BIOLOGIE TD N 14 - CORRIGE

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1 BIOLOGIE TD N 14 - CORRIGE Ce corrigé ne respecte pas la consigne concernant le nombre de pages. C est avant tout un outil de formation qui ne saurait être considéré comme un corrigé modèle. Le thème de la séquence est la fonction de locomotion. Ce travail est destiné à des élèves de Cours Moyen (cycle 3). Le sujet «rôle des os, des muscles et des organes sensoriels» figure au programme du Cours Moyen. A cet âge, les enfants savent tous qu'il y a des «os» dans leur corps, mais en général, ils dessinent des os épars dans tout le corps sans articulations entre eux. De même ils connaissent le mot «muscle» mais ils ne connaissent pas le rôle des muscles. I. Analyse des documents Document 1 Le document 1 est une fiche destinée aux élèves. Cette fiche rassemble l ensemble des organes du mouvement : os, articulations et muscles. Elle peut servir de support à une évaluation en fin de séquence. Document 2 Ce document rassemble des schémas de maquette réalisés par les élèves. Il s agit de «plans de fabrication» de maquettes de la jambe. Document 3 Ce document rassemble des photographies de maquette. Les différentes maquettes ont été construites par les enfants à partir de leur schéma (document 2). Sur les maquettes, les os sont représentés par des morceaux de carton ; les muscles par de la ficelle et les articulations par des attaches parisiennes. Document 4 Le document 4 est une fiche d activité destinée aux élèves. Il présente le mouvement de la patte postérieure d un lapin au moment de l impulsion en détaillant : - le schéma du squelette de la patte ; - le schéma d une patte postérieure sur lequel les tendons sont mis en évidence. Biologie TD n 14 - Corrigé 1 / 7

2 Les élèves sont guidés par des consignes. Ils doivent : - distinguer les os et les muscles ; - indiquer le sens du mouvement lors de la contraction du muscle. On ne sait pas de quel muscle il s agit ; - légender les schémas ; - expliquer oralement ce qu est un tendon. On peut se poser la question de savoir pourquoi ce dernier point se fait oralement alors que le reste de la fiche est écrite. Document 5 Les différents schémas présentés dans ce document sont des travaux d élèves. Ils ont été réalisés à partir d une silhouette complète distribuée par l enseignant. Elle permet de limiter les difficultés de représentations liées au dessin. Il s agit probablement des représentations initiales des élèves concernant ce qui se passe au niveau des membres inférieurs lorsqu ils courent. Principales erreurs ou obstacles : - absence des os ; - absence ou présence des muscles ; - absence des différentes parties du squelette du membre inférieur ; - le mouvement fait intervenir uniquement les os et les muscles : absence de la notion d articulation ; II. Place de la séquence dans la progression Au CP, les enfants étudient les mouvements corporels humains. A ce niveau, l'étude ne dépasse pas ce qui se voit extérieurement (au cours de la marche, les membres se plient à certains endroits et pas à d'autres). Au CM1, on va chercher à «savoir pourquoi». On découvre ainsi les os (baguettes rigides), les articulations entre les os, les muscles... et leurs rôles dans le mouvement. Cycle 1 Découverte du corps ; première approche des grandes fonctions du vivant. L élève prend conscience des possibilités de se déplacer de différentes manières. Cycle 2 Le corps de l enfant (notions simples de physiologie et d anatomie). Observation des divers modes de locomotion des animaux, en relation avec leur milieu de vie. Biologie TD n 14 - Corrigé 2 / 7

3 Cycle 3 Le corps humain ; les mouvements corporels dans le sport et le travail. Analyse détaillée d un mouvement élémentaire (flexion, extension). L élève découvre que tout déplacement est la résultante d une combinaison coordonnée de ces mouvements élémentaires. III. Les programmes Ce thème fait partie du domaine «Le corps humain et l éducation à la santé», mouvements corporels. Les objectifs en terme de connaissances sont : Les mouvements du corps des vertébrés sont rendus possibles au niveau des articulations par l action des muscles sur des éléments rigides, les os, qui constituent le squelette. Les muscles des membres sont attachés aux os de part et d autre d une articulation. Les tendons permettent l attache des muscles sur les os. Les ligaments maintiennent les os entre eux au niveau d une articulation. Lors de la contraction, le raccourcissement des muscles déplace les os qui restent passifs. Dans un membre, lorsque les muscles rapprochent les segments entre eux, ils sont dits fléchisseurs et lorsqu ils les éloignent, ils sont qualifiés d extenseurs. Des muscles qui travaillent en opposition comme les muscles fléchisseurs et les muscles extenseurs sont dits antagonistes. La marche, la course, le saut... résultent de la combinaison de plusieurs mouvements élémentaires (flexions et extensions) IV. Objectifs de la séquence Les objectifs de cette séquence en terme de connaissances sont de : découvrir le rôle respectif des os, des articulations et des muscles dans un mouvement élémentaire ; mettre en évidence le principe des muscles antagonistes ; montrer qu un mouvement corporel est un enchaînement de mouvements élémentaires de flexion et d extension. Les objectifs de cette séquence en terme de savoir-faire sont : observer et émettre des hypothèses ; concevoir un modèle pour tester ses hypothèses ; observer et comparer un modèle à la réalité ; faire un schéma. Biologie TD n 14 - Corrigé 3 / 7

4 V. Exemple de séquence de classe La séquence proposée est composée de 6 séances de 30 à 45 minutes. 1. Séance 1 : situation de départ Il s agit de faire émerger les conceptions des élèves à partir d un questionnement (document 5). Chaque élève dessine, schématise ou note ses explications à partir de la question : «Lorsque tu marches ou cours, dessine et explique ce qui se passe dans tes jambes». Une silhouette est distribuée aux enfants pour limiter les difficultés de représentations liées au dessin. Le choix d une question «ouverte» permet de faire apparaître les obstacles éventuels liés aux notions de segments et d articulation, abordées au cycle 2 et au début du cycle 3. Si des obstacles liés à ces notions apparaissent, une étape intermédiaire s impose sans doute avec pour objectif de faire prendre conscience aux enfants que le corps se plie au niveau des articulations en posant la situation suivante : «Comment les différentes parties de ta jambe bougent-elles les unes par rapport aux autres lorsque tu marches ou cours? Dessine les os à l intérieur de ta jambe.» 2. Séance 2 : confrontation des représentations initiales Après analyse des conceptions initiales, l enseignant constitue des groupes hétérogènes pour répondre à la même question («Lorsque tu marches ou cours, dessine et explique ce qui se passe dans tes jambes»). Dans un premier temps, les élèves confrontent leurs conceptions au sein du groupe. Puis lors de la mise en commun, les élèves émettent des hypothèses, listent les questions ou les problèmes à résoudre. Exemples de questions posées à l'issue de la séance : Comment fonctionnent les articulations? Comment les os sont-ils reliés entre eux? Quel est le rôle des muscles? Quel est le rôle du sang? Quelles expériences peut-on réaliser? Biologie TD n 14 - Corrigé 4 / 7

5 3. Séance 3 : réalisation d une maquette L objectif de cette séance est de vérifier les hypothèses et résoudre les problèmes posés à l issue de la 1 ère séance par la modélisation (maquette). L enseignant rappelle les hypothèses et les questions posées lors de la première séance. Avec l aide de l enseignant, les élèves décident de faire une maquette. La consigne est «fabriquez une maquette montrant comment bougent les différentes parties de la jambe». Par groupe de 4 ou 5, les élèves font d abord le schéma de la maquette (document 2). Puis, chaque groupe réalise la maquette (document 3). L enseignant laisse le soin aux groupes de choisir le matériel nécessaire pour réaliser la maquette : carton, tubes, morceaux de bois, punaises, attache parisiennes, scotch, élastiques, ruban, ruban extensible, pâte à modeler, Lors de la mise en commun, chaque groupe présente sa maquette à la classe. L objectif est de valider ou infirmer les hypothèses (séance 2) émises à l aide des maquettes réalisées. Les maquettes permettent de mettre en évidence : - le rôle des os, des articulations, des ligaments ; - le rôle des muscles, des tendons ; - la notion de muscles antagonistes, de flexion/extension. En fin de séance, les élèves listent les problèmes non résolus et les nouvelles hypothèses. 4. Séance 4 : observation du réel L objectif de cette séance est de vérifier les hypothèses émises à l issue de la 2 ème séance, par l observation. L enseignant rappelle les questions et les hypothèses. L enseignant apporte une patte de lapin ou de poulet. Il demande aux élèves (en groupe) de la faire bouger pour constater les mouvements possibles. Son observation permet de découvrir les muscles (forme, insertion sur les os). Les élèves peuvent également comprendre leur rôle. L enseignant doit préciser que quand un muscle se contracte, il diminue de longueur. L enseignant dissèque la patte avec les élèves. Ils peuvent ainsi comprendre son fonctionnement. Ils découvrent la solidité des ligaments qui unissent les os, la dureté et les glissements des surfaces articulaires. Lors d une discussion collective, les hypothèses sont validées ou infirmées. Biologie TD n 14 - Corrigé 5 / 7

6 Les maquettes peuvent être ensuite modifiées en tenant compte de l observation. Ce travail se réalise avec les mêmes groupes. 5. Séance 5 : validation des hypothèses Le but de cette séance est de conforter les hypothèses validées par la modélisation (maquette) et par l observation (dissection). Les hypothèses validées à l issue de la troisième séance sont reprises. Les élèves comparent ensuite des photographies et des schémas de la jambe humaine et d une patte de lapin ou de poulet (document 4). La trace écrite peut alors être élaborée. Un schéma de référence est réalisé en groupe classe. Chaque élève le reproduit sur son cahier d expérience. Un niveau de formulation possible est : Les muscles sont fixés sur les os par des tendons. Un muscle est toujours attaché au moins à deux os différents. Un mouvement est toujours le résultat de la contraction et du relâchement simultanés de plusieurs muscles. 6. Séance 6 : Evaluation Une évaluation peut être effectuée à partir d une fiche d activité (document 1). Une évaluation formative permet à l enseignant d identifier les réussites, les erreurs et les difficultés de ses élèves. Elle a pour objectif d analyser les résultats et apporter des remédiations. Une évaluation diagnostique permet à l enseignant de contrôler les acquis visés par la séquence. VI. Compétences transversales Le travail de groupe, les discussions et les débats collectifs exigent des élèves le sens de l écoute, du respect de la parole et l autre et de la coopération (éducation civique). La maîtrise de la langue est travaillée à l oral (communication, argumentation, explicitation, hypothèses, questionnement) et à l écrit (traces écrites sur le cahier d expérience). Biologie TD n 14 - Corrigé 6 / 7

7 VII. Prolongements Un premier prolongement consisterait à étudier comment se décide le mouvement. Les pathologies musculaires, osseuses et articulaires peuvent faire l'objet d'une recherche permettant de différencier et de définir entorse, déchirure musculaire, fracture et d'aborder les notions essentielles de secourisme qui s'y rapportent. L'hygiène musculaire et le sport peuvent également être évoqués en mettant en évidence les bienfaits d'une pratique saine et régulière et les dangers d'une pratique extrême trop souvent liée à l'usage des anabolisants. On pourrait aussi aborder la notion de plan d organisation à partir de la comparaison des squelettes des membres inférieurs de vertébrés. Un travail complet sur le rôle des muscles dans le mouvement au niveau des articulations peut trouver un prolongement en sciences physiques, dans l étude des leviers. Biologie TD n 14 - Corrigé 7 / 7