École Riviera (Hombourg-Haut)
CM1 - 15 élèves
Thème du projet : la respiration
Objectif pédagogique :
- Repérer les mouvements respiratoires (ventilation)
- Connaître les différents organes de l’appareil respiratoire
- Comprendre les échanges gazeux
Sujet et problématique :
Où va l’air que l’on respire ?
Démarche d’investigation :
Émergence des représentations :
Observation 1 :
Que se passe-t-il si on bouche son nez et sa bouche ?
Observation 2 :
Que remarque-t-on lorsqu’on fait du sport ?
Observation 3 :
Dessiner (d’abord individuellement puis par groupes de 4) le chemin de l’air dans notre corps à partir d’une silhouette vierge.
Débat puis émergence d’un questionnement :
- On sait que les poumons sont indispensables car les fumeurs meurent plus tôt ; leurs poumons sont noirs. Mais à quoi servent les poumons ?
- Combien de tuyaux relient la bouche et le nez aux poumons ?
- Est-ce que l’air passe par le coeur car on a remarqué que lorsqu’on court, notre respiration et notre coeur accélèrent ?
- Combien d’air peuvent contenir nos poumons ?
Recherches :
I. Observer les manifestations extérieures de la respiration
Les enfants mesurent leur thorax pendant l’inspiration et l’expiration (mise en place du vocabulaire : inspiration/expiration).
==> L’air va dans le thorax
II. Observer des radios du thorax
==> On voit deux poches noires qui doivent être les poumons. Elles reposent sur "quelque chose de blanc".
Première schématisation et mise en place du vocabulaire : poumons, diaphragme.
III. Fabrication d’une maquette (bouteille, paille, ballons de baudruche) pour modéliser les mécanismes de l’entrée de l’air dans les poumons et expliquer le rôle du diaphragme. (pas visible sur le film à cause du timing !)
IV. Fabrication d’un spiromètre pour mesurer notre capacité pulmonaire.
- Schématisation d’un dispositif qui permettrait les mesures (par groupes)
- Essais
- Mise en commun des résultats de chaque groupe et mise en place d’un dispositif efficace
- Essais
- Graduation du récipient qui permet les mesures
- Mesure sur plusieurs élèves et recherche de la moyenne
==> Un enfant a une capacité pulmonaire d’environ 1.8L d’air (réponse à la question 4).
V. Observer la dissection d’un lapin (trachée, poumons, coeur)
1. Recherche des organes déjà connus : les poumons
==> Il y a un seul tuyau qui relie les poumons à la bouche (réponse à la question 2).
Mise en place du vocabulaire : trachée artère.
2. Comment savoir où va l’air ? On souffle dans la trachée avec une paille.
==> L’air gonfle les poumons et ne va pas dans le coeur (réponse partielle à la question 3).
3. Schématisation : on ajoute la trachée.
4. Observation et dessin d’un morceau de poumon.
==> On remarque des petits trous dans le poumon et du sang.
5. Recherche documentaire dans une encyclopédie, mise en place du vocabulaire : bronche, bronchiole, alvéoles pulmonaires
VI. Étude de tableaux pour comprendre les échanges gazeux
1. Observation collective d’un tableau (composition air inspiré/air expiré) et réalisation d’un graphique
==> 5ml d’oxygène disparaissent et 5ml de dioxyde de carbone apparaissent.
2. Observation collective d’un tableau (composition sang à l’arrivée dans les poumons /à la sortie) et réalisation d’un graphique
==> Dans le sang qui arrive aux poumons, il y a plus de dioxyde de carbone, dans le sang qui en repart, il y a plus d’oxygène.
3. Schématisation des échanges gazeux (réponse à question 1).
4. Lecture de document pour comprendre le rôle du muscle (réponse à la question 3).
Conclusions :
Pour l’enseignant :
C’est une expérience très riche car le fait de filmer une démarche nous amène à vraiment approfondir chaque étape, à réfléchir sur les supports.
Les élèves sont vraiment très motivés et cela crée une émulation, une ambiance de classe qui est profitable dans tous les domaines.
Difficultés rencontrées :
Une des difficultés a été de rendre compréhensible la démarche d’analyse des tableaux et des documents écrits. J’espère y être parvenue !
Une autre difficulté est bien sûr la durée du film (4min) ! Il m’aurait fallu le double du temps pour rendre vraiment compte de ma démarche. J’ai dû faire des coupes et choisir d’enlever une petite partie de la démarche (fabrication d’une maquette pour comprendre le fonctionnement du diaphragme)...
Anecdotes :
La dissection est toujours impressionnante pour les enfants ! Mais même ceux qui sont "dégoutés" qu’on puisse découper un lapin finissent par toucher et souffler dans la paille !
Je fais cette leçon depuis plusieurs années maintenant et c’est toujours un moment clé dans l’année scolaire, les CM2 préviennent mes élèves : "Vous allez voir, vous allez découper un lapin !"
Apport de ce projet pour l’enseignement des sciences dans sa classe :
C’est une leçon où on aborde vraiment tous les aspects de la démarche scientifique : émergence d’une problématique à partir des représentations des élèves (émission d’hypothèses, débat), observation, expérimentation, fabrication d’un objet à partir d’une notice (maquette de poumon), schématisation, recherche documentaire, fabrication d’un spiromètre (élaboration d’un protocole expérimental, schématisation, essais, modifications pour arriver par confrontations à un système fonctionnel)...
Le fait de filmer à pousser les élèves à s’impliquer davantage. La phase de montage du film a permis aux enfants de revenir sur leur démarche et de mieux l’intégrer.
Apports de ce projet pour l’enseignement des TICE et de l’éducation à l’image :
Les enfants ont appris à utiliser Audacity pour enregistrer leurs voix, ils ont dû lire distinctement et placer leur voix...
Ils ont dû accepter de ne pas être présents tout le temps à l’image, dans l’intérêt du projet collectif (et ça n’a pas été sans mal !)...
Autres remarques (utilisation des ressources mises à disposition par la plate-forme…) :
