Une séquence d’apprentissage La respiration Une séquence d’apprentissage

I. Où va l’air que l’on respire? (une ou deux séances) Situation d’entrée Chaque élève a un ballon de baudruche. « Vous devez gonfler le ballon le plus possible en 1 seule fois; vous avez droit à 2 essais. »

Questionnement → Formulation des hypothèses: Question 1: Où était l’air qui a permis de gonfler le ballon? Question 2: Comment avez-vous fait pour gonfler le ballon le plus possible? → Notions d’inspiration et d’expiration Confrontation des représentations des élèves sur le trajet de l’air. Formulation du questionnement: D’où vient l’air que tu expires? → Formulation des hypothèses: l’air vient de l’air inspiré directement (entre et sort de la bouche) l’air est passé par le ventre - l’air était stocké dans les poumons

Investigation Observation: Mouvements de la cage thoracique pendant la respiration Radio des poumons Questionnement : Comment l’air arrive-t-il aux poumons? (schéma à partir d’une silhouette avec dessin des poumons)

Institutionnalisation Lors de la respiration, il y a deux types de mouvements respiratoires : l’inspiration: l’air du milieu extérieur entre par la bouche et le nez et va jusqu’aux poumons. l’expiration: l’air des poumons est rejeté dans le milieu extérieur. Schéma de l’appareil respiratoire

II. Respire-t-on la nuit? (une séance) Situation d’entrée « Respire-t-on la nuit? » → Formulation des hypothèses

Comment parvient-on à respirer sans en être conscient? Investigation Expérience: Combien de temps peut-on rester sans respirer? (arrêter les élèves au bout de 30 secondes et insister sur les risques) 2. Étude de document: texte relatant un cas de syncope d’un plongeur en apnée. 3. Observation d’un dormeur (à faire à la maison) 4. Interprétation des résultats: On ne peut pas rester longtemps sans respirer. Même la nuit, on respire sans y penser. Questionnement Comment parvient-on à respirer sans en être conscient? → Formulation des hypothèses

Investigation Observation de documents: radios des poumons avec repérage du diaphragme 2. Modélisation

Institutionnalisation On respire constamment, jour et nuit, sans avoir besoin d’y penser. La respiration est due à des mouvements réflexes de contraction et de relâchement d’un muscle appelé diaphragme. Quand il se contracte, l’air est expulsé des poumons vers l’extérieur: c’est l’expiration. Quand il se relâche, l’air est « aspiré » de l’extérieur vers les poumons: c’est l’inspiration.

III. À quoi ça sert de respirer? (deux ou trois séances) Situation d’entrée Mesure du rythme respiratoire avant de courir et après. Observation: Le rythme respiratoire augmente avec l’effort. Question: Pourquoi respire-t-on plus vite quand on court?

L’air expiré est-il le même que l’air inspiré? Formulation des hypothèses Expérience avec l’eau de chaux

5. Question: à quel niveau se fait l’échange? Étude de documents: tableau indiquant la composition de l’air inspiré et de l’air expiré 4. Structuration des connaissances: L’air expiré est plus riche en gaz carbonique et plus pauvre en oxygène que l’air inspiré. 5. Question: à quel niveau se fait l’échange? Pour 1OO L d’air Air inspiré Air expiré Gaz carbonique Très faible (0.03 L) 4 à 5 L oxygène 21 L 16 L Azote 79 L

Sang entrant dans les poumons Sang sortant des poumons Que se passe-t-il au niveau des poumons ? 1. Etude de documents Pour 1OO L de sang Sang entrant dans les poumons Sang sortant des poumons Gaz carbonique 53 L 40 L oxygène 15 L 20 L L’appareil respiratoire Alvéole pulmonaire 2. Structuration des connaissances : Au niveau des alvéoles pulmonaires, l’oxygène de l’air passe dans le sang et le gaz carbonique du sang passe dans l’air des poumons.

A quoi sert l’oxygène ? 1. Expérience : Lorsqu’on recouvre d’un bocal une bougie, la flamme s’éteint lorsqu’il n’y a plus d’oxygène. Comme notre corps, la flamme de la bougie a besoin d’oxygène pour vivre.

2. Etude de documents :

3. Institutionnalisation : Une partie de l’oxygène contenu dans l’air passe dans le sang qui le distribue à tous les organes. De même que le carburant d’une voiture est « brûlé » pour dégager de l’énergie, les aliments sont « brûlés » dans les différents organes du corps. Cette « combustion » qui fournit l’énergie indispensable à la vie, ne peut se faire qu’en présence d’oxygène.

IV. Evaluation