線
地球大気による放射線の吸収。

陽子の NMR スペクトル
以下の方法による有機分子の同定：−ケミカルシフト；
データ表やまたはソフトウェアを使用して、特定の有機分子と単純な NMR スペクトルを−積分（インテグレーション）； 関連付ける。

求められるコンピテンス
地球大気による放射線の吸収とその結果、ならびに宇宙における放射線源の観測に関する情報を抽出し extraire 活用する exploiter。
ラジオ波、赤外線および紫外線の線源を認識する connaître。

−シグナルの多重度：（n+１）組 等価な陽子を識別する。信号の多重度を近傍のルール。
の数と関連付ける。
スペクトルのさまざまな種類とその活用に関する情報を抽出し利用する。

物質中の波動うねり、地震波、音波。
物質中の力学的波動の振る舞いについての情
リヒタースケールでの地震の大 報を抽出し活用する。
きさ。
音の強さのレベル。
音の強さと音の強さのレベルの間の関係を認識し活用する。

理解する
法則とモデル（力学的かつ電磁気的）波動と（光子、素粒子）粒子の検出器。 以下の情報の抽出と活用：

時間測定のために周期的な現象をどのように活用するか？

−波動および粒子の源およびその利用；−検出装置
センサーまたは検出デバイスを実装して、実験的アプローチ démarche expérimentale を実行する pratiquer。

時間の概念は相対性において重要な役割を果たしているか？
どのようなパラメーターが化学変化に影響を与えるか？

波動の特性と性質
概念と内容
波動の特性
進行波、関連する物理量。
遅れ。

周期的進行波、正弦波。

分子の構造はどのようにその特性の解釈を可能とするか？
求められるコンピテンス

有機化学での反応と陽子交換による反応は、どのように物一次元の進行波を定義する。
遅延、距離、伝播速度の関係を理解し活用する。
定性的かつ定量的に波の伝播現象を学習することを目的とした実験的アプローチを実行する。

質変化にかかわっているか？

正弦波進行波の周期、周波数、波長を定義する。
周期または周波数、波長、および伝播速度の関係を認識し、活用する。

量子的な事実は、特に光に対してどのように出現するか？

異なるスケールでのエネルギー移動はどのように行われているのか？
時間、運動と変化（evolution）
概念と内容

正弦波進行波の周期、周波数、波長、および伝播速度を決定するために実験的アプローチを実行する。

時間、運動学とニュートン力学
時間に沿った点の動きの記述。
位置、速度、加速度ベクトル。

音波と超音波。
楽音のスペクトル分析を行い、それを活用しスペクトル分析、高さと音色。 て音の高さと音色を特徴付ける。
波動の性質
回折。
回折現象の重要性は、開口部または障害物の回折現象における開口または障 寸法に対する波長の比率に関連すること知る
害物の大きさと波長の相対的影 θ=λ/a の関係を認識して活用する。
響。
回折現象に関連する物理的状況を特定する。
単色光の場合、白色光の場合。 光波の回折現象を定量的に学習することを目的とした実験的アプローチを実行する。
干渉。

求められるコンピテンス
高校 １ 年の定義の変化を正当化するために、時間の測定に関連する情報を抽出し活用する。

系を選択する。
（一様な直線運動、一様に変化する直線運動、
一様な円、一様でない円運動）の運動を定義し認識するとともに、各場合での加速ベクトルの特徴を与える。
慣性系。
質点の運動量Ｐを定義する。
ニュートンの法則：慣性の原理、 ニュートンの ３ 法則を理解し、活用する：一ΣF=ｄP/dt、相互作用の原理。 様な重力場と電場における運動を考えるためにそれらを用いる。ある運動を調べるための実験的アプローチを実装する。
孤立系での運動量の保存。
運動量の性質を利用して、反作用による推進
方法を解釈するための実験アプローチを実装する。
衛星の動き。
円軌道の近似において、惑星と衛星の動きが一様であることを示す。速度と周期の表現を確立する。
太陽の周りの地球の公転。

単色波に対する強めあうおよび弱めあう干渉の条件を認識し、活用する。

単色光の場合、白色光の場合。干 光波の干渉現象を定量的に学習することを目渉色。
的とした実験的アプローチを実行する。
ドップラー効果。
ドップラー効果を使用して速度を測定するための実験的アプローチを実装する mettre en
oeuvre。
低速の場合の周波数のドップラーシフトの表
現を活用する。

― 112 ―

ケプラーの法則。

ケプラーの ３ つの法則を認識する：円運動における第 ３ 法則を活用する。

時間測定と発振器、減衰以下のことを明らかにするために実験的アプ
ローチを実行する。

フランスの高等学校３年生理系

物理・化学の学習指導要領−力学的振動子の周期に影響を与えるパラ
メータ。
－その減衰
力の仕事。
一定の力（一様な場における重力と電気力）
保存力；ポテンシャルエネルギー の仕事の表現を確立し、活用する。
非保存力：摩擦の例。

−電子の双極子のドナーとアク ある反応メカニズムの １ つまたは複数の段階
セプター部位間の相互作用;反応 に対して、結合の形成または切断を説明するのメカニズムの段階を曲線矢印 ために曲線の矢印でドナーサイトとアクセプを使用して電子の双極子の動き ターサイトをつなぐ。
の表現。
陽子の交換による化学反応
水溶液の pH を測定する。
pH：定義、測定
ブ レ ン ス テ ッ ド の 理 論: 弱 酸、 ブレンステッドの理論での酸と塩基を再認識
弱塩基；平衡の概念；酸・塩基 する。
のペア；酸解離定数 Ka. 水中の 観察された状況を説明する化学反応の記述に
pKa の尺度、水中のイオン生成 →、←の記号を利用する。
物;安定存在域（カルボン酸、ア pH と pKa を知っている酸・塩基のペアの安ミン、α-アミノ酸の場合）。
定な組を特定する。
酸解離定数を決定するための実験的アプロー
チを実行する。
生成物に有利なほぼ全体の反応： よく使われる濃度の強酸または強塩基の水溶
液の pH を計算する。
−水中の強酸、強塩基；−水中の強酸と強塩基の混合。
強酸と強塩基の反応：：反応の 観測された温度上昇に関わる物質量の影響を熱的側面。安全。
明らかにする。
pH 制御：緩衝液；生物環境にお 生物学的環境における pH 制御の重要性を示ける役割。
すための情報を抽出し活用する。

直線軌道での一定な摩擦力の仕事の表現を確立する。

力学的エネルギー。
質点の運動中のエネルギーの変化を分析する。
ある力学系での自由振動のエネ 振動子の運動エネルギー、位置エネルギー、
ルギーの学習。
および力学的エネルギーの変化を調べるための実験的アプローチを実行する。
エネルギー散逸。
原子時の定義。

時間測定の問題と高校 １ 年の定義に対する散逸現象の影響に関する情報を抽出して活用する。
時間の測定における原子時計の使用を正当化するための情報を抽出して活用する。

時間と特殊相対性理論
光の速度と時間の相対的性質の不変性。
アインシュタインの仮説。光速 真空中の光速がすべての慣性系で同じであるの不変性の実証実験。
ことを知る。
事象の概念。固有時。
固有時の概念を定義する。
時間の遅れ。
固有時間と測定期間の関係を活用する。
実験的証拠。
時間の相対性を考慮する必要がある具体的な状況に関する相対性の情報を抽出して活用する。
時間と化学の進化：反応速度論と触媒作用
ゆっくりとした反応。化学反応 ＴＣＬ による有機合成を経時的に追跡し、その継続時間を推定する実験的アプローチをの持続時間。
実行する。
反応速度論的因子。時間の経過 化学反応の時間的変化に影響を与えるいくつに伴う物質量の変化。
かのパラメータを明らかにするための実験的アプローチを実行する。
：濃度、温度、溶媒。
半反応の時間。
半反応の時間を決定する。
均一系、不均一系、酵素触媒反応。触媒の役割を明らかにするために実験的アプ
ローチを実行する。
興味を引き出すために、特に生物学的および工業的環境における触媒作用に関する情報を抽出して活用する。

エネルギー、物質と放射線
概念と内容
巨視的視点から微視的視点へ
アボガドロ数。

巨視的な系の間でのエネルギー移動
系と内部エネルギーの概念。微 巨視的系の内部エネルギーが微視的な寄与か
視的な解釈。
ら成っていることを知る。
熱容量。
凝縮状態にある物体の内部エネルギーの変動と温度の変動との間の関係を知り、活用する。
熱伝達：伝導、対流、放射。
微視的スケールで物質内の熱伝達を解釈する。
熱流束。熱抵抗。
平らな壁を通る熱流束とその ２ つの面の間の温度差との関係を活用する。
不可逆の概念。
エネルギー収支。

量子的なエネルギー移動
量子的な放出と吸収。
光波の誘導放出および増幅。

物質の構造と変化概念と内容求められるコンピテンス
分子の空間的な表現
キラリティー：定義、歴史的ア それらの表現からキラル種を理解する。
プローチ。
クラム（Cram）の表現。
Cram の表現を使う。
不斉炭素。
特定の分子の不斉炭素原子を特定する。
α-アミノ酸のキラリティー
鏡像異性体、ラセミ混合物、ジ 分子モデルまたは表現から、分子が同一であ
アステレオ異性（Z/E、 ２ つの不 るか、鏡像異性体であるかジアステレオ異性
斉炭素原子）。
体であるかを理解する。
ジアステレオ異性体の異なる特性を強調する
ための実験的アプローチを実行する。
立体配座：単結合の周りの回転； 分子モデルまたはシミュレーションソフト
最も安定した立体配座。
ウェアから、分子のさまざまな立体配座を可視化する。
有機分子のトポロジカルな表現 有機分子のトポロジー表現を利用する。
（構造式）。
生物学的特性および立体異性。 自然界における立体異性の重要性を明らかにするために、以下の情報を抽出して活用する：−立体異性体の生物学的性質−生体分子の立体配座
有機化学における変換
巨視的側面：
アルコール、アルデヒド、ケトン、カルボン
−
（炭素）
鎖の変換、
特性基の変換。酸、エステル、アミン、アミドの中の特徴的な基を理解する。
−有機化学における主要な反応： 特徴的な基と炭素鎖を決定するために有機化
置換、付加、脱離。
学種の体系的な名前を使用する。
鎖の変換と特性基の変換を区別する。
試薬および生成物の性質の検査から反応のカテゴリー（置換、付加、除去）を決定する。
微視的側面：
電気陰性度に関連して結合の分極を決定する（提供された表）。
−極性結合、電子の双極子のド 電子ダブレットのドナーサイト、アクセプ
ナー部位とアクセプター部位。 ターサイトを特定する。

求められるコンピテンス
原子や分子を可視化するための実験装置に関する情報を抽出して活用する。
微視的および巨視的領域に対する大きさのオーダーを見積もる。

光発振器：レーザの原理。

熱伝達と仕事に関するエネルギー収支を作成する。

誘導放出の原理とレーザーの主な特性（指向性、単色性、エネルギーの空間的および時間的集中）を認識する。
調査あるいは情報を送信するためのツールとしてレーザーを使用した実験プロトコルを実装する。
関連する遷移の性質とスペクトル領域を関連付ける。

波動と粒子の二重性
光子と光の波。
光には波と粒子の側面があることを認識する。
物質的な粒子と物質波；ド・ブ 物質波ならびに波−粒子の双対性に関する情
ロイの関係。
報を抽出し活用する。
p=h/λの関係式を理解し使用する。
物質の波動特性が重要となる物理的状況を特定する。
光子による光子の干渉、物質の 確率論的側面を明らかにするために量子現象
粒子ごとの物質の粒子。
に関する情報を抽出して活用する。

行動する
21世紀の脅威
地球を守りながら、開発を進めようとする人間が直面している課題に科学はどのように対応しうるか？
資源を節約し環境を大切にする
概念と内容
エネルギー問題
新しいエネルギーチェーン。
省エネルギー。

環境に配慮した化学の貢献
持続可能な化学：― 113 ―

求められるコンピテンス
現代のエネルギー問題に取り組む成果または科学的プロジェクトに関する情報を抽出して活用する。
住宅や輸送の分野でエネルギー収支を作成する。
省エネルギーを達成するための解決策について議論する argumenter。

角島−アトムエコノミー；
環境への配慮の観点から合成プロセスの長所と短所を比較するために、以下に関連する情−廃棄物の制限；報を抽出して活用する：−農業資源；−自然環境を汚染しない化学； −持続可能な化学−溶媒の選択；−二酸化炭素の回収−リサイクル。
二酸化炭素の有効化
秤量による品質管理
キャリブレーションによる秤量： 分光光度計と導電率を使用した較正曲線を使−分光測光法。 ランベルト・ベー 用して、健康、環境、または品質評価の分野
における化学種の濃度を決定するための実験
ルの法則。
−電気伝導度測定；ランベルト・ 的アプローチを実行する。

誠
光ストレージ
光ディスク上のデータの書き込 干渉法による読み込みの原理を説明する。
みおよび読み出し。
記憶容量。
記憶容量とその進化を回折現象と関連づける。

創造し革新する概念と内容求められるコンピテンス
科学技術文化；科学−社会の関係。以下に関連する可能性ある文書を要約する：
科学的な活動の専門職（研究機 −科学技術ニュース；
関、企業などとのパートナーシッ −科学技術職または教育；プ）。
−科学と社会の間の相互作用。

ベールの法則の類推によるコー
ルラウシュの法則の定性的説明。
直接滴定による秤量。
実験プロトコルからの滴定の反応支持の方程
滴定による補助反応；定量的な 式を確立する。
性質。
滴定における等価；pH 測定、電 物理的な量を追い、色の変化を可視化するこ
気伝導度測定、および反応終了 とによって、健康, 環境または品質評価の分指示薬を用いた滴定のための等 野における化学種の濃度を決定するための実験的なアプローチを実行する。
価の同定。
電導度滴定における傾き変化を定性的に解釈
する。

専門の教育

ENSEIGNEMENT DE SPÉCIALITÉ

物理・化学の専門の教育は、生徒の進路選択を固め
つ つ、 生 徒 に 対 し て こ の 分 野 で の 科 学 的 学 習 études
scientifiques を継続していくことを準備する。この教育は生徒が実験の実践 pratiques expérimentales の習熟と同じように科学的アプローチ démarche scientifique を習熟し分子を合成し、新素材を作るたと明言できるようにするものであり、生徒の意欲とコン概念と内容求められるコンピテンス
有機合成の戦略
有機合成プロトコル：
関与する種、それらの量と実験パラメータを
−試薬、
溶媒、
触媒、
生成物の識別。識別するために実験プロトコルの批判的な分−関係する種の量の決定、制限 析を行う。

ピテンスをテストするための手段を提供する。
生徒を研究 recherche ならびに行動 action せざるを得ない状況に置くことで、この教育は、科学的アプローチに試薬。
−実験パラメータの選択：温度、 使用した合成および分析手法の選択を正当化
溶媒、反応の持続時間、pH；する。
−段取り、純化技術、生成物の ２ つのプロトコルの長所と短所を比較する。
分析の選択；−収量の計算。
−セキュリティ面。
−コスト。
有機化学における選択性
反応が選択的であるかどうか明らかにするた
多官能性化合物：化学選択性試 め、以下の情報を抽出して活用する：
薬、機能の保護。
−化学選択的試薬の使用について−ペプチド合成の場合の機能の保護について
プロトコルから生物学的に関心のある有機分子を合成するための実験的アプローチをスペクトルと与えられた表から試薬と製品を識別する。

関連するコンピテンスを強固なものとする。したがって、生徒は科学者にとって ３ つの本質的な活動を伸ばすよう導
かれる：−実験の実践；−科学的資料 documents scientifiques の分析と総合−科学的な課題の解決
そのためには、専門の教育の学習指導要領は、化学のテー
マ（水）、物理のテーマ（音と音楽）そして化学と物理を組み合わせたテーマ（物質）の ３ つのテーマの学習を行う。
３ つのテーマのそれぞれについて、教員は、学習指導要情報を伝達し保存する
概念と内容
情報伝達のつながり（chaîne）

領の右の列から選ばれたいくつかのキーワードから自分の求められるコンピテンス
情報伝達のつながり要素を特定する。
情報のつながりの要素とそれらの最近の発展に関する情報を収集して活用する。

教育を開発することによって、すべての学習分野を扱う。
これらのキーワードは、特化した教育 enseignement

デジタル画像
デジタル画像の特性：ラスタラ 数値の配列をデジタル画像に関連付ける。
イズ、RGB エンコーディング、 光学現象を研究するためにセンサー（例えばグレースケール。
カメラまたはデジタルカメラ）を使用して実験プロトコルを実行する。
アナログ信号とデジタル信号
アナログ信号からデジタル信号 アナログ信号とデジタル信号を再認識する。
への変換。
サンプリング；定量化；スキャン。サンプルホールドデバイスおよび/またはア
ナログ−デジタル変換器（ADC）を使用して、（たとえば音源の）信号のデジタル化に対するさまざまなパラメータの影響を調べる実験
プロトコルを実装する。
伝送の物理的プロセス
自由伝播および誘導伝播。
さまざまな種類の伝送を比較するために情報を活用する。
−ケーブルで；−光ファイバーによって：モードの概念；−地上波伝送。
ビットレート。
デジタル伝送をそのビットレートで特徴付ける。
減衰。
減衰係数を使用して信号の減衰を評価する。
データ伝送装置（ケーブル、光ファイバ）を実装する。

spécifique を補完する新しい知識の基底を成す。学習内容を理解していくために必要な諸々のことが、バカロレア試
験で要求されるものではない。
実験の実践は、支援されかつ多様化されなければならず、また生徒のイニシアチブを尊重する必要がある。テーマごとに、生徒の関心の中心を考慮することが重要である。
科学的資料の分析と総合は、特化した教育において実施される「抽出し活用する」コンピテンスを拡張する。「抽出し活用する」コンピテンスは、客観的かつ批判的で、構造化されかつ明確な方法で、扱っている科学的資料から抽出されかつ活用される要素を生徒が提示できるように導く。
科学的な問題 problèmes scientifiques を解決するプロ
セスにおいて、生徒は、その意味を理解するために提起された問題を分析し、解決のステップを構築し、それらを実装する。大きさのオーダーの評価を通して、あるいは均質― 114 ―

フランスの高等学校３年生理系

物理・化学の学習指導要領

性を考慮することによって、生徒は、結果を批判的に捉え

水とエネルギーる。生徒は、考案した解決ステップの妥当性を吟味し、最終的にはそのステップを修正する。生徒にとっては、ある

燃料電池
水素の製造

テーマ ２ ：音と音楽
学習領域

練習課題 exercice として課された解決のステップに従う
ことは重要ではなく、提起された科学的な問い question

楽器

scientifique に答えるために生徒自身が １ つ以上の手がかりを想像することが大切である。すなわち、科学的な問い

音の発信機と受信機の把握の仕方についてであり、解決方法の合理的選択についてであり、問題解決のプロセスの間に生徒のトレーニン

音と建築

キーワード
弦楽器、管楽器、打楽器
電子楽器
音楽音響；音階；ハーモニー
サウンド処理生理学的音響
マイク；音響スピーカー；ヘッドフォン
音声認識
オーディトリアム；無響室
遮音性；アクティブ音響；残響グが中心となる検証の手段についてである。
授業中やバカロレア試験で生徒が遭遇する状況は、専門

テーマ ３ ：物質の教育の ３ つのテーマの研究分野に限定される。教師は、実験が行われる状況を広く利用するものとする。
テーマ １ ：水
学習領域
水と環境

水と資源

学習領域
ライフサイクル

構造と特性

キーワード
海、海洋；気候；化学トレーサー
侵食、溶解、凝結汚染の監視および物理化学的制御；酸性雨
飲料水の生産；水処理
海洋の鉱物および有機性資源；ガスハイド
レート

新素材

― 115 ―

キーワード
生成、エージング、腐食、保護、リサイクル、
廃棄
導体、超伝導体、液晶
半導体、太陽光発電
膜
接着剤
界面活性剤、エマルジョン、発泡体
ナノチューブ、ナノ粒子
ナノ構造材料複合材料
セラミックス、ガラス
生体適合性材料、革新的な繊維