La respiration 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
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)
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.
Institutionnalisation
Schéma de l’appareil respiratoire
II. Respire-t-on la nuit?(une séance)
Situation d’entrée
« Respire-t-on la nuit? »
→ Formulation des hypothèses
Investigation
1. 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
1. 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?
1. Formulation des hypothèses
2. Expérience avec l’eau de chaux
3. 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 79 L
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 respiratoireAlvéole 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