Sciences et technologie - Programme Cycle 3

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L'enseignement des sciences et de la technologie au cycle 3 vise à développer chez les élèves une compréhension approfondie et structurée du monde naturel et technologique. Cela inclut l'initiation à des démarches scientifiques et technologiques, la formulation de questions ou de problèmes scientifiques, la mise en œuvre d'expériences, ainsi que l'utilisation d'outils numériques.

Les élèves apprennent à raisonner, à développer un esprit critique, et à distinguer les connaissances scientifiques des croyances. Ils explorent les matières, les énergies, les mouvements, et l'information, tout en intégrant des notions de développement durable et d'éthique.

Matière, mouvement, énergie, information

Compétences

États et constitution de la matière à l'échelle macroscopique
34 objectifs
- Propriétés de la matières (CM1-CM2)
- Distinguer les matériaux fabriqués ou transformés par l'être humain des matériaux directement disponibles dans la nature
- Différencier les états physiques solide (forme et volume propres), liquide (volume propre et absence de forme propre) et gazeux (ni forme propre ni volume propre)
- Observer des changements d'état physique et leur réversibilité
- Identifier les différents états physiques de la matière dans la nature, en particulier ceux de l'eau
- Propriétés de la matière (6e)
- Rechercher des informations relatives à la durée de décomposition dans la nature de quelques matériaux usuels (objets métalliques, papiers et cartons, plastiques, verres) pour connaître leurs conséquences éventuelles sur l'environnement
- Réaliser des expériences ou exploiter des documents pour comparer et trier différents matériaux sur la base de leurs propriétés physiques (conductivité thermique ou électrique, capacité à interagir avec un aimant)
- Mesurer des températures de changement d'état
- Relever l'évolution de la température au cours du temps lors du refroidissement ou de l'échauffement d'un corps et identifier les éventuels paliers de température lors des changements d'état
- Masse et volume (CM1-CM2)
- Comparer les masses de différents corps à l'aide d'un dispositif simple qui peut être conçu par les élèves (poulie et cordelette, balance romaine, à fléau, à plateaux)
- Mesurer la masse d'un solide ou d'un liquide à l'aide d'une balance, en tarant la balance le cas échéant
- Effectuer des conversions d'unités de masse (en se limitant à des unités usuelles : tonne, quintal, kilogramme, gramme et milligramme)
- Mesurer le volume d'un liquide et mesurer celui d'un solide par déplacement de liquide
- Masse et volume (6e)
- Mesurer un volume de gaz par déplacement de liquide
- Effectuer des conversions d'unités de masse et de volume
- Comparer et mesurer les masses de corps différents, mais de même volume, et réciproquement
- Exploiter la relation de proportionnalité entre masse et volume d'un corps homogène
- Mettre en évidence expérimentalement un critère pour prévoir la position respective de deux couches liquides non miscibles superposées (comparaison de leurs masses pour un même volume)
- Mélanges (CM1-CM2)
- Séparer les constituants d'un mélange de solides ou d'un mélange solide-liquide par tamisage, décantation, filtration
- Observer que certains solides peuvent se dissoudre dans l'eau et qu'il est possible de les récupérer par évaporation
- Mettre en évidence expérimentalement que la masse totale se conserve lors du mélange d'un solide dans un liquide
- Mélanges (6e)
- Mettre en œuvre une technique de séparation de liquides non miscibles
- Observer le phénomène de saturation lors du mélange d'un solide dans l'eau et en rendre compte quantitativement
- Rechercher et exploiter des informations relatives à la composition de l'air et citer des gaz qui contribuent à l'effet de serre
- Réaliser un mélange pour lequel les changements observés peuvent être interprétés par une transformation chimique (changement de couleur, production d'un gaz, etc.)
- Réaliser un mélange où se produit une transformation chimique
- Mettre en évidence la consommation des réactifs ou la formation des produits lors d'une transformation chimique (changement de couleur, production d'un gaz, etc.)
- Rechercher et exploiter des informations sur les contraintes de sécurité relatives à la manipulation des produits ménagers et sur les conséquences de ces produits sur l'environnement
- Associer les pictogrammes de sécurité visibles dans le laboratoire de chimie aux dangers et aux risques qui leur correspondent
Attendus de fin de cycle
- Décrire un échantillon de matière à l'aide du vocabulaire scientifique et des grandeurs physiques : masse, volume
- Caractériser la diversité de la matière et de ses transformations à l'échelle macroscopique
- Utiliser les propriétés physiques des matériaux pour les classer, notamment à des fins de tri
Différents types de mouvement
10 objectifs
- Mouvements (CM1/CM2)
- Observer et identifier le mouvement rectiligne ou circulaire d'un objet, en précisant le point de vue
- Mesurer une distance lors du déplacement d'un objet
- Mesurer une durée, comme intervalle entre deux instants, lors du déplacement d'un objet
- Effectuer des conversions d'unités de distance et de temps
- Mouvements (6e)
- Calculer la valeur de la vitesse à partir de la distance parcourue et de la durée de déplacement dans le cas du mouvement uniforme d'un objet par rapport à un observateur
- Observer et identifier des situations où la vitesse d'un objet en mouvement par rapport à un observateur a une valeur constante ou variable
- Effectuer des conversions d'unités de distance et de temps, en particulier dans le contexte du mouvement de révolution des planètes autour du Soleil
- Associer la durée d'une année au mouvement de révolution de la Terre autour du Soleil, du point de vue héliocentrique, et associer la durée d'un jour au mouvement de rotation de la Terre autour de l'axe des pôles
Attendus de fin de cycle
- Décrire un mouvement en précisant le point de vue
- Caractériser un mouvement par des mesures
Ressources en énergie et conversions d'énergie
8 objectifs
- Conversions d'énergie (CM1-CM2)
- Réaliser expérimentalement un dispositif de conversion d'énergie
- Identifier différentes formes d'énergie : énergie de pesanteur (dépendant de l'altitude sur Terre), énergie cinétique (liée au mouvement) et énergie électrique, par exemple dans le contexte de la production d'électricité par une centrale hydro-électrique ou une éolienne
- Conversions d'énergie (6e)
- Identifier différentes formes d'énergie (énergies de pesanteur, cinétique, chimique, thermique, électrique, nucléaire et lumineuse) dans des situations variées
- Réaliser expérimentalement un dispositif de conversion d'énergie et en rendre compte par la représentation d'une chaîne énergétique
- Rechercher des informations relatives à différentes ressources en énergie (Soleil, eau, vent, pétrole, bois, charbon, dihydrogène, combustible nucléaire (uranium), etc.) et les différencier selon leur caractère renouvelable ou non à l'échelle temporelle de la vie humaine
- Rechercher des informations relatives à l'utilisation de différentes ressources en énergie pour caractériser leurs conséquences sur l'environnement (émission de gaz à effet de serre, production de déchets, etc.)
Attendus de fin de cycle
- Identifier les formes d'énergie mises en jeu dans un dispositif de conversion d'énergie
- Rechercher et exploiter des informations relatives aux ressources en énergie et à leur utilisation en exerçant son esprit critique
Signal et information
20 objectifs
- Lumière (CM1-CM2)
- Observer et classer des objets selon qu'ils sont transparents, opaques à la lumière ou translucides
- Produire expérimentalement une ombre (déficit de lumière associé à une source) à l'aide d'un objet opaque et distinguer ombre propre et ombre portée
- Observer, schématiser et nommer les phases de la Lune
- Réaliser des ombres et associer leurs positions à celles de la source lumineuse et de l'objet opaque
- Lumière (6e)
- Interpréter l'alternance du jour et de la nuit du point de vue d'un observateur sur Terre, en s'appuyant sur une modélisation du phénomène
- Associer l'alternance des saisons à l'inclinaison du Soleil et à la durée du jour pour un observateur sur la Terre
- Électricité (CM1-CM2)
- Réaliser un circuit électrique à une boucle associant un générateur (pile), un interrupteur, un ou deux récepteurs (lampes à incandescence) pour mettre en évidence la circulation du courant électrique
- Rechercher des informations sur les règles de sécurité électrique et les prendre en compte dans son activité
- Électricité (6e)
- Mettre en évidence expérimentalement la possibilité d'intervertir les positions des composants d'un circuit à une boucle
- Mettre en œuvre un circuit électrique à une boucle avec un convertisseur d'énergie (moteur, élément photovoltaïque, etc.)
- Mettre en œuvre un circuit électrique à une boucle avec un capteur (de température, d'éclairement, de mouvement, etc.)
- Donner une représentation schématique normalisée du circuit électrique réalisé
- Rechercher des informations sur les règles de sécurité électrique et les prendre en compte dans son activité
- Transmission de l'information (6e)
- Identifier différents signaux pour transmettre de l'information (signal sonore, lumineux, électrique, etc.)
- Citer quelques applications des signaux pour transmettre de l'information
Attendus de fin de cycle
- Interpréter la formation d'ombres, en particulier dans le contexte du système Soleil-Terre-Lune
- Mettre en œuvre des circuits électriques à une boucle en respectant des consignes de sécurité
- Identifier des signaux de natures différentes et citer des applications dans lesquelles un signal permet de transmettre une information

Le vivant, sa diversité et les fonctions qui le caractérisent

Compétences

Panorama du monde vivant
21 objectifs
- Organisation des êtres vivants (CM1-CM2)
- Distinguer (par l'observation) les différents niveaux d'organisation des êtres vivants (organisme, appareil, organe) à partir de deux exemples (plante à fleurs et animal)
- Organisation des êtres vivants (6e)
- Réaliser et représenter des observations microscopiques de cellules (issues de tissus animaux et végétaux et d'organismes unicellulaires)
- Identifier la cellule comme l'unité structurale commune à tous les êtres vivants
- Classification du vivant (CM1-CM2)
- Réaliser une classification en groupes emboîtés pour mettre en évidence des liens de parenté à partir d'un petit nombre d'espèces possédant des attributs identifiés
- Classification du vivant (6e)
- Mettre en relation différents types de classification des êtres vivants (utilitaire, écologique, phylogénétique, etc.) et les objectifs de chacun
- Classer et établir des parentés à partir de collections d'espèces appartenant à différentes branches de l'arbre du vivant, en utilisant notamment des bases de données numériques
- Lire et interpréter des arbres de parenté simples
- Biodiversité actuelle et passée (CM1-CM2)
- Déterminer des espèces biologiques de l'environnement proche en utilisant une clé de détermination
- Caractériser le changement de la biodiversité au cours de l'histoire de la Terre par l'exploitation de fossiles
- Distinguer différentes échelles de temps : l'échelle des temps géologiques (notion de temps long) et celle de l'histoire de l'être humain
- Placer plusieurs espèces actuelles et fossiles sur une échelle des temps
- Biodiversité actuelle et passée (6e)
- Caractériser la diversité intraspécifique et discuter des attributs utilisés pour regrouper les individus au sein d'une espèce
- Déterminer des espèces biologiques actuelles ou fossiles, en utilisant une clé de détermination
- Exploiter la reconstitution d'un paléoenvironnement en un lieu donné afin de comparer les biodiversités actuelle et passée
- Exploiter des documents pour mettre en évidence l'existence de grandes crises biologiques à placer sur une échelle des temps
Attendus de fin de cycle
- Caractériser la richesse, l'unité et la diversité actuelle et passée du vivant
- Classer les organismes et établir les liens de parenté
Alimentation humaine
16 objectifs
- Besoins alimentaires et nutrition humaine (CM1-CM2)
- Exploiter des données mettant en évidence le besoin de matière pour la croissance et le développement des êtres vivants
- Exploiter des données pour expliquer la variation des besoins alimentaires au cours de la croissance et selon l'activité physique
- Identifier et localiser la transformation des aliments dans l'appareil digestif (mastication par les dents, changements de texture lors du trajet)
- Identifier le rôle de la circulation sanguine dans l'approvisionnement des organes
- Citer quelques comportements alimentaires et règles d'hygiène favorables à la santé (équilibre alimentaire, qualité sanitaire des aliments, brossage des dents, etc.)
- Besoins alimentaires et nutrition humaine (6e)
- Rechercher et exploiter des informations sur l'alimentation humaine pour identifier des comportements favorables à la santé (composition d'aliments, adéquation entre les apports et les besoins, etc.)
- Relier la diversité des aliments avec les cultures et les sociétés humaines, et leur mode de production
- Production et conservation des aliments (CM1-CM2)
- Réaliser une transformation alimentaire (pain ou yaourt, par exemple) et identifier son origine biologique (levure ou ferment lactique)
- Identifier les processus à l'origine de la production d'aliments par une étude documentaire ou une rencontre avec des professionnels
- Production et conservation des aliments (6e)
- Relier les processus de conservation des aliments et la limitation des risques sanitaires (salaison, conservation au froid, stérilisation, etc.)
- Réaliser une transformation alimentaire impliquant des micro-organismes effectuant une fermentation et identifier certains paramètres d'influence
- Mesurer l'évolution au cours du temps de certains paramètres physico-chimiques à l'aide de capteurs
Attendus de fin de cycle
- Expliquer le rôle des aliments pour le fonctionnement de l'organisme
- Identifier les principes des technologies mises en œuvre pour transformer et conserver les aliments
Cycle de vie et reproduction des êtres vivants
15 objectifs
- Cycle de vie (CM1-CM2)
- Exploiter des observations issues de cultures ou d'élevages pour identifier les différentes étapes d'un cycle de vie (naissance, croissance, reproduction, vieillissement, mort) et les formes associées (graineplantule-plante fleurie, œuf-embryon-larve ou jeuneadulte)
- Cycle de vie (6e)
- Mettre en évidence le rôle de la pollinisation dans la transformation de la fleur en fruit et des ovules en graines
- Illustrer la notion de coopération (interaction mutualiste) avec l'exemple de la pollinisation
- Relier l'évolution de l'abondance de pollinisateurs à ses conséquences sur certaines cultures
- Comprendre l'impact de l'utilisation des pesticides sur l'abondance des pollinisateurs
- Reproduction et sexualité humaine (CM1-CM2)
- Nommer les organes reproducteurs étudiés avec le vocabulaire scientifique correspondant
- Décrire et identifier les changements du corps au moment de la puberté et les relier à la capacité à se reproduire
- Reproduction et sexualité humaine (6e)
- Connaître et localiser les principaux organes de l'appareil reproducteur des êtres humains en les associant à leurs fonctions
- Caractériser les modifications morphologiques, comportementales et physiologiques de la puberté
- Caractériser les processus impliqués dans la reproduction humaine, en particulier la fécondation interne et le développement vivipare impliquant des échanges placentaires
- Distinguer la notion de reproduction de celle de sexualité humaine (définie dans ses différentes dimensions)
Attendus de fin de cycle
- Décrire le cycle de vie d'une plante à fleurs et celui d'un animal
- Décrire les changements pubertaires chez les êtres humains associés à la capacité de se reproduire
- Identifier la dimension biologique de la sexualité humaine et la distinguer de ses autres dimensions (psycho-émotionnelle, juridique et sociale)

Les objets techniques au coeur de la société

Compétences

Les objets techniques en réponse aux besoins des individus et de la société
7 objectifs
- Besoin exprimé par l'individu, la société (CM1-CM2)
- Identifier des besoins et leur évolution (se déplacer, se chauffer, s'alimenter, etc.)
- Identifier le lien entre des besoins et des réponses apportées par les objets techniques
- Évolution technologique (innovation, invention, principe technique, approche environnementale) (CM1-CM2)
- Repérer les évolutions d'un objet dans différents contextes (historique, géographique, économique, culturel, technologique) ; par exemple, l'évolution du transport ferroviaire (matériel et usages) depuis son apparition jusqu'à aujourd'hui
- Comparer des réponses à des besoins dans différents contextes ; par exemple, se déplacer en milieu urbain ou rural
- Citer des cas de détournement d'usage d'objets. Justifier une réflexion éthique lors de la conception ou de la fabrication de certains objets techniques
Attendus de fin de cycle
- Identifier un besoin exprimé par la société et lui associer des objets techniques permettant d'y répondre
- Distinguer un objet technique d'un objet naturel
- Repérer les évolutions des objets techniques en fonction de leur contexte d'utilisation
- Citer quelques exemples d'objets techniques conçus pour répondre à un besoin spécifique et ayant été détournés de leur usage initial
Description du fonctionnement et de la constitution d'objets techniques
10 objectifs
- Besoins et fonctions techniques (CM1-CM2)
- Distinguer un besoin et les fonctions techniques réalisées par un objet technique
- Identifier les fonctions assurées par un objet technique
- Solutions technologiques (CM1-CM2)
- Associer les solutions technologiques aux fonctions techniques
- Identifier les matériaux utilisés
- Représentation des objects techniques (CM1-CM2)
- Représenter graphiquement à l'aide de croquis à main levée les éléments d'un objet technique
- Identifier les sous-ensembles constituant un objet technique
- Décrire à l'aide d'un schéma le fonctionnement d'un objet technique
Attendus de fin de cycle
- Distinguer besoins, fonctions techniques et solutions technologiques
- Décrire un objet technique par un schéma (représentation du fonctionnement de l'objet) et un croquis (ce que l'on observe)
Démarche de conception et de réalisation d'un objet technique
16 objectifs
- Problème technique (CM1-CM2)
- Rechercher des idées de solutions à l'aide de schémas ou de croquis pour résoudre un problème technique donné
- Comparer des solutions par une analyse critique (notamment dans le cadre de la transition écologique et du développement durable)
- Notion de contrainte (imperméabilité, poids, autonomie, etc.) (CM1-CM2)
- Prendre en compte une contrainte dans la recherche de solutions
- Choisir un matériau en fonction de ses propriétés physiques
- Exploiter les formes d'énergie disponibles (par exemple, le système de chauffage d'un refuge de haute montagne ou d'un appartement en milieu urbain)
- Cycle de vie de l'objet technique (CM1-CM2)
- Identifier les différentes étapes du cycle de vie d'un objet technique
- Effectuer des choix raisonnés en fonction des conséquences environnementales
- Processus de réalisation de maquettes (CM1-CM2)
- Organiser le travail de réalisation d'une maquette (répartition des tâches, coopération, communication, préparation du travail, prise en compte des consignes de sécurité)
- Planifier le travail au sein de l'équipe
- Participer au déroulement du projet
- Réaliser des maquettes simples pour matérialiser une solution
- Vérifier que la solution répond au problème posé
Attendus de fin de cycle
- Décrire et pratiquer la démarche technologique dans le cadre d'un projet
- Participer à un travail collectif
- Identifier les liens entre des choix de conception et leurs effets sur les étapes du cycle de vie d'un objet technique
Programmation d'objets techniques
7 objectifs
- Les objets programmables (CM1-CM2)
- Identifier la chaîne d'information et d'action (exemple d'un éclairage public intelligent : détecteur de présence, boîtier de contrôle, relais de commande d'éclairage, etc.)
- Repérer les capteurs et les actionneurs (moteur électrique, etc.) présents dans un objet programmable (par exemple, un robot)
- Algorithmes et programmation (CM1-CM2)
- Coder un algorithme simple agissant sur le comportement d'un objet technique (déplacement d'un robot, fonctionnement d'un système d'éclairage, etc.)
- Comprendre un programme simple et le traduire en langage naturel
- Critiquer un programme au regard du comportement de l'objet programmé (par exemple, la comparaison de différents programmes permettant à un robot de parcourir un trajet comportant des obstacles en un temps minimum)
Attendus de fin de cycle
- Repérer la chaîne d'information et la chaîne d'action d'un objet programmable
- Programmer un objet technique pour obtenir un comportement attendu

La Terre, une planète peuplée par des êtres vivants

Compétences

La Terre, une planète singulière et active
12 objectifs
- La Terre, une planète active qui abrite la vie (CM1-CM2)
- Situer la Terre dans le système solaire
- Distinguer la météorologie du climat
- Réaliser et exploiter des mesures météorologiques en utilisant des capteurs (thermomètre, pluviomètre, anémomètre)
- Identifier des indices de l'activité interne ou externe de la Terre (séismes, volcans, vents, courants océaniques, etc.)
- Identifier des ressources naturelles exploitées par les sociétés humaines en lien avec l'activité de la planète Terre (matériaux de construction, géothermie, etc.)
- Identifier un risque naturel à partir d'un exemple au choix (séisme, volcan, érosion littorale, cyclone, tempête, etc.) et les modalités de prévention associées
- La Terre, une planète active qui abrite la vie (6e)
- Décrire les conditions qui permettent la présence de la vie sur Terre (atmosphère et température compatibles avec la vie, présence d'eau liquide) en lien avec la place de la Terre dans le système solaire
- Construire une argumentation relative au réchauffement climatique récent, à partir de données (évolution de la température moyenne depuis la période préindustrielle, fonte de glaciers, etc.) ; relier le réchauffement climatique à l'évolution de la teneur en gaz à effet de serre, conséquence des activités humaines
- Décrire quelques conséquences du réchauffement climatique récent sur le peuplement des milieux
- Citer des stratégies d'atténuation ou d'adaptation au réchauffement climatique
Attendus de fin de cycle
- Identifier l'activité de la planète Terre et ses conséquences
- Décrire les conditions de la vie terrestre
- Différencier la météorologie du climat
- Construire une argumentation scientifique pour expliquer le réchauffement climatique actuel
Citer des stratégies d'atténuation ou d'adaptation au réchauffement climatique
27 objectifs
- Écosystème (CM1-CM2)
- Caractériser, à partir d'un exemple, un écosystème par son milieu de vie, l'ensemble des êtres vivants et les interactions en son sein
- Décrire plusieurs types de relations entre espèces au sein d'un écosystème (coopérations, prédation, etc.)
- Comparer, à partir d'observations ou d'expériences, la répartition des êtres vivants dans des milieux proches pour relier les facteurs abiotiques (physico-chimiques) et étudier cette répartition (la température, l'ensoleillement ou l'humidité, etc.)
- Écosystème (6e)
- Décrire et interpréter les composantes biologiques, géologiques et anthropiques d'un paysage local à partir d'une sortie
- Comparer deux écosystèmes, à l'aide de données recueillies lors de sorties et/ou de recherches documentaires, pour établir un lien entre le milieu et son peuplement (écosystèmes aquatique et terrestre)
- Suivre les changements de peuplement au cours des saisons pour un même écosystème et les relier aux changements des paramètres physiques et biologiques (température, ensoleillement, précipitations, présence de nourriture, etc.)
- Présenter différentes adaptations au passage de la « mauvaise » saison
- Décrire les effets d'une perturbation naturelle sur un écosystème (chablis, incendie, etc.) et son évolution au cours du temps
- Place des êtres vivants dans les chaînes alimentaires (CM1-CM2)
- Relier la production de matière par les animaux à leur consommation de nourriture provenant d'autres êtres vivants
- Expérimenter pour identifier quelques besoins des végétaux
- Repérer la place singulière des végétaux positionnés à la base des réseaux alimentaires
- Représenter les liens alimentaires entre les êtres vivants par des chaînes formant un réseau
- Place des êtres vivants dans les chaînes alimentaires (6e)
- Concevoir et mettre en œuvre des expériences pour relier la production de matière par les végétaux et leurs besoins (lumière, eau, sels minéraux, dioxyde de carbone)
- Justifier la place des végétaux dans les chaînes alimentaires par leur propriété de production primaire
- Mettre en évidence que la matière organique des êtres vivants est décomposée après leur mort (exemple du sol)
- Dégager le rôle-clé des êtres vivants, en particulier des micro-organismes, dans la décomposition de la matière organique, contribuant au cycle de la matière
- Conséquences des actions humaines sur l'environnement (CM1-CM2)
- Mettre en évidence quelques répercussions positives et négatives des actions humaines sur l'environnement proche
- S'impliquer dans des actions et des projets relatifs à l'éducation au développement durable sur un thème au choix (alimentation responsable, santé, biodiversité, eau, énergie, gestion et recyclage des déchets, bioinspiration)
- Conséquences des actions humaines sur l'environnement (6e)
- Justifier la nécessité d'une exploitation raisonnée des ressources dans une perspective de développement durable
- Identifier les conditions favorables à la vie et à la reproduction des êtres vivants d'un milieu pour concevoir et fabriquer en conséquence des objets techniques favorisant la biodiversité (nichoir, mangeoire, hôtel à insectes, etc.)
- S'impliquer dans des actions et des projets relatifs à l'éducation au développement durable sur un thème au choix (alimentation responsable, santé, biodiversité, eau, énergie, gestion et recyclage des déchets, bioinspiration)
Attendus de fin de cycle
- Décrire un écosystème et caractériser les interactions qui s'y déroulent
- Mettre en évidence la place et l'interdépendance de différents êtres vivants dans un réseau trophique
- Caractériser les conséquences d'une action humaine sur un écosystème

Exemples de programmations

Aperçu de la Programmation spiralaire Sciences et technologie CM1/CM2 - Année 1

Ressources

Eduscol