L ÉNERGIE DE L ASTRONAUTE

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1 Mission X : Entraînez-vous Comme un Astronaute L ÉNERGIE DE L ASTRONAUTE Section Éducateurs Introduction Les astronautes séjournant à bord de la station spatiale (ISS en anglais) auront besoin de prendre des repas équilibrés pour satisfaire les exigences d énergie et de santé requises lors d un séjour dans l espace. Les nutritionnistes et scientifiques des produits alimentaires de la NASA apportent la garantie que les astronautes mangent des repas équilibrés lors de leur séjour dans l espace en consultant les étiquettes de fiches nutritionnelles et en étudiant les besoins nutritionnels des astronautes avant que leurs aliments ne soient emballés, que ce soit pour des vols spatiaux courts ou prolongés. En se basant sur le contexte de l environnement spatial et sur les conditions relatives à la microgravité, la planification des besoins diététiques des astronautes peut se révéler être difficile. Le fait de vivre et de travailler dans un environnement de gravité réduite peut modifier les besoins nutritionnels de l astronaute. En étudiant les besoins nutritionnels spécifiques des astronautes à bord de la station spatiale ISS, les scientifiques des produits alimentaires peuvent ainsi apprendre ce qui sera nécessaire pour pouvoir bénéficier d une bonne nutrition au cours d explorations de longue durée dans l espace. Par exemple, la déperdition osseuse occasionnée par la microgravité à laquelle on est confronté lors d un vol spatial requiert une consommation plus grande de vitamine D lors de missions de longue durée. Les scientifiques des produits alimentaires et les nutritionnistes doivent donc planifier des menus qui garderont le corps des astronautes dans un état de nutrition appropriée et saine tandis qu ils travailleront en milieu spatial. Les astronautes apportent leur aide pour la programmation de leurs menus en participant à des sessions spéciales de dégustation de nourriture sur terre avant leurs missions à bord de l ISS. Ceci permettra aux scientifiques des produits alimentaires et aux nutritionnistes de mieux cibler les préférences des astronautes tout en planifiant des menus bien équilibrés. Un des plats préférés du menu des astronautes au cours de vols spatiaux est la tortilla à la farine. Les tortillas (galettes mexicaines) contiennent de grandes quantités de glucides dont le corps a besoin pour fonctionner. De plus, les tortillas se conservent facilement et ne produisent pas de miettes. Trop de miettes pourraient en effet s immiscer dans le matériel ou les équipements d expérimentation à bord de l ISS ou de la navette spatiale. Des miettes flottant en apesanteur pourraient même être dangereuses dans le cas où elles Leçon de découverte Niveau scolaire: 3-5 Liens avec le programme d étude Science et Santé Aptitudes opérationnelles scientifiques: prévisions, observations, comparaisons, réunions, consignations des données. (Association Américaine pour l Avancement de la Science) Temps de préparation du professeur: 30 minutes Durée de la leçon: Trois sessions de 45-minutes. Normes nationales d éducation: Science et Santé Initiative nationale du mieux-être: Cette activité appuie l initiative nationale du mieux-être sous mandat fédéral et pourra éventuellement soutenir votre programme local du mieux-être Matériel Requis: Fiches nutritionnelles pour les tortillas à base de maïs, farine, et blé, 1 pour chaque groupe de 3 Un ordinateur avec l internet Bande adhésive de peintre Des bandes de phrases Des emballages d aliments des six groupes d aliments Projecteur LCD ou rétroprojecteur Une feuille de papier vierge. Énergie de L'Astronaute Section Éducateur 1/21

2 pénètreraient dans les yeux, le nez ou la bouche de l astronaute. Objectifs de la Leçon Les étudiants devront enquêter sur la pyramide alimentaire alors qu ils seront en train d apprendre quels seront les aliments fondamentaux pour un régime bien équilibré. Les étudiants devront apprendre comment sont classés les différents aliments dans la pyramide alimentaire. Les étudiants examineront bien les étiquettes de fiches nutritionnelles comprenant les portions déterminées et les calories. Les étudiants détermineront leurs besoins journaliers en énergie. Les étudiants concevront un menu pour 5 jours basé sur la pyramide alimentaire, en suivant les recommandations de la pyramide alimentaire. Problème Comment peut-on utiliser les étiquettes des fiches nutritionnelles pour déterminer la quantité de nourriture dont j aurai besoin pour une journée? Objectifs de la Formation Les étudiants vont: Faire une enquête sur la pyramide alimentaire et les aliments fondamentaux composant un régime bien équilibré et analyser leurs besoins journaliers en énergie. Examiner les étiquettes de fiches nutritionnelles en ce qui concerne les portions déterminées et pour ce qui est des calories, protéines, le calcium et les vitamines. Déterminer leurs propres besoins journaliers en énergie. Créer un menu pour 5 jours basé sur la pyramide alimentaire, en suivant les recommandations de la pyramide alimentaire ainsi que leurs propres besoins diététiques. Matériel Par classe: Ordinateur avec Internet Ruban adhésif de peintre Bandes à six phrases Emballage des aliments pour les six groupes d aliments Par groupe de 3 étudiants: Etiquettes de fiches nutritionnelles provenant des tortillas de maïs, farine et de blé Par étudiant: Manuel de cours : l énergie de l astronaute Fiche technique de la pyramide alimentaire Plan de menu individuel pour 5 jours dans le cadre du programme «Fit explorer» Une feuille de papier blanc vierge Énergie de L'Astronaute Section Éducateur 2/21

3 Sécurité Rappeler aux étudiants l importance de la sécurité des salles de classe et de laboratoire. Le règlement interdisant de goûter les aliments devra être strictement imposé dans le laboratoire scientifique. Préparation D avant la Leçon Diviser la classe en groupes de 3 4 étudiants. Préparer la fiche technique de la pyramide alimentaire (Annexe D). o Faire des copies de la fiche technique de la pyramide alimentaire pour tous les étudiants de la classe. o Projeter la pyramide alimentaire sur un écran ou sur un mur blanc de façon que toute la classe puisse la voir. Etablir un plan de pyramide alimentaire à étages. o Utiliser les rubans adhésifs de peintre pour créer une pyramide alimentaire sur le sol. o Inscrire les noms des groupes de la pyramide alimentaire sur les «strips» (bandes) à phrases. Utiliser les catégories suivantes de groupes d alimentspour les bandes à phrases. Ecrire suffisamment grand pour que les noms des groupes alimentaires soient lisibles à une certaine distance. Grains Légumes Fruits Lait Viandes et haricots Huiles Les huiles ne sont pas un groupe d aliments, mais sont importantes pour ce qui a trait à la bonne santé. Vous trouverez des huiles dans le poisson, les noix, de même que dans des huiles liquides comme l huile d olive, de soja, et de canola. Préparer pour chaque groupe un espace de travail comprenant du matériel pour groupes. Imprimer le plan de menu de 5 jours «Fit Explorer» (Annexe F). Construction du Système Éducatif Afin qu il puisse se préparer pour ce cours, les directives suivantes seront recommandées à l éducateur. Lire et apprendre ce qui a trait à la pyramide alimentaire et aux besoins fondamentaux des étudiants, en consultant le site internet: Lire sur ce qui concerne les besoins en énergie des astronautes dans le bulletin d information sur la nutrition spatiale que l on trouvera dans: Lire ici comment calculer les besoins en énergie Lire comment calculer le montant de calories que les étudiants devraient manger par jour en consultant: Lire ici comment l environnement spatial affecte les besoins en calories: Énergie de L'Astronaute Section Éducateur 3/21

4 Lire le texte suivant extrait de la section d observation du dossier de cours de l étudiant sur l énergie de l astronaute. Contexte Une bonne alimentation est primordiale pour les astronautes, en conséquence du fait que leurs organismes devront être soumis à la microgravité. L étude des besoins nutritionnels d un équipage avant, pendant et après un vol dans l espace fait partie intégrante des éléments essentiels du maintien de l astronaute en bonne santé pendant ses missions de longue durée dans l espace. Ces études fourniront des renseignements sur les aliments appropriés et le montant d énergie dont les astronautes auront besoin pour pouvoir pratiquer des activités physiques dans l espace. La nourriture que vous mangez va vous apporter une énergie qui est mesurée en calories. Le fait de contrebalancer l énergie provenant des aliments que vous mangez avec l énergie utilisée par votre corps au quotidien est un élément important d une bonne nutrition. L énergie provient de la désagrégation des plus grandes particules de nourriture en particules plus petites. Une série de réactions chimiques va ainsi commencer à se produire dans votre corps, causant la décharge rapide de molécules d énergie [ATP]. Les molécules d ATP (adénosine triphosphate) perdent facilement leur groupe de troisième phosphate. Avec la perte de ce groupe de phosphate, l ATP alors qu il devient adénosine diphosphate (ADP) libère beaucoup d énergie qui se révèle disponible pour les multiples besoins de l organisme (travailler, faire de l exercice, marcher, dormir, manger, respirer et grandir). Certains aliments comme les noix de macadamia contiennent presque le double d énergie contenue dans des glucides comme le pain et les pâtes. Le fait de manger suffisamment de calories va vous fournir une énergie vous permettant d achever le travail que vous aurez à accomplir. Sans un nombre suffisant de calories, vous serez sujet à de la fatigue et vos muscles ne fonctionneront pas correctement. Trop de calories peuvent occasionner un gain pondéral, ce qui sera tout aussi mauvais pour votre santé. Une nutrition convenable accompagnée d activités physiques adéquates préparera votre organisme à affronter les défis du quotidien et, dans le cas des astronautes, les conduira à être aptes à affronter les challenges que représentent la vie et le travail dans l espace. Les étiquettes de fiches nutritionnelles constituent une bonne base d information sur les qualités nutritives des aliments que vous mangerez. Vérifiez bien l étiquette des fiche nutritionnelle de vos aliments emballés préférés pour obtenir des renseignements sur les portions déterminées et le nombre de portions par emballage. L étiquette de fiche nutritionnelle vous fournira aussi des renseignements sur le nombre de calories par portion. Les nutritionnistes et les scientifiques des produits alimentaires de la NASA consultent aussi les étiquettes de fiche nutritionnelle concernant les portions déterminées, les calories, les éléments nutritifs comme glucides, protéines, matières grasses, vitamines et minéraux, calcium, ainsi que pour les valeurs quotidiennes en pourcentage (%VJ) des aliments que les astronautes mangeront lorsqu ils seront dans l espace. Si cela s avère nécessaire, des recherches complémentaires pourront être poursuivies sur les thèmes suivants : o o o o Besoins nutritionnels dans l espace Exploration spatiale Contremesures des vols spatiaux Besoins en énergie des êtres humains Procédure D enseignement Tout au long de cette leçon, mettez l accent sur les étapes concernant toutes les méthodes scientifiques. Ces étapes seront identifiables par le fait qu elles seront imprimées en caractères italiques gras dans la section sur la procédure d enseignement. 1. Examinez avec votre classe la rubrique sur l investigation scientifique. Cette rubrique sur la performance se situe en Annexe G, a la fin de la section concernant l éducateur. Énergie de L'Astronaute Section Éducateur 4/21

5 2. Présentez les objectifs de la leçon et les objectifs de l enseignement pour les étudiants. 3. Rappelez à vos étudiants qu ils vont se voir attribuer le rôle de nutritionnistes de la NASA en train de rechercher et planifier des repas respectant les besoins journaliers d énergie des astronautes (et que des étudiants comme eux-mêmes seront peut être amenés un jour à devenir des astronautes). 4. Examinez avec les étudiants les problèmes traitant de «Comment utiliser les étiquettes de fiches nutritionnelles pour déterminer la quantité de nourriture qu il me faudra pour une journée?» 5. Examinez avec votre classe le glossaire de l énergie de l astronaute. (Annexe C) 6. Arrangez-vous pour que les étudiants lisent la section contexte du dossier de cours sur l énergie de l astronaute et établissez un dialogue avec leurs groupes sur ce qu ils y auront lu. Utilisez votre propre technique pour vérifier leur compréhension de la section d observation. 7. Faites en sorte que les étudiants entament un dialogue avec leur groupe sur ce qu ils connaissent sur les besoins d énergie en calories en remplissant les deux premières colonnes du tableau SVA en anglais (en français: ce que nous savons; ce que nous voulons savoir; ce que nous avons appris) dans le dossier de cours sur l énergie de l astronaute. Utilisez ce même tableau pour aider les étudiants à organiser les connaissances déjà acquises, à identifier les intérêts et à établir de vraies connexions au niveau mondial. Alors que les étudiants vont suggérer des informations à mettre dans la colonne CE QUE NOUS SAVONS, demandez-leur de partager avec vous la façon dont ils sont arrivés à ces conclusions. 8. Demandez aux étudiants s ils ont déjà des prévisions en ce qui concerne ce cours et la question posée par le Problème. Aidez-les à affiner leurs prévisions en hypothèses. Dans le dossier de cours des étudiants, ils devraient reposer le problème en se basant sur ce qu ils savent, le matériel qu ils vont utiliser, et leurs prévisions sur ce qu ils vont apprendre. Alors qu ils seront en train de formuler une hypothèse, encouragez les étudiants à inclure des verbes de leur page 1de la liste non-ordonnée des objectifs de formation. Faites en sorte que les étudiants partagent leurs hypothèses dans le cadre de leur groupe. 9. Les étudiants vont tester leurs hypothèses en suivant cette procédure. Ces étapes ont été suivies à partir du dossier de cours de l étudiant sur l énergie de l astronaute, les commentaires spécifiques de l éducateur étant signalés en italique.. Approfondissons le Sujet de la Pyramide Alimentaire 1) Sur une feuille de papier blanc, inscrivez ce que vous avez mangé hier pour le petit déjeuner, le déjeuner et le dîner. Faites aussi figurer toute collation que vous auriez prise en cours de journée. 2) En tant que classe, approfondissez le sujet de la pyramide alimentaire en allant sur Montrez une représentation imagée de la pyramide alimentaire pour que toute la classe puisse la voir. Donnez à chaque étudiant une fiche technique sur la pyramide alimentaire. 3) Remplissez la fiche technique sur la pyramide alimentaire. Etiquetez chaque groupe d aliments et inscrivez des exemples d aliments susceptibles de représenter chaque groupe. Entamez une brève discussion sur ce qui concerne les groupes d aliments. Par Exemple, faites leur inscrire grains dans la catégorie correspondante. Puis demandez aux étudiants quel type d aliment serait considéré comme faisant partie de la catégorie des grains et inscrire une réponse dans la catégorie des grains. Recommencez alors le même procédé pour les autres groupes alimentaires. Utilisez la représentation graphique de la pyramide alimentaire fournie ci-dessous pour bien vérifier que les catégories de la pyramide alimentaire soient bien placées de manière adéquate. N oubliez pas qu il faudra plus de portions dans certaines catégories alimentaires que dans d autres. Énergie de L'Astronaute Section Éducateur 5/21

6 4) Utilisez votre fiche de données parachevée de la pyramide alimentaire afin d aider votre classe à finaliser le plan de la pyramide alimentaire à étages. 5) Votre professeur disposera d aliments disponibles pour la classe. Disposez ces aliments dans la catégorie d aliment correspondante sur le plan de la pyramide alimentaire a étages. Ayez plusieurs types d aliments disponibles pour que les étudiants puissent les disposer de manière adéquate sur le plan de la pyramide alimentaire à étages. 6) Continuez jusqu à ce que tous les aliments disponibles soient disposés dans leurs catégories respectives. 7) Discutez avec votre classe de l importance de prendre des repas sains et bien équilibrés. Prenez vous-même la direction d une discussion avec les étudiants sur l importance des repas sains et bien équilibrés. 8) Réexaminez le plan de repas de la veille. Faites que tous les étudiants lisent, chacun à leur tour, leurs choix d aliments à partir du plan de repas de la veille. 9) Répondez, au dos de votre feuille, aux questions suivantes sur votre choix d aliments. Discutez de ces questions avec la classe. Pensez-vous avoir fait les bons choix d aliments? Donnez quelques choix d aliments sains que vous avez faits? Pourquoi est-ce important de manger sainement? Si vous deviez devenir un astronaute et aller dans l espace, vous faudrait il un régime équilibré? De quoi aurait l air votre menu alimentaire si vous voyagiez dans l espace? Énergie de L'Astronaute Section Éducateur 6/21

7 Parlons Ensemble de Calories 10) Veuillez lire et réfléchir au sujet des questions suivantes et en discuter avec votre classe. Qu est ce qu une calorie? Quelle est la relation entre les calories et les unités d énergie? Pourquoi certaines personnes comptent elles les calories dans les aliments? Que va-t-il se passer si l on mange trop de calories en une journée? Les astronautes étant dans l espace auront-ils besoin de plus ou de moins de calories que celles dont ils auront besoin sur terre? 11) Calculez le montant de calories d énergie préconisées pour vos besoins journaliers particuliers en vous servant de la documentation sur les besoins journaliers en calories. 12) Enregistrez vos propres besoins en calorie et en énergie au dos de la fiche technique de la pyramide alimentaire. Faites en sorte que les étudiants, en se servant de la documentation du même nom, utilisent une méthode pour calculer leurs besoins journaliers. (Annexe E). Étudions Ensemble les Étiquettes des Aliments Divisez vos étudiants en plusieurs groupes. 13) En tant que groupe constitué, inspectons les trois différents types d emballages de tortillas comprenant farine, blé et maïs. 14) En tant que groupe, examinons les étiquettes de fiches nutritionnelles sur les emballages de tortillas. 15) ) Consignez vos données sur les fiches nutritionnelles de la tortilla. Affichez les fiches nutritionnelles de la tortilla sur le tableau blanc ou sur l ordinateur de manière à ce que les étudiant puissent les voir. Inclure les réponses aux questions. Les étudiants devront être capables de voir les informations réparties différemment pour chaque type de tortilla. Les étudiants se référeront à l étiquette nutritionnelle sur les emballages de tortilla afin de compléter leur fiche de données nutritionnelles de la tortilla. 16) Placez les tortillas en ordre décroissant, de la plus nutritive à la moins nutritive. Le consigner sur la fiche nutritionnelle de la tortilla. 17) Lire ce qui suit et en discuter avec votre groupe. L énergie des aliments est mesurée en calories. L énergie à fournir à votre organisme provient de la nourriture. Si vous mangez plus de calories que nécessaire pour votre organisme, les calories supplémentaires seront converties en gras. Le fait de manger le nombre approprié de portions dans vos repas et une portion déterminée correcte vous empêchera de consommer des calories excédentaires. Les portions de nourriture et le compte des calories sont les mêmes, que ce soit dans l espace ou sur la terre. Répondez aux questions suivantes sur les calories. Qu est ce que les quantités des portions ont à voir avec les besoins énergétiques? Votre énergie en calories provient de l aliment que vous mangez. Les étiquettes nutritionnelles vous indiquent combien il y a de calories dans une portion déterminée et combien de portions il y a par emballage. Afin de déterminer le nombre total de calories que vous avez consommées, rappelez-vous combien de portions vous avez mangées et multipliez ce montant par le nombre de calories par portion déterminée. Énergie de L'Astronaute Section Éducateur 7/21

8 En d autres mots, le fait de consommer de multiples portions se transformera en plus de calories d énergie (qui peuvent être utilisées ou conservées sous forme de graisse). Qu est ce qui se passe si vous mangez trop de calories? Les calories excédentaires mangées seront engrangées dans le corps sous forme de graisse. Qu est ce qui se passe si vous ne mangez pas assez de calories? Dans le cas ou un nombre insuffisant de calories seraient mangées, votre corps ne disposera plus de l énergie suffisante vous permettant de pratiquer vos tâches courantes. Il se pourra alors que vous vous sentiez fatigué(e), faible ou pris d étourdissements. Posez aux groupes ces questions additionnelles circonstancielles sur l alimentation. Est ce que cela aura une importance si vous mangez plus ou moins que la quantité de portion déterminée indiquée sur l étiquette? pourquoi? Une grande variété d aliments fait partie d un régime sain. Par contre, le fait de manger plus qu une portion de l aliment fera monter votre apport en calories. Trop de calories consommées et trop peu d activité physique peuvent créer un état de surcharge pondérale. Comment le fait de connaître la portion déterminée pour les tortillas à la farine vous aidera t-il à prendre des décisions alimentaires? La portion déterminée est assimilée au montant normal à manger, mais parfois vous saurez qu il vous faudra plus d énergie du fait que vous aurez sauté un repas ou travaillé ou joué deux fois plus qu à l accoutumée. Ou alors, parfois, vous aurez faim du fait que vous grandissez et que vous produisez plus de tissus organiques (les os, les muscles, etc ). Il serait judicieux alors de vous poser la question, avant de manger, de savoir si vous avez vraiment faim, plutôt que de juste manger des portions supplémentaires du fait qu elles sont justes là. Il serait vraiment plus sage de penser à ce que vous mangez et à la quantité que vous mangez plus précisément si vous allez vous entraîner comme un astronaute! Comment les astronautes satisfont-ils leur besoin en énergie? Pour que les astronautes satisfassent leur besoin en énergie, ils auront les mêmes besoins que vous et moi, tout en maintenant une nutrition appropriée. Que se passe-t-il pour l aliment quand il rentre dans votre organisme? Une partie de l énergie sera utilisée pour bien vous garder au chaud, une autre pour vous aider à la croissance osseuse et des tissus musculaires, et une autre partie sera utilisée pour mieux vous aider à penser, travailler, et jouer. Quel est le combustible utilisé par votre corps? Pourquoi votre corps a-t-il besoin de ce combustible? Votre corps utilise la nourriture en tant que combustible. Votre corps a besoin de combustible pour fonctionner normalement lorsque vous participerez à des activités physiques comme la course à pied, le patinage ou des sports de loisir. Ce combustible (ou cette nourriture) vous aidera aussi à bien vous garder au chaud quand il fera froid dehors. Énergie de L'Astronaute Section Éducateur 8/21

9 Faisons en Sorte de Planifier un Menu de 5 Jours 10. Faites en sorte que vos étudiants planifient un menu de 5 jours en suivant les instructions de la pyramide alimentaire en fonction de leur catégorie d âge et selon leurs besoins en calories. Les étudiants compléteront le planificateur de menu de 5 jours du programme individuel «Fit Explorer» en se basant sur les connaissances qu ils auront acquises à partir de la pyramide alimentaire et des recherches sur les étiquettes des aliments. 11. Faites en sorte que les étudiants prennent bien note des repas et des collations pris chaque jour. Poser aux étudiants les questions suivantes. une fois qu ils auront complété le planificateur individuel de menu de 5 jours de leur programme «Fit Explorer». Comment peut on utiliser les étiquettes nutritionnelles pour déterminer de combien de nourriture j aurai besoin par jour? Quel était votre plan de consommation de calories pour une journée? Est ce que vous avez bien respecté votre plan de calories pour chaque jour? Si la réponse est non, quel genre de défi avez-vous rencontré? Quelle était la plus grande difficulté pour établir le plan de vos repas pour une semaine? Est ce que vous pensez que le fait de faire de l exercice joue un rôle dans le montant de calories dont vous aurez besoin pendant une semaine? Si la réponse est oui, comment? Dans votre plan de repas, est ce que vous avez mangé des aliments appartenant aux cinq groupes alimentaires tous les jour? Etait-ce facile ou difficile d incorporer des aliments des cinq groupes alimentaires tous les jours? Si vous deviez aller dans l espace pour une semaine, pensez vous que votre menu va changer? Examinez un menu hebdomadaire de la cantine de votre école. Est-ce que cette cantine sert des menus équilibrés tous les jours? Est-ce que l on vous propose des aliments de tous les groupes alimentaires de la pyramide alimentaire? Conclusion Discutez des réponses sur les questions d étude de données du dossier de cours sur l énergie de l astronaute. Faites en sorte que les étudiants mettent à jour la colonne CE QUE NOUS AVONS APPRIS dans leur tableau SVA. Faites en sorte que les étudiants reformulent leurs hypothèses et qu ils expliquent leur manière de calculer la quantité d énergie qu ils absorbent par jour par rapport à la quantité de calories qu ils utilisent. Combien de calories devraient-ils absorber chaque jour pour devenir des étudiants en bonne santé? Poussez les étudiants à poser des questions à la suite de cette activité. Encouragez les étudiants à concevoir leur propre menu pour deux semaines dans le cadre d un voyage dans l espace. Faites en sorte que les étudiants discutent au sein de leur groupe quels changements il leur faudra faire pour que leur régime soit considéré comme étant suffisamment adapté à de futurs astronautes. Evaluation Evaluez la connaissance de l étudiant à travers des questions. Evaluez la compréhension de l étudiant en lui faisant subir l examen sur l énergie de l astronaute (Annexe A) Énergie de L'Astronaute Section Éducateur 9/21

10 Observez et évaluez la performance de l étudiant tout au long de la leçon en utilisant la rubrique évaluation scientifique que vous trouverez dans le dossier de cours sur l énergie de l astronaute ainsi que dans l annexe G. Alignement de L activité aux Normes de l Éducation Nationale National Science Education Standards (NSES): (Normes de l éducation nationale dans le domaine scientifique): Contenu norme F: La Science dans des perspectives sociales et personnelles Santé personnelle (K-8) National Health Education Standards (NHES) Deuxième Edition (2006): (Normes de l éducation nationale sur la santé) Norme 1: Les étudiants devront avoir bien compris tous les concepts relatifs à la promotion de la santé et à la prévention des maladies dans le but d améliorer la santé. Découlant des instructions sur la santé pour les niveaux 3 à 5, les étudiants devront: Décrire la relation entre des comportements sains et la santé personnelle. Norme 5: Les étudiants démontreront leur capacité à utiliser leur aptitude à prendre des décisions pour améliorer la santé. Découlant des instructions sur la santé pour les niveaux 3 à 5, les étudiants devront: Identifier les situations relatives à des problèmes de santé pouvant requérir des décisions bien réfléchies. Norme 7: Les étudiants démontreront leur aptitude à mettre en application des comportements favorables à l amélioration de la santé et permettant d éviter ou de réduire les dangers pour la santé. Découlant des instructions sur la santé pour les niveaux 3 à 5, les étudiants devront: Identifier les comportements individuels responsables en ce qui concerne la santé Faire la démonstration de plusieurs applications et comportements de bonne approche de la santé pour maintenir ou améliorer la santé personnelle. Énergie de L'Astronaute Section Éducateur 10/21

11 Exploration du Programme D étude Reconnaissance du Secteur des Langues Demandez aux étudiants de donner des explications sur cette étude. Comment les étudiants pourraient il améliorer cette enquête? Où pourrait-on déceler des erreurs qui auraient été faites? De quelle manière ces erreurs auraient-elles pu affecter leurs jugements? National Council of Teachers of English Standards (NCTE): (Normes du conseil national des enseignants de l anglais) Les étudiants conduisent une recherche sur les problèmes et toutes questions ayant un intérêt en générant des idées, des questions et en posant les problèmes. Ils vont se réunir, faire des estimations, et synthétiser les données à partir de sources variées (c est à dire des textes imprimés ou non imprimés, des objets, des individus) afin de communiquer leurs découvertes de manière à ce que cela puisse convenir à la fois à leur objectif et à leur audience. Exploration du Domaine des Sciences Faites que les étudiants étudient de plus près les plans de repas pour un astronaute dans le cadre d une mission à bord d une navette spatiale. Ont-ils des repas équilibrés? Mangent-ils des aliments de tous les groupes d aliments de la pyramide alimentaire? Est ce que les astronautes auront besoin de plus ou moins de calories dans l espace que s ils étaient sur terre? Vous pouvez télécharger une copie d un menu d astronaute sur : Arrangez-vous pour que les étudiants passent en revue un menu d une semaine à la cantine de leur école. Est-ce qu on leur sert un menu bien équilibré pendant leur journée à l école? Est-ce qu on leur propose des aliments de tous les groupes de la pyramide alimentaire? De combien de calories disposent -ils dans leurs menus à l école. Liens Professionnels Dr. Scott Smith, Dr. Sara Zwart, Dr. Michele Perchonok, et Vickie Kloeris, qui sont des experts en ce domaine, ont contribué à cette activité «Fit Explorer» de la NASA. Vous en saurez plus sur chacun d entre eux à travers les sites internet indiqués après leurs descriptions de travail respectives cidessous. Dr. Scott M. Smith est le responsable scientifique pour le laboratoire de biochimie nutritionnelle du «Johnson Space Center» (Centre National Spatial Johnson) de Houston, au Texas. Dr. Sara R. Zwart est une Scientifique spécialiste de la recherche au laboratoire de biochimie nutritionnelle du «Johnson Space Center» (Centre National Spatial Johnson) de Houston, au Texas. Dr. Michele Perchonok est la directrice des circuits alimentaires de la navette et la responsable du circuit élaboré alimentaire au «Johnson Space Center» de la NASA. Vickie Kloeris est la directrice des circuits alimentaires de la station spatiale ISS au Johnson Space Center de la NASA. Énergie de L'Astronaute Section Éducateur 11/21

12 Ressources à la Disposition de L éducateur et des Étudiants Ressources sur l internet: Ce service des archives en ligne des questions les plus fréquemment posées (FAQs pour Foire Aux Questions) offre des renseignements de base sur la nutrition dans l espace. Ce produit éducatif de la NASA est un guide pour éducateurs dans le domaine de l alimentation et de la nutrition dans l espace. ucator_guide.html Ce service de ressource de la NASA dépendant du laboratoire de biochimie nutritionnelle du Johnson space center de la NASA, à Houston, Texas, diffuse des lettres d informations pour enfants sur la nutrition dans l espace. Ce service de ressource de la NASA vous propose une galerie média (photos, dossiers de presse) sur l alimentation et la nutrition dans l espace. Ce site internet de la «U.S. Food and Drug Administration» (Administration américaine des aliments et drogues) propose un programme interactif sur la toile pour établir votre compte de calories La «U.S. Food and Drug Administration» (Administration américaine des aliments et drogues) propose cette brochure traitant des étiquettes des fiches nutritionnelles. Ce site internet interactif pour enfants donne des informations sur la nutrition. Kids Health. Livres: Liakos Evers, Connie: Good for You. (Bon pour vous) Disney Learning, (Education Disney) 2006.ISBN Ages 6-10 Ce livre combine des renseignements de base sur la santé en offrant un format ludique pour des jeux, recettes, questionnaires (quizz) et jeux questionnaires (trivia) conçus dans le but d évaluer la connaissance des enfants sur la nutrition appropriée et les guider dans le chemin pour une vie entière en bonne santé. Leedy, Loreen: The Edible Pyramid, Good Eating Every Day (la pyramide comestible, le bon manger au quotidien). Holiday House, ISBN Ages 4-10 Le serveur félin à moustaches montre à ses clients les aliments délicieux que l on trouvera dans un restaurant tout neuf en forme de pyramide. Vous pourrez y explorer chaque section de la pyramide du guide alimentaire USDA (département américain de l agriculture) avec des illustrations vivantes de pâtes, grains, fruits, légumes, viandes, noix, haricots secs et autres bonnes choses. Énergie de L'Astronaute Section Éducateur 12/21

13 VanCleave, Janice: Food and Nutrition for Every Kid. (Alimentation et nutrition pour chaque enfant) Wiley, John and Sons, Inc., ISBN: , Age: 8-12 ans Au moyen d expérimentations ne comportant aucun risque et faciles a réaliser, les enfants apprendront tout ce qu il faut savoir sur l alimentation et la nutrition. Chaque expérimentation se répartira en un objectif, une liste de matériel, des instructions pas à pas, ainsi qu une section sur les résultats escomptés, le tout accompagné d explications facilement compréhensibles pour des enfants Ils vont apprendre pourquoi les différents agents édulcorants varient en sucrosité, comment utiliser des colorants naturels alimentaires pour teindre un T-shirt, et ce qu est la pyramide alimentaire, ainsi que bien d autres choses utiles. Ce cours à participation directe a été développé en collaboration avec l équipe éducative de l «U.S. Food and Drug Administration» (Administration américaine des aliments et drogues). Développement des systèmes éducatifs du programme éducatif et des équipes mobiles du programme d étude sur les humains du Johnson Space Center de la NASA. Énergie de L'Astronaute Section Éducateur 13/21

14 Annexe A Questionnaire sur L Energie de L Astronaute Répondez aux questions suivantes sur le dossier d activité l énergie de l astronaute. 1. D ou proviennent les calories d énergie? Comment nos organismes utilisent ils ces calories? 2. Lorsque les astronautes vivent et travaillent dans l espace, ils auront besoin d une alimentation et d une quantité d énergie appropriées, de la même façon que vous lorsque vous effectuez vos tâches quotidiennes et votre travail de classe sur terre. Est ce que les besoins nutritionnels d un astronaute en orbite sont les mêmes que sur terre? Expliquez. 3. Inscrivez deux choses que vous aurez apprises à partir d une étiquette de fiche nutritionnelle. Comment pourrez-vous vous servir de ces renseignements lorsque vous établirez des plans de menus? Comment les laboratoires des scientifiques de produits alimentaires de la NASA pourront ils utiliser ces mêmes informations? 4. Pourquoi est-il important de connaitre la quantité de calories qu il y a dans une portion déterminée et de savoir combien de portions vous mangez? 5. Comparez les besoins en énergie des astronautes dans l espace par rapport à leurs besoins d énergie sur terre. 6. Que se passe-t-il quand nous consommons trop de calories? Pas assez? 7. Quelles sont les recommandations de la NASA au sujet de ce qu il est convenable de fournir aux astronautes en termes d alimentation et de quantité d énergie? [Conseil : Donnez plusieurs sélections d aliments.] Énergie de L'Astronaute Section Éducateur 14/21

15 Annexe B Réponses au Questionnaire sur L Énergie de L Astronaute 1. D ou proviennent les calories d énergie? Comment nos organismes utilisent-ils ces calories? Les calories proviennent des aliments. Nos organismes utilisent les calories pour des activités physiques, des fonctions mentales et dans le cadre de la croissance de nouveaux tissus. 2. Lorsque les astronautes vivent et travaillent dans l espace, ils auront besoin d une alimentation et d une quantité d énergie appropriées, de la même façon que vous lorsque vous effectuez vos tâches quotidiennes et votre travail de classe sur terre. Est ce que les besoins nutritionnels d un astronaute en orbite sont les mêmes que sur terre? Expliquez. La portion observation de la section étudiant peut être utilisée comme référence. 3. Inscrivez ici deux choses que vous aurez apprises à partir d une étiquette de fiche nutritionnelle. Comment pourrez-vous vous servir de ces renseignements lorsque vous établirez des plans de menus? Comment les laboratoires des scientifiques spécialistes des produits alimentaires de la NASA pourront-ils utiliser ces mêmes informations? Référez-vous aux étiquettes des diverses fiches nutritionnelles pour des réponses qui seront variées. 4. Pourquoi est-il important de connaitre la quantité de calories qu il y a dans une portion déterminée et de savoir combien de portions vous mangez? Vous devez manger chaque jour une quantité de calories d énergie proche de celle recommandée en fonction de votre taille, de votre âge, et de votre appartenance sexuelle (garçon ou fille) de manière a ce que vous ayez assez d énergie pour rester au chaud, marcher, grandir et accomplir vos tâches quotidiennes, y compris dans le cadre d activités sportives, de travaux d aide à la maison, ou tout simplement pour faire vos devoirs a la maison. Même le fait de penser utilise de l énergie! Si vous mangez plus de calories que celles dont vous avez besoin, celles-ci-pourront s emmagasiner sous forme de graisse (nous avons tous de la graisse dans nos corps). Si vous ne mangez pas assez de calories, vous pourrez vous sentir fatigué(e), faible, ou assujetti(e) à des étourdissements. Du fait que vous n aurez pas mangé pendant plusieurs heures au cours de votre sommeil (eh oui, vous brûlez aussi des calories en dormant!), il sera donc particulièrement important que vous puissiez prendre un petit déjeuner tous les matins. 5. Comparez les besoins en énergie des astronautes dans l espace par rapport à leurs besoins d énergie sur terre. Bien que des études soient faites par des scientifiques sur les besoins nutritionnels des astronautes dans le cadre d explorations spatiales de durée prolongée, les besoins des astronautes en calories sont plus ou moins les mêmes sur terre que dans l espace. 6. Que se passe-t-il quand nous consommons trop de calories? Pas assez? Dans le cas où vous ne mangeriez pas assez de calories, vous n aurez pas suffisamment d énergie. Dans le cas ou vous mangeriez trop de calories, votre corps les emmagasinera sous forme de graisse. 7. Quelles sont les recommandations de la NASA au sujet de ce qu il est convenable de fournir aux astronautes en termes d alimentation et de quantité d énergie? Les réponses pourront varier. Énergie de L'Astronaute Section Éducateur 15/21

16 Annexe C Glossaire du Dossier sur L Énergie de L Astronaute Calorie Une unité pour indiquer la quantité d énergie que l aliment possède. Ne pas oublier que les grandes calories «C» dans les aliments sont en réalité des kilocalories, ou 1000 petites calories «c». Les étiquettes des fiches nutritionnelles comptent en calories. Les scientifiques comptent en calories et kilocalories. énergie L aptitude à travailler. L unité d énergie provenant des aliments est la calorie. Étiquettes des Fiches Nutritionnelles Le type d étiquette requise pour tous les aliments pré-emballés. taille de la portion La quantité d un seul aliment consommé à quelque moment que ce soit. Une portion peut représenter une portion déterminée, plus d une portion déterminée, ou moins qu une portion déterminée. Cela dépendra des besoins ou des désirs de la personne qui consommera. Des «portions» sélectionnées ne sont pas comparables, alors que des «portions clairement déterminées» le seront. portion déterminée Une quantité normalisée d un aliment, comme l équivalent d une tasse ou d une once, utilisée dans la planification de menus. La portion déterminée sera utile lorsqu il s agira d établir des comparaisons entre les différents types d aliments. unité La quantité de quelque chose, ou le mot après un chiffre. On retrouvera parmi les unités de distance ou de longueur: les pouces, les pieds, les centimètres et les mètres. On retrouvera parmi les unités d énergie: les calories et les kilocalories. Énergie de L'Astronaute Section Éducateur 16/21

17 problème Une question qu il faudra approfondir. hypothèse Une hypothèse bien fondée pour répondre a un problème/une question. contremesures Étapes accomplies (mesures) pour empêcher (contrer) quelque chose. Manger de manière adéquate pour éviter de tomber malade fera partie des contremesures. microgravité Gravité apparente très limitée à laquelle on est confronté dans l espace. Méthode Scientifique Une méthode de recherche comprenant observation et théorie afin de tester les hypothèses scientifiques. nutrition Aliment ou nourriture dont on a besoin pour maintenir son organisme en état de croissance, en bonne santé et viable. Énergie de L'Astronaute Section Éducateur 17/21

18 Nom Annexe D Fiche Technique de la Pyramide Alimentaire Instructions: 1. Numérotez de 1 à 6 et indiquez le nom de chacun des 6 groupes d aliments (par exemple : 1- Grains) 2. Prendre des crayons de couleur et coloriez chaque section d une couleur différente. 3. Citez 3 exemples d aliments différents de chaque catégorie sur l un ou l autre des côtés de la pyramide alimentaire en les plaçant sous le nom de leur catégorie. Énergie de L'Astronaute Section Éducateur 18/21

19 Annexe E Besoins Journaliers en Calories Vous pouvez utiliser l une des méthodes qui servent à compter les calories ci-dessous. Vous pourrez choisir la méthode qui conviendra le mieux à votre type de groupe d étudiants. Suggestions d ingestions de calories pour enfants par le bureau de l Institut de Médecine, Alimentation et Nutrition pour enfants : ingestions à référence diététique pour l énergie et les macronutriments, glucides, fibres, gras, acides gras, cholestérol, protéines et aminoacides,, Washington D.C., 2002, Imprimerie de l Académie Nationale. Calorie = 1000 calories ou 1 kcal La plupart des personnes se servent des Calories, mais les scientifiques se servent des calories ou des calories kcal. Référence alimentaire journalière d ingestion Garçons (kcal) Females (kcal) 3-8 ans ans La formule Mifflin peut être utilisée pour calculer les besoins journaliers en calories. Besoins journaliers en calories pour les garçons = 10 x poids en kg x taille en cm 5 x âge en années + 5 Besoins journaliers en calories pour les filles = 10 x poids en kg x taille en cm 5 x âge en années Vous trouverez ci-dessous deux références de calculateurs de calories pour les jeunes Énergie de L'Astronaute Section Éducateur 19/21

20 Nom Annexe F Planificateur «Fit Explorer» de Menu Individuel de 5 Jours Mon journal en calories: Petit déjeuner Déjeuner Dîner goûters Calories journalières Lundi Mardi Mercredi Jeudi Vendredi 1. Inscrivez plusieurs portions différentes d aliments dans chaque case afin de créer des repas et goûters appétissants et nutritifs. Utilisez des aliments hauts en couleur pour lesquels vous avez une préférence, mais qui sont cependant sains à consommer. 2. Soyez sûrs d utiliser tous les jours, si ce n est à chaque repas, des choix d aliments en provenance de toutes les parties de la pyramide alimentaire. 3. Inclure la quantité de calories de chaque portion après avoir noté l aliment (vérifier les étiquettes de fiches nutritionnelles). Etablir une liste au crayon de toutes les portions alimentaires en calories pour chaque jour. Faire le total des calories par jour. REMARQUE : vous pourrez vous faire aider par des programmes de feuille de calcul sur ordinateur comme dans le cas de Microsoft Excel ou Microsoft Works, rendant ainsi le calcul plus facile! Pour chaque jour, constituez une table avec les types d aliments en colonne 1 et les calories en colonne 2, puis utilisez «somme» pour additionner les calories. Votre professeur pourra vous monter comment faire un calcul par ordinateur. C est vraiment super utile et amusant! 4. Est ce que votre total de calories dans les portions alimentaires quotidiennes correspond au créneau des 200 calories de vos besoins journaliers en énergie? Énergie de L'Astronaute Section Éducateur 20/21

21 Rubrique de Recherche Scientifique Dossier de Recherche: L énergie de l astronaute Annexe G Indicateur de performance de l étudiant A développé une hypothèse claire et complète N a fait aucun effort pour développer une hypothèse claire et complète. N a pas beaucoup fait d effort pour développer une hypothèse claire et complète. A développé une hypothèse partielle A développé une hypothèse complète mais ne l a pas complètement développée A développé une hypothèse claire et complète. A respecté toutes les règles et directives relatives à la sécurité dans les labos N a respecté aucune des règles de sécurité de labo A suivi une règle de sécurité de labo A suivi deux ou plus des règles de sécurité de labo A suivi la plupart des règles de sécurité de labo A suivi toutes les règles de sécurité de labo A suivi la méthode scientifique A enregistré toutes les données sur la fiche technique et en a tiré une conclusion basée sur ces données. A posé des questions intéressantes relatives à l étude A répondu aux questions portant sur les données de l étude à la suite du cours. N a suivi aucune des étapes de la N a suivi qu une des étapes de la A suivi deux ou plus des étapes A suivi la plupart des étapes de la A suivi toutes les étapes de la méthode méthode de la méthode méthode méthode scientifique scientifique scientifique scientifique scientifique N a montré aucune collecte de donnée enregistrée et n a tiré aucune conclusion notable N a posé aucune question intéressante relative à l étude N a pas répondu aux questions sur les données de l étude N a montré qu un enregistrement de collecte de données et n a pas complété la conclusion A posé une question intéressante relative à l étude A juste entamé le sujet des questions sur les données de l étude N a montré que deux ou plus d enregistrement de collectes de données et n a complété la conclusion que de manière partielle A posé deux questions intéressantes relatives à l étude A complété partiellement les questions portant sur les données de l étude A montré la plupart des données enregistrées en tirant une conclusion pratiquement complète A posé trois questions intéressantes relatives à l étude A presque complété les questions portant sur les données de l étude A montré toutes les données enregistrées en tirant une conclusion complète A posé quatre questions intéressantes ou plus relatives à l étude Avait à disposition une liste parachevée des questions portant sur les données de l étude Total des Points 4= Excellent/A complété le cours/a toujours suivi les directives/organisé(e) 3= Bon/ A presque complété le cours / A presque toujours suivi les directives / Organisé(e) la plupart du temps 2= Passable/Cours à moitié complété / A parfois suivi les directives / Organisé(e) occasionnellement 1= Faible/ N a pas complété le cours / A rarement suivi les directives /Désordonné 0= Aucun travail/n a pas suivi les directives/ A gêné les autres dans leur travail/interféré avec le travail des autres Barème de Notation: A = points B = points C = points D = points F = 0-12 points Énergie de L'Astronaute Section Éducateur 21/21

22 Mission X : Entraînez-vous Comme un Astronaute L ÉNERGIE DE L ASTRONAUTE Documentation de cours pour les Étudiants Nom de l Étudian Cette leçon va vous aider à identifier quels choix faire pour une alimentation saine afin que votre corps reste à un poids normal et à apprendre à quel point les besoins en calories sont différents sur terre et dans l espace. Pendant ce cours, vous allez: Enquêter sur la Pyramide Alimentaire tout en apprenant les besoins fondamentaux d un régime diététique bien équilibré. Apprendre dans quelles catégories de la Pyramide Alimentaire les différents types d aliments seront classés. Vérifier les étiquettes de Fiches Nutritionnelles comprenant les portions déterminées, les calories, les protéines, le calcium et les vitamines. Déterminer vos propres besoins quotidiens en énergie. Créer un menu sur 5 jours basé sur les préconisations de la Pyramide Alimentaire et sur vos besoins en énergie. Problème Comment utiliser les étiquettes de fiches nutritionnelles afin de déterminer la quantité de nourriture dont j aurai besoin pour une journée? Conception Technique Matériel Pour chaque classe: Ordinateur avec Internet Ruban adhésif de peintre Bandes à six phrases Projecteur LCD ou rétroprojecteur Aliments provenant de différents groupes alimentaires Par groupe de 3: Etiquettes de données nutritionnelles pour les tortillas à base de maïs, farine, et blé Par Étudiant: Fiche technique de la Pyramide Alimentaire Planificateur de menu individuel «Explorateur» pour bien rester en forme Feuille de papier vierge Contexte Une bonne alimentation est primordiale pour les astronautes du fait que leurs organismes devront être soumis à la microgravité. L étude des besoins nutritionnels d un équipage avant, pendant et après un vol dans l espace fait partie intégrante des éléments essentiels du maintien de l astronaute en bonne santé pendant ses missions de longue durée dans l espace. Ces études vont fournir des renseignements sur l alimentation appropriée et la quantité d énergie dont les astronautes auront besoin pour pouvoir avoir des activités physiques dans l espace. La nourriture que vous mangez va vous donner une énergie qui se calculera en calories. Le fait de contrebalancer l énergie provenant des aliments que vous mangez avec l énergie utilisée par votre corps au quotidien est un élément important d une bonne nutrition. L énergie provient de la désagrégation des plus Sécurité Revoir les règles de sécurité de la salle de classe et du laboratoire. Interdiction de goûter ou de manger! Énergie de L Astronaute Section Étudiant 1/6

23 grandes particules de nourriture en particules plus petites. Une série de réactions chimiques va ainsi commencer à se produire dans votre corps, causant la décharge rapide de molécules d énergie [ATP]. Certains aliments comme les noix macadamia contiennent presque deux fois plus d énergie que des glucides comme le pain ou les pâtes. Le fait de manger suffisamment de calories va vous fournir une énergie vous permettant d achever le travail que vous aurez à accomplir. Sans un nombre suffisant de calories, vous serez sujet à de la fatigue et vos muscles ne fonctionneront pas correctement. Trop de calories peuvent occasionner un gain pondéral, ce qui sera tout aussi mauvais pour votre santé. Une nutrition appropriée accompagnée d activités physiques adéquates préparera votre organisme à affronter les défis du quotidien et, dans le cas des astronautes, les conduira à être aptes à affronter les challenges que représentent la vie et le travail dans l espace. Les étiquettes de fiches nutritionnelles constituent une bonne base d information sur les qualités nutritives des aliments que vous mangez. Vérifiez bien l étiquette de fiche nutritionnelle de vos aliments emballés préférés pour obtenir des renseignements sur la portion déterminée et le nombre de calories par portion. L étiquette de fiche nutritionnelle vous fournira aussi des renseignements sur le nombre de calories par portion. Les nutritionnistes et les scientifiques spécialisés dans l alimentation à la NASA consultent aussi les étiquettes de fiche nutritionnelle en ce qui concerne les portions déterminées, les calories, les éléments nutritifs comme glucides, protéines, matières grasses, vitamines et minéraux, calcium, ainsi que les valeurs quotidiennes en pourcentage (%VJ) des aliments que les astronautes mangent lorsqu ils sont dans l espace. Initier avec votre groupe des sessions de réflexion commune («faites un brainstorming») sur le sujet des besoins en énergie. Les calories sont des unités d énergie. Faites des observations relatives aux calories d énergie en suivant les instructions fournies par votre professeur. Utilisez la première colonne de ce tableau SVA pour mettre en ordre vos observations sur l énergie en calories. Initiez avec votre groupe des sessions de réflexion commune («faites un brainstorming») sur ce que vous voulez savoir sur l énergie en calories et enregistrez votre liste dans la deuxième colonne du tableau SVA. CE QUE NOUS SAVONS CE QUE NOUS VOULONS SAVOIR CE QUE NOUS AVONS APPRIS Problème et Hypothèse En vous basant sur ce que vous connaissez, le matériel que vous utiliserez, et les prévisions sur ce que vous allez apprendre, répondez à la question du problème en répondant au mieux de vos estimations. Problème: Comment les étiquettes de fiche nutritionnelle doivent être utilisées pour déterminer la quantité d aliments dont j aurai besoin quotidiennement? Votre hypothèse doit être écrite sous forme de prise de position. Mon hypothèse: Énergie de L Astronaute Section Étudiant 2/6

24 Approfondissons le sujet de la Pyramide Alimentaire 1) Sur une feuille de papier blanc, inscrivez ce que vous avez mangé hier pour le petit déjeuner, le déjeuner et le dîner. Faites figurer toute collation que vous auriez prise en cours de journée. Intitulez cette page : Plan des Repas de la Veille. 2) Avec la classe, étudiez la Pyramide Alimentaire en vous rendant sur 3) Remplissez la Fiche de Données de la Pyramide Alimentaire. Intitulez chaque groupe d aliments et inscrivez des exemples d aliments étant à même de représenter chaque groupe. 4) Utilisez votre Fiche de Données de la Pyramide Alimentaire une fois remplie afin d aider votre classe à bien finaliser la Pyramide des Aliments par étages. 5) Votre professeur aura une liste d aliments disponible pour la classe. Placez ces aliments dans le groupe correspondant d aliments dans les étages de la Pyramide des Aliments. 6) Continuez jusqu'à ce que tous les aliments disponibles soient placés dans leurs différentes catégories. 7) Discutez avec votre classe de l importance d avoir des repas sains et équilibrés. 8) Revoyez le plan des Repas de la veille. 9) Répondez à ces questions concernant vos choix d aliments dans la planification de vos repas. Est-ce que vous croyez que vous avez fait les bons choix d aliments? Quels sont les choix d aliments sains que vous avez faits? Pourquoi est-ce important de manger des produits alimentaires nutritifs? Si vous deviez devenir un astronaute et aller dans l espace, auriez-vous besoin d un régime équilibré? A quoi ressemblerait votre menu d alimentation si vous voyagiez dans l espace? Parlons Ensemble des Calories 10) Lisez et réfléchissez sur les questions suivantes et discutez-en avec votre groupe. Qu est ce qu une calorie? Quel est le lien entre calories et énergie? Pourquoi certaines personnes comptent elles les calories dans les aliments? Que se passe-t-il si nous mangeons trop de calories dans une journée? Est-ce que les astronautes ont besoin de plus ou de moins de calories dans l espace que sur terre? Énergie de L Astronaute Section Étudiant 3/6

25 11) Calculez le montant de calories d énergie recommandé pour vos besoins particuliers journaliers en utilisant le document de cours concernant les Besoins Quotidiens en Calories. 12) Enregistrez vos propres besoins en énergie en calories au dos de la Feuille de Données de la Pyramide Alimentaire. Étudions Ensemble les Etiquettes Nutritionnelles 13) En tant que groupe constitué, inspectons les trois différents types d emballages de tortillas comprenant farine, blé et maïs. 14) En tant que groupe, examinons les étiquettes de fiches nutritionnelles sur les emballages de tortillas. 15) Enregistrez vos données sur la feuille nutritionnelle de la tortilla. 16) Placez les tortillas selon leur nombre de calories. Reportez le dans la fiche de calories de la tortilla. 17) Lisez ce qui suit et discutez-en avec votre groupe. L énergie des aliments est mesurée en calories. L énergie à fournir à votre corps provient de la nourriture. Si vous mangez plus de calories que nécessaire pour votre organisme, les calories supplémentaires seront converties en gras. Le fait de manger des portions convenables dans vos repas vous empêchera de consommer des calories excédentaires. Vous devrez disposer des mêmes portions de nourriture et de calories que ce soit dans l espace ou sur la terre. Répondez aux questions suivantes au sujet des calories. Qu est ce que les quantités des portions ont à voir avec les besoins énergétiques? Que se passe-t-il si vous mangez trop de calories? Que se passe-t-il si vous mangez trop peu de calories? Rapport de Données Fiche technique des Calories de la Tortilla Complétez le tableau ci-dessous en utilisant l étiquette de fiche nutritionnelle. Farine Blé Maïs Serving Size How Many Servings per Package Calories per Serving Énergie de L Astronaute Section Étudiant 4/6

26 Placez les tortillas par ordre de grandeur en calories (par ordre croissant). Tortillas Calories Étude des Données Apres avoir recueilli toutes les données, étudiez les données en répondant aux questions suivantes. 1. Laquelle des tortillas est la plus nutritive? la moins nutritive? pourquoi? 2. Quel est la tortilla qui, selon vous représente le meilleur choix pour un repas dans l espace? Pourquoi? 3. Si vous deviez aller dans l espace, que mettriez-vous dans votre tortilla et quel type de tortilla mangeriez-vous? pourquoi? 4. A quoi devez-vous pensez en dehors des calories d énergie quand vous planifiez vos menus? (Petit Tuyau : Regardez les étiquettes de fiches nutritionnelles des différents types d aliments et pensez à la Pyramide Alimentaire.) Conclusion Remplissez la colonne «CE QUE NOUS AVONS APPRIS» du tableau SVA. Ecrivez au mieux de votre savoir une phrase, la plus complète possible, répondant au problème/question des pages 1 à 2, en vous basant sur ce que vous avez appris au cours de vos recherches et de vos activités relatives à la planification de menus. Est-ce que cette réponse est en accord avec votre hypothèse maintenant que vous avez reçu plus de renseignements? si la réponse est non, qu y a-t-il de différent? Énergie de L Astronaute Section Étudiant 5/6

27 Rubrique de recherche scientifique Recherche : Énergie de L Astronaute Nom de l Étudiant Date Indicateur de Performance de l Étudiant A développé une hypothèse claire et complète. A suivi toutes les règles de sécurité en laboratoire ainsi que les instructions. A suivi la méthode scientifique. A enregistré toutes les données sur la fiche de données et en a tiré une conclusion basée sur les données. A posé des questions motivantes relatives à l étude. A créé un plan de repas qui a suivi les recommandations de la pyramide alimentaires. Total des points 4=Excellent/Complet/Suit toujours les instructions/organisé 3=Bien/Presque complet/suit presque toujours les instructions/ Habituellement organisé 2=Moyen/A moitié terminé/suit parfois les instructions/organisé parfois 1=Faible/Incomplet/Suit rarement les instructions/désorganisé 0=Pas de travail/n a pas suivi les instructions/a interféré avec le travail des autres Échelle de notes: A = points B = points C = points D = points F = 0-12 points Total des Points à partir de ce que dessus: (Allant jusqu à 24) Note pour cette recherche Énergie de L Astronaute Section Étudiant 6/6

28 Mission X: Train Like an Astronaut GRAVITE REDUITE, ALIMENTATION PAUVRE EN GRAISSES Mission X Documentation relative à la mission S entraîner comme un astronaute PAGES DE L ENSEIGNANT Introduction Lorsque les astronautes voyageront vers la lune, Mars et audelà, la nécessité d avoir des menus équilibrés se fera encore plus sentir que pour de simples missions spatiales. Les chercheurs analysent la quantité de graisse présente dans les aliments préparés pour les vols spatiaux. La composition des graisses dans la nourriture est analysée avant sa consommation. Objectif de cette leçon Découvrir la composition en graisses d un repas, concevoir un repas équilibré en appliquant les informations connues sur le contenu en graisses des aliments. La question Comment visualiser les graisses cachées? Comment concevoir un repas équilibré? Objectifs d apprentissage Matériel 4 à 5 élèves par groupe Pyramide des aliments Gobelet Cuillère pour mélanger Eau Feutre Cheeseburger de fast food Frites de fast food Poêle si vous utilisez des plaques de cuisson Chaque classe aura: Réaliser une émulsion à partir d un repas de restauration rapide (type cheeseburger et frites) Evaluer la quantité de graisses cachées dans ce repas Proposer un repas équilibré Plaques de cuisson ou four à micro ondes Congélateur ou réfrigérateur Mixeur Temps de préparation pour l enseignant: 1 heure Durée de la leçon: environ 2 heures sur 2 jours Connaissance pré requise: connaissance de la nouvelle pyramide alimentaire disponible sur mentos piramide.php Et aussi Matériel nécessaire Mixeur Cheeseburgers issus de la restauration rapide Frites issues de la restauration rapide Eau Frigo et congélateur Gobelets transparents ou autres contenants transparents supportant la chaleur ou le froid d une contenance de 2l et d un diamètre de 10 à 15cm Poêle si vous utilisez une Cuisinière ou micro ondes Grandes cuillères pour mélanger Des feutres Des pyramides alimentaires Gravite Réduite, Alimentation Pauvre en Graisses Pages de L enseignant - 1/4

29 Préparation de la pré-leçon: Le jour qui précède le cours: Se procurer un nombre suffisant de cheeseburgers et de frites dans un fast food Se procurer ou s assurer d avoir accès à un micro ondes, une cuisinière, un frigo et un congélateur Avoir des exemplaires en nombre suffisant du guide pyramide alimentaire, un par groupe Vous pouvez trouver les indications sur les valeurs nutritionnelles sur l emballage du repas du fast food ou sur internet en utilisant les mots clé: «apport calorique cheeseburger» et «apport calorique frites» Evaluer le volume d un cheeseburger dans la mesure où il a la forme d un cylindre Le jour même du cours: Faites des groupes de 4 à 5 élèves et donner leur le matériel. Déroulé du cours Lancement de l observation Les graisses se cachent quelquefois dans la nourriture; On voit le gras du porc, du poulet, du bœuf; ce type de graisse est facile à voir, consistant à température ambiante. Vous pouvez réduire votre consommation de graisses en enlevant le gras de la viande avant de la cuisiner. L huile végétale, la margarine et le beurre sont des graisses visibles. Les graisses que l on trouve dans les snacks, tels que biscuits, bonbons, amandes, chips, sont considérées comme invisibles. On ne peut pas détecter ces graisses invisibles à l œil nu mais elles augmentent la quantité de calories absorbées. Un régime équilibré doit comprendre une quantité convenable de graisses, mais quand on absorbe trop de graisses, le corps ne peut pas les utiliser toutes et il transforme ce qui reste en graisse du corps; notre corps doit avoir de la graisse, mais dès qu il y en a trop on est en surpoids. Ce n est bon ni pour les explorateurs de l espace, ni pour nous! Les astronautes veulent rester en bonne santé et garder leur énergie? C est pourquoi ils n abusent pas des aliments trop gras. Connaitre les contenus en matières grasses des aliments permet aux chercheurs de prendre les bonnes décisions pour choisir et préparer les bons aliments qui maintiendront les astronautes en bonne santé. Faire des choix responsables pour les repas implique de retenir des aliments pauvres en graisses. Impliquer les élèves: 1. avec l ensemble de la classe, discuter brièvement de ce que sont les matières grasses rôle des matières grasses dans notre corps, nécessité de les inclure dans notre régime alimentaire qu est ce qu il se passe quand on absorbe trop d aliments gras? quel type d aliments contient des graisses? est ce qu on voit toujours le gras des aliments, 2. avec l ensemble de la classe, discuter brièvement de: pourquoi est ce que les explorateurs de l espace doivent-ils rester en bonne santé et être attentifs à leur consommation de matières grasses. Le régime des astronautes; Les menus des astronautes sont disponibles pour chaque équipage qui part dans l espace. Les élèves peuvent discuter de ce que les astronautes mangeront au cours d une mission et évaluer le contenu bas ou élevé des menus en matières grasses. Gravite Réduite, Alimentation Pauvre en Graisses Pages de L enseignant - 2/4

30 Voir sur la page équipage de la NASA pour trouver des menushttp:// pages/shuttle/shuttelemissions/sts131/index.html 3. avec l ensemble de la classe, discuter brièvement de: Quel type de nourriture est riche en matières grasses? Est-ce que le gras est toujours visible? comment peut-on reconnaitre les graisses cachées dans certains types de nourriture (par exemple les taches grasses qu ils laissent) Examiner les apports caloriques d un repas, type cheeseburger Comment élaborer un repas équilibré, pauvre en graisses? Introduite le principe de l émulsion: un mélange de 2 liquides qui ne s homogénéisent pas, tels que eau et huile. Dans ce cas les 2 liquides des émulsions sont les graisses liquides du repas et l eau. Déroulé de l enseignement; 1 er jour exploration Demander aux élèves de lire l introduction dans leur classeur Mettre le cheeseburger dans le mixer Donner à chaque groupe un gobelet avec le repas mixé Y ajouter 2 mesures d eau pour obtenir 1/3 de cheeseburger mixé et 2/3 d eau Mettre les gobelets au micro ondes à basse intensité de façon à faire frémir la préparation pendant 15 minutes o Ou mettre à la poêle et faire mijoter 10 minutes Mettre un couvercle sur le gobelet o Sinon, transvaser l émulsion de la poêle dans le gobelet et mettre un couvercle; laisser refroidir l émulsion mettre l émulsion au congélateur ou au frigo (moins efficace) pendant 1 jour demander aux élèves de remplir leur feuille de données Conclusion 1 er jour explications pourquoi avoir mixé le burger? pourquoi ajouter de l eau (introduire la notion d émulsion, le gras s échappe dans l eau)? pourquoi porter à ébullition? (les graisses solides deviennent liquides à température élevée et passent de l aliment à l eau) Déroulé de l enseignement; 2 ème jour exploration demander aux élèves d observer l émulsion congelée et de noter la hauteur de la graisse quelle en est l épaisseur? demander aux élèves de remplir leur feuille de données Conclusions 2 ème jour explications pourquoi refroidir ou congeler l émulsion (afin de rendre les graisses solides à nouveau, les séparer de l eau et de ce qui reste du burger les rend visibles)? qu est il arrivé aux graisses? les voit-on? discuter les réponses apportées aux questions formulées dans le document des élèves sur la Gravité Réduite, pauvres en graisses demander aux élèves de comparer les données de leur groupe à celle de la classe; Combien trouve-t-on de modèles? pensez vous que les astronautes mangent des burgers à bord de l ISS? Gravite Réduite, Alimentation Pauvre en Graisses Pages de L enseignant - 3/4

31 à partir des données nutritionnelles d un repas à base de cheeseburger et de la pyramide alimentaire, concevoir un repas équilibré en fonction de vos gouts et préférences. Programmes de découvertes à concevoir Pour élargir les notions acquises au cours de cette activité, on peut mener les expériences suivantes: Découvertes mathématiques Demander aux élèves de calculer la quantité de graisse solidifiée en mesurant le diamètre du récipient, la hauteur de la couche de graisse et en appliquant la formule mathématique se rapportant au cylindre. Si l on a commencé par mesurer le volume du hamburger, on est en mesure d avoir le pourcentage approximatif de graisse Demander aux élèves de transposer cette information nutritionnelle d un repas à base de cheeseburger sous la forme d un schéma (par exemple, histogramme) comparer ces schémas à ceux des valeurs de référence pour un repas quotidien équilibré (en termes de calories et de substances nutritives) Découvertes dans l actualité Donner aux élèves les statistiques sur l obésité dans différents pays dans le monde et discuter avec les élèves des différentes raisons possibles et des contremesures éventuelles. Appréciation, évaluer Vos élèves peuvent répondre à ce court questionnaire ci-dessous: o Pourquoi est-il important de consommer une quantité suffisante de graisses? en d autres termes, à quoi servent ces graisses? o Si vous manger trop gras, que fait votre corps des graisses inutiles? o Citer un aliment qui contient des graisses visible et un autre qui contient des graisses invisibles. o Pourquoi faut-il chauffer l émulsion? et la refroidir? Points Si cette activité a été réalisée correctement, donner 25 points à l équipe. Gravite Réduite, Alimentation Pauvre en Graisses Pages de L enseignant - 4/4

32 Mission X: Train Like an Astronaut OS VIVANTS, OS SOLIDES Nom de l élève Cette activité va t'aider à identifier les moyens de garder tes os en bonne santé et va te permettre d'observer les effets d'une faible microgravité sur les os. Objectifs de l activité: observer les os. concevoir des maquettes d'os à partir de fiches cartonnées. Problème Comment fabriquer une maquette d'os solide capable de supporter du poids? Observation Les astronautes doivent pouvoir parcourir de longues distances à pieds pour explorer Mars ou la lune, surtout si leur astromobile tombe en panne. Cette longue distance est appelée walk-back (marche) de 10 km. Les astronautes doivent toujours être dans les meilleures conditions pour garder leurs os solides et en bonne santé, ce qui est essentiel pour accomplir leurs tâches dans l'espace. Un os est un organe vivant. Lorsque tu te casses un os, il se reconstruit grâce à des cellules spéciales. Il faut environ 10 ans pour que tout ton squelette soit remplacé par de nouveaux os! Il existe deux manières de garder tes os en bonne santé: un régime approprié et des exercices de résistance. Ces deux moyens sont beaucoup plus efficaces quand ils sont associés l'un à l'autre. Un régime approprié permettra à tes os de rester sains. Pour cela, il est nécessaire de consommer du calcium et des vitamines D, que tu pourras trouver dans les produits laitiers, tels que le lait, le fromage et les yaourts, ainsi que dans les légumes verts. La vitamine D est appelée vitamine du soleil parce qu'une exposition régulière à la lumière du soleil apporte à ton corps la quantité de vitamine D dont il a besoin. Cette vitamine est ajoutée dans des aliments comme le lait et le jus d'orange. Pour garder leurs os solides et en bonne santé, les astronautes ont besoin d'une quantité suffisante de calcium et de vitamine D. De même, il est nécessaire de renforcer ses os en pratiquant des exercices de résistance, tels que faire des pompes, sauter à la corde, ou essayer de repousser un mur avec les bras. Les Préparation Matériel Par classe: un mètre une balance des poids (en grammes) Par groupe: un os de poulet (cuisse ou patte) dans un sachet plastique zippé. une règle graduée. cinq fiches cartonnées (7.6 x 12.7 cm) scotch transparent un carré de carton (approx. 24 x 24 cm) cahiers ou ramettes de papier sachet en plastique zippé rempli (au tiers) de gravier d aquarium Par élève: lunettes de protection stylo rouge loupe Sécurité Passer en revue les consignes de sécurité de la classe et du laboratoire. Les lunettes de sécurité doivent être portées tout au long de l activité et l os de poulet ne doit pas être sorti du sachet zippé. Os vivants, os solides Dossier Elève 1/7

33 astronautes ont besoin de pratiquer des exercices de résistance pour garder leurs os solides et en bonne santé. Manger des aliments riches en calcium et en vitamines D et pratiquer régulièrement une activité physique te permettra de solidifier tes os. En jouant par exemple à la marelle dehors, au soleil, tu apporte à ton tes os tout ce qu il faut pour qu ils restent solides: la vitamine D fournie par le soleil et des exercices de résistance. C est notamment ainsi que procèdent les astronautes pour aider leurs os à rester en bonne santé. Et qui sait? Si tu arrives à maintenir ton corps en bonne santé, tu pourras peutêtre devenir l un de nos prochains astronautes à explorer la lune, Mars, et bien plus encore! Réunis-toi avec ton groupe et suivez les instructions de votre professeur pour réfléchir sur le thème des os. Dans la première colonne du tableau ci-dessous, organisez vos observations concernant les os. Réfléchissez ensuite ensemble à ce que vous aimeriez savoir à ce propos et inscrivez vos questions dans la deuxième colonne. CE QUE VOUS SAVEZ CE QUE VOUS VOULEZ CE QUE VOUS AVEZ APPRIS SAVOIR Hypothèse D'après tes observations, les différents documents fournis par ton professeur ainsi que tes idées, répond au mieux au problème posé. Problème: Comment fabriquer une maquette d os solide capable de supporter du poids? Mon hypothèse: Instructions Avec ton groupe: 1) Examinez ensemble la fiche cartonnée. Discutez de la forme, de la taille et de l épaisseur des os. Décidez de la manière dont vous voulez fabriquer votre maquette d os à partir de la fiche cartonnée. o Assurez-vous que votre maquette: ressemble à un os de poulet soit assez solide pour supporter du poids 2) Dessine sur ton graphique ta propre maquette d os. 3) Inscris également sur ton dessin les matériaux que tu vas utiliser. Os vivants, os solides Dossier Elève 2/7

34 4) Toi et ton groupe devez vous mettre d accord sur un titre à donner à votre maquette, et reporte-le sur ton graphique. 5) Utilise la fiche cartonnée pour fabriquer la maquette à partir de tes dessins et sers-toi du scotch pour la fixer. 6) Dépose la maquette sur la table dans la même position que l os de ta jambe lorsque tu es debout. 7) Note sur ta feuille de données Os vivants, os solides les matériaux que tu vas utiliser pour fabriquer ta maquette. 8) Place le carré de carton au dessus de la maquette. 9) Devine combien de cahiers tu vas pouvoir empiler dessus. Les cahiers représentent le poids de ton corps. 10) Ecris ta réponse en rouge sur ta feuille Os vivants, os solides. 11) Dépose les cahiers, un par un, sur le carré de carton, jusqu à ce que tu n en aies plus, ou que ton os s effondre. 12) Note tes données en comptant le nombre de cahiers que ta maquette a été capable de supporter. La maquette que tu viens de tester représente les os qui sont faibles à cause d un manque de calcium, de vitamines D, d exercice de résistance et de gravité faisant pression dessus. Tes os ont besoin de tout cela pour rester solides. 13) Redessine une maquette d os plus solide sur ton graphique en augmentant l épaisseur de l os. Cette solidification de l os représente plus d exercices de résistance et un régime plus riche en calcium et vitamines D. Pense bien à légender ton dessin, notamment en y indiquant les nouveaux matériaux. 14) Reporte sur ta feuille de données Os vivants, os solides la liste des matériaux. 15) Reconstruis ta maquette à l aide de deux fiches cartonnées. 16) Devine combien de cahiers tu vas pouvoir empiler dessus. 17) Ecris ta réponse en rouge sur ta feuille Os vivants, os solides. 18) Dépose les cahiers, un par un, sur le carré de carton, jusqu à ce que tu n en aies plus, ou que ton os s effondre. 19) Note tes données en comptant le nombre de cahiers que ta nouvelle maquette a été capable de supporter. La maquette que tu viens de tester représente un os faible parce qu il n a pas reçu assez de calcium, de vitamines D et d exercice de résistance. De plus, la force de gravité a été réduite. Tes os ont besoin de tout cela pour rester solides. 20) Redessine une maquette d os encore plus solide sur ton graphique en glissant des matériaux dans la maquette. Cette solidification de l os est due à une nutrition appropriée, notamment un régime riche en calcium et vitamines D, ainsi qu à des exercices de résistance adéquats. Pense bien à légender ton dessin, notamment en y indiquant les nouveaux matériaux. 21) Reporte sur ta feuille de données Os vivants, os solides la nouvelle liste des matériaux. 22) En t appuyant sur ton dessin, reconstruis une nouvelle maquette avec deux fiches cartonnées. 23) A l intérieur de ta maquette, glisse le sachet contenant le gravier d aquarium. 24) Devine combien de cahiers tu vas pouvoir empiler sur ta maquette. 25) Ecris ta réponse en rouge sur ta feuille Os vivants, os solides. Os vivants, os solides Dossier Elève 3/7

35 26) Dépose les cahiers, un par un, sur le carré de carton, jusqu à ce que tu n en aies plus, ou que ton os s effondre. 27) Note tes données en comptant le nombre de cahiers que ta nouvelle maquette a été capable de supporter. Tes données Feuille de données Os vivants, os solides Maquette d os Matériaux utilisés pour fabriquer la maquette d os PREDICTION Combien de cahiers la maquette a-t-elle supporté? Ecris ta réponse en rouge. REALITE Nombre de cahiers que la maquette a supportés. Première maquette Deuxième maquette Troisième maquette Os vivants, os solides Dossier Elève 4/7

36 Etude des données Après avoir récolté toutes les données, étudie-les en répondant aux questions suivantes: 1. Quelle maquette d os était la plus solide? Explique pourquoi. 2. Compare le poids supporté par la première maquette avec celui supporté par la dernière. Quelle est la différence? Le poids a-t-il diminué ou augmenté? Pourquoi a-t-il changé? 3. Est-ce que tes prédictions étaient correctes? Pour quelles raisons? 4. Est-ce que ces données vont dans le sens de ton hypothèse? Explique pourquoi? 5. Comment sont les résultats de ton groupe par rapport à ceux de la classe? Conclusion Remplis la colonne CE QUE VOUS AVEZ APPRIS du premier tableau. Réécris ton hypothèse, puis explique ce qu il s est passé durant les tests, y compris tes résultats. Os vivants, os solides Dossier Elève 5/7

37 Rubrique d enquête scientifique Expérience: Os vivants, os solides Nom de l élève Date Indicateur de performance L élève a développé une hypothèse claire et complète. L élève a suivi toutes les consignes et règles de sécurité du laboratoire. L élève a appliqué la méthode scientifique. L élève a inscrit toutes les données sur sa feuille de données et en a tiré une conclusion. L élève a posé des questions pertinentes en rapport avec l'étude. L élève a fabriqué une maquette d os solide et capable de supporter du poids. Point Total Echelle de notes: Total des points: (24 possible) A = points B = points Note pour cette enquête C = points D = points F = 0-12 points Os vivants, os solides Dossier Elève 6/7

38 Maquette d os 1: Maquette d os 2: Maquette d os 3: Os vivants, os solides Dossier Elève 7/7

39 Mission X: Train Like an Astronaut OS VIVANTS, OS SOLIDES Dossier Enseignant Introduction Les explorateurs doivent avoir des os solides pour faire face aux défis de l espace. Plus les astronautes restent dans l espace, plus leurs os s affaiblissent à cause du manque de gravité exercée sur leur corps. Les os situés sous la taille sont les plus affectés par un environnement où la gravité est faible et sont plus sujets à souffrir de décalcification lors des vols spatiaux. Il est donc important que les astronautes suivent un entraînement avant, pendant et après leur mission dans l espace pour conserver des os solides tout au long de leur vie. Ils ont également besoin de suivre un régime riche en calcium et vitamines D. Objectifs de l activité Les élèves vont observer des os, comparer leur taille en fonction de l être vivant duquel ils proviennent. Ils vont également fabriquer des maquettes d os, puis comparer les poids qu elles sont capables de supporter, et enfin, tirer des conclusions à propos de la structure de l os, du poids qu il peut supporter et des effets de plusieurs environnements différents. Problème Comment fabriquer une maquette d os solide capable de supporter du poids? Objectifs des élèves Les élèves vont: Matériel Par classe: Par groupe: observer deux parties d un os. fabriquer une maquette d os qui supportera du poids. un mètre une balance des poids (en grammes) Activité de découverte Niveau scolaire: CE2-CM2 (grades 3-5) Au programme: Science, Technologie, Mathématiques, Santé et Education physique Compétences scientifiques: prévoir, observer, comparer, partager, enregistrer des données (American Association for the Advancement of Science Association américaine pour le progrès de la science) Temps de prep. pour l'enseignant: 30 minutes Durée de l activité: Deux séances de 45 minutes Prérequis: connaissance de la méthode scientifique, des consignes de sécurité du laboratoire, du nouveau guide de la pyramide alimentaire et des activités physique de base. Normes de l Education Nationale: Science, Technologie, Ingénierie, Mathématiques, Santé et Education physique National Wellness Initiative: Cette activité répond aux besoins de la Local Wellness Initiative et peut également aider à satisfaire ceux de votre Local Wellness Plan. Matériel requis: mètre balance poids empilables (en grammes) petits sachets plastiques zippés os de poulet cuits, propres et secs règles graduées fiches cartonnées scotch transparent carrés de carton gravier d aquarium lunettes de protection stylos rouge loupes Os vivants, os solides Dossier Enseignant 1/17

40 deux sachets plastiques zippés un os de poulet (cuisse ou patte) cuit, propre et sec une règle graduée cinq fiches cartonnées (7.6 x 12.7 cm) scotch transparent un carré de carton (approx. 24 x 24 cm) cahiers ou ramettes de papier suffisamment de gravier d aquarium pour remplir un tiers d un sachet plastique zippé. Par élève: dossier Elève Os vivants, os solides lunettes de protection stylo rouge loupe Sécurité Passez en revue avec les élèves les règles de sécurité dans la classe et le laboratoire. Les élèves doivent porter des lunettes de protection tout au long de cette activité et ne doivent pas sortir les os de poulet de leur emballage plastique. Préparation de l activité (à faire la veille) Pour préparer des os de poulet cuits, propres et secs: o Comptez un os de poulet par groupe. o Placez tous les os dans un récipient rempli d eau. o Faites-les cuire pendant 40 à 50 minutes. o Sortez-les ensuite de l eau et laissez-les refroidir au moins 30 minutes. o Enlevez l excès de viande et de cartilage et frottant énergiquement les os. o Utilisez un désinfectant pour les nettoyer, puis rincez à l eau. o Laissez-les sécher à l air libre durant la nuit. o Ils doivent être propres et secs pour que vous puissiez les utilisez pour cette expérience. Fendez chaque os avec précaution afin de pouvoir en voir l intérieur. Placez un os dans chaque sachet. Remplissez des sachets séparés avec du gravier d aquarium (remplissez environ 1/3 du sachet). Si besoin, suivez les instructions suivantes pour ajuster la quantité de gravier à la taille du cylindre réalisé à partir d une fiche cartonnée: o Roulez une fiche cartonnée en commençant par le côté le plus court. Une fois la forme cylindrique obtenue, fixez-la avec du scotch. Placez ensuite le sachet contenant le gravier d aquarium dans le cylindre, et ajoutez ou enlevez la quantité de gravier souhaitée. Divisez la classe en groupes de 3 ou 4 élèves. Placez le matériel de chaque groupe dans un endroit facilement accessible. Empilez les cahiers du plus léger au plus lourd. Le plus lourd sera utilisé en premier. Installez la balance dans un endroit où tous les groupes pourront y accéder. Os vivants, os solides Dossier Enseignant 2/17

41 o Les trombones serviront de poids. Si vous utilisez d autres sortes de poids, pesez-les avant pour une plus grande précision. Préparez le graphique de données pour la section Observation et affichez-le dans la classe afin que tout le monde le voie pendant les activités de groupe. Faites de même avec le glossaire (Annexe B) et le diagramme de comparaison des os (Annexe C). Développement de l activité Pour se préparer à cette activité, ces supports destinés aux enseignants sont recommandés: Pour en savoir plus sur le squelette et les vols dans l espace, consultez l ouvrage Human Physiology in Space (La physiologie de l homme dans l espace) de l Institut de médecine spatiale: Pour en savoir plus sur la reconstruction et le remplacement des os: 12.uthscsa.edu/curriculum/bones/pa12pdf/1203D-cycle.pdf. Exercices de contre-mesures dans l espace: Pour visualiser des animations à propos du processus de reconstruction des os (voir comment les os sont abîmés puis reconstruits): Le texte suivant est tiré de la section Observation du dossier Elève. Observation Les astronautes doivent pouvoir parcourir de longues distances à pieds pour explorer Mars ou la lune, surtout si leur astromobile tombe en panne. Cette longue distance est appelée walkback (marche) de 10 km. Les astronautes doivent toujours être dans les meilleures conditions pour garder leurs os solides et en bonne santé, ce qui est essentiel pour accomplir leurs tâches dans l'espace. L os est un organe vivant. Lorsque tu te casses un os, il se reconstruit grâce à des cellules spéciales. Il faut environ 10 ans pour que tout ton squelette soit remplacé par de nouveaux os! Il existe deux manières de garder tes os en bonne santé: un régime approprié et des exercices de résistance. Ces deux moyens sont beaucoup plus efficaces quand ils sont associés l'un à l'autre. Un régime approprié permettra à tes os de rester sains. Pour cela, il est nécessaire de consommer du calcium et des vitamines D, que tu pourras trouver dans les produits laitiers, tels que le lait, le fromage et les yaourts, ainsi que dans les légumes verts. La vitamine D est appelée «vitamine du soleil» parce qu'une exposition régulière à la lumière du soleil apporte à ton corps la quantité de vitamine D dont il a besoin. Cette vitamine est ajoutée dans des aliments comme le lait et le jus d'orange. Pour garder leurs os solides et en bonne santé, les astronautes ont besoin d'une quantité suffisante de calcium et de vitamine D. De même, il est nécessaire de renforcer ses os en pratiquant des exercices de résistance, tels que faire des pompes, sauter à la corde, ou essayer de repousser un mur avec les bras. Les astronautes ont besoin de pratiquer des exercices de résistance pour garder leurs os solides et en bonne santé. Manger des aliments riches en calcium et en vitamines D et pratiquer régulièrement une activité physique te permettra de solidifier tes os. Par exemple, en jouant à la marelle au soleil, tu apportes à tes os tout ce qu il faut pour qu ils restent solides: la vitamine D fournie par le soleil et des exercices de résistance. C est notamment ainsi que procèdent les astronautes pour aider leurs os à rester sains. Et qui sait? Si tu arrives à maintenir ton corps en bonne santé, tu Os vivants, os solides Dossier Enseignant 3/17

42 pourras peut-être devenir l un de nos prochains astronautes à explorer la lune, Mars, et bien plus encore! Si besoin, des recherches supplémentaires peuvent être menées sur les sujets suivants: o calcium o vitamine D o missions spatiales et décalcification osseuse o reconstruction et remplacement des os o exercice de résistance o Advanced Resistive Exercise Device - ARED (Appareil d exercices de résistance) o les contre-mesures lors des vols dans l espace, en ce qui concerne la décalcification osseuse Activités physiques entraînant une dépense d énergie et permettant aux élèves de se préparer comme un astronaute: ou sur le site internet enseignant STS: Procédure à suivre Tout au long de cette activité, mettez en avant les différentes étapes de la méthode scientifique. Elles sont indiquées en caractères gras et italiques dans cette section. 1. Passez en revue la rubrique d enquête scientifique avec votre classe. Vous la trouverez dans le dossier Elève Os vivants, os solides. Un exemple de notation de performance est également disponible à la fin de ce dossier Enseignant. 2. Rappelez à vos élèves comment construire et garder leurs os solides grâce à la gravité, la force qui nous permet de garder les pieds sur la terre! 3. Présentez les objectifs de l activité et définissez clairement la notion de maquette. 4. Revoyez également le problème posé: Comment fabriquer une maquette d'os solide capable de supporter du poids? 5. Expliquez le glossaire Os vivants, os solides à vos élèves. (Annexe B) 6. Faites-leur lire la section Observation du dossier Elève et discutez-en ensemble. Assurez-vous qu ils ont bien compris cette partie du dossier. 7. Discutez avec toute la classe de l'apparence des os et faites des observations en suivant les consignes suivantes. Référez-vous au diagramme de comparaison des os (Annexe C). Les questions et commentaires destinés aux élèves sont en italique. 1) Affichez le mètre. 2) Faites deviner aux élèves la taille d un poulet. 3) Notez les réponses dans le tableau des données ci-dessous. 4) Montrez aux élèves la taille moyenne d un poulet (Approx. 0.5 mètres). 5) Reportez cette donnée dans le tableau pour que tous les élèves la voient. Os vivants, os solides Dossier Enseignant 4/17

43 Tableau des données Propriétés Poulet Os de poulet Estimation Réalité Taille Poids 6) Les élèves doivent mettre leurs lunettes de protection. 7) Distribuez à chaque groupe un sachet contenant un os de poulet cuit, propre et sec. 8) Donnez une loupe à chaque élève. 9) A l aide de leur loupe, les élèves doivent maintenant observer la taille et la forme de l os sans le sortir du sachet. Faites-les discuter de leurs observations avec leur groupe pour ensuite les partager avec la classe. 10) Demandez-leur également de discuter de toutes les autres propriétés des os auxquelles ils pensent. 11) Vous pouvez maintenant leur poser des questions ouvertes, et notez ensuite toutes leurs réponses de manière à ce qu ils puissent les voir. Quelle est la forme de l os? Il est cylindrique. Quelles autres formes voyez-vous? Quelle est la couleur de l os? Quel et l aspect de l os? De quelle taille est l os comparé à vos mains? 12) En groupe, les élèves doivent mesurer l'os à l'aide de la règle graduée. 13) Notez la réponse de chaque groupe dans le tableau des données affiché dans la classe. 14) Les élèves analysent ensuite leurs données concernant l os de poulet en répondant à des questions ouvertes. Quelle est la taille de l os par rapport à la taille du poulet? L os est beaucoup plus petit que le poulet. 15) A l aide de leur loupe, les élèves doivent maintenant observer l aspect extérieur de l os, sans le sortir du sachet. Faites-les discuter de leurs observations avec leur groupe pour ensuite les partager avec la classe. Notez leurs observations de manière à ce que tout le monde puisse les voir. Os vivants, os solides Dossier Enseignant 5/17

44 16) Demandez-leur également de discuter de toutes les autres propriétés de la couche extérieure de l os auxquelles ils pensent. 17) Vous pouvez maintenant leur poser des questions ouvertes portant sur la couche extérieure de l os, et notez ensuite toutes leurs réponses de manière à ce qu ils puissent les voir. Pourquoi cette couche est-elle si épaisse? Pour accomplir les tâches telles que marcher, courir, sauter et atterrir tout en supportant le poids du poulet contre les lois de la gravité. 18) A l aide de leur loupe, les élèves doivent maintenant observer l intérieur de l os, sans le sortir du sachet. Faites-les discuter de leurs observations avec leur groupe pour ensuite les partager avec la classe. Notez leurs observations de manière à ce que tout le monde puisse les voir. 19) Demandez-leur également de discuter de toutes les autres propriétés de l intérieur de l os auxquelles ils pensent. 20) Vous pouvez maintenant leur poser des questions ouvertes portant sur l intérieur de l os, et notez ensuite toutes leurs réponses de manière à ce qu ils puissent les voir. Qu y a-t-il à l intérieur de l os? A quoi cela ressemble-t-il? Cette partie de l os, située sous la couche solide qui recouvre l os, comprend des espaces dans la structure, ce qui permet à l os d avoir plus de surface depuis laquelle peut être extrait le calcium. A quoi cet os vous fait-il penser? Quel rôle l intérieur de l os joue-t-il sur sa solidité? Il est léger et composé de ponts osseux, ce qui lui permet de rester solide sans être lourd. A quoi servent les os chez le poulet? A lui donner la forme qu il a et à maintenir son corps contre la force de la gravité. 21) Inscrivez le poids d'un poulet dans le tableau des données (Approx. 2.6 kg). 22) Montrez à vos élèves comment peser l os du poulet sur la balance en utilisant les poids. 23) Faites-leur ensuite peser leur os. 24) Notez les résultats pour chaque groupe dans le tableau des données. 25) Demandez aux élèves de comparer le poids de l os avec le poids du poulet. Grâce à ces données, laissez-les en tirer les conclusions sur la question suivante: comment les os supportent-ils le poids du poulet? L os peut supporter le poids du poulet parce qu il est solide, notamment grâce à sa couche extérieure et à ce qu il y a à l intérieur. Comparaison Homme / Poulet: les deux possèdent des os, mais ceux des hommes sont beaucoup plus grands. Les jambes des hommes ressemblent-elles aux pattes des poulets? Oui, elles sont toutes les deux composées d'os qui soutiennent le corps contre la force de la gravité. Quelle est la différence entre les os des hommes et les os des poulets? Les os des poulets sont plus petits et plus légers. Faites comparer à vos élèves un poulet et un os de poulet avec un homme et un os d'homme, en utilisant les tailles et poids moyens. Os vivants, os solides Dossier Enseignant 6/17

45 Qu'arriverait-il aux os si on enlevait la gravité dans le corps? Cela rend les os plus faibles. 8. Ramassez le matériel utilisé par les groupes lors de la phase d observation, puis rangez-le correctement. NOUS VOUS RECOMMANDONS D'ARRETER L ACTIVITE ICI ET DE LA REPRENDRE LORS DE LA PROCHAINE SESSION. 9. Les élèves doivent maintenant discuter avec leur groupe et faire des observations en rapport avec les os. Faites-leur noter leurs observations dans les deux premières colonnes du tableau CE QUE VOUS SAVEZ/CE QUE VOUS VOULEZ SAVOIR/CE QUE VOUS AVEZ APPRIS situé dans le dossier Elève. Servez-vous de ce tableau pour aider vos élèves à organiser leurs connaissances et identifier les intérêts, et faites-leur expliquer à la classe comment ils ont appris les éléments qu ils ont noté dans la colonne CE QUE VOUS SAVEZ. 10. Montrez à vos élèves une fiche cartonnée. 11. Discutez des différents aspects de la fiche cartonnée en posant les questions suivantes: Qu est-ce qu une fiche cartonnée? Pour quoi est-elle utilisée? Quelles peuvent être ses autres utilisations? Où en avez-vous déjà vu? 12. Demandez aux élèves s ils ont des idées permettant de répondre au problème posé et aidez-les à les rédiger sous forme d hypothèse. Dans la partie Elève, ils doivent répondre à la question en se basant sur leurs observations, le matériel disponible dans la classe ainsi que sur leurs idées. Pour rédiger leur hypothèse, faites-leur utiliser les verbes tirés des objectifs de l activité et encouragezles à partager cette hypothèse avec le reste de leur groupe. 13. Les élèves vont tester leurs hypothèses en suivant la procédure suivante. (Ces étapes sont tirées du dossier Elève Os vivants, os solides. Les commentaires destinés aux enseignants sont indiqués en italique). Les tests se font en groupe. Distribuez le matériel prévu pour les groupes, mais ne leur laissez pas voir les sachets contenant le gravier d aquarium tant que cela n est pas indiqué dans les instructions. Ne donnez les fiches cartonnées que lorsque cela est demandé. Les élèves doivent utiliser leur stylo rouge pour noter leurs estimations uniquement. 1) Examinez ensemble la fiche cartonnée. Discutez de la forme, de la taille et de l épaisseur des os. Décidez de la manière dont vous voulez fabriquer votre maquette d os à partir de la fiche cartonnée. o Assurez-vous que votre maquette: ressemble à un os de poulet soit assez solide pour supporter du poids. 2) Dessine sur ton graphique ta propre maquette d os. Il ne s agit pas ici d une image d os mais d une maquette d os réalisée à partir de la fiche cartonnée. Préparez-vous à ce que vos élèves réalisent différents types de maquettes. Montrez-leur comment faire en roulant une fiche pour en faire un cylindre et en la fixant avec du scotch. Vous devez commencer à rouler par le côté le plus court. Assurez-vous que vos élèves aient compris que cela représente la couche extérieure de l os. L intérieur est laissé vide pour le moment. Il ne doit y avoir qu'une seule maquette par groupe et tous les élèves doivent avoir le même dessin. 3) Inscris également sur ton dessin les matériaux que tu vas utiliser. Os vivants, os solides Dossier Enseignant 7/17

46 4) Toi et ton groupe devez vous mettre d accord sur un titre à donner à votre maquette, et reporte-le sur ton graphique. Distribuez une fiche cartonnée à chaque groupe, et gardez le reste pour plus tard. 5) Utilise la fiche cartonnée pour fabriquer la maquette à partir de tes dessins et sers-toi du scotch pour la fixer. Observez chaque groupe et assurezvous que les élèves s'appuient bien sur leur dessin. Demandez-leur de vérifier que leur maquette corresponde bien à leur dessin. Dites-leur également de faire attention à ne pas froisser la fiche en la roulant. Vous devrez peut-être leur remontrer comment faire. 6) Dépose la maquette sur la table dans la même position que l os de ta jambe lorsque tu es debout. 7) Note sur ta feuille de données Os vivants, os solides les matériaux que tu vas utiliser pour fabriquer ta maquette. 8) Place le carré de carton au dessus de la maquette. 9) Devine combien de cahiers tu vas pouvoir empiler dessus. Les cahiers représentent le poids de ton corps. Revoyez avec votre classe comment faire des estimations et prévisions. 10) Ecris ta réponse en rouge sur ta feuille Os vivants, os solides. 11) Dépose les cahiers, un par un, sur le carré de carton, jusqu à ce que tu n en aies plus, ou que ton os s effondre. La maquette devrait s effondrer assez facilement sous le poids des cahiers. Expliquez à vos élèves que cet os n a pas reçu suffisamment de calcium, de vitamine D et d exercice de résistance, ou qu il a été dans un environnement où la gravité était faible. Cette maquette servira de référence pour plus tard. 12) Note tes données en comptant le nombre de cahiers que ta maquette a été capable de supporter. La maquette que tu viens de tester représente les os qui sont faibles à cause d un manque de calcium, de vitamines D, d exercice de résistance et de gravité faisant pression dessus. Tes os ont besoin de tout cela pour rester solides. Un environnement où la gravité est faible provoque une décalcification osseuse à cause de l absence de charge gravitationnelle exercée sur les os. Comparez les différentes maquettes d os en demandant à chaque groupe de montrer sa maquette et d annoncer le nombre de cahiers qu elle a supporté. Avec toute la classe, analysez la forme et la taille de chaque maquette et la manière dont cela a affecté le poids qu elle a supporté. Cette analyse va déclencher le processus de conception de la maquette suivante. Os vivants, os solides Dossier Enseignant 8/17

47 13) Redessine une maquette d os plus solide sur ton graphique en augmentant l épaisseur de l os. Cette solidification de l os représente plus d exercices de résistance et un régime plus riche en calcium et vitamines D. Pense bien à légender ton dessin, notamment en y indiquant les nouveaux matériaux. 14) Reporte sur ta feuille de données Os vivants, os solides la liste des matériaux. Distribuez deux fiches cartonnées à chaque groupe. Les maquettes réalisées avec plus d une fiche cartonnée montrent l augmentation de la solidité de la couche extérieure de l os. Montrez à vos élèves comment superposer les fiches pour renforcer la maquette. Commencez à rouler les fiches à partir du côté le plus court. 15) Reconstruis ta maquette à l aide de deux fiches cartonnées. Observez vos élèves pendant qu ils fabriquent leur maquette d os. Si besoin, vous pouvez leur rappeler de bien se baser sur leurs dessins. 16) Devine combien de cahiers tu vas pouvoir empiler dessus. 17) Ecris ta réponse en rouge sur ta feuille Os vivants, os solides. 18) Dépose les cahiers, un par un, sur le carré de carton, jusqu à ce que tu n en aies plus, ou que ton os s effondre. Cette maquette d os améliorée va supporter plus de poids grâce à une couche extérieure plus épaisse. Elle servira de référence pour plus tard. 19) Note tes données en comptant le nombre de cahiers que ta nouvelle maquette a été capable de supporter. La maquette que tu viens de tester représente un os faible parce qu il n a pas reçu assez de calcium, de vitamines D et d exercice de résistance. De plus, la force de gravité a été réduite. Tes os ont besoin de tout cela pour rester solides. Comparez les différentes maquettes d os en demandant à chaque groupe de montrer sa maquette et d annoncer le nombre de cahiers qu elle a supporté. Avec toute la classe, analysez la forme et la taille de chaque maquette et la manière dont cela a affecté le poids qu elle a supporté. Cette analyse va déclencher le processus de conception de la maquette suivante. 20) Redessine une maquette d os encore plus solide sur ton graphique en glissant des matériaux dans la maquette. Cette solidification de l os est due à une nutrition appropriée, notamment un régime riche en calcium et vitamines D, ainsi qu à des exercices de résistance adéquats. Pense bien à légender ton dessin, notamment en y indiquant les nouveaux matériaux. 21) Reporte sur ta feuille de données Os vivants, os solides la nouvelle liste des matériaux. Distribuez à chaque groupe deux fiches cartonnées et un sachet rempli au tiers de gravier d aquarium. Expliquez que le gravier représente l intérieur d un os. Les dessins doivent montrer le gravier dans le cylindre. Cela représente un os solide et en bonne santé. 22) En t appuyant sur ton dessin, reconstruis une nouvelle maquette avec deux fiches cartonnées. Os vivants, os solides Dossier Enseignant 9/17

48 Observez vos élèves pendant qu ils fabriquent leur maquette d os. Si besoin, vous pouvez leur rappeler de bien se baser sur leurs dessins. La maquette doit être construite de la même manière que la précédente, mais en superposant les deux fiches cartonnées avant de commencer à former le cylindre. 23) A l intérieur de ta maquette, glisse le sachet contenant le gravier d aquarium. 24) Devine combien de cahiers tu vas pouvoir empiler sur ta maquette. 25) Ecris ta réponse en rouge sur ta feuille Os vivants, os solides. 26) Dépose les cahiers, un par un, sur le carré de carton, jusqu à ce que tu n en aies plus, ou que ton os s effondre. Cette maquette représente un os solide et en bonne santé. Elle servira de référence pour plus tard. 27) Note tes données en comptant le nombre de cahiers que ta nouvelle maquette a été capable de supporter. 14. Après avoir récolté toutes ces données, étudiez-les en répondant aux questions suivant la feuille de données 'Os vivants, os solides'. D après ces informations, demandez à vos élèves si les données confirment ou réfutent leur hypothèse. Conclusion Discutez des réponses de la section Etude des données du dossier Élève «Os vivants, os solides». Faites mettre à jour par vos élèves la colonne CE QUE VOUS AVEZ APPRIS du premier tableau du dossier Élève. Demandez à vos élèves de réécrire leur hypothèse et d'expliquer leur expérience ainsi que les résultats qu ils ont obtenus. Demandez-leur également de comparer les résultats de leur groupe avec ceux de la classe. Quels sont les points communs? Finalement, demandez-leur ce qu ils pensent. Encouragez-les à concevoir leur propre expérience. Evaluation Evaluez la connaissance des élèves en leur posant des questions. Evaluez leur compréhension en leur faisant répondre au quizz (Annexe A). Observez et évaluez leur performance tout au long des activités en vous aidant de la rubrique d investigation scientifique du dossier Elève. Activité en accord avec les normes de l Education Nationale National Science Education Standards (NSES): Contenu de la Norme A: La science en tant qu'enquête Capacités nécessaires pour toute enquête scientifique Compréhension des enquêtes scientifiques Contenu de la Norme E: La science en tant qu'enquête Capacités de conception technologique Os vivants, os solides Dossier Enseignant 10/17

49 Compréhension de la science et de la technologie Contenu de la Norme F: La science d un point de vue personnel et social Santé personnelle Caractéristiques et changements dans différentes populations Changements dans l'environnement Science et technologie dans les défis locaux Science et technologie dans la société National Technology Education Standards (ITEA): Conception: Norme 8: les élèves vont comprendre les attributs de la conception. Norme 9: Les élèves vont comprendre le processus de conception de projet. National Mathematics Education Standards (NCTM): Analyse de données et probabilités: Développer des estimations à partir de données. Normes de mesures: Appliquer les techniques, formules et outils appropriés. National Health Education Standards (NHES) Deuxième édition (2006): Norme 1: Les élèves vont appréhender des concepts relatifs à l amélioration de la santé et la prévention des maladies. Grâce à l enseignement de la santé dans les classes de CE2 à CM2 (grades 3 à 5), les élèves vont: Décrire la relation entre des comportements sains et leur santé. Norme 5: Les élèves vont devoir montrer leur capacité à prendre des décisions dans le but d améliorer leur santé. Grâce à l enseignement de la santé dans les classes de CE2 à CM2 (grades 3 à 5), les élèves vont: Identifier des situations en rapport avec la santé pouvant nécessiter une attention particulière. Norme 7: Les élèves vont devoir montrer leur capacité à agir correctement afin de réduire ou d éviter tout risque en rapport avec leur santé. Grâce à l enseignement de la santé dans les classes de CE2 à CM2 (grades 3 à 5), les élèves vont: Identifier les comportements responsables relatifs à leur santé Faire preuve d une variété d exercices et de comportements sains pour rester en bonne santé (ou l améliorer). Elargir le programme Pour en savoir plus sur les concepts développés dans le cadre de cette activité, les domaines suivants peuvent être explorés: Domaine des mathématiques Demandez à vos élèves d organiser leurs données sous la forme de leur choix, puis de justifier ce choix de présentation. Analysez les données en cherchant des tendances et points communs. National Mathematics Education Standards (NCTM): Algèbre: Comprendre les structures, relations et fonctions o Représenter et analyser les structures et fonctions à l aide de mots, tableaux et graphiques Os vivants, os solides Dossier Enseignant 11/17

50 Analyse de données et probabilités: Développer et évaluer les déductions et prévisions basées sur des données. o Proposer des conclusions et les justifier en se basant sur des données et études pour les développer plus en profondeur par la suite. Domaine linguistique Demandez à vos élèves d expliquer l expérience. Comment auraient-ils pu l améliorer? Où des erreurs ont-elles pu se glisser et comment ont-elles affecté les résultats? Ecrire une petite histoire sur l environnement et le style de vie des personnes dont la santé des os corrobore les résultats des différentes maquettes d os. National Council of Teachers of English Standards (NCTE): Les élèves font des recherches sur des problèmes et points d intérêt en proposant des idées, posant des questions et soulevant des problèmes. Ils partagent, évaluent et synthétisent les données à partir d une grande variété de sources (ex: textes, objets, personnes, etc.) pour parler de leurs découvertes en s adaptant aux objectifs et au public concerné. Domaine artistique Demandez à vos élèves de présenter leur maquette de manière créative, en illustrant ce qui s est passé pour chaque test. Ils peuvent également présenter les résultats en montrant la progression entre les os étant en bonne sante et ceux ne l étant pas. Art visuel: Contenu de la Norme 5: Analyser et évaluer les caractéristiques et mérites du travail des élèves. a) Comprendre qu il y a souvent plusieurs buts dans le processus de création des travaux d art visuel. Sources et Carrières Merci aux experts Dr. Jean Sibonga, Dr. Scott Smith, Dr. Don Hagan, Dorothy Metcalf-Lindenburger, and Sara Zwart pour leur contribution à cette activité proposée par la NASA. Dr. Jean D. Sibonga est un scientifique confirmé et le responsable scientifique du Laboratoire de minéralogie ( du centre spatial Johnson de la NASA, situé à Houston, au Texas. Pour en savoir plus sur le Dr. Sibonga: Dr. Scott M. Smith est le responsable scientifique du Laboratoire de biochimie nutritionnelle du centre spatial Johnson de la NASA, situé à Houston, au Texas. Pour en savoir plus sur le Dr. Smith et son travail: Dr. R. Donald Hagan est le responsable pratique du Human Adaptations and Countermeasures Office du centre spatial Johnson de la NASA, situé à Houston, au Texas. Pour en savoir plus sur son laboratoire: Dorothy Metcalf-Lindenburger est astronaute et spécialiste des missions éducatives au centre spatial Johnson de la NASA, situé à Houston, au Texas Pour en savoir plus: Sara R. Zwart est chercheur scientifique au Laboratoire de biochimie nutritionnelle du centre spatial Johnson de la NASA, situé à Houston, au Texas. Pour en savoir plus: Os vivants, os solides Dossier Enseignant 12/17

51 Ressources pour les enseignants et les élèves Ressources web: Le site internet Healthy Kids enseigne à vos élèves comment rester en bonne santé en choisissant les bons aliments et en pratiquant une activité physique: Le site internet Action for Healthy Kids peut aider votre école à concevoir un plan de bien-être, trouver des nouvelles façons de donner envie aux enfants de pratiquer des activités physiques et chercher des moyens de servir des repas nutritifs à la cantine: Le site internet Learn to Be Healthy propose des activités et des leçons en rapport avec la nutrition et l activité physique: Le site internet des centres de contrôle et prévention des maladies traite de la santé des os des femmes et jeunes filles: Newsletters, traitant de la nutrition dans l espace, destinées aux enfants ; ces ressources proviennent du laboratoire de biochimie nutritionnelle du centre spatial Johnson de la NASA, situé à Houston au Texas. L institut de recherche de médecine spatiale met à disposition toute une gamme de documents éducatifs sur l espace. A télécharger via ce lien: Ouvrages et articles: The Skeleton Inside You, de Phillip Balestrino, True Kelley (Illustrator),ISBN: , ISBN-13: Publication HarperCollins Children's Books Ages: 5 à 9 ans, Note: Présentation du squelette de l homme: explique comment les 206 os du squelette sont rattachés, comment ils grandissent, comment ils participent à la fabrication du sang, ce qu il se passe lorsqu ils se cassent et comment ils reconstruisent. Bones: Our Skeletal System de Seymour Simon, CE2-CM2 (Grade 3-5), Publication SCHOLASTIC INC. 1999, ISBN (EAN ). Note: Dans un style qui lui est propre, Seymour Simon traite de l anatomie et du rôle des os. Comparant les os à «la structure d un immeuble», il met l accent sur le fait que les os sont des organes vivants du corps. Skeleton (Eyewitness Book Series).de Steve Parker, ISBN: Pub. Date: Août 2004 Séries: Eyewitness Books Series. Ages: 9 à 12 ans. Note: En plus des 206 os du corps humain, le livre est composé de plus soixante pages présentant des squelettes d animaux. Organisé en vingt-cinq chapitres, il y a peu de texte, mais plein d informations. Les grandes images sont parfaites pour décalquer, dessiner et examiner attentivement. Cette activité a été adaptée à partir activités développées dans le guide From Outer Space to Inner Space/Muscles and Bones: Activities Guide for Teachers, créé par le Baylor College of Medicine pour l Institut de recherche de médecine spatiale sous l accord coopératif de la NASA NCC Activités utilisées avec l autorisation de Baylor. Tous droits réservés. Développement de l activité par le programme éducatif de recherche et l'équipe d'assistance du centre spatial Johnson de la NASA. Os vivants, os solides Dossier Enseignant 13/17

52 Annexe A Quizz Os vivants, os solides Répondez aux questions suivantes en rapport avec l'activité. 1. Dessine l'intérieur et l'extérieur d'un os solide. A quoi cela ressemble-t-il? N oublie pas la légende. Dessine l'intérieur et l'extérieur d'un os en mauvaise santé. A quoi cela ressemble-t-il? N oublie pas la légende. 2. Nomme deux facteurs qui permettent de solidifier tes os. a. b. 3. Qu arrive-t-il aux os des astronautes lorsque ces derniers quittent la Terre? 4. Comment les astronautes gardent-ils leurs os en bonne santé avant le vol, pendant la mission et de retour sur Terre? Os vivants, os solides Dossier Enseignant 14/17

53 Annexe B Glossaire Os vivants, os solides walk-back Capacité de parcourir à pieds une distance pouvant aller jusqu à 10 km. Les astronautes doivent être capables d accomplir cette tâche afin de revenir à la station. charge Le poids que la gravité exerce sur votre corps. La charge peut être augmentée en ajoutant de la résistance. maquette Représentation physique d un objet. exercice de résistance Type d exercice dans lequel les muscles doivent bouger (ou essayer de bouger) en luttant contre une force ou un poids, généralement créé par des équipements spéciaux. moelle osseuse Tissu spongieux situé à l intérieur des cavités osseuses, la moelle sert aussi à créer les globules rouges et la plupart des globules blancs présents dans le sang. os cortical Couche épaisse et solide formant une sorte de carapace autour de la moelle osseuse. os trabéculaire Petits os formant une structure spongieuse dans la moelle osseuse présente dans l'os cortical. Os vivants, os solides Dossier Enseignant 15/17

54 Annexe C Diagramme de comparaison des os Les hommes sont plus grands que les poulets. Nous avons tous des os. Les jambes des hommes et les pattes des poulets se ressemblent: elles sont composées d'os qui soutiennent le corps contre la gravité. Les os des poulets sont beaucoup plus petits et légers que ceux des hommes. Os vivants, os solides Dossier Enseignant 16/17

55 Rubrique d enquête scientifique Expérience: Os vivants, os solides Indicateur de performance L élève a développé une hypothèse claire et complète. L élève a développé une hypothèse claire et complète. L élève a développé une hypothèse complète mais pas totalement claire. L élève n a développé qu une partie de son hypothèse. L élève n a fait que très peu d efforts pour développer une hypothèse claire et complète. L élève n a fait aucun effort pour développer une hypothèse claire et complète. L élève a respecté toutes les consignes et règles de sécurité du laboratoire. L élève a respecté toutes les consignes et règles de sécurité du laboratoire. L élève a respecté la plupart des règles de sécurité du laboratoire. L élève a respecté deux (ou plus) règles de sécurité du laboratoire. L élève a respecté une règle de sécurité du laboratoire. L élève n a pas respecté les règles de sécurité du laboratoire. L élève a appliqué la méthode scientifique. L élève a suivi toutes les étapes de la méthode scientifique. L élève a suivi la plupart des étapes de la méthode scientifique. L élève a suivi deux (ou plus) des étapes de la méthode scientifique. L élève a suivi une des étapes de la méthode scientifique. L élève n a suivi aucune des étapes de la méthode scientifique. L élève a inscrit toutes les données sur sa feuille de données et en a tiré une conclusion. L élève a inscrit toutes les données et en a tiré une conclusion complète. L élève a inscrit la plupart des données et en a tiré une conclusion presque complète. L élève a inscrit deux données (ou plus) et en a tiré une conclusion partielle. L élève a inscrit une donnée mais n en a tiré aucune conclusion. L élève n a inscrit aucune données et n en a tiré aucune conclusion. L élève a posé des questions pertinentes en rapport avec l'étude. L élève a posé quatre (ou plus) questions pertinentes en rapport avec l'étude. L élève a posé trois questions pertinentes en rapport avec l'étude. L élève a posé deux questions pertinentes en rapport avec l'étude. L élève a posé une question pertinente en rapport avec l'étude. L élève n a posé aucune question pertinente en rapport avec l'étude. L élève a L élève a L élève a L élève a conçu une conçu une conçu une conçu une L élève a fabriqué une maquette maquette maquette maquette maquette L élève n a d os solide et capable de d os solide et complète qui partielle qui partielle mais pas conçu de supporter du poids. capable de n a pas n a pas n a pas maquette. supporter du supporté de supporté de effectué de poids. poids. poids. test. Total des points Echelle de notes: A = points B = points C = points D = points F = 0-12 points Os vivants, os solides Dossier Enseignant 17/17

56 Mission X: Train Like an Astronaut STATION D HYDRATATION Nom de l élève Cette leçon permet aux élèves d'identifier les divers niveaux d'hydratation et d'observer leurs propres niveaux d'hydratation. Au cours de cette leçon, tu: effectueras une recherche sur l hydratation et créeras une toile visuelle sur l hydratation et le corps humain. examineras l importance de l hydratation pour le corps humain. créeras et examineras des échantillons d urine simulée afin de reconnaître ta propre urine à différents niveaux d'hydratation. Problème Comment puis-je identifier les différents niveaux d hydratation? Observation La déshydratation peut affecter une performance athlétique et accroître le risque d une urgence médicale. Lors d événements athlétiques ou d'activités physiques, les athlètes doivent s assurer de boire suffisamment de liquide pour empêcher la déshydratation. En éduquant les athlètes, ils sont plus enclins à consommer la quantité nécessaire de liquide. Toutefois, les athlètes ne sont pas les seuls qui sont à risque. Les enfants, les personnes âgées, les travailleurs et les individus qui pratiquent les activités en plein-air sont également propices à la déshydratation. Les enfants transpirent moins que les adultes. C est pourquoi il est plus difficile pour les enfants de garder la température de leur corps basse. Les parents et les entraîneurs doivent s assurer que les enfants ne se surmènent pas afin de leur permettre de s'acclimater graduellement à la chaleur et à l humidité. La déshydratation est une principale cause d hospitalisation parmi les personnes âgées. Les personnes âgées sont plus susceptibles à la déshydratation puisque leur corps contient moins de fluides. Le corps des personnes âgées contient environ 10 pour cent moins de fluide que le corps moyen d'un adulte. Les personnes âgées ressentent moins la soif et ont un peu moins d appétit ce qui peut entraîner la déshydratation tout comme celle qu éprouvent les astronautes qui se trouvent dans l'espace. Les explorateurs de l espace doivent maintenir des niveaux d hydratation appropriés alors qu ils font partie d une mission d exploration. Alors que les astronautes atteignent Leçon de découverte Matériel Par classe: ordinateur avec accès à Internet projecteur ACL ou rétroprojecteur Image d une bouteille d eau 2 ou 3 bandanas ruban-cache Par groupe: carton pour affiche ou un morceau de papier cartographique marqueurs de couleur quatre gobelets en plastique transparent deux cure-dents colorant alimentaire liquide jaune, rouge et vert tableau des tests de couleur de l'urine cartes d hydratation cylindre gradué Par élève: feuille d activité Hydrate l astronaute (annexe F) crayons de couleur protection des yeux Sécurité Passer en revue les règles de sécurité de votre salle de classe et du laboratoire. Porter une protection des yeux durant cette activité. Ne pas oublier l importance d utiliser Internet de façon appropriée. Cette activité exige un nettoyage approprié. Station d hydratation Section de l élève 1/7

57 l'environnement spatial, ils ne ressentent plus la force de la gravité. Les fonctions normales du corps commencent à changer alors que les fluides du corps commencent à se déplacer vers la tête. A ce moment-là, le corps tente de se débarrasser de ce qu il croit être des fluides supplémentaires de la partie supérieure du corps. Cette importante perte de fluides peut entraîner la déshydratation chez les astronautes. Afin d éviter la déshydratation, les astronautes doivent boire beaucoup de fluides lorsqu ils se trouvent en orbite. Les astronautes doivent s assurer qu ils ne sont pas déshydratés pendant une mission, que ce soit à l intérieur ou à l extérieur du véhicule d exploration spatial. Les astronautes ont besoin d une hydratation adéquate afin de maintenir une bonne santé dans l espace et sur Terre. Discute de l hydratation avec ton groupe. Commente l importance d être convenablement hydraté(e) en suivant les directives de ton enseignant(e). Utilise la première colonne de ce tableau SVA pour organiser tes observations sur l hydratation. Discute avec ton groupe sur ce que tu veux apprendre au sujet de l hydratation et enregistre ta liste dans la seconde colonne du tableau SVA. SAIS VEUX SAVOIR APPRIS Hypothèse Selon tes observations, le matériel et les prédictions, réponds à la question problème avec ta meilleure supposition. Problème: Comment puis-je identifier les différents niveaux d hydratation? Ton hypothèse doit être écrite sous forme d'une affirmation. Mon hypothèse: Urine simulée Il est recommandé de travailler en groupes de trois ou quatre durant ce laboratoire. 1) Recueillir le matériel suivant avec votre groupe. quatre gobelets en plastique colorant alimentaire jaune, rouge et vert marqueur permanent source d eau tableau des tests de couleur de l'urine cartes d hydratation cylindre gradué 2) À l aide d un marqueur, étiqueter vos gobelets de 1 à 4. 3) Protéger les yeux. Station d hydratation Section de l élève 2/7

58 4) Remplir chaque gobelet de 60 ml d eau en utilisant le cylindre gradué. Dans le gobelet n o 1, utiliser un cure-dents pour ajouter une touche de colorant alimentaire jaune. Dans le gobelet n o 2, utiliser un cure-dents pour ajouter deux touches de colorant alimentaire jaune. Dans le gobelet n o 3, ajouter une goutte de colorant alimentaire jaune. Dans le gobelet n o 4, ajouter une goutte de colorant alimentaire rouge, deux gouttes de colorant alimentaire jaune et une goutte de colorant alimentaire vert. 5) Compare ton urine simulée au tableau de tests de couleur de l'urine (annexe H) 6) Organise tes échantillons simulés en quatre niveaux d hydratation: Optimal Bien hydraté(e) Déshydraté(e) Consulter un médecin 7) Identifier chaque échantillon de niveaux d hydratation en plaçant la carte d hydratation à côté de l urine simulée appropriée. Journal d hydratation de 12 heures 8) Tu tiendras un journal d hydratation de 12 heures afin de déterminer si tu bois suffisamment de liquides pour maintenir un niveau d hydratation sain. 9) Fais des observations de ta propre urine afin de déterminer à quel niveau d hydratation ton urine correspond. Sous aucun prétexte tu ne dois recueillir ou toucher ton urine ou apporter un échantillon d'urine dans la salle de classe. Tu ne dois faire des observations qu'en examinant la couleur. 10) Utilise ton tableau de tests de la couleur de l urine pour t aider à déterminer ton niveau d hydratation. Ton urine est-elle optimale, bien hydratée, déshydratée ou as-tu besoin de consulter un médecin? 11) Note les données dans ton journal d hydratation de 12 heures. Station d hydratation Section de l élève 3/7

59 Journal d hydratation de 12 heures Effectue un suivi de l absorption de liquide à l intérieur d une période de 12 heures. Utilise le tableau des tests de couleur de l urine pour classifier ton urine. Tu vas compléter le journal toi-même. Sous aucun prétexte tu ne dois apporter un échantillon actuel d urine dans la salle de classe. Visite à la salle de bain (h) Couleur de l urine Catégorie de l urine Ce que j ai bu Quantité bue Activité physique (aucune, faible, modérée, élevée) Station d hydratation Section de l élève 4/7

60 Étudier les données: Après avoir recueilli toutes les données, étudie les données en répondant aux questions suivantes. 1. Selon des données que tu as recueillies, es-tu bien hydraté(e)? Explique pourquoi ou pourquoi pas. 2. Changerais-tu tes choix de boissons selon tes données? 3. Quelle est la quantité de liquides que tu bois par rapport à la couleur de ton urine? 4. Est-ce que la quantité de liquides que tu as bue a été affectée par ton niveau d activité physique? 5. Quels seraient des exemples de méthodes d hydratation? 6. Quels sont les signes de déshydratation? 7. Que peux-tu faire au cours de la journée pour rester hydraté(e)? 8. Est-ce que les astronautes se déshydratent facilement? 9. Pourquoi est-il important pour un(e) astronaute de rester hydraté(e) quand il/elle travaille dans un environnement spatial? 10. Vois-tu des tendances dans tes données? 11. Est-ce que ces données soutiennent ton hypothèse? Pourquoi ou pourquoi pas? Conclusion Complète la colonne APPRIS du tableau SVA. Réitère ton hypothèse puis explique ce qui s est produit durant le test en incluant tes résultats. Station d hydratation Section de l élève 5/7

61 Station d hydratation Section de l élève 6/7

62 Rubrique de l investigation scientifique Expérience: station d hydratation Nom de l élève Date Indicateur de performance L élève a développé une hypothèse claire et complète. L élève a respecté toutes les règles de sécurité et les directives du laboratoire. L élève a suivi la méthode scientifique. L'élève a noté toutes les données sur la feuille de données et en est arrivé à une conclusion fondée sur les données. L élève a posé des questions engageantes liées à l étude. L élève a élaboré un plan de repas qui respecte les recommandations de la pyramide alimentaire. Total des points Total des points ci-dessus: (24 points possibles) Note pour cette étude Échelle d évaluation: A = 22 à 24 points B = 19 à 21 points C = 16 à 18 points D = 13 à 15 points F = 0 à 12 points Station d hydratation Section de l élève 7/7

63 Mission X: Train Like an Astronaut STATION D HYDRATATION Section de l enseignant(e) Introduction Notre corps est composé de 50 à 70 % d eau. Il est important de boire de grandes quantités de fluides afin de garder notre corps hydraté et en bonne santé. L eau joue un rôle très important pour garder notre corps au meilleur de sa forme en fournissant des éléments nutritifs à nos cellules, nos muscles, nos articulations, notre cerveau, notre peau et nos reins. L eau permet également de régulariser la température de notre corps et aide notre cœur à fonctionner correctement. Les explorateurs de l espace doivent également maintenir des niveaux d hydratation appropriés lorsqu ils se trouvent dans l espace. Lorsque les astronautes exécutent leurs tâches lors d'une mission d'exploration, que ce soit à l'extérieur ou à l'extérieur du vaisseau spatial, ils ont besoin de boire beaucoup de fluides afin de demeurer hydratés et de garder leur corps en bonne santé. Objectif de la leçon Les élèves identifieront leurs propres niveaux d'hydratation en créant et en analysant de l'urine simulée. Les élèves effectueront une recherche sur l hydratation et créeront une toile visuelle sur l hydratation et le corps humain. Les élèves créeront et examineront des échantillons d urine simulée afin de reconnaître à quoi ressemblerait leur propre urine à différents niveaux d'hydratation. Problème Comment puis-je identifier les différents niveaux d hydratation? Objectifs d apprentissage Les élèves vont: Apprendre l importance de demeurer hydraté(e), des méthodes d hydratation appropriées et identifier les signes de la déshydratation. Apprendre comment l'hydratation aide à maintenir le corps en bonne santé. Apprendre l importance de l hydratation pour le corps humain sur Terre et dans l espace. Matériel Par classe: ordinateur avec accès à Internet projecteur ACL ou rétroprojecteur image d une bouteille d eau (annexe F) 2 ou 3 bandanas ruban-cache Par groupe de 3 à 4 élèves: carton pour affiche ou morceau de papier cartographique marqueurs de couleur quatre gobelets en plastique transparent deux cure-dents colorant alimentaire liquide jaune, rouge et vert tableau des tests de couleur de l'urine (annexe H) cartes sur l hydratation (annexe G) cylindre gradué Par élève: section de l élève sur la station d hydratation jeu Hydrater l astronaute (annexe F) crayons de couleur protection des yeux Sécurité Rappeler aux élèves l importance de la sécurité dans la salle de classe et dans le laboratoire. Les élèves doivent porter une protection des yeux durant cette activité. Leur appeler l importance de l utilisation appropriée d'internet. Cette activité exige un nettoyage approprié. Station d hydratation Section de l enseignant(e) 1/24

64 Matériel Par classe: ordinateur avec accès à Internet projecteur ACL ou rétroprojecteur image d une bouteille d eau (annexe F) 2 ou 3 bandanas ruban-cache Par groupe de 3 à 4 élèves: carton pour affiche ou morceau de papier cartographique marqueurs de couleur quatre gobelets en plastique transparent deux cure-dents colorant alimentaire liquide jaune, rouge et vert tableau des tests de couleur de l'urine (annexe H) cartes sur l hydratation (annexe G) cylindre gradué Par élève: section de l élève sur la station d hydratation jeu Hydrater l astronaute (annexe F) crayons de couleur protection des yeux Sécurité Rappeler aux élèves l importance de la sécurité dans la salle de classe et dans le laboratoire. Les élèves doivent porter une protection des yeux durant cette activité. Leur appeler l importance de l utilisation appropriée d'internet. Cette activité exige un nettoyage approprié. Préparation à la pré-leçon Diviser la classe en groupes de 3 à 4 élèves. Affiche Web sur l hydratation Rassembler le matériel pour permettre aux groupes de compléter l affiche Web sur l hydratation (annexe D). Le matériel comprend: o o un carton pour affiche ou papier cartographique par groupe marqueurs de couleur Préparer un espace de travail pour chaque groupe incluant le matériel du groupe. Fournir un ordinateur avec accès à Internet par groupe d élèves pour la recherche. Hydrater l astronaute Rassembler le matériel pour l activité Hydrater l astronaute. Le matériel comprend: o o projecteur ACL connecté à un ordinateur ou un rétroprojecteur feuille d activité Hydrater l astronaute (annexe F) Station d hydratation Section de l enseignant(e) 2/24

65 o o o bandanas bouteille d eau (annexe E) ruban-cache Imprimer, découper et laminer l image de la bouteille d eau (annexe E). Certains enseignants peuvent choisir d en imprimer une pour chaque élève. Placer le ruban-cache au dos de l image de la bouteille d eau pour en faciliter le placement et le retrait sur le mur durant le jeu Hydrater l astronaute. Faire des copies de la feuille d activité Hydrater l astronaute pour chaque élève dans la classe. (annexe F) Brancher l ordinateur à un projecteur ACL dans votre salle de classe afin de projeter l activité Hydrater l astronaute sur un écran ou un mur blanc afin qu elle puisse être vue par toute la classe. Si aucun projecteur ACL n est disponible, faire un transparent de l activité Hydrater l astronaute à utiliser avec un rétroprojecteur. Urine simulée Rassembler le matériel pour faire l activité sur l urine simulée. Le matériel comprend: o o o o o o quatre gobelets en plastique transparent par groupe boîte de colorant alimentaire (jaune, rouge et vert) pour chaque groupe de 3 ou 4 élèves marqueurs permanents protection des yeux accès à de l eau cylindre gradué Imprimer un tableau des tests de couleur d urine en couleur pour chaque groupe (annexe H). Imprimer et découper les cartes sur l hydratation pour chaque groupe (annexe G). Préparer un espace de travail pour chaque groupe incluant le matériel du groupe. Développement de la leçon Afin de se préparer pour cette activité, les renseignements généraux suivants sont recommandés pour l enseignant(e): Lire au sujet de l hydratation dans le manuel de la National Space Biomedical Institutes, Human Physiology in Space que vous trouverez à: La Course de l espace coïncide avec la Course sur Terre. Des renseignements au sujet des astronautes participant à des marathons dans l espace. html. Lire le texte suivant extrait de la section Observation de la section de l élève de la station d hydratation. Observation La déshydratation peut affecter la performance athlétique et accroître le risque d une urgence médicale. Lors d événements athlétiques ou d'activités physiques, les athlètes doivent s assurer de boire suffisamment de liquide pour empêcher la déshydratation. En éduquant les athlètes, ils sont plus enclins à consommer la quantité nécessaire de liquide. Toutefois, les athlètes ne sont pas les seuls qui sont à risque. Station d hydratation Section de l enseignant(e) 3/24

66 Les enfants, les personnes âgées, les travailleurs et les individus qui pratiquent des activités en plein-air sont également propices à la déshydratation. Les enfants transpirent moins que les adultes. C est pourquoi il est plus difficile pour les enfants de garder la température de leur corps basse. Les parents et les entraîneurs doivent s assurer que les enfants ne se surmènent pas afin de leur permettre de s'acclimater graduellement à la chaleur et à l humidité. La déshydratation est une principale cause d hospitalisation parmi les personnes âgées. Les personnes âgées sont plus susceptibles à la déshydratation puisque leur corps contient moins de fluides. Le corps des personnes âgées contient environ 10 pour cent moins de fluide que le corps moyen d'un adulte. Les personnes âgées ressentent moins la soif et ont moins d appétit ce qui peut entraîner la déshydratation semblable à celle éprouvée par les astronautes alors qu'ils se trouvent dans l'espace. Les explorateurs de l espace doivent maintenir des niveaux d hydratation appropriés alors qu ils font partie d une mission d exploration. Alors que les astronautes atteignent l'environnement spatial, ils ne ressentent plus la force de la gravité. Les fonctions normales du corps commencent à changer alors que les fluides du corps commencent à se déplacer vers la tête. À ce moment-là, le corps tente de se débarrasser de ce qu il croit être des fluides supplémentaires de la partie supérieure du corps. Cette importante perte de fluides par le biais des reins peut entraîner la déshydratation pour les astronautes lorsqu ils retournent sur Terre. Afin d éviter la déshydratation, les astronautes doivent boire beaucoup de fluides lorsqu ils se trouvent en orbite. Les astronautes doivent s assurer qu ils ne deviennent pas déshydratés alors qu ils complètent leurs tâches durant une mission, que ce soit à l intérieur ou à l extérieur du véhicule d exploration spatial. Tout le monde a besoin d une hydratation adéquate afin de maintenir une bonne santé dans l espace et sur Terre. Au besoin, une recherche additionnelle peut être effectuée sur les thèmes suivants: o l hydratation o la déshydratation Des activités physiques qui exigent de l énergie et qui permettent aux élèves de Train Like an Astronaut (S entraîner comme un astronaute) sont disponibles dans le NASA Fit Explorer Challenge (Défi de l explorateur en forme de la NASA) à: Procédure didactique Au cours de cette leçon, mettre l accent sur les étapes associées à la méthode scientifique. Ces étapes sont identifiées en caractères gras en italique un peu partout dans la section Procédure didactique. 1. Présenter l objectif de la leçon et les objectifs d apprentissage aux élèves. 2. Rappeler aux élèves l importance d être bien hydraté(e). 3. Réviser le problème avec les élèves: «Comment puis-je identifier les différents niveaux d hydratation?» 4. Réviser le glossaire de la station d hydratation avec votre classe (annexe C). Afficher des mots à la vue de vos élèves sur votre mur de vocabulaire scientifique. 5. Demander aux élèves de lire la section Observation dans la section de l élève de la station d hydratation et de discuter de ce qu ils ont lu avec leur groupe. Utiliser votre propre technique afin de vérifier la compréhension de la section Observation. 6. Inviter les élèves à regarder la vidéo Our World: Fluid Shift pour expliquer ce qui arrive au corps des astronautes alors qu ils sont en orbite: 7. Inviter les élèves à discuter et à faire des observations au sujet des besoins d hydratation en complétant les premières deux colonnes du tableau SVA (SAIS/VEUX SAVOIR/APPRIS) de la Station d hydratation Section de l enseignant(e) 4/24

67 section de l élève de la station d hydratation avec leur groupe. Utiliser le tableau SVA pour aider les élèves à organiser les connaissances préalables, identifier les intérêts et établir des connexions avec le monde réel. Lorsque les élèves suggèrent des informations pour la colonne SAIS, leur demander de partager comment ils ont acquis cette information. 8. Demander aux élèves s ils ont des prédictions ayant trait à cette activité et à la question problème. Les aider à peaufiner leurs prédictions en hypothèses. Dans la section de l élève, ils doivent réitérer la question problème sous la forme d'une affirmation fondée sur leurs observations, le matériel et leurs prédictions. Au cours de la formulation d hypothèse, demander aux élèves d inclure des verbes des objectifs d apprentissage. Encourager les élèves à partager leurs hypothèses avec leur groupe. Affiche sur l hydratation 9. Demander aux élèves de prendre le matériel suivant dont le groupe aura besoin pour compléter leur affiche Web sur l hydratation. Papier cartographique ou petit carton pour affiche Marqueurs de couleur 10. Diriger les élèves à faire une recherche sur l hydratation à l aide d'internet et de livres. Alors que les élèves créent l'affiche Web sur l hydratation, assigner une question à chaque élève du groupe et lui donner la responsabilité de cette partie de l affiche. Par exemple, donner à chaque élève une fiche comportant une question. Cet(te) élève est responsable de répondre à cette question et d afficher les informations sur l affiche de l équipe. Une fois leur recherche complétée, inviter les élèves à partager les informations avec leur équipe et à discuter de la façon dont ils vont les représenter sur l affiche. Encourager les élèves à faire preuve de créativité. Les questions peuvent inclure o o o o o o o o Qu est-ce que la déshydratation? Quelles sont les causes de la déshydratation? Quelles sont les signes de la déshydratation? Comment la déshydratation peut-elle être évitée? Pourquoi est-il important de garder ton corps hydraté? Quelles sont les meilleures boissons à boire afin de rester hydraté(e)? Penses-tu que l hydratation est importante pour les astronautes lorsqu ils se trouvent dans l espace? Quand un astronaute devrait-il se soucier de l hydratation dans l espace? 11. Inviter les élèves à discuter et à effectuer une enquête au sujet de l hydratation en concevant et en créant une affiche Web sur l hydratation (annexe D). Les élèves utiliseront l affiche Web sur l hydratation pour aider à organiser les connaissances préalables, identifier les intérêts et établir des connexions avec le monde réel. Hydrate l astronaute 12. Projeter le jeu Hydrater l astronaute sur un écran ou un mur blanc suffisamment large pour qu il mesure environ 1,22 m (4 pieds) de haut. 13. Remettre aux élèves leur propre copie du jeu Hydrater l astronaute. 14. À proximité du jeu Hydrater l astronaute projeté, bander les yeux d un(e) élève à l aide d un bandana et le/la diriger vers l écran Hydrater l astronaute. 15. Inviter l élève dont les yeux sont bandés à placer l'image de la bouteille d'eau laminée avec des pièces de ruban-cache au dos sur l'astronaute projeté. 16. Poser les questions suivantes: Où l eau a-t-elle été placée? Station d hydratation Section de l enseignant(e) 5/24

68 Comment l eau contribue-t-elle à faire fonctionner correctement cette partie du corps? Comment la déshydratation affecterait-elle votre santé si cet organe ou système de l organisme n obtenait pas suffisamment d eau pour fonctionner? 17. Demander aux élèves d écrire une phrase au sujet des besoins en hydratation pour chaque organe du jeu Hydrater l astronaute se trouvant dans la documentation de la mission de l élève. Les élèves devraient utiliser des mots de la banque de mots pour identifier les organes. Pendant la discussion sur les organes, les élèves écrivent une phrase au sujet des besoins en hydratation de cet organe à côté du nom de l'organe. 18. Poursuivre cette procédure jusqu à ce que tous les systèmes de l organisme et les organes décrits ci-dessous aient été couverts. Voici quelques organes et systèmes de l organisme qui ont besoin d'eau afin de fonctionner correctement: Cerveau: la déshydratation peut réduire votre capacité de concentration. Elle peut également affecter les capacités de votre cerveau à traiter l information ainsi que réduire votre mémoire à court terme. Cœur: les fluides contribuent à garder votre pression sanguine normale. La déshydratation peut diminuer le débit cardiaque ce qui risque d entraîner une augmentation de la fréquence cardiaque et une réduction de la pression sanguine. Reins: l hydratation est essentielle pour les reins; l eau aide à éliminer les déchets, les toxines et les excès d aliments nutritifs de votre corps. Un rein hydraté et sain filtre environ 180 litres (190 pintes) d eau par jour. Système digestif: l eau aide à la digestion de la nourriture. Elle se retrouve partout dans le tube digestif de la salive aux solutions d enzymes du gros intestin. L eau aide à dissoudre les éléments nutritifs qui sont absorbés dans votre système sanguin et à les distribuer à vos cellules. Cellules: l hydratation est cruciale au transport des glucides, des vitamines et des minéraux vers vos cellules. Vos cellules produisent alors de l énergie pour vous aider à poursuivre vos activités. Muscles et articulations: l eau est importante pour vos muscles et vos articulations: Elle aide à coussiner vos articulations et assure le bon fonctionnement des muscles. Vos muscles sont composés de 50 à 70 % d eau. Température: l eau dissipe la chaleur qui régularise la température globale de votre corps. Lorsque vous avez trop chaud, votre corps libère de l eau en transpirant, éliminant ainsi de la chaleur de votre corps. Si vous ne remplacez pas l eau perdue par la transpiration, votre corps peut dangereusement surchauffer. Peau: le fait de demeurer bien hydraté(e) permettra à votre peau de conserver son élasticité, sa douceur et sa couleur. Poumons: la respiration a continuellement lieu et nous ne sommes pas conscients du fait que nous perdons de la vapeur d eau alors que nous respirons. Il a été estimé que nous perdons entre 300 ml et jusqu à plusieurs litres par jour dépendamment de notre environnement et de ce que nous faisons. 19. Les élèves vont tester leurs hypothèses avec la procédure suivante. (Ces étapes ont été extraites de la section de l élève sur la station d hydratation. Les commentaires spécifiques à l enseignant(e) sont en italique.) Urine simulée Vous devriez travailler en groupes de trois ou quatre durant ce laboratoire. 1) Recueillir le matériel suivant avec votre groupe. quatre gobelets en plastique transparent de 9 oz Station d hydratation Section de l enseignant(e) 6/24

69 marqueur permanent eau tableau des tests de couleur de l'urine (annexe H) cartes sur l hydratation (annexe G) cylindre gradué 2) À l aide d un marqueur, étiqueter vos gobelets de 1 à 4. 3) Porter une protection des yeux. 4) Remplir chaque gobelet de 60 ml d eau en utilisant le cylindre gradué. Demander aux élèves de rouler l extrémité d un cure-dents dans une goutte de colorant alimentaire et de toucher légèrement la surface de l eau afin de créer une touche de couleur. Dans le gobelet n o 1, utiliser un cure-dents pour ajouter une touche de colorant alimentaire jaune. Utiliser le cure-dents pour remuer le liquide à l intérieur du gobelet. Dans le gobelet n o 2, utiliser un cure-dents pour ajouter deux touches de colorant alimentaire jaune. Utiliser le cure-dents pour remuer le liquide à l intérieur du gobelet. Dans le gobelet n o 3, ajouter une goutte de colorant alimentaire jaune. Utiliser un curedents propre pour remuer le liquide à l intérieur du gobelet. Dans le gobelet n o 4, ajouter une goutte de colorant alimentaire rouge, deux gouttes de colorant alimentaire jaune et une goutte de colorant alimentaire vert. Utiliser un curedents propre pour remuer le liquide à l intérieur du gobelet. 5) Comparer votre urine simulée au tableau des tests de couleur de l'urine (annexe H) 6) Organiser vos échantillons simulés en quatre niveaux d hydratation: Niveau optimal Niveau bien hydraté(e) Niveau déshydraté(e) Consulter un médecin 7) Identifier chaque échantillon de niveaux d hydratation en plaçant la carte d hydratation (annexe G) à côté de l urine simulée appropriée. L enseignant(e) devrait couper les cartes d hydratation à l avance pour les élèves et préparer une série pour chaque groupe. En faisant leurs propres observations, les élèves devraient maintenant comprendre comment déterminer leur propre niveau d hydratation. colorant alimentaire jaune, rouge et vert Journal d hydratation de 12 heures Si votre arrondissement scolaire exige que les parents soient avisés pour ce type de collecte de données, rédiger une lettre et l envoyer à la maison avec les élèves pour informer les parents ou les tuteurs des objectifs de la station d'hydratation, de l'expérience avec l'urine simulée et du journal d'hydratation de 12 heures. 8) Vous tiendrez un journal d hydratation de 12 heures afin de déterminer si vous buvez suffisamment de liquides pour maintenir un niveau d hydratation sain. Expliquer le journal d hydratation de 12 heures aux élèves. Ils devront documenter ce qui suit: l heure à laquelle ils boivent la quantité bue les niveaux d activités physiques les niveaux d hydratation de l urine Station d hydratation Section de l enseignant(e) 7/24

70 Les élèves feront une observation de leur propre urine. Les élèves détermineront à quel niveau d hydratation leur propre urine correspond: optimal, bien hydraté(e), déshydraté(e)ou consulter un médecin. Les élèves peuvent utiliser le tableau des tests de couleur de l'urine (annexe H) afin de prendre une décision. Rappeler aux élèves que sous aucun prétexte ils ne doivent recueillir ou toucher leur urine ou apporter un échantillon d'urine dans la salle de classe. Ils ne doivent que faire des observations en examinant la couleur. 9) Faire des observations de votre propre urine afin de déterminer à quel niveau d hydratation votre urine correspond. Sous aucun prétexte vous ne devez recueillir ou toucher votre urine ou apporter un échantillon d'urine dans la salle de classe. Vous ne devez faire des observations qu'en examinant la couleur. 10) Utilisez votre tableau des tests de couleur de l urine (annexe H) pour vous aider à déterminer votre niveau d hydratation. Votre urine est-elle optimale, bien hydratée, déshydratée ou avez-vous besoin de consulter un médecin? 11) Noter les données dans votre journal d hydratation de 12 heures. Après avoir complété toutes les observations, étudier les données en répondant aux questions faisant suite au journal d hydratation de 12 heures. À l aide de ces informations, demander aux élèves de déterminer si les données supportent ou réfutent leurs hypothèses. Conclusion Discuter des réponses aux questions sur les données de l étude dans la section de l élève de la station d hydratation. Inviter les élèves à mettre à jour la colonne APPRIS de leur tableau SVA. Inviter les élèves à formuler leurs conclusions en réitérant leur hypothèse et en expliquant ce qui est arrivé durant le test, y compris leurs résultats. Demander aux élèves de comparer les données de leur groupe aux données de la classe. Quelles sont les tendances? Demander aux élèves s ils ont des questions. Encourager les élèves à concevoir leurs propres expériences. Faire passer l interrogation sur la station d hydratation se trouvant dans l annexe A. Utiliser cette interrogation comme outil d évaluation. Inviter les élèves à regarder la vidéo Brainbite, How do you go to the Bathroom in space (Brainbite, comment vas-tu aux toilettes dans l'espace) Évaluation Évaluer les connaissances de l'élève en posant des questions. Évaluer la compréhension de l élève en faisant passer l interrogation sur la station d'hydratation (annexe A). Observer et évaluer la performance de l élève par le biais de l activité en utilisant la rubrique Étude scientifique qui se trouve dans la section de l élève de la station d hydratation et dans l annexe K. Station d hydratation Section de l enseignant(e) 8/24

71 Alignement de l'activité aux normes nationales de l'éducation Normes nationales pour l'enseignement des sciences (National Science Education Standards) (NSES) Contenu de la norme A: La science en tant qu enquête Capacités nécessaires pour faire une enquête scientifiques (K-8) Compréhension des notions entourant une enquête scientifique (K-8) Contenu de la norme E: La science en tant qu enquête Capacités à la conception technologique (K-8) Compréhension des notions entourant la science et la technologie (K-8) Contenu de la norme F: Science d un point de vue personnel et social Santé personnelle (K-8) Caractéristiques et changements dans les populations (K-4) Changements dans l environnement (K-4) La science et la technologie dans les défis locaux (K-4) La science et la technologie dans la société (5-8) Structures et fonctions des systèmes vivants (5-8) Modèles d évidence et explications (5-8) Réglementation et comportement (5-8) La science en tant qu aventure humaine (5-8) Normes nationales pour l'enseignement de la technologie (National Technology Education Standards) (ITEA) Conception: Norme 8: les élèves développeront et comprendront les attributs de la conception. Norme 9: les élèves développeront une compréhension de la conception technique. Normes nationales pour l'enseignement des mathématiques (National Mathematics Education Standards) (NCTM) Analyse des données et norme de la probabilité: Développer des prédictions fondées sur les données Norme de mesure: Appliquer les techniques, les outils et les formules appropriés afin de déterminer les mesures Normes nationales du conseil des professeurs d anglais (National Council of Teachers of English Standards (NCTE): Les élèves effectuent une recherche sur des problèmes et des sujets d'intérêt en communiquant des idées, posant des questions et en formulant des problèmes. Ils recueillent, évaluent et synthétisent des données provenant de sources diverses (p. ex. des textes imprimés et non-imprimés, des artefacts, des gens) afin de communiquer leurs découvertes de façons qui répondent à leur objectif et leur audience. Normes nationales des arts visuels (National Visual Arts Standards) Contenu de la norme 5: réfléchir et évaluer les caractéristiques et les mérites de leur travail a) Comprendre qu il y a divers objectifs pour créer des œuvres d art visuel. Normes nationales pour l'éducation sanitaire National Health Education Standards (NHES) Deuxième édition (2006): Norme 1: les élèves comprendront des concepts liés à la promotion de la santé et à la prévention des maladies afin d améliorer leur santé. Station d hydratation Section de l enseignant(e) 9/24

72 Suite à l éducation sur la santé de la 3 e à la 5 e année, les élèves pourront: Décrire la relation entre des comportements sains et la santé personnelle. Norme 5: les élèves démontreront l habileté à utiliser des compétences en matière de décision afin d améliorer la santé. Suite à l éducation sur la santé de la 3 e à la 5 e année, les élèves pourront: Identifier les situations liées à la santé pouvant exiger une décision sensée. Norme 7: les élèves démontreront la capacité à mettre en pratique des comportements visant à améliorer la santé et à éviter ou réduire les risques pour la santé. Suite à l éducation sur la santé de la 3 e à la 5 e année, les élèves pourront: Identifier des comportements personnels sains et responsables Démontrer une variété de pratiques et de comportements sanitaires afin de maintenir et d améliorer la santé personnelle. Explorations du curriculum Afin de prolonger les concepts de cette activité, les explorations suivantes peuvent être menées: Exploration de la science L hydratation est cruciale pour la performance sportive; les athlètes ont besoin d une hydratation adéquate avant, pendant et après l'exercice ou les sports. Toute activité pratiquée pendant vingt-cinq minutes ou plus impliquant un effort physique intense ou de la transpiration exige de la réhydratation. Les participants à un marathon et les coureurs de fond, par exemple, ont besoin de s hydrater à un niveau plus élevé que quelqu un qui fait de l activité physique pendant une heure. Inviter les élèves à faire une recherche et à préparer une présentation sur la raison pour laquelle la réhydratation est importante pour les athlètes. Au cours de leur recherche, ils apprendront quels sont les meilleurs liquides à boire avant, pendant et après une activité physique pour se réhydrater. Voici quelques questions clé à explorer: o o o o Quelles sont les meilleurs liquides à boire pour une hydratation saine? Quels liquides devraient être évités lorsque l on tente de maintenir une bonne hydratation? Quelles sont certaines des directives sur l hydratation que les athlètes devraient suivre pour se préparer à une activité physique? Combien de liquide devraient-ils boire avant, durant et après l'exercice? L hydratation fut particulièrement importante pour les astronautes Sunita Williams et William McArthur lorsqu ils ont participé et complété des marathons alors qu ils se trouvaient en orbite autour de la Terre à une vitesse de 8 km (5 milles) par seconde. Williams a couru 42 km (26,2 milles) et a complété le marathon de Boston. McArthur a couru 21 km (13 milles) dans le cadre du semi-marathon de Houston lors de son séjour dans la SSI. Bien que ces astronautes se trouvaient physiquement à 338 km (210 milles) verticaux des coureurs sur Terre, ils partageaient un besoin commun: l eau. La distance et l intensité des marathons, à la fois sur Terre et dans l espace, mettent rudement à l épreuve le corps humain qui exige une hydratation appropriée. Par conséquent, les coureurs doivent continuer à boire des fluides en quantité appropriée tout au long d une course afin d éviter les dangers de la déshydratation. o Inviter les élèves à rechercher les options qu ont les astronautes pour se garder hydrater alors qu ils vivent et travaillent dans l espace. Exploration des mathématiques Demander aux élèves d afficher leurs données dans un repère graphique de leur choix. Leur demander d expliquer pourquoi ils ont choisi d afficher leurs données sous ce format. Analyser les données à la recherche de répétitions et de tendances. Station d hydratation Section de l enseignant(e) 10/24

73 Normes nationales pour l'enseignement des mathématiques (National Mathematics Education Standards) (NCTM): Norme de l algèbre: Comprendre les suites, les relations et les fonctions. o Représenter et analyser les suites et les fonctions par l intermédiaire de mots, de tableaux et de graphiques. Analyse des données et norme de la probabilité: Développer et évaluer les interférences et prédictions fondées sur les données o Proposer et justifier les conclusions et prédictions qui sont fondées sur les données et concevoir des études pour étudier davantage les conclusions et les prédictions. Explorations des arts du langage Dans le cadre d une extension aux premières leçons sur l hydratation, inviter les élèves à écrire un livre pour enfants ou un poème sur l hydratation. Les inviter à écrire l histoire ou le poème du point de vue des liquides se préparant à hydrater un humain pour une hydratation optimale. Explorations des beaux-arts Inviter les élèves à concevoir une affiche sur l hydratation pour renseigner l école et la communauté sur l importance de l hydratation pour la santé. Les élèves peuvent également enregistrer une vidéo sur l importance de l hydratation pour le corps humain afin de renseigner l école et la communauté. Sources et liens sur les possibilités de carrière Des remerciements à l expert en la matière Dr Scott Smith pour sa contribution à cette activité NASA Fit Explorer (Explorateur en forme de la NASA). Dr Scott M. Smith est le scientifique en chef de la Nutritional Biochemistry Lab au Centre spatial Johnson de la NASA à Houston, au Texas. Vous pouvez en apprendre davantage sur le Dr Smith et son travail à: Ressources pour les éducateurs et les élèves Ressources sur le Web: Le site Web Healthy Kids enseigne à vos élèves une bonne hygiène de vie avec les bons choix de nourriture et d'exercices. Le site Web Learn to Be Healthy offre des activités et des plans de leçon sur la nutrition et l activité physique. Cette ressource du Nutritional Biochemistry Lab du Centre spatial Johnson de la NASA à Houston, au Texas, offre des bulletins sur la nutrition dans l'espace pour les enfants. La National Space Biomedical Research Institute possède une variété de matériel éducatif lié à l'espace prêt à être téléchargé. Pour des directives sur le remplacement des fluides et l exercice, visiter le site Web de la National Athletic Trainer s Association (NATA) et lire leur déclaration sur le remplacement des fluides chez les athlètes. Station d hydratation Section de l enseignant(e) 11/24

74 Livres et articles The ABC's of Hydration and Breathing (CD audio) par Patty Kondub Your Body's Many Cries for Water (livre à couverture souple) par F. Batmanghelidj Water and Fiber for a Healthy Body (Besoins du corps) (livre à couverture souple) par Angela Royston. The Magic School Bus Inside the Human Body par Joanna Cole. Illustré par Bruce Degen. From Head to Toe: The Amazing Human Body and How It Works par Barbara Seuling. Illustré par Edward Miller Développement de leçons par l équipe de relations communautaires et d éducation du programme de recherche sur les humains du Centre spatial Johnston de la NASA. Station d hydratation Section de l enseignant(e) 12/24

75 Annexe A Interrogation sur la station d hydratation Réponds aux questions suivantes au sujet de l activité sur la station d hydratation. 1. Définis et donne un exemple de sources d hydratation saines. Dresse une liste des différents types de boissons et classe-les comme étant des boissons d hydratation saines et des boissons d hydratation non saines. Explique l importance d une bonne hydratation. 2. Quelles sont les conséquences de la déshydratation et comment l éviter? 3. Après avoir observé vos niveaux d hydratation pendant 12 heures, à quel moment de la journée astu découvert que tu étais le/la plus déshydraté(e)? 4. Quels gestes as-tu posés durant la journée pour changer tes niveaux d hydratation? 5. Explique pourquoi l hydratation est importante pour les athlètes durant des sports physiquement exigeants tels que le football, le basket-ball et les marathons. 6. Les astronautes dans l espace devraient-ils se soucier de leurs niveaux d hydratation? Comment restent-ils hydratés dans l espace? 7. Combien d astronautes ont couru des marathons dans l espace? Qui sont-ils et quel marathon ontils couru alors qu ils vivaient à bord de la SSI? Ont-ils eu à se garder hydratés durant leur marathon dans l espace? Station d hydratation Section de l enseignant(e) 13/24

76 Annexe B Réponses à l interrogation sur la station d hydratation 1. Définis et donne un exemple de sources d hydratation saines. Dresse une liste des différents types de boissons et classe-les comme étant des boissons d hydratation saines et des boissons d hydratation non saines. Explique l importance d une bonne hydratation. La meilleure source d hydratation est l eau. Les liquides et les électrolytes perdus combinés avec des aliments riches en humidité, tels que les fruits et les légumes, sont remplacés après la plupart des séances d exercice. Le corps dépend de l eau pour sa survie. L eau constitue plus de la moitié du poids du corps. Chaque cellule, tissu et organe de votre corps a besoin d eau pour fonctionner correctement et demeurer en bonne santé. Boissons d'hydratation saines Eau Boissons énergétiques Eaux enrichies Boissons énergisantes (se méfier des colorants artificiels et de la teneur élevée en fructose) Boissons d'hydratation non saines Boissons gazeuses Café ou thé Alcool Kool-Aid 2. Quelles sont les conséquences de la déshydratation et comment l éviter? En cas de déshydratation, tu peux éprouver les symptômes suivants: bouche sèche absence de transpiration crampes musculaires nausées et vomissements palpitations cardiaques Tu peux éviter la déshydratation en buvant de grandes quantités d eau et en te protégeant de l excès de chaleur. Garde une bouteille d eau à portée de la main et mange beaucoup de fruits et de légumes. 3. Après avoir observé tes niveaux d hydratation pendant 12 heures, à quel moment de la journée as-tu découvert que tu étais le plus déshydraté(e)? La réponse varie selon les observations des niveaux d'hydratation propres à l'élève. 4. Quels gestes as-tu posés durant la journée pour changer tes niveaux d hydratation? Les réponses varient. 5. Explique pourquoi l hydratation est importante pour les athlètes durant des sports physiquement exigeants tels que le football, le basket-ball et les marathons. Que tu sois un(e) athlète sérieux/se ou que tu aimes faire de l exercice pour le plaisir, il est important de t assurer que tu consommes la bonne quantité d eau avant, pendant et après l exercice. L eau régularise la température de ton corps, lubrifie les jointures et aide à Station d hydratation Section de l enseignant(e) 14/24

77 transporter les éléments nutritifs pour une meilleure énergie et une meilleure santé. Si tu n es pas convenablement hydraté(e), ton corps sera incapable de performer à son niveau optimal et tu risques d éprouver de la fatigue, des crampes musculaires, des vertiges et des symptômes plus sérieux. 6. Les astronautes dans l espace devraient-ils se soucier de leurs niveaux d hydratation? Comment restent-ils hydratés dans l espace? Oui, les astronautes doivent rester bien hydratés. Lorsque les astronautes entrent en orbite, leurs fluides subissent un changement. Le corps ressent les fluides supplémentaires et commence à éliminer ce qu il croit être un excès. Cette perte soudaine de fluides peut entraîner la déshydratation. La déshydratation est un manque d eau qui peut être extrêmement dangereux. Le corps des astronautes ne peut pas fonctionner convenablement sans eau. En conséquence, aussitôt qu'ils entrent en orbite, les astronautes doivent boire de l'eau en quantité suffisante. Ils continuent de boire de l eau et manger convenablement alors qu ils se trouvent en orbite afin de rester hydratés et en bonne santé pour leur retour sur Terre. 7. Combien d astronautes ont couru des marathons dans l espace? Qui sont-ils et quel marathon ont-ils couru alors qu ils vivaient à bord de la SSI? Ont-ils eu à se garder hydratés durant leur marathon dans l espace? Deux astronautes ont couru des marathons dans l espace dans la Station spatiale internationale. Bill McArthur a été le premier. Il a couru un semi-marathon sur le tapis roulant de la station, supportant des amis et des collègues participant au marathon de Houston. McArthur a fait le tour du globe à une altitude de 354 km (220 milles) au-dessus de l atmosphère terrestre alors que les coureurs au sol participaient au marathon de Houston. Sunita «Suni» Williams a couru le marathon de Boston à plus de 338 km (210 milles) au-dessus de la Terre. Suni a parcouru 42 km (26,2 milles) sur un tapis roulant dans la Station spatiale internationale. Elle a fini le marathon en 4 heures, 23 minutes et 46 secondes. L astronaute de la NASA Karen Nyberg et sa sœur, Dina Pandy, ont couru au sol à Boston pour supporter Suni. Les deux astronautes se sont gardées bien hydratées tout au long du marathon afin de maintenir leur corps en bonne condition athlétique pour compléter le marathon. Station d hydratation Section de l enseignant(e) 15/24

78 Glossaire sur la station d hydratation Annexe C Performance athlétique Caractérisée par ou impliquant une activité physique ou des efforts. Déshydratation Se produit lorsque vous perdez plus de fluide que vous n en absorbez et votre corps n as pas suffisamment d eau et d autres fluides pour poursuivre ses fonctions normales. Coup de chaleur Dans certaines situations, telles que des températures anormalement élevées, un taux élevé d humidité ou un exercice vigoureux par temps chaud, le système de refroidissement naturel du corps peut commencer à faire défaut, permettant à la chaleur interne d'atteindre des niveaux dangereux. Le résultat peut être un coup de chaleur, lequel peut entraîner des crampes de chaleur ou de l épuisement par la chaleur. Hydrater Donner de l eau à quelqu un ou quelque chose: fournir de l eau à quelqu un ou quelque chose afin de maintenir un bon équilibre des fluides. Réhydrater Réapprovisionner les fluides du corps de quelqu un: restaurer les fluides du corps de quelqu un à un niveau normal ou sain. Station d hydratation Section de l enseignant(e) 16/24

79 Pourquoi l hydratation est-elle importante? Le corps dépend de l eau pour sa survie. L eau constitue plus de la moitié du poids du corps. Chaque cellule, tissu et organe de votre corps a besoin d eau pour fonctionner correctement. Évite la déshydratation Protège-toi contre l environnement tel qu un excès de chaleur. Bois de l eau en quantités adéquates. Les jeunes et les personnes âgées sont les plus à risque. Lors de vagues de chaleur, on doit s efforcer à boire beaucoup d eau. Pourquoi l hydratation est-elle importante dans l espace? Lorsque les astronautes entrent en orbite, leurs fluides subissent un changement. Le corps ressent les fluides supplémentaires et commence à éliminer ce qu il croit être un excès. Cette perte soudaine de fluides peut entraîner la déshydratation. La déshydratation est un manque d eau qui peut être extrêmement dangereux. Le corps des astronautes ne peut pas fonctionner convenablement sans eau. En conséquence, aussitôt qu'ils entrent en orbite, les astronautes doivent boire de l'eau en quantité suffisante. Hydratation Déshydratation Perte excessive de liquides organiques. Le corps n'a pas suffisamment de fluides pour fonctionner normalement. Symptômes de la déshydratation Bouche sèche Arrêt possible de la transpiration Les yeux cessent de produire des larmes. Crampes musculaires Nausées et vomissements Palpitations cardiaques Étourdissements Meilleures boissons hydratantes Eau Boissons énergétiques (fais un choix éclairé, certaines contiennent trop de sucre) Consomme beaucoup de fruits et de légumes dans ta diète. Conseils pour demeurer hydraté(e) Garde une bouteille remplie d eau. Bois de l eau avant, pendant et après un exercice. Commence et termine ta journée avec un verre d eau. Lorsque tu as faim, bois de l eau. Bois de l eau lorsque tu vas au restaurant. Si de l eau ordinaire ne t intéresse pas, ajoute du citron ou de la lime à l eau. Causes de la déshydratation Diarrhée Vomissements Transpiration Diabète Brûlures Annexe D Station d hydratation Section de l enseignant(e) 17/24

80 Annexe E Station d hydratation Section de l enseignant(e) 18/24

81 Annexe F Station d hydratation Section de l enseignant(e) 19/24

82 Annexe G Niveau d hydratation optimal Niveau bien hydraté(e) Niveau déshydraté(e) Niveau consulter un médecin Station d hydratation Section de l enseignant(e) 20/24

83 Annexe H Station d hydratation Section de l enseignant(e) 21/24

84 Journal d hydratation de 12 heures Effectue un suivi de ton absorption de liquide pendant une période de 12 heures. Utilise ton tableau des tests de couleur de l urine pour classifier ton urine. Tu vas compléter le journal toi-même. Sous aucun prétexte tu ne dois apporter un échantillon actuel d urine dans la salle de classe. Visite à la salle de bain (h) Couleur de l urine Catégorie de l urine Ce que j ai bu Quantité bue Annexe I Activité physique (aucune, faible, modérée, élevée) Station d hydratation Section de l enseignant(e) 22/24

85 Annexe J Étudier les données: Après avoir complété le test, étudie les données sur le journal d hydratation de 12 heures et réponds aux questions suivantes. 1. Selon des données que tu as recueillies, es-tu bien hydraté(e)? Explique pourquoi ou pourquoi pas. 2. Changerais-tu tes choix de boissons selon tes données? 3. Quelle est la quantité de liquides que tu bois par rapport à la couleur de ton urine? 4. Est-ce que la quantité de liquides que tu as bue a été affectée par ton niveau d activité physique? 5. Quels seraient des exemples de méthodes d hydratation? 6. Quels sont les signes de déshydratation? 7. Que peux-tu faire au cours de la journée pour rester hydraté(e)? 8. Est-ce que les astronautes se déshydratent facilement? 9. Pourquoi est-il important pour un(e) astronaute de rester hydraté(e) quand il/elle travaille dans un environnement spatial? 10. Vois-tu des tendances dans tes données? 11. Est-ce que ces données soutiennent ton hypothèse? Pourquoi ou pourquoi pas? Station d hydratation Section de l enseignant(e) 23/24

86 Rubrique de l investigation scientifique Expérience: station d hydratation Annexe K Indicateur de performance L élève a développé une hypothèse claire et complète. L élève a respecté toutes les règles de sécurité et les directives du laboratoire. L élève n a fait aucun effort pour développer une hypothèse claire et complète. L élève n a respecté aucune règle de sécurité du laboratoire. L élève a fait très peu d efforts pour développer une hypothèse claire et complète. L élève a respecté une règle de sécurité du laboratoire. L élève a développé une hypothèse partielle. L élève a respecté deux règles ou plus de sécurité du laboratoire. L élève a développé une hypothèse complète mais pas entièrement développée. L élève a respecté la plupart des règles de sécurité du laboratoire. L élève a développé une hypothèse claire et complète. L élève a respecté toutes les règles de sécurité du laboratoire. L élève n a L élève a L élève a L élève a L élève n a suivi aucune suivi une suivi deux suivi la suivi toutes L élève a suivi la méthode des étapes des étapes étapes ou plupart des les étapes scientifique. de la de la plus de la étapes de la de la méthode méthode méthode méthode méthode scientifique. scientifique. scientifique. scientifique. scientifique. L'élève a noté toutes les données sur la feuille de données et en est arrivé à une conclusion fondée sur les données. L élève a posé des questions engageantes liées à l étude. Total des points L élève n a présenté aucune donnée et aucune conclusion évidente. L élève n a posé aucune question engageante liée à l étude. L élève a présenté une donnée de la cueillette des données et n a pas complété la conclusion. L élève a posé une question engageante liée à l étude. L élève a présenté deux données ou plus de la cueillette des données et a présenté une conclusion partielle. L élève a posé deux questions engageante s liées à l étude. L élève a présenté la plupart des données et la conclusion est presque complète. L élève a posé trois questions engageante s liées à l étude. L élève a présenté toutes les données et une conclusion complète. L élève a posé quatre questions engageante s ou plus liées à l étude. Échelle d évaluation: A = 22 à 24 points B = 19 à 21 points C = 16 à 18 points D = 13 à 15 points F = 0 à 12 points Station d hydratation Section de l enseignant(e) 24/24