البرنامج العام لهندسة الطرائق / السنة الثالثة تقني رياضي

مقدمة
تستمد المرجعيـة الخاصـة بمادة التكنولوجيا خيار هندسة الطرائق من المبادئ الأساسيـة والتوجيهات الكبـرى الواردة في تقرير إصـلاح المنظومة التربوية والإطار المرجعي العام للمناهـج. وتتضمن جملـة من العناصر تعطي صـورة لبناء منهاج المادة في مرحلة التعليـم الثانـوي من حيث:
* التعريف بالمادة وتحديد غاياتها و مجالاتها والأبعاد التي تتكفل بها.
* الاختيار المنهجي المتمثل في المقاربة بالكفاءات.
* تقديم منهاج التكنولوجيا( هندسة الطرائق )السنة الثالثة من التعليم الثانوي تقني رياضي.
وعلى هذا الأساس، توجز أساسيات هذه العناصر فيما يأتي:
I ـ التعريف بالمادة :
أثارت الثورة العلمية والتكنولوجية إهتماما جديدا في مجال بناء المناهج وتطويرها خاصة من حيث العلاقة بين التعليم الأكاديمي و التعليم المهني وجرى تساؤل حول كيفية تغيير النظرة إلى علاقـة العلم بالعمل و النظريـة بالتطبيـق، مما جعل التربويين يركزون على كيفيـة التعلم أكثر من كميتـه و هذا يتطلب مراجعة أهداف التعليم ومناهجه وما يرتبط بها من طرق تدريس وأنشطـة وأساليب تقويميـة ومن هذا المنطلق يعتبر التعليم الثانـوي التكنولوجي أحد الأسس الرئيسيـة في المنظومـة التربويـة التي هي ركيـزة المجتمعات الحديثــة.
يهـدف منهـاج السنـة الثالثـة من التعليـم الثانـوي لمادة التكنولوجيا ( خيار هندسـة الطرائـق ) لشعبـة تقني رياضي إلى تمكيـن المتعلميـن من التقنيـات الأساسيـة المستعملـة في هندسـة الطرائـق ومن جهـة ثانية الاستغلال العقلاني للوسائـل التعليميـة المتوفـرة كما يأخذ بعين الاعتبار الخبرة التربويـة لأساتذة الكيمياء الذيـن سيقومون بتدريـس هـذه المـادة.

هذا المنهاج يمكن المتعلم من إكتساب مرحلة تمهيدية للمفاهيم النظرية والتطبيقية الأساسية في تكنولوجيا هندسة الطرائق و تعتبر هذه المرحلة التمهيدية ضرورية لتحقيق الإستيعاب المستقبلي لمبادئ عمليات تحدث عبر مختلف مراحل الطرق الصناعية.
تتدخل هندسة الطرائق في قطاعات متعددة منها:
ـ مراقبة ومعالجة النفايات لحماية البيئة.
ـ تكرير البترول وصناعة المنتوجات البتروكيميائية.
ـ صناعة الأدوية.
ـ صناعة مواد التجميل.
ـ صناعة المنظفات ومواد الصيانة.
ـ الصناعة التحويلية الفلاحية ـ الغذائية.
ـ معالجة المياه.
ـ مخابر التحاليل والمراقبة ...
II - الاختيار المنهجي المتمثل في المقاربة بالكفاءات :
يقع اختيار المدخل عن طريق الكفاءات في سياق الإنتقال من منطق التعليم الذي يركز على المادة المعرفية إلى منطق التعلم الذي يركز على المتعلم ويجعل دوره محوريا في الفعل التربوي.
المقاربة بالكفاءات:
إن المقاربة بالكفاءات ليست قطيعة مع الماضي (التدريس بالأهداف) بل هو تطور واسع تولدت عنه انشغالات لدى الفاعلين في السيرورة التربوية، لأن تطبيق هذه المقاربة سيؤدي حتما إلى تغيرات كبرى في تنظيم العمل في المدرسة و في علاقة المدرسين بالمعرفة و التعلم.
إن مشروع إعداد المنهاج، وفق التوصيات التربوية الجديدة

يعتبر المتعلم المحـور الأساسي في العملية التعليمية/التعلمية ليس من أجل
اكتساب معارف جديدة فحسب بل من أجل اكتساب طرائق عملية يستعملها المتعلم
داخل المدرسة وخارجها

إن مركز اهتمام العملية التعليمية- التعلمية لا يتجه كليا إلى المحتويات ( مع أنها تمثل أحد الأوجه الأساسيـة في الإصلاح ) أو المفاهيم الأساسيـة والعمليات الذهنية العقلية، بل
ينبغي أيضا:
توجيه المتعلم إلى توظيف المعارف المكتسبة في وصف وتفسير بعض الظواهر والحوادث العلمية التي تحدث في التركيبات التقنية والتكنولوجية.

إن المناهج بنيت على أساس المقاربة بالكفاءات التي تمنح للمتعلم فرصا لتوسيع معارفه وتعميقها، و ذلك بإبراز كفاءاته في المجالات والوضعيات المختلفة.
ترتكز المقاربة بالكفاءات على:
- التعلمات الأساسية و تتفادى حشو المعلومات.
- تسمح بهيكلة المعارف التي تدمج تدريجيا.
- الابتعاد عن الإلقاء لأنه يضع المتعلم في حالة الحاضر – الغائب ولا يأخذ بعين الاعتبار ما يعرفه المتعلم من الموضوع.
- الانطلاق من رصيد المتعلم لتصحيحه وإثرائه.
- التدرج في العمل مع المتعلمين والعمل مباشرة معهم على التجهيزات العلمية.
- تشجيع الاستكشاف وتوزيع الأدوار لتأسيس عمل منتج.
- تشجيع المشاركة الكاملة لكل أعضاء الفوج بمساعدتهم على الاعتماد على أنفسهم.
- تشجيع المتعلمين على تقويم أنفسهم.

المجـال الأول: الكيميـاء العضويــة:

الكفاءة القاعدية: يكون المتعلم قادرا على توظيف خواص الفحوم الهيدروجينية لتحضير مشتقات أخرى ويدرك أهمية المركبات العضوية المغنيزيومية و يوظف فعالية الوظائف الأكسيجينية لتحضير مركبات عضوية ذات أهمية صناعية.
وضعية-إشكالية: نظرا للنمو الديمغرافي فإن المنتوجات الطبيعية(الخشب و الألياف الصوفية و القطنية و الجلود...) أصبحت لا تلبي متطلبات المجتمع. فهل تكون المنتوجات الصناعية الكيميائية بديلا عنها؟
المحتـوى – المفاهيـم

الوحدة 1: الفحوم الهيدروجينية
1- الفحوم الهيدروجينية الآليفاتية
1.1- تفاعل الألكانات مع الأكسيجين
و الهالوجينات
2.1- أكسدة الألسانات: خفيفة، عنيفة،
أزونوليز
3.1- هدرجة الألسانات و الألسينات
4.1- هلجنة الألسانات و الألسينات
5.1- إماهة الألسانات و الألسينات
2- الفحوم الهيدروجينية الآروماتية
1.2- أكسدة المركبات الآروماتية التي
تحتوي على نواة بنزينية واحدة ذات
سلسلة واحدة أو عدة سلاسل جانبية
2.2- تفاعلات ألكلة، سلفنة، نترجة النواة
البنزينية
3 - المركبات العضوية المغنزيومية
1.3- تحضير مركب عضوي مغنزيومي
مختلط انطلاقا من مشتق هالوجيني
2.3- تفاعل المركبات المغنزيومية مع:
أ- مجموعة الكربونيل
ب- مجموعة النتريل

الوحدة 2: الوظائف الأكسيجينية
1- الكحولات
1.1- نزع الماء من جزئ كحول
2.1- أكسدة الكحولات: الأولية، الثانوية
2- الألدهيدات و السيتونات
1.2- أكسدة الألدهيدات و السيتونات
2.2- هدرجة الألدهيدات و السيتونات
بواسطة:
أ- الهيدروجين الجزيئي
ب- طريقة كليمنسن
جـ- هيدريد الليتيوم و الألمنيوم
3.2- ألكلة الألدهيدات و السيتونات
4.2- تفاعل الألدلة ( ألدهيد، ألدهيد )
5.2- تفاعل الستولة ( سيتون، سيتون ) 3- الأحماض الكربوكسيلية و مشتقاتها
1.3- إرجاع الأحماض الكربوكسيلية
2.3- نزع المجموعة الكربوكسيلية
3.3- تفاعلات تأثيرPCl3، SOCl2، PCl5 4- الأسترة
1.4- تفاعل حمض عضوي مع كحول
2.4- خصائص تفاعلات الأسترة
3.4- التصبن

الوحدة 3: الأمينات
1- الخواص الأساسية للأمينات
2- ألكلة الأمونياك بمشتق هالوجيني
(طريقة هوفمان)
3- تأثير الهيدروجين، هيدريد الليتيوم
والألمنيوم و الحديد (وسط حمضي) على
المركبات R-NO2، R-CONH2، R-CN
الوحدة 4: البوليميرات
1- مفهوم المركبات البوليميرية
1.1- تعريف المركب البوليبميري
2.1- أنواع السلاسل البوليميرية
(خطية-متفرعة-متشابكة)
3.1-تركيب بعض البوليميرات المهمة
صناعيا و المونوميرات المكونة لها.
2- خواص البوليميرات
1.2- الخواص الفيزيائية
2.2- الخواص الميكانيكية
3- تصنيف البوليميرات
1.3- البوليميرات الطبيعية
2.3- البوليميرات الصناعية
3.3- البوليميرات الطبيعية المحورة
4- البلمرة
1.4- البلمرة بالضم
أ- تعريف
ب- بلمرة الألسانات والمركبات
الفينيلية:
الإتيليـن، كلور الفنيل،
الستيرين، أكريلونتريل.
2.4- البلمرة بالتكاثف
أ- تعريف
ب- تكاثف المركبات
- حمض ثنائي مع كحول ثنائي:
إيثان-1،2-ديول / حمض تيريفتاليك
( ألياف نسيجية اصطناعية )
- حمض ثنائي مع أمين ثنائي:
حمض الأديبيك / هكسامتيلين
ثنائي أمين ( نيلون 6-6
نشاطـات التعلـم



دراسة فعالية البروم على:
- الهكسان
- الهكسن
بالمحاكاة
( برمجيةChemlab )



- تحضير بروم الإيثيل
تأثير حمض البروم على الكحول الإيثيلي
(استبدال مجموعة الهيدروكسيل في الكحول الإثيلي بذرة بروم)

- تحضير الإيتانال انطلاقا
من أكسدة الكحول الإيتيلي بواسطة مزيج سلفوكرومي
(H2SO4+K2Cr2O7)






- تحضير مادة حافظة:
تحضير حمض البنزوويك
من أكسدة الكحول البنزيلي
بواسطة برمنغنات البوتاسيوم في وسط قاعدي.





- تحضير الباراسيتامول
(Paracétamol)
انطلاقا من بلاماء حمض الخل و بارا أمينوفينول


- تحضير البولي إتيلين
( تكاثف الاتيلين)

- تحضير بوليمير فينول-فورمالدهيد (الباكيليت)
(تكاثف الفينول مع الفورمالدهيد في وسط قاعدي أو حمضي)

- تحضير البولي ستيران
انطلاقا من الستيران

- تحضير البولي إيستر
انطلاقا من حمض الفتاليك اللامائي و الغليسرول

- تحضير نيلون 6-6
(تكاثف حمض الادبيك مع هكساميتيلين ثنائي أمين)


الوحدة 5: بحث توثيقي
يقترح على المتعلم انجاز بحث توثيقي حول :
* طرق تصنيع بعض المنتجات البوليميرية مثل: القارورات البلاستيكية، القنوات البلاستيكية،
الغراء، الطلاء...الخ
* التخلص من المخلفات البلاستكية التي تشكل خطرا على التلوث البيئي

...............................................................................


المجــال الثاني: دراسة البروتينات و الإنزيمات


الكفاءة القاعدية: يكون المتعلم قادرا على التعرف على التركيب الكيميائي و الخواص الفيزيائية والكيميائية للأحماض الأمينية والبروتينات و الإنزيمات واستخدامها في الميدان التطبيقي.
وضعية- إشكالية: بالإضافة إلى دورها داخل العضوية هل يمكن للبروتينات و الإنزيمات أن تلعب دورا خارج العضوية ( في الميدان الصناعي )
المحتـوى – المفاهيـم

الوحدة 1: الأحماض الأمينية
1- تعريف الأحماض الأمينية
2- تسمية و تصنيف الأحماض الأمينية
1.2 الأحماض الأمينية الخطية
أ-الأحماض الأمينية ذات السلاسل الكربونية
ب- الأحماض الأمينية الهيدروكسيلية
جـ - الأحماض الأمينية الكبريتية
د- الأحماض الأمينية الحمضية و مشتقاتها
هـ- الأحماض الأمينية القاعدية
2.2 الأحماض الأمينية الحلقية
أ-الأحماض الأمينية العطرية
ب- الأحماض الأمينية الإيمينية
3 – خواص الأحماض الأمينية:
1.3 الخواص الفيزيائية:
أ- النشاط الضوئي
ب- الخاصية الأمفوترية
3.2 الخواص الكيميائية الناتجة عن:
أ- المجموعة الكربوكسيلية
ب- المجموعة الأمينية
جـ- الخواص المشتركة بين المجموعتين
( الكربوكسيلية و الأمينية )
د- الخواص الناتجة عن السلسلة الجانبية
الوحدة 2 : البروتينات
1- تعريف البروتينات
2- التركيب البنائي الأولي للبروتينات

جـ– تأثير الإلكتروليتات
د– تأثير المذيبات العضوية
3.3 تفاعلات التلوين:
أ – تفاعل بيوري Biuret
ب – تفاعل كزانثوبروتييك


الوحدة 3 : الإنزيمات
1 – تعريف الإنزيمات
2 – تصنيف الإنزيمات
1.2- إنزيمات الأكسدة و الإرجاع
2.2- الإنزيمات الناقلة
3.2-إنزيمات التحلل المائي
4.2- الإنزيمات النازعة
5.2 -إنزيمات التماكب
6.2- إنزيمات الربط
3– العوامل المؤثرة على النشاط الإنزيمي
- تأثير تركيز الإنزيم
- تأثير تركيز المادة المتفاعلة
- تأثير درجة الحرارة
- تأثير الـpH
4 – الحركية الإنزيمية:
1.4 سرعة التفاعل الإنزيمي
2.4 معادلة Michaelis - Menten
3.4 تمثيل Lineweaver - Burk
5 – تقدير النشاط الإنزيمي:
1.5 تقدير النشاط الإنزيمي بتقديرالمادة
المتفاعلة
2.5 تقدير النشاط الإنزيمي بتقدير
المادة الناتجة
نشاطـات التعلـم


- الكشف عن مكونات مزيج من الأحماض الأمينية بطريقة الكروماتوغرافيا الورقية

- تحديد قيمة الـ PHi
للألانين: معايرة محلول حمضي للألانين بواسطة محلول من NaOH عن طريق الـ pH-mètre

- الكشف عن البروتينات بطريقة بيوري.
-الكشف عن الأحماض
الأمينية العطرية في البروتينات

- تقدير ألبومين البيض بالطريقة اللونية
(استعمال كاشف بيوري)

ـ تقدير نشاط الأميلاز بطريقة Wolgmuth .

ـ تقدير نشاط الفوسفاتاز القاعدي بالطريقة اللونية- دراسة العوامل المؤثرة على نشاط إنزيم الأميلاز
- درجة الحرارة
- الـpH

الوحدة 4: بحث توثيقي
يقترح على المتعلم انجاز بحث توثيقي ، حول استخدام الإنزيمات في الميدان التطبيقي
( الصناعي، الفلاحي-الغدائي، الصيدلاني )
المجــال الثالث: الديناميكا الحراريـة الكيميائية

الكفاءة القاعديــة: تحتاج المادة عبر تحولاتها المختلفة إلى أن تتبادل طاقة مع المحيط الخارجي ، على المتعلم أن يعرف صور هذه الطاقة ومظاهرها ، ويقدر كمياتها كما يجب أن يدرك أهمية هذه الطاقة ومدى الإستفادة منها في حياتنا اليومية وهذا من خلال تطبيقاتها العملية المختلفة.
وضعية إشكالية: هل للمسارات المختلفة التي يسلكها تفاعل كيميائي أن تحدد طاقة التفاعل؟
المحتـوى – المفاهيـم
الوحدة 1: الديناميكا الحرارية الكيميائية
I- تعريف الديناميكا الحرارية وهدفها.
II - النظم في الديناميكا الحرارية
1- مفهوم النظام (Système)
2- الأنواع المختلفة للنظام
النظام المفتوح،النظام المغلق، النظام المعزول
3 - التحولات المختلفة للنظام
1.3- التحولات التلقائية وغير التلقائية
2.3-تحولات الحرارة الثابتةisothermes))
3.3- تحولات الضغط الثابت (isobares)
4.3- تحولات الحجم ثابت (isochores)
5.3- التحولات الأديابتيكية (adiabatiques)
4 -المتغيرات التي تميز النظام (توابع الحالةFonctions d’état )
III - المظهر الطاقوي للتفاعل الكيميائي
1- كمية الحرارة(Q)
1.1. التأثيرات الفيزيائية للحرارة على المادة
أ-ارتفاع الحرارة (الانصهار، التبخير، التصعيد)
ب-انخفاض الحرارة (التجمد، التمييع, التكثيف)
2.1- عبارة كمية الحرارة (Q = m.C.T)
3.1- إشارة كمية الحرارة
(التفاعلات الماصة للحرارة، الناشرة للحرارة، التفاعلات اللاحرارية)
4.1- قياس كمية الحرارة (المسعر الحراري)
2. العمل الميكانيكي(W)
1.2- عبارة العمل الذي يتلقاه النظام
W= -p(Vf -Vi)= -pV
2.2- العمل في حالة الجمل الغازية
(W = -pV= -n.R.T)
IV - المبدأ الأول للديناميكا الحرارية
1- مبدأ حفظ الطاقة
2- نص المبدأ الأول
3- الطاقة الداخلية لنظام (U)
1.3- تعريف الطاقة الداخلية
2.3 - عبارة الطاقة الداخلية
(U = Uf – Ui = W+Q)
4 – الأنطالبي H (Enthalpie)
1.4. تعريف الأنطالبي
2.4. عبارة الأنطالبي (H =U+PV)
5- حرارة التفاعل وتحولات النظام
1.5-حرارة التفاعل عند حجم ثابت(QV=U)
2.5-حرارة التفاعل عند ضغط ثابت(QP=H)
3.5-حرارة التفاعل في النظام الأديابتيكي(Q=0)
4.5-العلاقة بين Hو U لغاز مثالي
(أو بين QPو QV)
6 السعة الحرارية(Capacité calorifique)
1.6- تعريف السعة الحرارية
2.6- السعة الحرارية عند حجم ثابت(Cv)
3.6- السعة الحرارية عند ضغط ثابت(Cp)
4.6- العلاقة بينCp وCv (Cp – Cv =R)
V - تطبيقات المبدأ الأول للديناميكا الحرارية
1- الحالة المعيارية لغاز، ولجسم نقي
2- الأنطالبي المعياري لجسم نقي
3- علاقة كيرشوف Kirchhoff:
+Cp(T-298) =
4- حساب الأنطالبي المعياري لتفاعل
(قانون Hess)
5- الأنطالبي المعياري للتشكل
6- الحرارات النوعية(أنطالبي تغير الحالة)
، .....
7- حساب أنطالبي التفاعل من خلال طاقات
الروابط.
نشاطـات التعلـم

- الحرارة المولية للذوبان:
* قياس الحرارة المولية للذوبان KOH
* قياس الحرارة المولية للذوبانNaOH

- الحرارة النوعية لانصهار الجليد

- الحرارة المولية للتعديل:
* تعيين الحرارة المولية لتعديل NaOH بـ HCl
* تعيين الحرارة المولية لتعديل NaOH بـ HNO3

- حرارة تشكل MgO (قانون Hess)

* تعيين H1 للتفاعل:
MgO + 2 HCl = MgCl2 + H2O

* تعيين H2للتفاعل:
Mg + 2 HCl = MgCl2 + H2

* حساب H3 للتفاعل:
H2 + ½ O2 = H2O

* استنتاج Hللتفاعل:
Mg + ½ O2 = MgO

H=(H2 +H3) - H1

الوحدة 2: بحث توثيقي
يقترح على المتعلم انجاز بحث توثيقي ، حول دورة التبريد (غرف التبريد، الثلاجة...)

المجـال الرابع: الكيمياء الحركية
المحتـوى – المفاهيـم
1- التذكير بمختلف التعاريف
- تعريف التفاعلات السريعة
- تعريف التفاعلات البطيئة
2- سرعة التفاعل
1.2 تعريف سرعة التفاعل




2.2 قياس سرعة التفاعل
أ‌- الطرق الكيميائية
ب‌- الطرق الفيزيائية
3- قوانين سرعة التفاعل
1.3- دراسة رتبة التفاعل
أ- التفاعل من الرتبة 0
[A] 0 -[A] = kt
ب- التفاعل من الرتبة 1
Ln[A] 0/[A] = kt
جـ- التفاعل من الرتبة 2
1/[A] - 1/[A] 0 = kt
2.3- تعيين رتبة التفاعل
أ- استعمال الصيغة التكاملية للسرعة
ب- استعمال الصيغة التفاضلية للسرعة
4- تأثير الحرارة على سرعة التفاعل
أ- طاقة التنشيط
ب- قانون Arrhenius

نشاطـات التعلـم


- دراسة و قياس سرعة تفاعل
المغنيزيوم Mg مع حمض كلور
الماء (H3O+ , Cl-):
* بتقدير حجم غاز الهيدروجين
الناتج (VH2)
* بقياس [H3O+] بدلالة الزمن t
(بواسطة الـ pH mètre)

- دراسة انعكاس السكروز باستعمال جهاز قياس الإستقطاب
(Polarimètre)

- تعيين رتبة إحدى التفاعلات
الآتية:
* تصبن خلات الإثيل بهيدروكسيد
الصوديوم (المعايرة بقياس الناقلية)
* تفكك الماء الأكسيجيني( H2O2 )
* تفاعل فوق الكبريتات S2O82-
مع يود البوتاسيوم KI

- تعيين طاقة التنشيطEa لتفاعل:
دراسة تفاعل فوق الكبريتات
S2O82- مع يود البوتاسيوم KI

الوحدة 2 : يقترح على المتعلم انجاز بحث توثيقي حول المفاعلات الكيميائية