Leviers et action musculaire

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1 3 Leviers et action musculaire Activité réalisée au Cégep de Sainte-Foy par LUCIE MORIN

2 3 Année de la dernière mise à l essai Nom de l auteure Cégep d origine 2004 Lucie Morin Cégep de Sainte-Foy Adresse électronique de l auteure lucie.morin@cegep-ste-foy.qc.ca Discipline scientifique Âge moyen des élèves Titre et numéro du cours Durée de l activité Biologie ans Anatomie fonctionnelle du corps humain (101-FYB-04) 2 heures NOTE Dans ce texte, le générique masculin est utilisé seul, sans aucune discrimination et dans le seul but de l alléger. Les annexes en format PDF et Word se retrouvent sur le cédérom qui accompagne ce recueil. De plus, une analyse pédagogique de l activité est également disponible dans la section Trésors pédagogiques du site Internet du Saut quantique à l adresse URL : Les auteurs autorisent toute utilisation de ce texte à des fins pédagogiques, pourvu qu il y ait mention des auteurs et de leur collège. Le respect de ces recommandations encouragera les auteurs à partager leur expérience.

3 Description de l activité APERÇU DE L ACTIVITÉ Cette activité s adresse aux élèves inscrits au cours optionnel Anatomie fonctionnelle du corps humain (101-FYB-04) offert à la quatrième (ou cinquième) session du programme Sciences de la nature. Il s agit d un exercice réalisé durant les heures de cours théoriques ou de travaux pratiques. Chaque équipe de quatre élèves doit analyser cinq mouvements simples afin d identifier divers paramètres : l articulation concernée, le muscle principalement responsable du mouvement (l agoniste) et sa position anatomique (origine et insertion). Elle doit ensuite mentionner de quel genre de levier il s agit et schématiser le système de levier qui intervient en identifiant clairement le point d appui, la charge et la force (exemple : coude, poids de l avant-bras et de la main, biceps brachial, etc.). Après avoir réalisé l exercice, les équipes sont invitées à se pencher sur deux questions problématiques suscitant la réflexion et le réinvestissement du contenu nouvellement acquis. PERTINENCE ET ORIGINALITÉ DE L ACTIVITÉ Cette activité permet d illustrer et de relier des notions vues précédemment (fonctions des os, des articulations et des muscles) et donc de consolider l acquisition d une partie du contenu du cours. Prévu au départ dans cette seule perspective, cet exercice simple, du point de vue de l organisation matérielle et du temps requis, nous a surpris par la variété des apprentissages qu il permet de réaliser. En plus de contribuer à poursuivre plusieurs buts du programme, il permet de travailler à l acquisition de nombreuses habiletés et attitudes définies par le devis de cours (consulter la section Objectifs et relations avec le programme pour plus de renseignements). Par ailleurs, cette activité s inscrit parfaitement dans la poursuite de l objectif général du cours Anatomie fonctionnelle. Il faut sentir l effervescence de la classe lorsque que les équipes émettent des hypothèses, échangent des idées, observent et reproduisent les mouvements étudiés, tentant de sentir quelle articulation bouge, quel muscle travaille et sur quelle pièce osseuse il exerce sa force. Objectifs et relations avec le programme OBJECTIFS PÉDAGOGIQUES OU COMPÉTENCES VISÉES Illustrer et relier les éléments de contenu suivant : - Fonctions des os (servent de leviers pour l action musculaire, déterminent les mouvements possibles) ; le système squelettique : vocabulaire, les os du squelette et leurs parties ; - Fonctions des articulations (confèrent la mobilité au squelette) ; les mouvements permis par les articulations synoviales ; les articulations du coude et du genou ; - Fonctions des muscles : production de mouvements; anatomie macroscopique des muscles squelettiques; les interactions entre les muscles squelettiques ; les principaux muscles squelettiques. 23

4 Acquérir de nouveaux éléments de contenu et les mettre en liens avec les précédents : - Identifier et définir les trois genres de leviers; découvrir de quelle façon ils permettent l action de certains muscles. Travailler de façon autonome, à partir des acquis et du manuel de référence à l atteinte des deux premiers objectifs. Susciter, par la participation active, la réflexion et les échanges, une compréhension accrue et une meilleure rétention des apprentissages. RELATIONS ENTRE L ACTIVITÉ ET LE PROGRAMME Buts généraux de programme visés Les buts généraux du programme Sciences de la nature visés par cette activité sont : Résoudre des problèmes de façon systématique ; Raisonner avec rigueur ; Apprendre de façon autonome ; Traiter de situations nouvelles à partir de ses acquis ; Appliquer la démarche scientifique ; Communiquer de façon claire et précise ; Travailler en équipe. Lien avec le cours Soulignons ici l objectif général du cours ainsi que la compétence (et les éléments de compétence) qui le concernent : Objectif général : Le cours Anatomie fonctionnelle vise l acquisition de solides notions d anatomie et d histologie humaines tout en favorisant une compréhension concrète et globale de l organisation du corps humain. Énoncé de la compétence : Appliquer une démarche scientifique dans un domaine propre aux sciences de la nature, en l occurrence l anatomie fonctionnelle. Éléments de la compétence : Représenter diverses situations en faisant appel aux concepts, aux lois et aux principes des sciences de la nature ; Résoudre des problèmes selon une méthode propre aux sciences de la nature ; Appliquer des techniques d expérimentation ou de validation propres aux sciences de la nature. L activité favorise l atteinte de ces objectifs en rendant plus concret l apprentissage de l anatomie et en favorisant l intégration des connaissances. Elle permet de plus le développement de plusieurs habiletés définies par le devis de cours : Utiliser adéquatement le vocabulaire de l anatomie ; Travailler en équipe ; Exercer son autonomie ; Établir des liens entre les structures anatomiques et leurs fonctions ; Schématiser des structures anatomiques macroscopiques ; Résoudre des problèmes mettant en jeu la relation structure-fonction. En outre, cette activité introduit une variété appréciée dans le cadre d un enseignement constitué essentiellement de cours magistraux et de séances de travaux pratiques. Lien avec les autres cours L étude des bases physiques de l action musculaire se fonde sur les acquis du premier cours de physique, la mécanique. 24

5 Nombre d élèves et encadrement pédagogique NOMBRE APPROXIMATIF D ÉLÈVES DANS LA CLASSE 40 élèves NOMBRE D ÉLÈVES PAR ÉQUIPE 4 personnes ENCADREMENT PÉDAGOGIQUE Le professeur doit d abord s assurer de bien établir les éléments de contenu nécessaires. Il faut également qu il prenne le temps de bien expliquer l activité et de rappeler certaines notions ou définitions au besoin. Il explique aux élèves qu en plus du manuel de référence, ils ont d autres ressources à leur disposition : leur propre corps pour visualiser et reproduire les mouvements, leur capacité de réflexion et de déduction. En cours de réalisation, il s assure que les élèves sont sur la bonne voie, c est-à-dire que leur travail n est ni trop simple, ni trop complexe (origine et insertion) et qu ils vérifient l identité de l agoniste à l aide des tableaux. Il répond aux nombreuses questions en amenant les élèves à puiser dans leurs acquis et à structurer leur pensée. Enfin, il utilise la correction pour identifier les notions moins bien acquises et pour rectifier en classe. Déroulement de l activité DÉROULEMENT DE L ACTIVITÉ ET TEMPS DE RÉALISATION DE CHAQUE ÉTAPE Avant Le professeurs s assure de couvrir le contenu présenté dans la section Objectifs pédagogiques ou compétences visées. Pendant Explication de l exercice (annexe E.1) : Le professeur montre chacun des cinq mouvements afin que les élèves puissent bien localiser l articulation en jeu. Il souligne que l analyse portera sur des mouvements simplifiés, c est-à-dire qui font appel à une seule articulation. Et il rappelle, au besoin, les notions essentielles pour cet exercice : origine et insertion d un muscle, muscle agoniste. (20 minutes) Travail en équipe sur l exercice : À cette étape, il y a de nombreuses interactions entre le professeur et les équipes. Le professeur répond aux questions des élèves et les questionne afin de s assurer qu ils ont bien compris le mouvement, qu ils ont correctement identifié le muscle agoniste responsable du mouvement, etc. Il insiste sur l importance de remplir la grille dans l ordre prévu (et surtout horizontalement et non verticalement!). (70 minutes) Travail sur les deux questions annexées à l exercice : Le professeur doit favoriser le questionnement et aider les élèves à organiser leurs réponses en proposant d utiliser la même grille que pour l exercice : quelle est l articulation en jeu, quel est l agoniste, où sont son origine et son insertion, etc. (20 minutes) 25

6 Après Le professeur explique la correction en classe, Il revient sur les exercices et sur les points moins bien maîtrisés et discute des questions de réflexion. Évaluation et matériel nécessaire SUGGESTIONS D ÉVALUATION L évaluation de cet exercice est davantage de type formatif que sommatif : il compte en effet pour 1,5 à 2 % des points de la session. En conséquence, le professeur doit faire la correction de façon efficace. Nous suggérons d allouer un point par case du tableau, sauf la case «schéma du système», qui vaudra 2 points, pour un total de 35 points. Les hypothèses émises en réponse aux deux questions de réflexion ne sont pas notées. MATÉRIEL NÉCESSAIRE Manuel de référence présenté dans la médiagraphie. ANNEXES Professeur Autres suggestions et médiagraphie AUTRES IDÉES À EXPLORER Comme il y a peu de variété dans les genres de leviers rencontrés dans l exercice, on pourrait proposer de diversifier en ajoutant un deuxième levier du premier genre (assis face à un mur, sur un tabouret muni de roulettes, les jambes allongées, utiliser le bout de ses pieds pour s éloigner du mur) et en introduisant un levier du deuxième genre (se tenir sur les pointes comme une ballerine). Du côté des élèves, on pourrait prolonger l exercice en demandant à chaque équipe d ajouter une ligne au tableau : trouver un autre mouvement du corps et bâtir le corrigé pour ce mouvement : agoniste, genre de levier, etc. On pourrait corser le tout en offrant une prime (en points) à toute équipe dénichant un exemple de levier du deuxième genre, ceux qui sont si rares dans l organisme Médiagraphie MARIEB, E.N. (1999). Anatomie et physiologie humaines, 2 e édition, Saint-Laurent, ERPI, 1194 p. Annexe P.1 : Corrigé de l exercice sur les leviers et l action musculaire Élèves Annexe E.1 : Exercice sur les leviers et l action musculaire Remarque : Les annexes sont incluses en format PDF et Word sur le cédérom qui accompagne ce recueil. 26