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LA VISION EN CLASSE DE 4 E : REGARDS CROISES Travail interdisciplinaire Collège Pilâtre de Rozier - Ars-sur-Moselle Audrey Borr – SVT Stéphane Capizzi.

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1 LA VISION EN CLASSE DE 4 E : REGARDS CROISES Travail interdisciplinaire Collège Pilâtre de Rozier - Ars-sur-Moselle Audrey Borr – SVT Stéphane Capizzi – Mathématiques Gwenaëlle Cuny – Sciences Physiques

2 Les motivations - Eviter les redondances - Rendre les enseignements plus cohérents pour les élèves en les aidant à faire les liens entre les différentes disciplines - Répondre à des problématiques concrètes pour les élèves, et donc rendre les séances plus motivantes - Travailler en équipe dans lobjectif de valider des compétences du socle commun

3 Le choix du thème et de la classe La lecture croisée des B.O. nous a amené à trouver un point de convergence dans nos programmes de la classe de quatrième, nous permettant de manipuler en PC et en SVT : - la communication nerveuse en SVT - la vision en PC -la proportionnalité en Mathématiques Tout cela abordé à travers le thème de la vision.

4 Lencha î nement des séances Séance 1 SVT : début du cours sur la commande du mouvement avec des problèmes posés en SVT – de quoi est composé un œil ? PC – Quel est le lien entre la vision dun prédateur (réception du stimulus visuel) et le comportement de fuite de lanimal (mouvements dus aux muscles) ?SVT Séance 1 PC : les différents éléments de lœil + leurs rôles avec un problème à résoudre : – Quel est le lien entre lœil et le cerveau ? SVT – Comment se forment les images dans lœil ? PC Séance 2 SVT : dissections pour découvrir les liens anatomiques entre les yeux, le cerveau, la moelle épinière et les muscles : découverte des nerfs. Séance 2 PC : formation des images dans lœil. Etude du système « oeil-rétine » avec un problème à résoudre : – les images simpriment à lenvers sur la rétine, elles sont pourtant perçues à lendroit, pourquoi ? SVT – Existe-t-il une relation entre la taille de lobjet et la taille de limage obtenue ? MATHS Séance 3 SVT : découverte du rôle de chaque organe découvert à la séance précédente et intervenant dans la commande du mouvement, avec résolution du problème posé en PC – Lien avec histoire des arts avec la vision de la grenouille et le pointillisme. Séance 1 MATHS : proportionnalité entre la taille de limage et la taille de lobjet. Séance 3 PC : Bilan de la séance 3 SVT et de la séance 1 MATHS. Etude des défauts de lœil et des corrections. Séance 4 SVT : schéma fonctionnel à construire par les élèves et synthèse de cours.

5 Séance 1 - SVT Objectifs : 1/ motiver les élèves 2/ arriver à un schéma de départ sur leurs connaissances globales sur le sujet 3/ faire émerger un questionnement et des hypothèses Constat à partir du logiciel CMD téléchargeable iciici Lorsquun animal voit un prédateur (ou un danger), il fuit. Lanimal reçoit un stimulus (= vision du prédateur) et grâce à ses muscles (= organes effecteurs), il fuit. Quel est le lien entre la réception du stimulus et le comportement de fuite ? Quest ce que vous proposez de faire pour comprendre le lien entre lœil et les muscles des cuisses ? motivation séance 2 SVT De quoi se composent les yeux, qui sont des organes récepteurs ? Motivation Séance 1 PC

6 Séance 1 – Sciences Physiques Les constituants de lœil et leurs rôles Durée : 1h PROBLÈME POSÉ EN SVT : de quoi est composé un œil ? Pré-requis : définition dune lentille convergente Objectifs de la séance : - identifier les différentes parties dun œil humain - comprendre le rôle de chaque partie dans la vision

7 Séance 1 – Sciences Physiques Activité 1 : Fonctionnement de liris Les élèves observent les yeux de leur voisin attentivement, en modifiant la luminosité dans la salle, les élèves voient très facilement liris de dilater puis se contracter autour de la pupille. Transition vers activité 2 : quels sont les différentes parties de lœil ? Comment fonctionnent nos yeux ?

8 Séance 1 – Sciences Physiques Activité 2 : Les différentes parties de loeil A laide dune maquette de lœil (écorché) démontée et détiquettes auto-collantes : les élèves doivent remonter correctement lœil et placer au fur et à mesure les étiquettes sur les différentes parties. Photo : document pédagogique publié par le musée de la lunette

9 Séance 1 – Sciences Physiques Afin de les aider, on projette en même temps, une animation : Transition vers activité 3 : quelles sont les parties de lœil qui jouent un rôle important dans le phénomène de vision ?

10 Séance 1 – Sciences Physiques Activité 3 : Rôles des différents constituants de lœil A partir dun texte (extrait dun site internet), on demande aux élèves de construire un tableau à deux colonnes et de faire correspondre les différentes parties de lœil avec leurs fonctions.

11 Séance 1 – Sciences Physiques Correction possible : PROBLÈME POSÉ VERS SVT : quel est le rôle précis du nerf optique ?

12 Séance 2 - SVT Les organes de la communication nerveuse et leurs relations Durée : 1h20 Objectifs : proposer une hypothèse – réaliser une dissection – valider ou invalider lhypothèse formulée On se propose de vérifier les liens qui existent entre lœil et les muscles de la cuisse afin de comprendre ce qui se passe lors dun mouvement en réponse à une stimulation. EN PC, vous avez constaté que lœil est relié au nerf optique, sorte de « courroie de transmission ». A quoi est relié ce nerf ? Pouvez-vous proposer une hypothèse à ce problème ? Activité : réaliser une dissection afin de mettre en évidence des liens anatomiques Travail différencié à réaliser en binôme : la moitié de la classe travaille sur une tête de poisson ou de grenouille et lautre moitié travaille sur une cuisse de grenouille (plus simple). 1/ On va disséquer une tête de poisson/ une grenouille et une cuisse de grenouille et observer : - vérifier que lœil est relié au nerf optique et voir à quoi est relié le nerf optique ? - à quoi est relié le muscle de la cuisse ? Pour la dissection, suivre le protocole proposé. Coller la grille dévaluation. 2/ Noter vos observations (vous pouvez faire des schémas annotés) 3/ Valider ou non lhypothèse formulée précédemment.

13 Séance 2 - SVT Dissection du système nerveux dune grenouille Source: BORDAS 4 e Si les finances ne permettent pas dacquérir des grenouilles, une tête de poisson et une cuisse de grenouille sont des supports très convenables !

14 Séance 2 - SVT Réponses attendues : Lœil est relié au cerveau par le nerf optique. Le cerveau est en plusieurs parties, il est relié à la moelle épinière. Dans le muscle de la cuisse, on découvre un nerf, le nerf sciatique. Il est relié à la moelle épinière qui se trouve dans la colonne vertébrale. Des questions émergent des observations sur lorganisation et la fonction des organes découverts : comment fonctionnent les organes découverts, quels sont leurs rôles dans la commande du mouvement ? ( motivation de la séance 3)

15 Séance 2 – Sciences Physiques Objectifs de la s é ance : 1. d é finir la position de lé cran permettant d obtenir une image nette 2. observer la formation des images à l envers sur lé cran 3. mesurer ces images 4. mettre en é vidence le ph é nom è ne d accommodation de l oeil

16 Séance 2 – Sciences Physiques Les é l è ves constatent que : - si lé cran se trouve à une distance inf é rieure à la distance focale de la lentille, aucune image n est observ é e - il existe une position de lé cran permettant d obtenir une image nette : l image est plus petite que l objet et à l envers - si on d é place l objet, il faut d é placer l é cran pour retrouver une image nette

17 Séance 2 – Sciences Physiques Photo : document pédagogique publié par le musée de la lunette Pourtant, nos yeux nous permettent de voir net des objets, de loin, comme de près : cest le phénomène daccommodation

18 Séance Mathématiques Formation des images sur un écran Ces tableaux sont-ils des tableaux de proportionnalité ? Si oui, quels sont les coefficients de proportionnalité ? Placez les points des tableaux dans un repère, en plaçant la taille de lobjet sur laxe des abscisses (on prendra 1 cm pour une taille dobjet de 0,1 cm) et la taille de limage sur laxe des ordonnées (on prendra 1 cm pour une taille dimage de 0,5 cm) Que remarque ton ?

19 Séance 3 - SVT Le rôle des organes dans la commande du mouvement Durée : 1h20 Objectifs : proposer des hypothèses – valider ou invalider des hypothèses – analyser des textes, des schémas, des images médicales Comment vérifier le rôle de chaque organe ? (étude de documents/expériences…) En PC, vous avez constaté que les images simpriment à lenvers sur la rétine, elles sont pourtant perçues à lendroit : pourquoi ? Y-a-t-il une explication anatomique ? En collectif, proposer des hypothèses sur le rôle que pourrait jouer chaque organe et comment on peut mettre en évidence ce rôle. On va vérifier nos hypothèses à laide de différents documents. On va répartir le travail au sein de la classe en deux thèmes 1/ le rôle des organes impliqués lors de la vision dun objet 2/ le rôle des organes impliqués dans la réalisation dun mouvement Les informations collectées sur le cerveau seront utilisées pour le bilan de PC

20 Séance 3 - SVT Activité : découvrir le rôle des organes impliqués dans la vision/ dans la réalisation dun mouvement à partir de lanalyse de documents et de lutilisation dun logiciel (CMD) Travail en groupe (4 élèves) et diversifié avec des documents de difficulté variable au sein de chaque groupe. Des aides sont prévues pour les élèves qui le demandent. Répartissez-vous le travail au sein du groupe : tout le monde analyse au moins un document. Désigner un secrétaire pour la rédaction du texte, et un rapporteur pour la présentation de votre travail à loral au reste de la classe. 1/ Analyser les documents à votre disposition. 2/ Rédiger ensuite un texte court présentant le rôle de chaque organe lors de la vision dun objet (de lœil au cerveau) OU lors dun mouvement (du cerveau au muscle). 3/ Le rapporteur présentera brièvement vos travaux à la classe (2 minutes environ par groupe).

21 Séance 3 - SVT

22 Mise en commun et construction progressive dun tableau de synthèse lors du passage à loral du rapporteur de chaque groupe. Les informations collectées sur le cerveau seront utilisées pour le bilan de PC

23 Séance 3 – Sciences Physiques Quand un œil fonctionne normalement, les images se forment nettes et à lenvers sur la rétine. Pourtant ce nest pas toujours le cas, certains yeux présentent des défauts. Objectifs : analyse ces défauts et moyens de les corriger. Durée : 1h30 en salle informatique Validation de compétences pour le B2i : 3.6 : je sais utiliser un outil de simulation (ou de modélisation) en étant conscient de ses limites 4.3 : je sais utiliser les fonctions principales dun outil de recherche sur le web (moteur de recherches) 4.5 Je sais sélectionner des résultats lors d'une recherche (et donner des arguments permettant de justifier ces choix)

24 Séance 4 - SVT Formalisation des connaissances acquises les séances précédentes Objectif : réaliser un schéma fonctionnel - Evaluation formative si première fois OU évaluation sommative (si schéma fonctionnel sur les hormones déjà fait en EF) Durée : 1h20 Présentation de la méthode pour construire un schéma fonctionnel puis travail individuel évalué Activité : réaliser un schéma fonctionnel de la commande du mouvement A partir de tes observations et des documents étudiés dans les séances précédentes, construis le schéma fonctionnel de la commande du mouvement avec les organes impliqués et le rôle de chaque organe.

25 Séance 4 - SVT Bilan collectif et correction du schéma fonctionnel, formalisation des connaissances acquises.

26 Faire de lHistoire des Arts en Sciences Des données scientifiques liées au cours de SVT et de PC La vision chez lHommeLa vision chez la grenouille La grenouille sait surtout d é tecter le mouvement, mais tr è s mal les formes : il est facile de les leurrer ! La grenouille semble insensible a tout ce qui est immobile, mais tout d é placement horizontal d'un objet l'int é resse : elle tourne sur place pour le voir bien en face. Il nous est difficile de nous imaginer un univers visuel pratiquement d é pourvu de formes, de contours qui n'appara î trait que lorsque l'objet se d é place sur un fond immobile. L'illustrateur a choisi le parti pris du pointillisme dans cette illustration pour en rendre compte. Des couleurs ont é t é conserv é es car certains auteurs ont montre que les grenouilles adultes sauraient distinguer le rouge du bleu.

27 Un tableau pour parler du courant pointilliste : SEURAT-détail de la PARADE Le pointillisme (ou néo- impressionnisme ou divisionnisme) est une technique de peinture issue du mouvement impressionniste qui consiste a peindre par juxtaposition de petites "taches" de peinture de couleurs primaires (rouge, bleu et jaune) et de couleus complémentaires (orange, violet et vert)


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