Fonction de nutrition : le devenir de l air dans notre corps cycle 3

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1 Fonction de nutrition : le devenir de l air dans notre corps cycle 3 Conceptions initiales : principales erreurs ou absences Le nez et la bouche ont des rôles différents Liaison entre les poumons et l'oesophage Liaison entre les poumons et les autres parties du corps par des tuyaux d'air Liaison coeur / poumon par tuyau d'air Fonctionnment alternatif des poumons Les poumons sont creux (plein d'air) Un des deux poumons est rempli de sang Activités pédagogiques possibles pour faire évoluer les conceptions Observer sur soi --- bouche fermée puis --- nez bouché Observer sur un ensemble coeur / poumons (veau, porc ou agneau), distinguer trachée / oesophage. Introduire un tube dans l'œsophage Observer poumons, trachée / oesophage. Chercher si les tuyaux représentés existent. Réponse : non Observer liens coeur / poumons. Constater que l air n y circule pas. Souffler dans la trachée Gonflement des poumons mais pas du coeur Souffler dans la trachée Gonflement des poumons : phénomène actif. dégonflement des poumons : phénomène passif Ouvrir et suivre le trajet de l'air dans les poumons, mise en évidence de l'arbre bronchique Observer les vaisseaux sanguins dans les deux poumons (ils sont identiques). Appuyer sur un fragment de poumon et faire sortir le sang Objectifs de connaissance visés dans les activités L air entre et sort aussi bien par la bouche que par le nez. L œsophage n est pas relié aux poumons. La trachée est reliée directement aux poumons. (pour le trajet des aliments, voir tableau digestion) La trachée est le seul lien entre l ensemble bouche / nez et les poumons. L air va uniquement dans les poumons. Il n y a pas de tuyau d air entre les poumons et le cœur. Les poumons et le cœur sont reliés par des vaisseaux sanguins. Quand on inspire les deux poumons se remplissent d air en même temps. Leur volume augmente. Quand on expire l air quitte les deux poumons en même temps. Leur volume diminue. Dans les poumons, l air circule dans de nombreuses bronches. La trachée se divise en deux bronches, celles-ci se divisent à leur tour et ainsi de suite, formant l arbre bronchique. A l extrémité se trouvent des sacs : les alvéoles pulmonaires. Dans les poumons, l air et le sang circulent dans deux circuits différents. Dans les poumons il y a de nombreux vaisseaux sanguins. Les vaisseaux sanguins sont très nombreux autour des alvéoles.

2 Absence de cage thoracique Les échanges gazeux concernent l'air et le corps Absence d échanges gazeux Le sang transporte de l air Absence d échanges entre les poumons et le sang. Observation sur soi : relation entre inspiration / expiration et mouvements de la cage thoracique Lecture de radiographies. Observation sur soi, souffler dans ses mains, sur une vitre. Lecture d un tableau mathématique d analyse de l air et comparaison avec la composition de l air expiré Lecture d un tableau mathématique d analyse de la composition du sang. Lecture d un tableau mathématique d analyse de la composition du sang entrant et sortant des poumons. Les poumons sont situés dans la cage thoracique, sous les côtes. L air que l on expire est différent de l air inspiré : il est plus chaud et il contient de la vapeur d eau. L air que l on expire contient moins d oxygène et plus de dioxyde de carbone que l air inspiré. Le sang est un liquide rouge. Le sang transporte de l oxygène et du dioxyde de carbone Dans les poumons, de l oxygène contenu dans l air inspiré passe dans les vaisseaux sanguins. Dans les poumons, du dioxyde de carbone contenu dans les vaisseaux sanguins passe dans l air qui sera expiré. Le sang transporte l oxygène des poumons vers tous les organes du corps. Le sang transporte le dioxyde de carbone depuis tous les organes vers les poumons.

3 Fonction de nutrition : le devenir des aliments dans notre corps cycle 3 Conceptions initiales : principales erreurs ou absences Le trajet des aliments s arrête dans le ventre, tube digestif sans sortie, pas de rejet de selles Le tube digestif n est pas continu de la bouche à l anus La taille, la forme et l emplacement de certains organes, connus des enfants, ne sont pas respectés Le nom des organes n est pas connu Le trajet des aliments solides est différent de celui des aliments liquides (séparation du tube en deux parties) Activités pédagogiques possibles pour faire évoluer les conceptions Observation : repérer le trajet des aliments par l observation d une dissection de poisson, de lapin, ou de poulet, (à défaut photographie de dissection cf. CD documents d accompagnement). Repérer les différentes parties du tube. Observation de radios humaines Observation, déduction : nommer sur la dissection (photographie de dissection), les organes que l on connaît ; dire où ils se trouvent, à côté de quels autres organes ; repérer et nommer sur un schéma les éléments découverts sur la dissection ou les radios. Observation, déduction : repérer le trajet des aliments solides, en ouvrant au besoin le tube, pour en voir le contenu ; repérer le trajet des liquides en partant de la vessie ; rechercher les tuyaux reliant les deux trajets, constater leur absence, conclure qu ils n existent pas Objectifs de connaissance visés dans les activités Les aliments progressent dans le tube digestif de la bouche jusqu à l anus. Le tube digestif est unique et ouvert à ses deux extrémités. Dans le tube digestif, les aliments passent successivement par la bouche, l œsophage, l estomac, l intestin grèle, le gros intestin. Ce qui n est pas digéré est rejeté par l anus. Le tube digestif est unique et ouvert à ses deux extrémités. Il n y a pas de tuyau reliant directement le tube digestif aux reins ou à la vessie mais : Le tube digestif est entouré de vaisseaux sanguins. Les reins sont reliés à des vaisseaux sanguins.

4 Le trajet des aliments est le même que celui de l air La transformation des aliments en nutriments n est pas envisagée ; les aliments sont rejetés sans transformation Le foie est placé sur le trajet du tube digestif L absorption intestinale des nutriments n est pas envisagée Observation, déduction : repérer le trajet des aliments, repérer le trajet de l air, en partant des poumons ou en soufflant dans la bouche, constater la bifurcation des deux trajets Observation, déduction : ouvrir le tube digestif au niveau de l estomac, de l intestin grèle et du gros intestin, décrire l aspect du contenu, en déduire les sécrétions et les transformations Observation, déduction : repérer le trajet des aliments dans le tube digestif, repérer le foie ; rechercher la présence d aliments dans le foie. Observation, déduction : après s être demandé quel pourrait être le rôle des aliments pour le corps, arriver à la nécessité de les faire «sortir du tube digestif» ; rechercher les voies de transport possible, observer de près tout le trajet du tube et constater la présence de vaisseaux sanguins abondants. Dans le tube digestif, les aliments passent successivement par la bouche, l œsophage, l estomac, l intestin grèle, le gros intestin. Ce qui n est pas digéré est rejeté par l anus. (Pour le trajet de l air, voir le tableau respiration) Les aliments progressent dans le tube digestif de la bouche jusqu à l anus. Les dents broient les aliments. Dans la bouche, l œsophage et l estomac, le contenu est d aspect pâteux, on reconnaît les aliments. Dans l intestin grèle ce contenu est un mélange de solide et de liquide. Dans le gros intestin, le contenu est d aspect pâteux. Donc, dans le tube digestif, les aliments sont transformés (en nutriments). Le foie ne fait pas partie du tube digestif et les aliments n y passent pas. Le tube digestif est entouré d un grand nombre de vaisseaux sanguins. Dans l intestin les nutriments et les liquides traversent la paroi de l intestin pour se retrouver dans le sang (absorption intestinale). Le sang transporte les nutriments et l eau de l intestin vers tous les organes.

5 Les rôles des nutriments dans le corps ne sont pas connus L excrétion urinaire n est pas envisagée comme un moyen d éliminer les déchets produits par les organes. Analyse de documents : comparer la croissance de deux individus ne recevant pas la même quantité d aliments. Observation des reins : mise en évidence des vaisseaux sanguins. Comparaison du fonctionnement de l organisme avec celui d un moteur. Les nutriments apportés par le sang sont les matériaux de construction des organes. Ainsi ils nous permettent de grandir. Les nutriments apportés par le sang sont aussi les matériaux d entretien des organes. Les nutriments apportent aussi l énergie nécessaire au fonctionnement des organes. Le fonctionnement des organes produit des déchets. Le sang transporte l eau et les déchets de tous les organes vers les reins Dans les reins, l eau et les déchets deviennent l urine. L urine est stockée dans la vessie puis rejetée.

6 Fonction de nutrition : le rôle du cœur, la circulation du sang cycle 3 Conceptions initiales : principales erreurs ou absences Le cœur trie les aliments Les poumons font battre le cœur L air que l on inspire fait battre le cœur L air que l on inspire va dans le cœur Le rôle du sang n est pas évoqué Activités pédagogiques possibles pour faire évoluer les conceptions Observation d un cœur d animal et mise en évidence de l absence d aliment (voir étude de la digestion) Observation coeur / poumons. Souffler dans la trachée : gonflement des poumons, sans réaction du cœur Observation vidéo de battements cardiaques Prise de pouls au repos et à l effort. Observation cœur / poumons. Souffler dans la trachée : gonflement des poumons uniquement Observation du sang. Analyse mathématique de tableaux de composition du sang. Utilisation d un schéma simplifié de la circulation sanguine pour y figurer le trajet des différentes substances entre les différents organes. Objectifs de connaissance visés dans les activités Le cœur est un organe. Le cœur est un muscle creux. Il contient deux cavités. Dans le cœur, le sang circule. La respiration n est pas la cause des battements du cœur. Les poumons et le cœur sont reliés par des vaisseaux sanguins. Les contractions du cœur font circuler le sang dans le corps. Dans le cœur, seul le sang circule. Les poumons et le cœur sont reliés par des vaisseaux sanguins. Il n y a pas de tuyaux d air entre les poumons et le cœur Le sang est un liquide rouge. Le sang transporte les nutriments et l eau de l intestin vers tous les organes. Le sang transporte l oxygène des poumons vers tous les organes. Le sang transporte le dioxyde de carbone depuis tous les organes vers les poumons. Les organes sont vivants. Ils se nourrissent (nutriments, oxygène ), produisent des déchets (dioxyde de carbone, urée ). Le sang transporte l eau et les déchets depuis tous les organes vers les reins. Dans les reins, l eau et les déchets deviennent l urine.

7 Le cœur n a qu une seule cavité Le cœur a une forme stéréotypée Le sang circule uniquement du cœur vers les organes. La circulation est ouverte. Le sang peut circuler dans les deux sens dans des mêmes vaisseaux. Les veines et les artères ne sont pas différenciées. La vascularisation n est pas ramifiée Observation d un cœur de veau, mise en évidence de sa forme et des deux parties. Observation vidéo de battements cardiaques Prise de pouls au repos et à l effort. Distinction veines (paroi fine) et artères (paroi épaisse) : observation des vaisseaux reliés au cœur. Utilisation d un schéma simplifié montrant que la circulation sanguine est un circuit fermé Observation de la vascularisation des organes (main, ). Observation d un cœur d animal, Distinction veines (paroi fine) et artères (paroi épaisse) : observation des vaisseaux reliés au cœur. Utilisation d un schéma simplifié où les artères sont représentées par des traits épais et les veines par des traits fins. Observation de la vascularisation des organes (main, intestin, poumon ). Utilisation d un schéma simplifié montrant que les vaisseaux sont ramifiés. Le cœur est un organe. Le cœur est un muscle creux. Il contient deux cavités. Les deux cavités ne communiquent pas entre elles. Dans le cœur, le sang circule. Les contractions du cœur font circuler le sang dans le corps. Le sang circule du cœur vers tous les organes dans des artères. Les artères ont une paroi épaisse. Le sang circule de tous les organes vers le cœur dans des veines. Les veines ont une paroi très fine. La circulation du sang forme un circuit fermé. Le sang circule à sens unique dans le cœur et les vaisseaux sanguins. Les contractions du cœur font circuler le sang dans le corps. Le sang circule du cœur vers tous les organes dans des artères. Le sang circule de tous les organes vers le cœur dans des veines. Le nombre de vaisseaux sanguins reliés au cœur est faible. Un très grand nombre de vaisseaux sanguins arrivent et partent de tous les organes du corps. Les grands vaisseaux partant et arrivant au cœur se ramifient vers les organes.

8 Les poumons font battre le cœur L air que l on inspire fait battre le cœur Absence de liens entre l activité physique et le fonctionnement du cœur et des poumons Ecoute du cœur à l aide d un cylindre rigide type rouleau papier absorbant. Prise de pouls au repos et à l effort. Utilisation d une pompe de nourrice (ou poêle à pétrole) pour montrer le lien entre le cœur et le pouls et modéliser la circulation. Utilisation d un schéma simplifié de la circulation sanguine pour y figurer le trajet de l oxygène entre les poumons et les muscles des jambes. Les contractions du cœur font circuler le sang dans le corps. L augmentation des rythmes cardiaque et respiratoire au cours d un effort physique est expliquée par un besoin plus important des organes en oxygène.

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