Physique-Chimie 4ᵉ : 5 livres de soutien scolaire pour progresser et remonter sa moyenne

La classe de quatrième s’inscrit au cœur du cycle 4, celui des approfondissements : on y consolide des notions déjà abordées en 5ᵉ et l’on prépare sérieusement le brevet. En physique-chimie, le programme demande à la fois de raisonner, modéliser et expérimenter, en lien avec le socle commun de connaissances et de compétences.

Or, beaucoup d’élèves peinent à manipuler les formules (vitesse, énergie, loi d’Ohm), à distinguer les états de la matière ou à expliquer un phénomène à l’écrit. Un bon livre de soutien peut alors servir de fil conducteur : il structure les révisions, multiplie les exercices ciblés et donne de nouvelles méthodes pour ne pas se perdre dans les calculs ou les schémas.

1. Cahier de physique-chimie 4e (Nathan, 2022)

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Ce cahier d’activités de Nicolas Coppens (Nathan) propose un entraînement complet, entièrement conforme aux programmes récents, avec une forte mise en avant du développement durable. On y trouve des activités guidées, des exercices progressifs et des fiches méthodes qui jalonnent le parcours. L’élève retrouve ainsi, chapitre après chapitre, les grands thèmes de la 4ᵉ : mouvements, énergie, électricité, mélanges et changements d’état.

Le livre se distingue par son ancrage expérimental : nombreux montages, interprétations de graphiques, analyses de documents. L’objectif n’est pas seulement de “faire des exercices”, mais de reconstruire progressivement la démarche scientifique : observer, formuler une hypothèse, vérifier par le calcul ou l’expérience. Les corrigés sont clairs, ce qui permet un travail autonome raisonnablement serein.

Autre atout : le cahier donne accès à une version numérique ainsi qu’à des vidéos (expériences filmées, rappels de cours, vérification des acquis). Cette dimension multimédia aide les élèves qui ont besoin de voir, de manipuler mentalement, avant de passer aux calculs.

Comment l’utiliser ?

Rejouer les expériences vues en classe. Après un chapitre sur les changements d’état, choisissez une activité expérimentale du cahier (par exemple sur la fusion de la glace). Demandez à votre enfant de décrire ce qu’il prévoit d’observer, puis de confronter cette prévision à la vidéo ou au schéma du cahier. Cela l’entraîne à expliciter le lien entre expérience et modèle (diagramme d’état).
Rituel “3 exercices par jour”. Sur un thème qui pose problème (par exemple la vitesse moyenne), fixez trois exercices courts à faire chaque soir : un très simple, un intermédiaire, un avec calculs plus longs. L’élève note les démarches dans la marge (formule, données, unités, calcul, phrase de conclusion). Au bout d’une semaine, comparez les premiers essais et les derniers : il voit concrètement ses progrès.
Préparer une évaluation ciblée. Une semaine avant un contrôle sur l’électricité, identifiez les pages de révision correspondantes : exercices de calcul d’intensité, de tension, lecture de schémas de circuits. Recomposez une “mini-épreuve” de 3–4 questions en mélangeant ces exercices. Votre enfant la fait en temps limité, puis corrige en s’appuyant sur les méthodes du cahier.
Utiliser les fiches méthodes comme check-list. Avant de rendre un devoir maison de physique-chimie, demandez à l’élève de parcourir rapidement la fiche de méthode liée au chapitre (par exemple “réussir un graphique” ou “rédiger un compte rendu d’expérience”) et de vérifier point par point : titre, axes, unités, phrase de conclusion. Ce contrôle final réduit les erreurs “bêtes” qui font perdre des points.

2. Mon année de collège – Cahier de cours et d’entraînement – Physique-chimie 4e (Cours Legendre, 2025)

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Ce cahier de cours et d’entraînement, publié par les éditions Cours Legendre, combine dans un seul volume le cours, les méthodes et les exercices. Chaque période de l’année (vacances d’automne, d’hiver, etc.) correspond à un ensemble de leçons à reprendre, complété par un bilan-test.

Le livre propose des explications structurées, avec un vocabulaire accessible mais précis, puis des séries d’exercices classés par difficulté. On y trouve des questions de connaissance, des problèmes de calcul, mais aussi des rubriques “Pour aller plus loin” qui invitent l’élève à relier les notions aux situations de la vie quotidienne (puissance d’un appareil, consommation d’eau chaude, etc.).

Les bilans-tests de chaque période permettent de mesurer les acquis et d’identifier les chapitres à retravailler. C’est un outil particulièrement adapté aux élèves qui ont besoin d’un cadre clair : on avance le long d’un “programme de révision” déjà organisé en étapes.

Comment l’utiliser ?

Construire un plan de rattrapage sur un trimestre. Au début d’une période (par exemple entre les vacances de Toussaint et de Noël), faites ensemble le bilan-test proposé par le cahier. Notez les questions ratées : si l’élève confond masse et poids, ou s’il ne sait plus distinguer mélange homogène et hétérogène, listez les leçons correspondantes. Pendant six semaines, travaillez une leçon par week-end, en refaisant ensuite les exercices ciblés.
Installer un “cours bis” très guidé. Après chaque leçon vue en classe, l’élève lit la leçon du livre sur le même thème (par exemple les circuits en série et en dérivation). Il souligne les phrases qui répondent aux questions fréquentes du professeur (“que se passe-t-il pour l’intensité ? pour la tension ?”) puis fait deux ou trois exercices d’application. Ainsi, il reconstruit le cours avec ses propres mots au moment où la notion vient d’être étudiée.
Préparer un contrôle en conditions réelles. Choisissez une série d’exercices de niveau intermédiaire et un ou deux exercices “défi” sur le chapitre concerné (par exemple la pression). Fixez un temps limité proche de celui du contrôle. À la fin, l’élève corrige grâce aux solutions du cahier et calcule son score. Si, par exemple, il obtient 10/20 sur cette “simulation”, il sait qu’il doit réviser encore avant le jour J.
Travailler la rédaction scientifique. Quand un exercice demande une explication écrite (par exemple “justifier que la masse se conserve lors d’un changement d’état”), incitez l’élève à rédiger une réponse complète dans le cahier, puis à comparer avec le corrigé pour repérer les formulations attendues : rappel de la loi, vocabulaire précis (“système”, “constante”), phrase de conclusion.

3. Fiches doc – Bilans et méthodes illustrés – Physique-chimie 4e (Hatier, 2021)

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Cet ouvrage Hatier adopte un format de fiches synthétiques : chaque notion de physique-chimie étudiée en 4ᵉ est résumée sur une double page, avec un bilan de cours et des méthodes illustrées. L’ensemble couvre l’essentiel du programme dans un volume relativement mince, facile à glisser dans un sac ou à laisser sur le bureau.

Les bilans mettent en avant les idées-clés (relations mathématiques, unités à maîtriser, schémas types) tandis que les méthodes expliquent comment s’y prendre pour résoudre les exercices standards : calcul de puissance électrique, interprétation de courbes de température, analyse d’un circuit. Ce livre convient particulièrement aux élèves qui se perdent dans la masse d’informations d’un manuel complet.

Enfin, de courts exercices accompagnent chaque fiche pour vérifier aussitôt la compréhension. Le format “fiches” se prête bien aux révisions rapides avant une interrogation ou à un travail régulier de mémorisation tout au long de l’année.

Comment l’utiliser ?

Révision éclair avant un contrôle. La veille d’un devoir sur les mélanges, l’élève choisit la fiche correspondante. Il relit le bilan, cache les encadrés contenant les définitions (par exemple “solution”, “soluté”, “solvant”) puis tente de les restituer de mémoire à l’oral, avant de vérifier. Ensuite, il résout les quelques exercices de la fiche pour s’assurer qu’il sait appliquer les formules de concentration.
Consolider le cours semaine après semaine. À la fin de chaque chapitre vu en classe, réservez 20 minutes pour “passer la fiche en revue”. L’élève surligne les éléments qu’il ne maîtrise pas encore (par exemple la différence entre tension et intensité) et note dans la marge une question à poser en cours. Cette routine évite d’accumuler les zones d’ombre jusqu’au brevet.
Créer des cartes de mémorisation. À partir d’une fiche sur l’énergie, demandez à l’élève de transformer le bilan en petites cartes : au recto, la question (“Quelle est l’unité de l’énergie ?” ou “Formule de l’énergie cinétique ?”), au verso, la réponse. Un soir sur deux, il tire dix cartes au hasard et tente d’y répondre sans regarder. Ce type de rappel actif renforce durablement la mémoire.
Réviser à deux de façon dialoguée. Un parent ou un camarade lit les questions implicites de la fiche (“Que devient la masse lors d’un changement d’état ?”) et l’élève doit répondre spontanément, sans support. En cas d’hésitation, on revient ensemble au bilan puis on reformule la réponse correcte. Cette mise en mots régulière aide beaucoup les élèves qui perdent leurs moyens à l’oral.

4. Physique-chimie – 4e cycle 4 (Ellipses, 2022)

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Ce livre de Jeanne Sarrassat Gohier, dans la collection Fiches de mémorisation active, adopte une approche très particulière : chaque notion figure sous forme de questions courtes sur une page et les réponses apparaissent en vis-à-vis sur la page d’en face.

L’élève ferme le côté “réponses”, parcourt les questions (“Qu’est-ce qu’un dipôle ?”, “Comment varie l’intensité dans un montage en série ?”) et tente d’y répondre de tête. Il vérifie ensuite immédiatement en relevant le rabat ou en tournant la page. Les exercices, organisés en trois niveaux de difficulté, permettent de passer du rappel pur à l’application raisonnée.

Ce dispositif s’appuie sur des principes de mémorisation active : au lieu de relire le cours, on s’entraîne à le restituer, ce qui renforce la mémoire à long terme. L’ouvrage couvre l’ensemble du cycle 4, mais les chapitres de 4ᵉ s’y retrouvent aisément, et l’on peut aussi s’en servir pour revoir des notions de 5ᵉ ou prendre un peu d’avance sur la 3ᵉ.

Comment l’utiliser ?

Séances courtes de rappel actif. Chaque soir, choisissez une fiche en lien avec ce qui a été vu en classe (par exemple l’énergie). L’élève lit d’abord toutes les questions, puis tente d’y répondre sans regarder les réponses. Pour chaque réponse peu sûre, il surligne la question et la revoit le lendemain. Ce travail de rappel régulier, même dix minutes, rend les connaissances beaucoup plus stables.
Cibler une difficulté récurrente. Si votre enfant confond sans cesse tension et intensité, concentrez-vous sur les fiches d’électricité. Demandez-lui de reformuler les réponses avec ses propres mots (“la tension mesure…”, “l’intensité mesure…”), puis de donner un exemple concret : “la tension d’une prise murale”, “l’intensité qui traverse la lampe”. Tant que l’explication reste floue, on ne passe pas à la fiche suivante.
Préparer le brevet en spirale. Une fois par semaine, piochez au hasard une fiche de 4ᵉ ou de 3ᵉ, même si le chapitre n’est pas au programme immédiat. L’élève essaie d’y répondre comme à un oral surprise. Lorsqu’un point bloque (par exemple la lecture d’un graphique de température), vous notez la notion sur une liste de révision à traiter pendant les vacances de printemps.
Travailler en duo “questionneur / scientifique”. Pendant que l’un lit les questions, l’autre (l’élève) joue le rôle du “scientifique” qui doit répondre avec précision, en utilisant les grandeurs et unités appropriées. On peut s’amuser à sanctionner gentiment les imprécisions (“tu as oublié les unités !”) pour habituer l’élève à une formulation rigoureuse, comme en contrôle.

5. Regaud/Vento – Physique Chimie 4e (Bordas, 2021)

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Ce cahier Bordas, signé par Denis Regaud et une équipe d’auteurs, propose un entraînement très dense : plus de 75 activités variées (expérimentales, documentaires, démarches d’investigation) et plus de 750 exercices progressifs.

Chaque chapitre commence par une situation concrète (un objet du quotidien, un phénomène observable) et conduit progressivement l’élève vers les modèles et les calculs : lois de l’électricité, conversions d’énergie, description des mélanges. Des fiches méthodes explicitent les démarches à suivre : tracer une courbe, analyser un tableau de mesures, rédiger un compte rendu.

Le cahier intègre également un “dico” scientifique, utile pour stabiliser le vocabulaire (énergie, puissance, tension, molécule, etc.), ainsi que des tâches complexes où l’élève doit mobiliser plusieurs chapitres à la fois. C’est un excellent complément pour les élèves qui ont besoin de beaucoup pratiquer pour “déverrouiller” leurs raisonnements.

Comment l’utiliser ?

Renforcer systématiquement une compétence à la fois. Si l’élève a du mal avec les graphiques, concentrez-vous sur les exercices qui demandent de tracer ou de lire une courbe (par exemple l’évolution de température d’un mélange). Il commence par recopier proprement le tableau, place les points, trace la courbe, puis rédige deux phrases d’interprétation. Ce focus répétitif sur la même compétence finit par lever le blocage.
Refaire les activités d’investigation en mode “je mène l’enquête”. Choisissez une activité qui ressemble à un problème ouvert (par exemple déterminer si une boisson est un mélange homogène). Laissez l’élève proposer un protocole (que mesurer ? que comparer ?) avant de consulter les indications du cahier. Ensuite, il complète la démarche proposée et compare avec la sienne.
Construire des mini-dossiers thématiques. Sur un thème fil rouge (par exemple l’énergie dans la maison), l’élève sélectionne plusieurs exercices du cahier : calcul de puissance d’une ampoule, lecture de l’étiquette énergétique d’un appareil, comparaison de différentes sources d’énergie. Il regroupe les solutions dans un petit dossier qu’il peut réutiliser pour un exposé ou une préparation au brevet.
Travailler l’autonomie avec les tâches complexes. À l’approche de la 3ᵉ, utilisez les tâches complexes du cahier comme entraînement global. Par exemple, un exercice peut demander de choisir les capteurs adaptés, d’anticiper l’évolution d’une grandeur, puis d’analyser des résultats obtenus. L’élève travaille seul un premier jet, puis reprend avec vous en justifiant chaque choix. Cela prépare très bien aux problèmes longs du brevet.

Quelques conseils pour bien utiliser ces ouvrages tout au long de l’année

Un livre de soutien, même excellent, ne fait pas remonter la moyenne par magie. Ce qui compte, c’est la régularité et la qualité du travail. Les recherches en sciences cognitives montrent que l’on apprend mieux en rappelant activement les connaissances (se tester, répondre à des questions) plutôt qu’en relisant passivement son cours. C’est exactement ce que permettent les fiches de mémorisation, les petits exercices de fin de chapitre ou les bilans-tests.

Quelques repères simples :

mieux vaut 15 à 20 minutes de travail ciblé plusieurs fois par semaine qu’une seule longue séance épuisante ;
l’élève devrait alterner les exercices très guidés (pour la méthode) et des problèmes plus ouverts (pour la réflexion) ;
il est utile de croiser les supports : refaire une activité du cahier Nathan, vérifier la compréhension avec une fiche Hatier, consolider la mémoire avec les fiches Ellipses.

Enfin, garder un lien avec les attentes officielles (programme du cycle 4, socle commun) permet de relativiser : l’objectif n’est pas de tout savoir, mais de maîtriser les compétences fondamentales en fin de collège.