Le fonctionnement du corps humain et de la santé

Groupe Départemental Sciences 34 / A partir des travaux de Valérie de la

Forest et Alexandre Nicolas / Mise à jour 2014

Le fonctionnement du corps

humain

et de la santé

Première approche des fonctions de nutrition :

digestion, respiration et circulation sanguine

Groupe Départemental Sciences 34 / A partir des travaux de Valérie de la Forest et Alexandre Nicolas / Mise à

jour 2014

Préambule

Première approche des fonctions de nutrition : digestion, respiration et

circulation sanguine (Fonctions complémentaires).

Ce document présente une première approche des fonctions de nutrition pour l’école

élémentaire.

Les fonctions de nutrition comprennent :

-La digestion

-La respiration

-La circulation sanguine

-L’excrétion urinaire

Ces fonctions sont complémentaires et nécessaires au bon fonctionnement de

l’organisme.

Les deux séquences proposées abordent plus particulièrement les fonctions de

respiration et de digestion. Elles permettent à l’enseignant d’organiser une

progression dans les apprentissages.

Les séances présentées mettent en œuvre une large gamme de compétences parmi

lesquelles l’enseignant pourra sélectionner celles qui entreront dans sa progression.

Chaque séquence est complétée par un scénario d’évaluation qui contribue à la

validation du palier 2 du Livret Personnel de Compétences de l’élève (item

fonctionnement du corps humain et de la santé / première approche des fonctions de

nutrition : digestion, respiration et circulation sanguine).

Il est préconisé d’aborder ce travail au CM1.


jour 2014

Table des matières

Préambule

1. Fonction de respiration

Séance 1 : La respiration : inspiration, expiration et rythme respiratoire

Séance 2 : Mesure de la capacité respiratoire

Séance 3 : La respiration des enfants, où va l’air que l’on respire ?

Séance 4 : A quoi ressemble un poumon ? (dissection)

Séance 5 : Comment l’air entre-t-il et sort-t-il ?

Séance 6 : Les échanges gazeux (ou pourquoi nous respirons ?)

Prolongement 1 : Comprendre le trajet de l’air dans l’appareil respiratoire

Prolongement 2 : Observer et comprendre les échanges gazeux

Séance 7 : Scénario d’évaluation Respiration

2. Fonction de digestion

Séance 1 : Les représentations des enfants : où vont les aliments que nous

avalons, que deviennent-t-ils ?

Séance 2 : A quoi ressemble l’appareil digestif (dissection d’un lapin)

Séance 3 : L’appareil digestif de l’homme est-il le même que celui du lapin ?

Séance 4 : Comment se passe la digestion ?

Séance 5 : Comment se passe la digestion 2 ?

Séance 6 : Absorption intestinale

Séance 7 : Synthèse sur la digestion

Séance 8 : Scénario d’évaluation Digestion

3. Prolongement : la circulation sanguine

4. Contenu de la mallette

5. Matériel à récupérer ou acheter



Le fonctionnement du corps humain et de la

santé


Fonction de Respiration

Séance 1 : La respiration : inspiration, expiration et rythme respiratoire

Séance 2 : Mesure de la capacité respiratoire

Séance 3 : La respiration des enfants, où va l’air que l’on respire ?

Séance 4 : A quoi ressemble un poumon ? (dissection)

Séance 5 : Comment l’air entre-t-il et sort-t-il ?

Séance 6 : Les échanges gazeux (ou pourquoi nous respirons ?)

Prolongement 1 : Comprendre le trajet de l’air dans l’appareil respiratoire

Prolongement 2 : Observer et comprendre les échanges gazeux

Séance 7 : Scénario d’évaluation Respiration

Groupe Départemental Sciences 34 / A partir des travaux de Valérie de la Forest et Alexandre Nicolas / Mise à jour 2014

PALIER 2 SCIENCES : Maitriser des connaissances dans divers domaines scientifiques et les mobiliser dans

des contextes scientifiques différents et dans des activités de la vie courante

Référence aux programmes d’enseignement : Le fonctionnement du corps humain et la santé / Première approche de la fonction de respiration

Connaissances : - Appréhender les notions d'inspiration, d'expiration, de mouvement respiratoire de rythme respiratoire

- Ne pas confondre rythme respiratoire et rythme cardiaque

Capacités : - Savoir mesurer un rythme (nombre d'événements en un temps donné)

- Etablir des comparaisons

- Prise de conscience du corps

Titre de la séquence : La respiration

Séance n°1 : La respiration : inspiration, expiration et rythme

respiratoire

Niveau : Cycle 3

Matériel :

- collectif : Une horloge murale munie d'une trotteuse si possible

Durée Organisation matérielle

Rôle du maître Déroulement Remarques

10 min

2 min

5 min

Collectif

Individuel

Collectif

1ère

phase :

Mise en situation :

Partir d'une situation de la vie quotidienne nécessitant un effort physique dont on sait qu'il va entraîner une

augmentation de l'activité respiratoire.

Consigne : 3 ou 4 élèves effectuent 30 flexions avec les jambes sous l'œil observateur des autres élèves.

Mise en commun des observations et précision de certains termes :

Les élèves s'expriment : « Ils deviennent rouges et ils ont chaud », « Ils respirent plus ».

C'est le sujet du jour : LA RESPIRATION (terme que l'on peut écrire au tableau).

Qu'est ce que cela veut dire « Ils respirent plus » ?

Lorsque l'on respire il y a deux phases, l'inspiration et l'expiration. Le faire observer aux élèves.

Une inspiration plus une expiration constituent un mouvement respiratoire.

Quand les enfants disent « Ils respirent plus », cela signifie que le nombre de mouvements respiratoires c'est

à dire d'inspirations ou d'expirations, pendant un temps donné, est plus grand.

Le nombre de mouvements respiratoires pendant un temps donné se définit comme le rythme respiratoire.

2ème

phase (mesure du rythme respiratoire) :

Mise en situation :

a - Consigne : Compte tes mouvements respiratoires pendant une minute.

b - Les enfants comptent. Certains vont prendre leurs pouls !

Mise en commun :

Inscrire au tableau et comparer les résultats des enfants.


2 min

5 min

10 min

Individuel

Collectif

Individuel

Pourquoi existe-t-il de telles différences ?

- Insister sur le fait qu'il ne faut pas confondre le rythme respiratoire et le rythme cardiaque.

- D'autres vont additionner le nombre d'inspirations et d'expirations...!

Dégager les différentes façons de mesurer le rythme respiratoire :

- On peut ressentir facilement le nombre d'expirations : en plaçant le doigt sous le nez, on sent le souffle

chaud et humide expulsé à chaque expiration. Il suffit alors de compter le nombre d'expirations effectuées.

- On peut aussi mettre la main sur le thorax qui va se soulever et se rabaisser à chaque mouvement

respiratoire.

3ème

phase (Nouvelle mesure du rythme respiratoire avec méthode imposée) :

Mise en situation :

a - Consigne : En mettant le doigt sous le nez, mesure ton nouveau rythme respiratoire en comptant le

nombre d'expirations durant 30 secondes (il y a une horloge dans la classe avec une trotteuse). L'enseignant

peut donner le top du début et celui de la fin.

b - Les enfants comptent.

Mise en commun :

Ecrire ensuite les résultats de chaque enfant au tableau (exprimer les résultats par minute) et les comparer.

Les résultats varient, par exemple, de 10 à 40 mouvements par minute. On ne peut accepter ces résultats

trop éloignés du rythme moyen (16 mouvements par minute). Pourquoi existe-t-il de telles différences ?

Rechercher les causes d'erreur :

Certains enfants ont encore ajouté le nombre d'inspirations et d'expirations.

Il se peut aussi que le simple fait de compter modifie, sans qu'on le veuille, notre rythme respiratoire.

Remarque : La notion de rythme respiratoire est difficile à assimiler.

Prolongements :

L’activité de la 3ème

phase peut être mise en œuvre après activité physique ce qui permettra de comparer les

rythmes respiratoires au repos et après effort.

Trace écrite possible :

Un mouvement respiratoire comprend deux phases, une inspiration et une expiration.

Le rythme respiratoire est le nombre de mouvements respiratoires pendant un temps donné par

exemple durant une minute.

Je mesure mon rythme respiratoire de la façon suivante ........ (plusieurs situations possibles).

J'ai trouvé un rythme respiratoire de ........ mouvements respiratoires par minute.

Le rythme respiratoire varie; il est différent d'un enfant à l'autre. Il augmente pendant et après un effort

physique.

Il est plus rapide chez les bébés et chez les très jeunes enfants. Il est plus lent chez les adultes.





Connaissances : - Notions d'air, de gaz.

- Notions d'inspiration forcée et d'expiration forcée.

- Notions de capacité ou de volume associées à des gaz ou à des liquides.

- Associer une unité aux volumes (litre).

- Correspondance entre volume et masse pour l'eau (à un volume de 1 litre correspond une masse de 1 kg).

Capacités : - Réfléchir et travailler en groupe.

- Savoir présenter les idées du groupe et écouter.

- Etre inventif et imaginer des expériences pour répondre à une question précise.

- Savoir réaliser une expérimentation.

- Savoir mesurer un volume et étalonner un récipient.

- Savoir établir un compte-rendu d'expérience, avec les différentes étapes, schémas, légendes et commentaires.

- Savoir appliquer l'opération "multiplication" dans une situation concrète (relativement complexe).


Séance n°2 : Mesure de la capacité respiratoire Niveau : Cycle 3

Matériel : - collectif : un seau

- de groupe : grandes feuilles, feutres aimants, baguette de bambou, ficelle et élastiques, 5 ballons de baudruche, 5 grands sacs en plastique (congélation), feutre, bouteilles

d’eau en plastique (1,5 l et 0,5 l), verre doseur ou éprouvette graduée, bidon plastique translucide (5 l) avec bouchon à vis, une grande bassine, tuyaux

de caoutchouc souple, mètre de couturière

Durée Organisation

matérielle

Rôle du maître

Déroulement Remarques

10 min

5 min

Collectif

Groupes

Collectif

1ère

phase :

Entretien :

A partir de la séance précédente, demander aux élèves « Comment mesurer la quantité d'air qui entre et

qui sort des poumons ? »

Mise en situation :

a - Consigne : Par groupe, noter sur une grande feuille vos propositions pour répondre à la question : faire des

dessins et proposer une technique de mesure que vous allez ensuite mettre en œuvre.

b - Mise en commun :

Accrocher les feuilles des différents groupes au tableau à l'aide des aimants.


5 min

5 min

5 min

5 min

5 min

Groupes

Collectif

Groupes

Collectif

Collectif

Demander à un enfant de chaque groupe d'expliquer les différentes expériences qu'ils envisagent de faire.

Reformuler les expériences si besoin est, et dresser une liste des propositions au tableau :

- « Mesurer » avec un mètre de couturière le tour de la cage thoracique à la fin de l'expiration et à la

fin de l'inspiration. Comparer les différentes longueurs.

- Souffler dans un ballon, puis « mesurer » le ballon.

- Souffler dans un sac plastique et le « mesurer ».

- Souffler dans une bouteille remplie d'eau. Les bulles qui s'échappent, chassent l'eau.

- etc...

2ème

phase :

Expérimentation :

a. Consigne : Demander aux enfants de se remettre en groupe et de faire la mesure telle qu’ils l’ont

prévue.

b. Chaque groupe réalise la mesure de son choix et note les résultats obtenus en formulant une phrase

courte.

Mise en commun et discussion des résultats obtenus :

Exemples de propositions :

- - La longueur du tour de la cage thoracique augmente quand on inspire. Elle passe de ... cm à ... cm.

- - Le ballon de baudruche ou le sac plastique se gonfle quand on souffle dedans (c'est à dire quand on

expire).

3ème

phase (Comment mesurer le volume d'air du sac ou des poumons ?) :

Mise en situation :

a- Consigne : Voici le matériel à votre disposition : un seau transparent, un marqueur, un verre doseur, un

ballon gonflé (fermé). Comment feriez-vous pour mesurer le volume d'air contenu dans le sac plastique ou le

ballon ?

b- Chaque groupe propose une expérience et la représente sur une grande feuille.

Mise en commun :

On peut retenir l'idée de mesurer le volume du sac en plastique gonflé en l'immergeant dans un seau contenant

de l'eau.

Ce travail peut être fait de façon collective. Quelques élèves manipulent sous le regard avisé des autres élèves

qui guident et observent.

Expérimentation : (voir schéma document 1)

- Remplir le seau d'eau à mi-hauteur et mettre une marque à l'extérieur marquant le niveau.

- Bien aplatir le ballon avant de souffler. Souffler une seule fois à l'intérieur du ballon, c'est à dire une

seule expiration, et bien le refermer à l'aide d'un élastique (ou d'une ficelle).

- Immerger complètement le ballon gonflé dans le seau d'eau et tracer le nouveau niveau de l'eau.

On ne peut savoir à l'avance ce que les

enfants vont proposer mais on peut parier

sur certaines propositions.

Précautions avant de souffler :

- Etaler les sacs en plastique bien à plat

pour les vider de leur air.

- Assouplir le ballon de baudruche en les

gonflant préalablement.

- Il ne faut souffler qu'une seule fois dans

le sac plastique ou le ballon de baudruche.

- Avertissement : En aucun cas, les

enfants ne doivent mettre la tête dans le

sac !!!

Les sacs en plastique sont un peu plus

gonflés que les ballons. Pourquoi ?

Le caoutchouc du ballon appuie sur l'air

qui est plus tassé donc le volume d'air

(introduction de la notion de volume)


5 min

20 min

à

30 min

Collectif

Groupes

- Retirer le ballon. Verser de l'eau pour atteindre la nouvelle marque à l'aide d'un verre doseur ou d'une

éprouvette graduée.

Résultats :

Nous avons rajouté ... litres d'eau pour passer de la première marque à la deuxième marque. Cette expiration

correspond donc à un volume d'air sortant des poumons de ... litres.

Poursuite de la séance à un moment ultérieur

La suite de la séance est en fait une confrontation des différentes solutions trouvées par les enfants. On

aboutira comme précédemment à une suite de manipulations.

Expérimentation : (voir schéma document 2)

- Etalonner le bidon à l'aide d'un verre doseur ou d'une bouteille de 0,5 l ou d'une balance avec des

graduations tous les 0,5 l (500 g d'eau = 0,5 l d'eau).

- Ces graduations sont à inscrire sur la paroi du bidon au marqueur indélébile.

- Remplir complètement le bidon d'eau et le boucher.

- Verser de l'eau dans le fond de la cuvette jusqu'à une certaine hauteur. Retourner le bidon plein d'eau

dans la cuvette et ôter le bouchon. Rentrer le tuyau dans le bidon.

- Souffler dans le tuyau en une seule expiration. On lit alors directement la mesure d'air expiré sur le

bidon.

On demande à plusieurs élèves de faire une « inspiration forcée » en levant les bras, puis de souffler l'air

contenu dans ses poumons en effectuant une expiration forcée en baissant les bras.

On obtient alors des valeurs allant jusqu’à 4 litres. Ces valeurs sont proches des capacités (volume)

pulmonaires trouvées dans le livre des Sciences.

On peut aussi de nouveau mesurer l'air d'une expiration normale en soufflant 6 fois de suite par exemple (faire

la moyenne). On trouvera alors une valeur moyenne de 0,5 l par expiration.

Chacune des deux mesures pourra faire l'objet d'un compte-rendu sous forme de schémas successifs

accompagnés d'un texte explicatif (cf. les schémas des expériences).

contenu dans le ballon est plus petit.

Les mesures obtenues restent

approximatives.

Document 1


jour 2014

seau d’eau

1ère marque

ballon gonflé

2ème marque

Avec un doseur, remplir le

seau jusqu’à la 2ème marque et

noter la quantité ajoutée.

Plonger le ballon dans le seau.

1

2

3

Document 2


jour 2014

bouchon

bassine d’eau tuyau en caoutchouc

air expiré

on souffle

1 2

3 4

bouteille 0,5 l

4 l

3 l

2 l

1 l

graduations

bidon

eau





Connaissances : - Première approche de l'appareil respiratoire

Capacités : - Clarifier sa pensée et mettre ses idées en ordre. - Faire un schéma et mettre la légende adéquate.

- Travailler en groupe. - Participer à une mise en commun collective.


Séance n°3 : Les représentations des enfants : Où va l’air qu’on respire ? Niveau : Cycle 3

Matériel :

- de groupe : grande feuille avec silhouette de personne (1 par groupe de 3 ou 4), système d'accrochage des feuilles au tableau (aimants)

- individuel : une silhouette de personne format A4



5 min

5 à 10

min

5 à 10

min

20 min

Collectif

Individuel

Groupes

Collectif

Introduction :

Rappeler brièvement ce que l'on a fait à la séquence précédente (notion d'inspiration, d'expiration, de

mouvement respiratoire et de rythme respiratoire).

Mise en situation :

a - Consigne : Représente le trajet de l'air sur la silhouette (représentée sur le document 3 format A4 qu'on

leur distribue) et explique ce qu’il devient. Ecris tes questions et légende ton schéma.

b - Les enfants effectuent le travail demandé.

Nouvelle mise en situation :

a - Consigne : Par groupe, sur une même silhouette plus grande ( document 3 format A3), en vous appuyant

sur les productions de chacun, en les comparant et en les discutant, représentez de nouveau le trajet de l'air

et notez vos questions. Les feuilles seront affichées au tableau : ce qui est écrit doit être visible de loin.

b - Les enfants effectuent le travail demandé

Mise en commun :

Un enfant de chaque groupe vient accrocher au tableau le travail du groupe. Comparer les différentes représentations.


Il en ressort des affirmations et des questions :

- L'air peut rentrer et sortir par le nez et la bouche.

- La bouche est reliée aux poumons par l'intermédiaire d'un gros tuyau : la trachée.

- Il y a deux poumons.

- A quoi ressemble un poumon ?

- Combien y a-t-il d'air dans les poumons ? Est-ce toujours la même quantité ?

- Pourquoi mon ventre se gonfle-t-il quand je respire ?

- Comment l'air entre-t-il et sort-il des poumons ?

- Qu'y a-t-il dans l'air ?

- Pourquoi l'air que l'on rejette est plus chaud ?

- L'air que l'on respire est-il respiré par les autres ?

- L'air qui entre est-il le même que l'air qui sort ?

- L'air reste-t-il uniquement dans les poumons ?

- Après les poumons, l'air va-t-il dans le corps ?

- L'air va-t-il dans le cœur ?

- Comment l'air circule-t-il dans le corps ?

- Est ce que c'est l'air qui pousse le sang ?

- A quoi sert l'air ?

- Est-ce que l'air c'est comme l'essence dans les voitures ?

Comment pourrait-on faire pour répondre à la question « A quoi ressemble un poumon ? »

L'enseignant précise aux enfants que l'on

conserve toutes les questions et on

essayera de trouver des réponses dans les

prochaines séances.

Si la proposition de la dissection n’émerge

pas, demander aux enfants comment ont

pu faire les premiers médecins pour

savoir comment était fait l’intérieur d’un

corps. Demander aux élèves des

radiographies des pommons.

Document 3


jour 2014

Sur la silhouette suivante imagine où va l’air que l’on aspire et que devient-il ?





Connaissances : - Anatomie de l’appareil respiratoire : poumons, diaphragme et cage thoracique

Capacités : - Savoir légender un schéma


Séance n°4 : A quoi ressemble un poumon ? Dissection. Niveau : Cycle 3

Matériel :

- collectif ou de groupe : 1 ou plusieurs poumons d'animaux. On peut commander au boucher les poumons d'un animal assez gros mais pas trop (agneau...) en lui

demandant de ne pas abîmer la trachée et en laissant s'il le peut le cœur. On peut aussi choisir le lapin (conseillé) ; achetez seulement la partie avant avec tête et cage

thoracique à l'intérieur de laquelle se situe le poumon. On peut envisager d'en acheter plusieurs 3 par exemple, pour faciliter l'observation et une participation plus active des

enfants. A l'issue de ce travail, les lapins pourront être cuisinés sans aucun danger.

Matériel pour souffler dans la trachée : des pailles pour le(s) lapin(s) / des tuyaux souples de 1 à 2 cm de diamètre et de 50 cm de longueur environ pour les animaux plus

gros.

Un petit matériel de dissection : ciseaux bien aiguisés.

- individuel : fiche annexe photocopiée sur l’anatomie des poumons



5 min

15 à 20

min

Collectif

Collectif

ou

Groupes

Introduction :

L’enseignant reprend les questions formulées dans la séance précédente notamment

- A quoi selon vous ressemble un poumon ?

- L’air va-t-il que dans les poumons ?

- Avez-vous trouvé des photos ou des radiographies et les avez-vous amenées ?

Dire aux enfants que vous avez une surprise pour eux.

Sortir votre poumon : émotions garanties.

Observation avec la dissection :

Première observation : Dissection à partir de la cage thoracique (ouvrir la cage thoracique en coupant les

côtes au niveau du sternum).

.

Cette phase s'effectuera en collectif ou en

groupes selon que l'on a un seul ou

plusieurs poumons.


Demander aux enfants ce qu'ils reconnaissent :

Proposer aux enfants de soulever le poumon. En général, ils sont surpris par sa légèreté ; c'est dû à la

présence de petits sacs remplis d'air : les alvéoles.

Souffler dans la trachée :

Introduire tuyau souple, paille dans la trachée et demander à un enfant de souffler : le poumon se gonfle

(grand moment d'émotion).

Ils reconnaissent facilement: le poumon,

la trachée, le cœur et éventuellement le

diaphragme qui est plus difficile à

observer et qui n'est pas toujours présent

(sauf sur le lapin).

Refaire l'expérience avec 3 ou 4 autres

enfants en changeant la paille pour des

raisons d'hygiène.


Découper le poumon (dans le cas d’un poumons d’agneau) :

Avec les ciseaux, entailler et couper le poumon à partir de la trachée en suivant le trajet de l’air.

Observations :

- Ils observent des tuyaux plus ou moins gros par où circule l'air : les bronchioles.

- Ils observent aussi beaucoup d'autres tuyaux d'où sort du sang : ce sont les vaisseaux sanguins.

Que se passe-t-il quand on souffle dans les bronchioles (plus facile avec des poumons des animaux assez

gros) ?

Introduire une paille dans une bronchiole, souffler. Le poumon ne se gonfle plus entièrement. Seulement

une partie de celui-ci se gonfle.

Découper un morceau de poumon et le presser sous l’eau. Des petites bulles d’air s’échappent !

Quand on souffle dans la trachée, le

poumon de l'animal se gonfle, c'est

comme s'il effectuait une inspiration.

Faire remarquer aux élèves que l’air ne va

que dans les poumons, pas dans le cœur.

Refaire l'observation avec 3 ou 4 autres

enfants en changeant la paille à chaque

fois.


5 min

10 min

Collectif

ou

Groupes

Collectif

Observation et commentaires des documents apportés par les enfants (radiographies, documents

papier) :

On peut situer la cage thoracique, le cœur, les poumons, la trachée, les bronches ...


L'air entre par le nez et par la bouche, passe par la trachée, puis les bronches, les bronchioles et va jusqu'aux

alvéoles qui sont de minuscules sacs d'air.

Faire compléter la fiche photocopiée sur le schéma des poumons. (annexe)

Document 4


jour 2014

Le système respiratoire

Complète le schéma avec :

pharynx – bouche – poumon droit – poumon gauche – nez – larynx – diaphragme – bronches – alvéoles pulmonaires – trachée





Connaissances : - Consolider les notions d'inspiration et d'expiration - L'inspiration est active, l'expiration est passive

- Rôle du diaphragme dans la respiration - Approche des notions de volume et de pression

Capacités : - Savoir réfléchir sur le fonctionnement un modèle - Savoir réaliser de façon pratique un modèle Titre de la séquence : La respiration

Séance n°5 : Comment l’air entre-t-il et sort-il ? Niveau : Cycle 3

Matériel :

- groupe : une bouteille plastique 1,5 à 2 l pour la cage thoracique, 2 petits ballons de baudruche, un raccord Y d’arrosage, un morceau de tuyau d’arrosage de même

diamètre que le Y, un grand ballon de baudruche ou un bonnet de bain, du scotch, des élastiques, de la pâte à modeler, fiche élève photocopiée (annexe)



5 min

5 min

10 min

Collectif

Collectif

Groupes (binômes)

Entretien collectif : Comment l’air entre-t-il et sort-il ?

Rappeler les notions d'inspiration et d'expiration.

Refaire une inspiration et une expiration. Qu'est-ce qui est fatiguant ? C'est l'inspiration.

Comment avait-on fait pour gonfler le poumon de l'animal (voir la séance 3) ? On a soufflé dedans, c'est-à-

dire dans la trachée.

Si « il faut souffler dedans », lorsque l'on veut faire entrer de l'air dans NOS poumons, est-ce que quelqu'un

souffle dans notre bouche ?

Observation :

L'enseignant réalise devant les enfants le montage décrit en annexe document 5.

Modélisation :

Distribution du matériel aux enfants qui doivent réaliser la même maquette.

consigne : Ecrivez et répondez aux questions suivantes :

- A quoi correspondent dans notre corps les différentes parties du modèle ?

- Que faut-il faire pour que l'air entre et sorte de la bouteille ? Expliquer ce qu'il se passe ?

Il est probable que les enfants ne se posent

pas eux-mêmes la question : Comment

l'air entre-t-il et sort-il ? Pour eux, « ils

respirent », l'air entre et sort des poumons,

c'est comme ça !


5 min

15 min

15 min

Collectif

Individuel

Collectif

Mise en commun :

Réponses à la 1ère question :

- « Les ballons, ce sont les poumons »

- « La partie dure, en plastique transparent (ou la bouteille), c'est la cage thoracique »

- « Le trou en haut, c'est les voies respiratoires : la bouche et la trachée »

- « La membrane du dessous » ? Cette dernière est plus énigmatique. Ils peuvent avoir trouvé dans

le livre de Sciences. Eventuellement, on leur explique ce que cela représente: un muscle plat, situé

sous le poumon, reliant les deux parties de la cage thoracique : le diaphragme.

- « On peut aussi appuyer sur la bouteille pour faire comme la cage thoracique qui se serre (se

contracte). »

Réponses à la 2ième question :

Il faut s'appuyer sur les formulations des enfants. Ils diront sans doute :

- « Quand on abaisse la membrane (bonnet de bain ou gros ballon), il y a plus de place et l'air

entre. »

- « Quand on soulève la membrane, il y a moins de place et l'air sort. »

Ils peuvent aller plus loin dans leurs explications :

- « Quand on soulève la membrane, il y a moins de place, l'air dans la bouteille est plus tassé,

appuyant ainsi sur les ballons qui se vident de leur air à l'extérieur du récipient. »

- « Quand on abaisse la membrane, il y a plus de place. L'air dans le récipient est moins tassé

permettant ainsi à l'air de rentrer dans les ballons. »


Le diaphragme est un muscle plat attaché à la base de la cage thoracique.

Lorsque le diaphragme est au repos, il est bombé vers le haut. Lorsque le diaphragme se contracte (ce qui

demande un effort), il s'abaisse. Le volume de la cage thoracique augmente et le poumon se remplit d'air :

c'est l'inspiration.

Lorsque le diaphragme se relâche, il reprend sa position bombée, (ce qui ne demande pas d'effort). Le

volume de la cage thoracique diminue et l'air sort du poumon : c'est l'expiration.

L'inspiration est active alors que l'expiration est passive.

Fiche élève donnée en annexe (document 6) à compléter.

Document 5


étanchéité avec scotch et pâte à modeler

raccord d’arrosage

en Y

petits ballons de baudruche

bouteille en plastique dont on a coupé le fond

on tire

les 2 petits ballons se gonflent

tuyau d’arrosage

morceau de grand ballon de baudruche ou bonnet de bain fixé avec un élastique

Document 6


jour 2014

Comment l'air entre-t-il et sort-il des poumons ?

1) Les silhouettes représentent-elles une personne de face ou de profil ?

……………………………………………………………………………………………………

2) Colorie : en bleu l'intérieur des poumons et les voies respiratoires, en

rouge le diaphragme.

3) Légende le schéma.

4) Quel schéma montre une inspiration ? ……………………………………………..

Quel schéma montre une expiration ? ………………………………………………

5) Mets des flèches pour montrer le sens de la circulation de l'air.

6) Complète en choisissant parmi les mots suivants: inspiration, mouvement

respiratoire, bronche, expiration, muscle.

Schéma n°1 : Le diaphragme s'aplatit (vers le bas), c'est un moment d'

……………………………………

Schéma n°2 : Le diaphragme se bombe vers le haut, c'est un moment d'

……………………………………

Le diaphragme est un ……………………………… plat en forme de cercle.

Schéma 1 Schéma 2





Connaissances : - Consolidation de la notion de gaz - Pré requis : Composition de l'air

- L’Air inspiré riche en oxygène est différent de l’air expiré riche en CO2 - Familiarisation avec les pourcentages

Capacités : - Savoir concevoir et réaliser une expérience pour répondre à une question Titre de la séquence : La respiration

Séance n°6 : Les échanges gazeux (ou pourquoi respirons-nous ?) Niveau : Cycle 3

Matériel : - groupe : eau de chaux, pailles, petits pots de bébés vides, poire de prélèvement ou seringue - individuel : tableaux d’analyse de l’air et des gaz dans le sang



5 min

10 min

Collectif

Groupes

Observation :

Le maître souffle à travers une paille dans de l’eau de chaux. Au bout de quelques secondes le liquide se

trouble.

« Quelle est selon vous la cause du changement d’aspect du liquide ? »

Hypothèses fréquemment émises par les enfants :

- l’agitation

- les bulles

- la chaleur

- l’air

- la salive

Les enfants vont tester leurs hypothèses.

Expérimentation :

- on agite l’eau de chaux avec une cuillère ou une paille

- on fait des bulles avec une paille et une poire de prélèvement

- on chauffe l’eau de chaux avec les mains ou dans un bain marie à 37° C

- on met de la salive dans l’eau de chaux

Dire aux enfants que l’eau de chaux est un

liquide spécial mais sans donner sa

spécificité.


5 min

10 min

10 min

Collectif

Collectif

Collectif

Mise en commun :

Aucune expérience n’a troublé l’eau de chaux.

Conclusion : L’air expiré contient quelque chose qui trouble l’eau de chaux et qui n’est pas contenu dans

l’air ambiant.

Lecture et analyse de documents :

Distribution du document et analyse du premier tableau sur la composition de l’air inspiré et expiré.

« Où est passé l’oxygène manquant ? » dans le corps

« D’où vient le dioxyde de carbone ? » du corps

« Avez-vous maintenant une idée sur ce qui a pu troubler l’eau de chaux ? » le dioxyde de carbone

Analyse du deuxième tableau


L'air inspiré (c'est à dire l'air ambiant) contient de l'oxygène qui va passer dans le sang au niveau de

l’alvéole pulmonaire. Il ne contient pas ou très peu de dioxyde de carbone.

Le corps se sert de l’oxygène pour produire de l’énergie et se débarrasse du dioxyde de carbone. L'air

expiré est donc plus riche en dioxyde de carbone que l’air inspiré.

Pour aller plus loin, on peut demander à

quoi servent l’oxygène et le dioxyde de

carbone

dans l’organisme.

l’oxygène sert pour produire l’énergie

dans les organes grâce à une réaction

chimique

le dioxyde de carbone est un déchet de

cette réaction chimique

Document 7


jour 2014

Analyse de l’air

Eléments

Air inspiré

Air Expiré

Oxygène

21

16

Dioxyde carbone

0,03

5

Azote

79

79

Valeurs exprimées en ml pour 100 ml d’air.

Analyse des gaz dans le sang

Eléments

Sang à l’arrivée dans les poumons

Sang à la sortie des poumons

Oxygène

14

20

Dioxyde carbone

60

50

Azote

2

2

Valeurs exprimées en ml de gaz dans 100 ml de sang.


jour 2014

Le trajet de l’air

Quand tu inspires, l’air pénètre par le nez ou la bouche ; il traverse le pharynx, endroit de la gorge

où passent à la fois les aliments avalés et l’air inspiré. Il s’engage dans la trachée artère, tube

souple et rigide. L’air parvient aux deux bronches principales qui se ramifient et le conduisent dans

un réseau de bronches de plus en plus petites appelées bronchioles. Les bronchioles se terminent

par des petits sacs microscopiques : les alvéoles pulmonaires.

On évalue à 700 millions le nombre d’alvéoles pour les deux poumons.

Quand tu expires, l’air ressort par le nez ou la bouche en suivant le chemin inverse depuis les

alvéoles pulmonaires.

Les poumons sont des organes mous, spongieux, élastiques et légers. Le poumon droit comprend

trois lobes et le gauche uniquement deux. Une enveloppe transparente et double entoure les

poumons. Elle s’appelle la plèvre.

Le cœur est situé entre les deux poumons. L’ensemble cœur-poumons est protégé par la cage

thoracique. La cage thoracique est limitée dans le dos et les côtés par la colonne vertébrale et les

côtes, en avant par le sternum et à la base par un muscle : le diaphragme.

Comprendre le trajet de l’air dans l’appareil respiratoire

Document A

Schéma B1


jour 2014

Questions

1) Lis le texte A et souligne les mots de vocabulaire concernant l’appareil respiratoire.

2) Observe le schéma B1 et aide-toi du texte A et des mots que tu as soulignés pour mettre les

légendes.

3) Relis le texte A et souligne en rouge les passages qui te permettent de savoir quel trajet suit l’air

dans l’appareil respiratoire.

4) Indique maintenant sur le schéma B2 ci-dessous le trajet suivi par l’air.

Schéma B2

5) Qu’as-tu appris sur la ventilation respiratoire à l’issue de ce travail ?

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

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

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

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

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

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


jour 2014

Tableau A

Composition de l’air pour 100 litres

Constituants de l’air Air inspiré (en litres) Air expiré (en litres)

Oxygène 21 16,5

Dioxyde de carbone 0 4,5

Azote 79 79

Tableau B

Teneur en gaz dissous (pour 100 ml de sang)

Sang arrivant dans les poumons Sang sortant des poumons

Oxygène 12 ml 20 ml

Dioxyde de carbone 48 ml 40 ml

Azote 1 ml 1 ml

Observer et comprendre les échanges gazeux

Document

1) Quels sont les trois constituants de l’air ?

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

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

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

2) L’air de la pièce est-il l’air inspiré ou l’air expiré ?

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

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

3) Quel air contient le plus d’oxygène ? ……………………………………………………………

4) Quel air contient le plus de dioxyde de carbone ? ……………………………………………..

5) Que remarques-tu pour l’azote ?

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

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

Document

6) Quels sont les trois gaz que l’on retrouve dissous dans le sang ?

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

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

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

7) Quel sang contient le plus d’oxygène ? ……………………………………………………………


jour 2014

8) Quel sang contient le plus de dioxyde de carbone ? ……………………………………………..

9) Que remarques-tu pour l’azote ?

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

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

Questions

1) Où sont situés les alvéoles pulmonaires? Tu peux rechercher dans ton cahier d’expériences.

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

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

Document

2) Colorie en rouge le sang enrichi en oxygène et en bleu celui qui est pauvre en oxygène.

3) Fais un schéma montrant les différents échanges qui ont lieu entre l’air et le sang au niveau des

alvéoles pulmonaires. Utilise les informations de cette fiche.


jour 2014

PALIER 2 SCIENCES

Maitriser des connaissances dans divers domaines scientifiques et les mobiliser dans des

contextes scientifiques différents et dans des activités de la vie courante

ITEM Le fonctionnement du corps humain et de la santé Première approche des fonctions de nutrition : digestion, respiration et circulation sanguine

INDICATIONS POUR L’EVALUATION : L’élève est capable de mesurer le rythme cardiaque et respiratoire et les mettre en lien avec l’activité physique.

Il comprend le rôle de la respiration. Il comprend le rôle de la circulation sanguine. Il met en relation la

respiration et la circulation

Séance 7 : Scénario d’évaluation sur la respiration

Exercice 1

Donner le schéma avec des légendes modifiées (sans les noms des organes)

La maquette ci-dessus permet de comprendre les mouvements d’entrée et de sortie de l’air des

poumons.

1- A quel organe du corps humain correspond :

le tuyau d’arrosage : ……………………………

la bouteille en plastique : …………………………..

les petits ballons de baudruche : ……………………

morceau de grand ballon en bas de la bouteille : ……………………….

2- Comment fait-on fonctionner la maquette pour faire entrer de l’air dans les petits

ballons ?

……………………………………………………………………………………………

……………………………………………………………………………………………

3- Donne une ressemblance entre la façon dont la maquette fonctionne et la façon dont tu

respires. (argumenter)

………………………………………………………………………………………..

4- Donne une différence entre la maquette et ton système respiratoire (argumenter)

…………………………………………………………………………………………


jour 2014

Exercice 2

Voici un tableau du rythme respiratoire d’un élève :

Moments de la

journée

Assis dans la

classe

Joue dans la

cour de

récréation

Juste après la

récréation,

retour dans la

classe

Pendant le cours

de math

Rythme

respiratoire

15 25 19 16

1- A quel moment de la journée le rythme respiratoire est-il le plus élevé ?

(exprimer les résultats d’une mesure)

……………………………………………………

2- A quel moment de la journée fais-tu un effort physique ?


……………………………………………………………….

3- Fabrique une phrase qui explique la relation entre l’effort physique et le rythme

respiratoire.

(exploiter les résultats d’une mesure)

………………………………………………………………………………..


jour 2014

Exercice 3

Eléments

En ml pour 100ml d’air

Air inspiré

Air Expiré

Oxygène

21

16

Dioxyde de

carbone

0

5

Azote

79

79

1- En utilisant le tableau, donne la quantité de dioxyde de carbone que contient l’air que

nous expirons.


…………………………………………….

2- On veut comparer la quantité d’oxygène de l’air qui entre dans notre corps avec la

quantité d’oxygène de l’air qui sort de notre corps. Dans le tableau, quels sont les deux

nombres à utiliser ?


…………………………………………………………………………..

3- Ecrit en deux phrases ce qui est différent entre l’air inspiré et l’air expiré :


………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………….

Le même type d’exercice peut être proposé avec le tableau qui présente les teneurs

comparées en gaz dans le sang avant et après passage au niveau des poumons.



Le fonctionnement du corps humain et de la

santé


Fonction de Digestion

Séance 1 : Les représentations des enfants : où vont les aliments que nous

avalons, que deviennent-t-ils ?

Séance 2 : A quoi ressemble l’appareil digestif (dissection d’un lapin)

Séance 3 : L’appareil digestif de l’homme est-il le même que celui du lapin ?

Séance 4 : Comment se passe la digestion ?

Séance 5 : Comment se passe la digestion 2 ?

Séance 6 : Absorption intestinale

Séance 7 : Synthèse sur la digestion

Séance 8 : Scénario d’évaluation Digestion




Référence aux programmes d’enseignement : le fonctionnement du corps humain et la santé / Première approche de la fonction de digestion

Connaissances :

Capacités : - Exprimer ses idées - Argumenter - Accepter des opinions contradictoires

Titre de la séquence : La digestion

Séance n°1 : Les représentations des enfants : Où vont les aliments que

nous avalons ? Que deviennent-ils ?

Niveau : Cycle 3

Matériel :

- de groupe : feuille de format A3 avec silhouette de personne (1 par groupe de 3 ou 4), système d’accrochage des feuilles au tableau (aimants)

- individuel : une silhouette de personne format A4 – Document 1



5 min

5 à 10

min

5 à 10

min

Collectif

Individuel

Groupes

Situation de départ :

On pourra comme point de départ privilégier ici un événement vécu comme par exemple :

- une chute de dent de lait

- un embarras gastrique

- un mal au ventre

- « il faut bien manger pour grandir »

- …

Ou proposer aux élèves de manger un aliment en prêtant attention aux sensations qu’ils ressentent

(pomme, verre d’eau…)

On peut alors procéder à un petit entretien avec les enfants afin que chacun exprime rapidement ses

représentations de l’appareil digestif.

Mise en situation : recueil individuel des représentations initiales

a - Consigne : Dessine le trajet des aliments sur la silhouette (voir la fiche annexe document 1 format A4

qu’on leur distribue) et explique ce qu’ils deviennent. Ecris les mots que tu connais.

Nouvelle mise en situation :

b - Consigne : Par groupe, sur une même silhouette plus grande (format A3), en vous appuyant sur les

productions de chacun, en les comparant et en les discutant, représentez de nouveau le trajet des aliments

dans le corps et notez vos questions.

Il est à noter que le thème de l’hygiène

dentaire pourrait avoir été traité

précédemment.

Cette étape pourra être suivie d’une

confrontation par petit groupe avant la

confrontation collective.

Les feuilles seront affichées au tableau :

ce qui est écrit doit être visible de loin.


20 min

Collectif

Mise en commun collective :

Afficher les productions.

Par comparaison, l’enseignant fera émerger des affirmations et des questions :

- La bouche est reliée à l’estomac par l'intermédiaire d'un gros tuyau.

- A quoi ressemble un estomac ?

- Quelle est la taille de l’estomac ?

- Combien de temps les aliments y restent-ils ?

- A quoi sert-il ?

- Les aliments vont-ils dans le cœur ? Dans les poumons ?

- Des idées de longs « tuyaux » apparaissent après l’estomac.

- Combien mesurent ces « tuyaux » ?

- Que se passe-t-il dans ces « tuyaux » ?

- Les aliments vont-ils dans les muscles ?

- Des idées de formation d’excréments apparaissent.

- Comment se forment ces excréments ?

- Parfois émerge l’idée que les aliments vont dans le sang.

- …

Problématisation : comment pourrait-on faire pour répondre à la question « Où vont les aliments dans le

corps ? » ?

Pistes à envisager :

- dissection à faire ou à montrer

- endoscopie

- recherches documentaires

- …

Il s’agit ici de comparer les conceptions

sans les corriger, les évaluer ou les

hiérarchiser. Chaque conception est une

hypothèse à tester !

L’enseignant précise aux enfants que l’on

conserve toutes les questions et on

essayera de trouver des réponses dans les

prochaines séances.

Document 1


jour 2014

Sur la silhouette suivante imagine où va l’air que l’on aspire et que devient-il ?





Connaissances : - Il existe un tube continu de la bouche à l’anus

- vocabulaire : tube digestif, appareil digestif, bouche œsophage, estomac, intestin grêle, gros intestin anus

Capacités : - Prendre conscience de la réalité des organes - Savoir légender un schéma


Séance n°2 : A quoi ressemble l’appareil digestif ? Dissection d’un lapin. Niveau : Cycle 3

Matériel :

- collectif : un lapin dépouillé mais non vidé, cuvettes plastique de grande contenance avec un fond en bois ou grande planche, ciseaux fins, pinces fines, papier absorbant,

mètre à ruban, épingles

- individuel : fiche annexe photocopiée sur l’anatomie du tube digestif – Document 2



30 min

environ

Collectif

et

Individuel

Dissection :

Durant votre dissection, comme les enfants seront (serrés) autour de la table, ils ne pourront

prendre des notes sur leur cahier d’expériences ou dessiner le tube digestif observé. On peut alors

prévoir un ou 2 enfants préposés à écrire des notes sur le tableau ou à dessiner les organes de

l’appareil digestif observés.

L’idéal serait qu’une tierce personne puisse filmer ou photographier la dissection afin qu’en cas de

« contestations » plus tard, il soit possible de vérifier certains propos.

Au préalable vous aurez, dans la cuvette de dissection ou sur une large planche, bien fixé les

pattes du lapin.

Découper ensuite la peau du ventre en partant de la queue et en allant jusqu’au sommet du cou. Si

possible, épingler la peau pour ne pas qu’elle vous gêne.

Ouvrir le ventre de l’animal délicatement. On pourra tout d’abord laisser découvrir aux enfants les

principaux organes (pas forcément de la digestion). Il est à noter que lors de cette séance, il peut

être intéressant d’observer l’appareil respiratoire.

En partant de la bouche, observer et citer les différents organes traversés lors de la digestion.

Ne pas hésiter à ouvrir les organes pour constater ce qu’ils contiennent et ainsi observer

« l’avancement de la digestion ».

Penser pendant la dissection à faire remarquer les points suivants :

- la différenciation entre œsophage et trachée

- le « lien » entre le foie et l’appareil digestif (même si le foie n’est pas traversé par les

aliments)

Cette séance effraie nombre d’enseignants. Pourtant

elle n’est pas très difficile, et au bout du compte

(passés les premiers réflexes de rejet), elle plaît

beaucoup aux enfants.

Il faut savoir aussi que cette activité était somme

toute banale il y a quelques décennies dans les

familles et l’est encore dans certains milieux ruraux.

La difficulté de cette séance résidera plus dans

l’obtention du lapin non vidé. En effet, les bouchers

se doivent de les vendre vidés. Mais peut-être que si

vous le connaissez et lui expliquez le but de votre

démarche, il acceptera de faire une exception. Vous

pouvez également prospecter auprès des parents,

parfois à la campagne certains élèvent quelques

lapins. Sinon recherchez s’il n’y a pas d’élevages près

de chez vous.

A défaut la photo du document 2 ou une vidéo de

dissection par exemple celle de la souris :

https://www.youtube.com/watch?v=KMa0mOWd_E0

https://www.youtube.com/watch?v=KMa0mOWd_E0


20 min

Individuel

- la très grande vascularisation au niveau de l’intestin grêle

- la grandeur du cæcum chez le lapin

En fin de dissection, on pourra faire mesurer par quelques enfants les longueurs de l’intestin grêle,

du cæcum (« appendice » pour simplifier) et du gros intestin. Plus tard, ces mesures seront

comparées (toutes proportions gardées) aux mesures de ces mêmes organes chez l’homme.

Trace écrite :

Sur leur cahier d’expériences, les enfants collent une photographie de l’animal à la fin de la

dissection (ou utiliser le doc 3) et colorient le tube digestif de la bouche à l’anus.

Les élèves pourront également noter la description du contenu des différents organes, ainsi que les

longueurs des organes mesurés.

Document 2


jour 2014

Photo et schéma

extraits de « Sciences et Technologie

CM »

Collection Tavernier. Bordas

Complète la légende avec les mots : œsophage - foie - estomac - bouche - intestin grêle - « appendice » - anus - gros intestin

L’appareil digestif du lapin

1)……………………………. 2)……………………………. 3)……………………………. 4)……………………………. 5)……………………………. 6)……………………………. 7)……………………………. 8)…………………………….





Connaissances : - Anatomie de l’appareil digestif de l’homme cf lexique séance 2

Capacités : - Etablir des liens entre les espèces de même classe (ici les mammifères) - Comparer des documents et des données

- Savoir légender un schéma


Séance n°3 : L’appareil digestif de l’homme est-il le même que celui du lapin ? Niveau : Cycle 3

Matériel :

- individuel : fiche annexe document 3 à compléter sur l’appareil digestif de l’homme



5 min

10 min

10 min

Collectif

Individuel

Collectif

Discussion préalable :

« Pensez-vous que l’appareil digestif de l’homme ressemble à l’appareil digestif du lapin que nous avons

vu ? »

Mise en situation :

Distribuer aux élèves la fiche photocopiée « l’appareil digestif de l’homme ». Document 3

Ils la complètent grâce à la fiche « l’appareil digestif du lapin » qui a été réalisée lors de la séance

précédente.

Ensuite les enfants peuvent rechercher et noter les ressemblances et les différences entre l’appareil digestif

du lapin et celui de l’homme.

Mise en commun et explications :

Les élèves devraient avoir remarqué que le cæcum (« appendice » pour simplifier) est bien plus développé

chez le lapin que chez l’homme.

Ils pourront également comparer les longueurs mesurées de différents organes du lapin avec les longueurs

(obtenues par documentation) de ces mêmes organes chez l’homme.

Voici les valeurs approximatives que vous devriez obtenir :

Intestin grêle : lapin 3 m homme 8 m

Cæcum : lapin 40 cm homme 5 cm

Gros intestin : lapin 1,20 m homme 1,5 m

Laisser émerger les différentes opinions et

noter au tableau les éventuelles

différences proposées par les enfants.


5 min

Collectif

A partir de ces valeurs, il est ensuite intéressant de poser la question :

« Un homme pèse environ l’équivalent d’une trentaine de lapins, est-ce que ses organes sont environ trente

fois plus longs ? »

Non bien sûr, sinon nous aurions par exemple un intestin grêle de 90 m.

« Alors pourquoi l’appareil digestif du lapin est proportionnellement aussi long ? »

Le lapin comme tous les herbivores doit digérer la cellulose. Cette digestion étant plus longue et plus

difficile, elle nécessite un tube digestif plus long. Alors que l’homme qui est un omnivore, ne digère pas

véritablement la cellulose et possède donc un tube digestif plus court.

Trace écrite :

On pourra insérer dans le cahier d’expériences ou cahier de sciences, les schémas des 2 appareils digestifs

(lapin et homme), et écrire ensemble quelques phrases résumant les comparaisons effectuées et les raisons

évoquées.

Les enfants peuvent émettre des

hypothèses, mais il n’est pas évident qu’ils

trouvent la solution. Vous pouvez alors la

leur apporter en disant que la raison

provient de leur différence de régime

alimentaire.

Document 3


jour 2014

L’appareil digestif





Connaissances : - La digestion est le résultat de 2 actions, mécanique et chimique.

Capacités : - Lecture et analyse de documents scientifique


Séance n°4 : Comment se passe la digestion ? Niveau : Cycle 3

Matériel :

- individuel : document 4 « recherches sur la digestion »



5 min

10 min

15 à 20

min

Collectif

Individuel

Collectif

Entretien préalable : Rappel des séances précédentes.

« Aujourd’hui nous allons essayer de comprendre ce qui se passe à l’intérieur des organes servant à la

digestion. »

Mise en situation :

Distribution des documents photocopiés (document 4).

« Voici 2 textes écrits par des chercheurs du 18ème

siècle. Lisez attentivement car c’est un peu difficile. »

Lecture du document « Recherches sur la digestion ».

Ce qu’il faut extraire des documents :

- Doc 1 : les aliments dans le tube ne subissent pas d’actions mécaniques. Ils ont donc été

transformés par une action chimique.

- Doc 2 : permet d’aborder la durée du transit et la transformation de la viande par voie chimique.

Grâce aux deux documents, on peut introduire le terme de « digestion », qui est une transformation.

Mise en commun :

Relecture des documents, pistes de discussion, d’analyse et de débat éventuel à partir d’un questionnement

oral.

1. Pourquoi les 2 chercheurs ont-ils fait ces expériences ?

2. Pourquoi dans les 2 cas, les aliments sont-ils placés dans quelque chose de solide ?

3. Que montrent ces expériences ?

4. Selon vous, le rôle de l’estomac se limite-t-il à une action « chimique » sur les aliments ?


Les réponses fréquemment constatées sont du type :

1. Pour essayer de comprendre ce qui se passe sur les aliments au cours de la digestion.

2. Pour être sûr que les aliments ne sont pas « broyés » par l’appareil digestif et découvrir si

l’estomac par exemple agit d’une autre façon que mécanique.

3. Ces expériences font apparaître que l’action de l’appareil digestif n’est pas (que) mécanique,

qu’elle est (aussi) chimique, c’est à dire qu’il y a à l’intérieur des substances (produits) qui

dissolvent (attaquent) les aliments pour les transformer en bouillie.

4. La plupart du temps quelques enfants ont déjà émis l’idée que l’estomac « broyait » les aliments.

Ceci est difficile à montrer (à moins peut-être de posséder une vidéo pédagogique sur le sujet), et

on peut dire aux enfants qu’effectivement il a un rôle mécanique et chimique.

Document 4


jour 2014

Recherches sur la digestion

Voici racontées par leurs auteurs, deux expériences sur la digestion réalisées au XVIIIème siècle.

1. Les rapaces sont des oiseaux carnivores qui rejettent par leur bec les restes des proies qu’ils n’ont pu digérer (os, plumes, poils …). Réaumur (1683 – 1757) a effectué une des premières expériences sur la digestion avec ces animaux.

« Une buse, à qui j'avais seulement arraché quelques plumes des ailes

pour la laisser vivre en liberté dans mon jardin, fut destinée à des

expériences. Je plaçai dans un gros tube de fer blanc ouvert par les deux

bouts, un morceau de viande. Le tube ainsi garni fut donné à la buse pour

son premier déjeuner. Ce ne fut que le lendemain que je trouvai le tube

qu'elle venait de rendre : il avait toute sa rondeur, on ne découvrait sur sa

surface extérieure aucune trace de frottements. Le morceau de viande

avait été réduit peut-être au quart de son premier volume ; ce qui en

restait était couvert par une espèce de bouillie, venue probablement de

celles de ces parties qui avaient été dissoutes. »

2. Spallanzani (1729 – 1799), un autre chercheur sur la digestion, procède quant à lui à des expériences sur son propre corps.

« Il s'agissait de prendre par la bouche une petite bourse de toile

contenant 52 grains* de pain mâché. Je gardai cette bourse pendant 23

heures sans éprouver aucun mal avant de la rejeter par les selles. Il n'y

avait aucune déchirure de la toile de sorte qu'il était évident qu'elle

n'avait subi aucune altération. Le succès de cette expérience

m'encouragea à en faire d'autres. J'enveloppai dans une bourse de toile

60 grains de la chair d'un pigeon cuite et mâchée. Cette bourse ne resta

que 18 heures dans mon corps, mais les chairs étaient absolument

digérées. » * 1 grain = 54 mg.





Connaissances : - La digestion est le résultat de 2 actions, mécanique et chimique.

Capacités : - Ebauche d’une digestion « in-vitro »


Séance n° 5 : Comment se passe la digestion 2 ? Niveau : Cycle 3

Matériel :

- collectif : du blanc d’œuf dur, de la pepsine ou du Coca-Cola, de l’acide chlorhydrique, un verre, éventuellement un bain-marie

- groupe : sacs en plastique, divers aliments



2 min

5 min

5 min

10 min

Collectif

Groupes

Collectif

Groupes

et collectif

Entretien préalable :

« D’après ce que nous avons fait la fois précédente, en groupe, vous allez essayer d’imaginer une ou

plusieurs expériences qui permettraient d’imiter ce qui se passe dans l’estomac quand nous venons de

manger. »

Mise en situation : Recherche des groupes sur le cahier d’expériences.

Mise en commun : Recueillir les différentes expériences proposées et les noter au tableau.

Si les enfants n’ont pas trouvé d’expériences significatives on peut leur proposer les suivantes.

Expérimentation :

Pour l’action mécanique de l’estomac :

Prendre un sac en plastique, y insérer des aliments mouillés et écraser avec la main.

Pour l’action chimique de l’estomac : (à réaliser par le maître)

Dans un verre mettre un morceau de blanc d’œuf dur, verser de l’eau, ajouter de la pepsine

(enzyme présente dans l’estomac, fournie dans la mallette ) avec une pointe de couteau et un

peu d’acide chlorhydrique (car la pepsine agit mieux en milieu acide). Mettre le tout si vous le

pouvez dans un bain-marie à 37°C environ.

Prévoir un verre témoin sans pepsine.

Attendre 1 ou 2 heures. Le morceau de blanc d’œuf dur devrait être partiellement ou

totalement dissout.

Il s’agit d’une modélisation chimique des processus à l’œuvre dans l’estomac (création d’un milieu).

Le travail de recherche étant assez

difficile, il se peut que les groupes

éprouvent des difficultés et que leurs idées

d’expérimentations soient minces


5 min

Collectif

Conclusion :

Pour réussir à écraser les aliments, il faut exercer une pression avec la main. On en déduit que la bouche (les

dents) et l’estomac agissent de même.

Pour transformer un morceau de blanc d’œuf dur en bouillie, il faut le mettre en présence de pepsine en

milieu acide. L’estomac agit de la même façon car il fabrique de la pepsine et de l’acide.





Connaissances : - Les nutriments issus de la digestion passent dans le sang : c’est l’absorption intestinale.

Capacités : - Mettre en œuvre et interpréter les résultats d’une modélisation.


Séance n° 6 : Absorption intestinale. Niveau : Cycle 3

Matériel :

- groupe : un collant en nylon ouvert des 2 côtés, divers aliments



5 min

5 à 10

min

5 min

Collectif

Groupes

Collectif

Entretien :

« Que se passe-t-il dans les intestins ? »

Recherche et discussion collective.

Si les enfants n’ont pas réussi à trouver une manipulation réalisable en classe, on peut proposer la

modélisation suivante :

- Fabriquer une sorte de bouillie en écrasant divers aliments (restes de la cantine par

exemple).

- La placer dans le collant en nylon et essayer de la faire se déplacer dans ce collant.

- De temps en temps presser fortement le collant.

- Faire sortir le reste de bouillie à l’autre bout du collant.

Observation : Du « jus » sort à travers le collant.

Un deuxième aspect doit être abordé : faire remarquer aux élèves que, après avoir bu de l’eau, ils urinent. Si

on suit le tube digestif, on remarque que l’eau n’est pas évacuée par l’anus. L’eau sort de l’intestin pour

aller dans le sang avec les nutriments (comme pour le collant). Elle sera évacuée par l’appareil urinaire.

Conclusion : Dans l’intestin grêle, la digestion se termine et les nutriments (ce qui est utilisé par notre

corps pour se construire et faire de l’énergie) sont séparés des déchets, un peu comme la bouillie dans le

collant. Ces nutriments partent dans le sang pour être utilisés par tout le corps (rappeler la grande

vascularisation au niveau de l’intestin grêle remarquée lors de la dissection).





Connaissances : - Organes et fonctions de l’appareil digestif.

Capacités : - Produire un document de synthèse après une étude.


Séance n° 7 : Synthèse sur la digestion Niveau : Cycle 3

Matériel :

- individuel : cahier d’expériences et les fiches remplies par les élèves lors des séances précédentes, fiche annexe à photocopier



5 min

15 min

15 min

15 min

Collectif

Groupes

Collectif

Collectif et individuel

Entretien :

Rappel des séances précédentes.

Consigne :

« Vous allez essayer de rédiger un résumé sur tout ce que nous avons appris à propos de l’appareil digestif

de l’homme et son fonctionnement. »

Mise en situation :

Rédaction des groupes.

Mise en commun et correction :

Lecture et critique des diverses productions. Noter au tableau les points importants qui devront absolument

apparaître dans le résumé final.

Trace écrite : A réaliser collectivement et à copier en même temps dans le cahier d’expériences.

(une idée de trace écrite est proposée en annexe document 5)

Prolongement : On peut également compléter la fiche proposée en annexe document 6.

Document 5


La digestion

Les aliments que nous mangeons sont digérés, c‘est à dire

transformés en éléments plus simples (des nutriments) que

notre organisme pourra utiliser.

Ces transformations ont lieu dans le tube digestif.

Le parcours des aliments est le suivant :

La bouche : Les aliments sont broyés par les dents et ramollis par la salive (suc digestif produit par les

glandes salivaires). C‘est la mastication.

L‘arrière-bouche : Ils sont avalés, c‘est la

déglutition.

L‘œsophage : Ils descendent dans ce tube sans subir de modification.

L‘estomac : Ils sont transformés en bouillie grâce à

l‘action du suc gastrique (suc digestif produit par

l’estomac), c‘est le brassage.

L‘intestin grêle : C‘est là que se produit la

digestion. D‘autres sucs digestifs agissent (le suc

pancréatique produit par le pancréas et la bile produite

par le foie). Les aliments sont alors décomposés en

substances nutritives solubles : les nutriments qui

traversent la paroi de l‘intestin grêle et passent dans le

sang, c‘est l‘absorption. Le sang distribue alors ces

nutriments aux organes, ils servent à faire grandir le

corps, à le maintenir en bon état et à produire l‘énergie

nécessaire pour vivre.

Les aliments non digérés forment les déchets.

Les déchets sont accumulés dans le gros intestin et

sont évacués dans les excréments par l‘anus, c‘est

l‘évacuation.

Document 6


jour 2014

L’intérieur de l’intestin grêle n’est pas lisse comme l’intérieur d’un tuyau d’arrosage mais présente

des replis eux-mêmes hérissés de milliers de villosités (taille 0,5 mm environ).

Dans chaque villosité, le sang circule dans les vaisseaux très fins.

Quand on dose dans l’intestin grêle les nutriments, on s’aperçoit que leur quantité diminue et qu’au

bout de 6 heures après l’ingestion d’un repas, il n’est reste pratiquement plus dans l’intestin grêle.

Si on dose les nutriments dans le sang qui quitte l’intestin grêle, on constate que le sang s’enrichit

en nutriments.

Comprendre le devenir des nutriments

Document A

Questions

1) À l’aide des informations contenues dans le texte du document A, indique sur le schéma ci-

dessous où sont les villosités. Mets un titre à chaque schéma (a et b).

a) ……………. b) …………………..

2) Que deviennent les nutriments au bout de 6 heures après un repas ?

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

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

3) Explique à l’aide d’un dessin ce que deviennent les nutriments.


jour 2014

PALIER 2 SCIENCES

Maitriser des connaissances dans divers domaines scientifiques et les mobiliser dans des

contextes scientifiques différents et dans des activités de la vie courante

ITEM Le fonctionnement du corps humain et de la santé Première approche des fonctions de nutrition : digestion, respiration et circulation sanguine

INDICATIONS POUR L’EVALUATION : L’élève est capable de mesurer le rythme cardiaque et respiratoire et les mettre en lien avec l’activité physique.

Il comprend le rôle de la respiration. Il comprend le rôle de la circulation sanguine. Il met en relation la

respiration et la circulation

Séance 8 : Scénario d’évaluation sur la digestion

Proposition 1 : mobiliser ses connaissances pour légender un schéma

Légender le schéma de l’appareil digestif humain


jour 2014

Proposition 2 : lire et analyser des schémas ; argumenter

Voici 4 schémas de l’appareil digestif humain qui présentent des anomalies.

Schéma 1

Schéma 2

Schéma 3

Schéma 4

Explique pour chaque schéma quelle est l’anomalie.

Schéma 1 : ………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………………

Schéma 2 : ………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………………

Schéma 3 : ………………………………………………………………………………….

………………………………………………………………………………………………

Schéma 4 : ………………………………………………………………………………….


jour 2014

Proposition 3 : exploiter des données à partir d’un tableau

Le tableau présente le contenu de deux tubes A et B au cours d’une expérience.

TUBE A TUBE B

Eau

Suc gastrique (= liquide

fabriqué par l’estomac)

Viande

Eau

Viande

Début de l’expérience : le matin La viande est intacte La viande est intacte

Le soir (12h après) Viande est partiellement

digérée

La viande est intacte

Le lendemain matin (24 h après) Viande est complètement

digérée

La viande est intacte

1- Que contient le tube A au début de l’expérience ? (lecture d’un tableau de données)

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

2- Indiquez la différence entre le contenu du tube A et du tube B au début de

l’expérience.

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

3- Quel est le résultat de l’expérience dans les 2 tubes, au bout de 24h ?

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

4- Comment expliquer cette différence ?

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

5- A quoi sert le tube B ?

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………

………………………………………………………………………………………………


jour 2014

Proposition 4 : La digestion

Après un repas

Colorie en rouge sur les 4 dessins, la partie du tube digestif où se trouve ce qui provient du repas.

Complète les étiquettes.

Midi de midi à 15 h de 15 h à 20 h Jusqu’au lendemain

Calcule combien de temps les aliments restent :

dans l’estomac : …………………………………………….

dans l’intestin grêle : ……………………………………….

Réunis les points et place les numéros qui conviennent dans les pastilles :

Dans la bouche

Dans l’intestin grêle

Dans le gros intestin

Dans l’estomac

la partie utile au corps passe dans le sang. les aliments sont écrasés et mouillés de salive. les aliments sont réduits en bouillie. la partie inutile s’accumule avant d’être rejetée.

bouche ________ __________ __________


jour 2014


jour 2014

3) Prolongement : la circulation sanguine

Les fonctions de digestion et de respiration sont étroitement liées à celle de la

circulation sanguine, vous avez commencé à l’aborder lors des échanges gazeux au

niveau des poumons (séance 1.6) et du passage des nutriments dans le sang au

niveau de l’intestin (séance 2.4).

Le DVD « Apprendre la science et la technologie à l’école » ainsi que le site de la

fondation LAMAP présentent des séances que vous pouvez exploiter pour aborder

les notions-clés relatives à la circulation.

- DVD « Apprendre la science et la technologie à l’école » / ScérEn-CNDP,

2008 – 5,90 €

- Site de Fondation « La main à la pâte » pour l’éducation à la science :

http://www.fondation-lamap.org/

http://www.fondation-lamap.org/

4. Mallette «respiration-digestion»

Fournisseurs et désignation Référence Prix U. Qté Prix en €

Jeulin

Eprouvette plastique 1 litre 1

Boîte de 100 gants en vinyle taille 7 1

Lot de 7 mètres de couturière 1

50 gobelets transparents 1

10 g de pepsine 1

Lot de 6 pissettes 125 ml 1

5 m de tuyau souple 8 mm 1

Celda

Lot de 3 bacs de dissection 1

500g de pâte à modeler 1

Lot de 300 chalumeaux plastique 1

Pierron

5 litres d'eau de chaux 1

Pince forte 20 cm 1

Pince fine 13 cm 1

Ciseaux fins 110 mm 1

Ciseaux forts 140 mm 1

Castorama

Malle Campeur 1

Raccord Y 15

Carrefour

1 litre d'HCl 1

100 petits ballons de baudruche 1

3 très grands ballons de baudruche 10

10 grands sacs de congélation 2

Carrefour

Boîte d'élastiques 1

TOTAL

Grosse bouteille 5 litres (graduée en 1/2 l) récupération

Groupe Départemental Sciences 34 / A partir des travaux de Valérie de la Forest et Alexandre Nicolas / Mise à jour

2014

5. Matériel à récupérer ou acheter

• horloge murale avec trotteuse • un seau • aimants pour tableau • ficelle • bouteilles plastiques de 1,5 l et 0,5 l • bidon de 5 l transparent avec bouchon à vis • grande bassine • poumons d’animaux (mouton, veau, petit cochon …) et

hauts de lapins • pailles • scotch • petits pots de bébé vides • lapin dépouillé mais non vidé • papier absorbant • sacs en plastique • collant en nylon ouvert des 2 côtés

Le fonctionnement du corps humain et de la santé

Documents

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