3e Un corps sur mesure CSSMI

UN CORPS SUR MESURE
Guide l’enseignant
Un corps sur mesure
PROBLÉMATIQUE EN SCIENCE ET TECHNOLOGIE AU PRIMAIRE
Priorité au 3e cycle
But de l’élève
Thème
Univers
L’élève doit tester un stimulus et voir si celui-ci à un impact sur les
battements cardiaques , le rythme respiratoire et les réflexes.
Anatomie humaine (cœur, poumon, réflexe)
Univers vivant
MISE EN SITUATION
Durant les derniers jours, tu as écouté ton cœur, analysé tes capacités pulmonaires et peutêtre même testé tes réflexes. Le corps s’adapte à tout. Il s’adapte
à ce que tu manges, aux activités que tu fais et à une multitude
de stimuli de toutes sortes.
Ta mission est de tester un stimulus et voir si celui-ci a
un impact sur ton rythme cardiaque et ton rythme
respiratoire.
Comment?
1. Tu devras faire des tests pour obtenir les données de ton
corps au repos.
2. Puis, il te faudra mettre ton corps en contact avec le
stimulus que tu auras choisi.
3. Ensuite, tu devras refaire les mêmes tests pour déterminer si le stimulus influence ton
corps. Il est aussi possible de faire passer ces tests à un coéquipier. Ce sera à toi de
planifier tout cela.
Exemples de stimuli. Évidemment, tu peux en choisir un qui n’est pas dans la liste!
Noirceur
Nourriture (ex. chocolat, tarte
ayx pommes,
nourriture qui
dégage une odeur particulière,
etc.)
Exercice physique (type cardio)
Exercice
physique
(type
musculaire)
Bout de film portant sur une Musique (calme, rythmée, qui
émotion particulière : peur, stress, donne envie de danser, avec des
tristesse, etc.
percussions, rock, etc.)
Rire (exemple : regarder une Chaleur/Froid
vidéo drôle, lecture d’un livre de
blagues, etc.)
Calme (ex. après repos de 15 min)
Bruit
Avoir peur (exemple : regarder
des photos/vidéos d’animaux qui
font peur comme les araignées
ou les serpents)
Jouer 5 minutes à un jeu vidéo
CSSMI – 3e cycle du primaire – Version bonifiée : PROJET APTES/ CSRDN automne 2012
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Guide l’enseignant
PRÉPARATION
Buts des tâches de préparation
C'est l’ensemble des concepts que l’élève doit maîtriser pour bien réaliser sa tâche.
- Le cœur (rythme cardiaque, pouls)
- La capacité pulmonaire (rythme respiratoire)
- Les réflexes
Tâches suggérées
Concepts pour
l’enseignant
Déroulement proposé
Vidéos « l’incroyable corps humain »
Série de vidéos à l’attention de l’enseignant. Ces vidéos
proposent de découvrir le rôle joué par les différents
organes du corps humain. Illustrés d'animations en 3D,
d'images agrandies 600 fois et d'expériences en tout
genre.
L’enseignant peut choisir de diffuser ces vidéos ou des
extraits de celles-ci aux élèves s’ils les croient aptes à
comprendre et à être intéressés (particulièrement la
première vidéo).
Ces vidéos peuvent aussi être vues à la fin du projet, en
réinvestissement.
Le corps humain
(Amorce)
Le corps humain
Diaporama sur le corps humain
1. Activation des connaissances antérieures.
2. Voir diapositives 1 à 14.
Faire les expériences de préparation proposées
1. Expérimentation sur le cœur (rythme cardiaque)
a. Lire le problème.
b. Faire un tour de table pour
connaitre les hypothèses de chacun
c. Réaliser l’expérience et noter les
résultats
(Expérimentations)
Notes scientifiques : Le rythme cardiaque s’adapte
aux activités physiques. Il accélère à mesure que
l’effort s’intensifie. Pour deux raisons :
- Lorsque les muscles bougent, ils
consomment davantage d’oxygène pour
fournir un effort.
- Lorsque la demande d’oxygène est accrue,
le cœur doit amener davantage de sang aux
poumons
Si l’élève retient son souffle, le cœur ralentit aussitôt
en raison de la diminution d’oxygène.
Matériel
Lien Internet :
Durée
http://www.dailymotion.com
/video/xg6hiw_incroyablecorps-humain-1_tech
(ou taper corps humain
1 période
ou moins
dans le moteur de
recherche du site
www.Dailymotion.com)
(Le corps humain –
2,3, etc. sont
proposés à droite
du vidéo 1)
- Diaporama « le corps
humain »
- Ordinateur
-Projecteur.
Voir animations
«Les coeur» sur le
site Internet
suivant :
1 période
1 heure et+
http://www2.cslaval.qc.ca/c
dp/pages/animations.html
Idéalement :
fragmenter
les activités
Carnet de l’élève
(activités de
préparation)
Pour chaque
équipe prévoir :
- Règle et/ou
ruban à mesurer
- Montre ou
Chronomètre
Si l’expérience sur la
capacité pulmonaire est
réalisée :
- Sac de papier
Brun
(pour démonstration
par l’enseignant)
2. Expérimentations sur la respiration
(rythme respiratoire)
2.1 Capacité pulmonaire (facultatif)
a. Lire le problème.
b. Faire un tour de table pour connaitre
les hypothèses de chacun.
c. L’enseignant réalise l’expérimentation
devant les élèves. (sac de papier brun)
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Voir animation
«Les poumons» sur le
site Internet suivant :
http://www2.cslaval.qc.ca/c
dp/pages/animations.html
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Tâches suggérées
Déroulement proposé
Notes scientifiques : La capacité pulmonaire n’est
pas sensée changer de manière très significative au
cours de l’expérimentation. La capacité des
poumons du corps humain à faire entrer de l’air
pulmonaire est limitée. C’est une limite physique du
corps humain.
Matériel
Durée
2.2 Rythme respiratoire
a. Lire le problème.
b. Faire un tour de table pour
connaitre les hypothèses de
chacun.
c. Réaliser l’expérience sur le rythme
respiratoire et noter les résultats
d. Retour en grand groupe afin
d’analyser les résultats.
Notes scientifiques : Le rythme respiratoire se modifie au
fur et à mesure que l’activité physique augmente. Les
muscles consomment davantage d’oxygène lorsqu’ils
sont en action. Pour pallier à cette demande, le cœur
accélère et le rythme respiratoire également.
3. Expérimentations sur les réflexes (calculer
le temps de réaction, observer certains
réflexes)
a. Lire le problème.
b. Faire un tour de table pour connaitre les
hypothèses de chacun.
c. .Réaliser les expériences et observations
sur les réflexes et noter les résultats
d. Retour en grand groupe afin d’analyser
les résultats.
Notes scientifiques : Les réflexes de chacun sont
différents et ils peuvent même s’améliorer dans
certains cas. Certains réflexes ne peuvent
s’améliorer. Exemples : réflexe de retirer ses doigts
lorsqu’on se brûle, fermer les yeux en éternuant,
réflexe de déglutition, etc.
Propositions de lecture
Proposition de
déclencheur pour la
situation d’écriture
Proposition pour déclencher
les activités de préparation
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RÉALISATION
But
Tester un stimulus et voir si celui-ci a un impact sur le rythme cardiaque et le
rythme respiratoire.
Tâches
Préparation du
matériel
Déroulement proposé
Matériel
Cahier de l’élève page 1
Voir aussi : Exemple de cahier de l’élève complété
Matériel varié selon le stimulus choisi:, nourriture, DVD, livre de blagues, musique,
etc.
Chronomètre ou montre
L’élève reformule dans ses propres mots ce qu’il doit faire.
Présentation de la
tâche complexe
Reformulation
Hypothèse
Exemple de reformulation A
Je dois faire analyser si l’écoute de la chanson-thème de Star
Académie, Toi+Moi (stimulus) a un impact sur mes réflexes, mon
rythme cardiaque et respiratoire.
Carnet de l’élève
page 1-2
L’élève fait une hypothèse à savoir ce qui se passera à la
suite du stimulus.
L’élève planifie son protocole. Il peut réutiliser les
protocoles qu’il a utilisés durant les expérimentations
précédentes en les adaptant.
Planification de la
démarche
Exemple de protocole A
Au calme (assis sur ma chaise)
1. Mon coéquipier prend ma fréquence cardiaque durant
60 secondes
2. Mon coéquipier compte ma fréquence respiratoire durant
30 secondes.
3. Je note mes résultats dans le tableau de mon carnet.
4. J’écoute 2 fois la chanson de Star Académie Toi+Moi, les
yeux fermés, avec des écouteurs.
Carnet de l’élève
page 2 et 3
5. Mon coéquipier reprend ma fréquence cardiaque durant
60 secondes.
6. Mon coéquipier compte ma fréquence respiratoire durant
30 secondes.
7. Je note mes résultats dans le tableau de mon carnet.
8. On refait les étapes 1 à 7 avec l’autre personne de
l’équipe.
Réalisation de la
démarche
L’élève réalise sa démarche.
L’élève utilise le tableau pour inscrire ses résultats.
L’enseignant pourrait aussi décider de faire construire un
tableau par les élèves.
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Carnet de l’élève
page 4
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Revoir en groupe les expérimentations des élèves : ce qui
a fonctionné ou non, les difficultés, les résultats obtenus.
Verbaliser l’interprétation de ses résultats aidera l’élève à
faire une synthèse de son expérimentation et facilitera le
suivi dans son carnet par la suite.
Analyse et
interprétation des
résultats
Ce pourrait être aussi un bon moment pour revoir certains
concepts qui ont été vus en cours d’expérimentation et
présenter les informations nouvelles qui aideront l’élève à
donner des explications scientifiques à ses résultats.
L’élève indique dans con carnet
si ses prédictions
correspondent aux résultats obtenus. Il explique pourquoi
en se basant sur ses nouvelles connaissances
scientifiques.
Carnet de l’élève
page 5
Informations
scientifiques
Guide enseignant
pages 6-7
…
Conclusion
L’élève écrit une ou plusieurs découvertes scientifiques
qu’il a réalisées au cours de l’expérimentation.
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Carnet de l’élève
page 5
page 5
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Un corps sur mesure - Explications scientifiques
Rythme cardiaque
Dans le sens commun, le rythme cardiaque est le nombre de battements du cœur (pulsations) par
unité de temps (généralement la minute).
Un synonyme utilisé pour parler de rythme cardiaque est le pouls. Ce dernier terme désigne plus
précisément la perception au toucher de l'artère battante, permettant d'évaluer les battements
cardiaques et apportant également d'autres renseignements.
Chez l'adulte en bonne santé, au repos, le pouls se situe entre 50 (sportif) et 80 pulsations par
minute. Pendant un effort, la fréquence cardiaque augmente car le cœur s’adapte aux activités
physiques. Deux raisons expliquent ce phénomène :
- Lorsque les muscles bougent, ils consomment davantage d’oxygène pour fournir un effort.
- Lorsque la demande d’oxygène est accrue, le cœur doit amener davantage de sang aux
poumons
Si on retient son souffle, le cœur ralentit aussitôt en raison de la diminution d’oxygène.
Les facteurs de stress peuvent aussi influencer la fréquence cardiaque grâce à trois
mécanismes : les mécanismes nerveux, chimique et physique. Exemples de facteurs de stress :
peur, sursaut, jeu intense, contrainte de temps, etc. La digestion, la chaleur et le froid entrainent
une aussi une augmentation du rythme cardiaque.
Les valeurs de la fréquence cardiaque au repos varient selon l'âge 1:
•
•
•
•
•
•
Nouveau-né : 140 +/- 50
1-2 ans : 110 +/- 40
3-5 ans : 105 +/- 35
6-12 ans : 95 +/- 30
adolescent - adulte : 70 +/- 10
personne âgée : 65 +/- 5
Saviez-vous que…
• au total, le cœur peut battre plus de 2 milliards de fois en une vie.
• le cœur n’a pas besoin d'un stimulus conscient .Le muscle cardiaque s'excite lui-même et
les contractions rythmiques se produisent spontanément.
• La fréquence cardiaque de repos n'est pas constante sur 24 heures à cause des différents
cycles biologiques. Elle est au maximum vers midi.
Sources :
http://fr.wikipedia.org/wiki/Rythme_cardiaque
http://fr.wikipedia.org/wiki/Battement_cardiaque#Cycle_cardiaque
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Rythme respiratoire
Le volume de la cage thoracique augmente à chaque pénétration de l’air (ou inspiration) et
diminue à chaque rejet (ou expiration). L’alternance régulière des mouvements d’inspiration et des
mouvements d’expiration définit le rythme respiratoire.
Lors d'un exercice physique, les muscles produisent plus de déchets sous forme de gaz
carbonique. Pour l’éliminer, le rythme respiratoire s'accélère ce qui permet une augmentation du
volume d'air passant dans les poumons.
Le rythme respiratoire, diminue pendant le sommeil et varie selon l’âge.
Le rythme respiratoire se modifie au fur et à mesure que l’activité physique augmente. Il
s’accélère considérablement lors d’un effort physique. Les muscles consomment davantage
d’oxygène lorsqu’ils sont en action. Pour pallier à cette demande, le cœur accélère et le rythme
respiratoire également.
Le rythme cardiaque augmente aussi pour avoir un plus grand volume de sang qui parcourt les
poumons et les muscles et donc un meilleur transport de l’oxygène jusqu'aux muscles. Les
rythmes respiratoires et cardiaques s'adaptent donc à nos besoins et peuvent être
différents d'une personne à une autre.
Sources :
http://larespiration.e-monsite.com/pages/le-rythme-respiratoire.html
http://wassil.free.fr/respiration_humaine.htm
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PHASE D’INTÉGRATION
Analyse des réactions du corps humain à travers une journée typique
L’élève note ses données (rythme respiratoire et cardiaque) durant la journée.
o Au lever, avant et après déjeuner, à l’arrivée à l’école, à la récréation, avant et après
dîner, etc.
Dans les situations de la vie en classe, donner à l’élève des occasions de réinvestir ses
apprentissages tout au long de l’année en faisant des liens avec ce qui a été travaillé.
Situation d’écriture
L’élève écrit une histoire qui part du point de vue d’une des parties de son corps.
Progression des apprentissages
UNIVERS VIVANT
Caractéristiques du vivant
Organisation du vivant
Techniques et instrumentation
Langage approprié
UNIVERS MATÉRIEL
Formes d’énergie (L’électricité fait battre le cœur)
Pression (le cœur est une pompe qui se comprime et qui propulse le sang)
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GRILLE D’ÉVALUATION
Critères
A
Reformulation
L’élève reformule rigoureusement son problème en indiquant
ces 3 éléments :
Description
adéquate du
problème
Indique qu’il doit tester un stimulus
B–C–D–E
B : L’élève reformule son problème en mentionnant les 3
éléments de façon peu élaborée.
C : L’élève reformule son problème en mentionnant 2 des 3
éléments en A.
Indique la nature du stimulus
Indique que ce sera sur le rythme respiratoire et le
rythme cardiaque (idéal)
D : L’élève reformule son problème en mentionnant 1 des 3
éléments en A.
E : L’élève reformule son problème en indiquant des détails
qui sont sans liens.
Mise en œuvre
d’une démarche
appropriée
Planification
L’élève écrit sa démarche en tenant compte de ces 4
éléments :
Il détaille les étapes de prises de données du corps
pour le rythme cardiaque au repos et indique le
nombre de secondes
Il détaille les étapes de prises de données du corps
pour le rythme respiratoire au repos et indique le
nombre de secondes
B : L’élève planifie en mentionnant 3 des 4 éléments en A.
C : L’élève planifie en mentionnant 2 des 4 éléments en A.
D : L’élève planifie en mentionnant 1 des 4 éléments en A.
Il détaille les étapes du stimulus
Il détaille les étapes de prise de données du corps
après le stimulus (peut indiquer qu’il répète les
étapes 1 à…)
Manipulation d’objets, d’outils ou d’instruments
Utilisation
appropriée
d’instruments,
d’outils ou de
techniques
L’élève détermine par lui-même les objets, outils et
instruments à manipuler et il les utilise de manière
adéquate, exhaustive.
E : L’élève planifie en indiquant des détails qui sont sans
liens.
B :. L’élève détermine par lui-même les objets, outils et
instruments à manipuler et il les utilise d’une manière
convenable.
C : L’élève détermine par lui-même ou avec l’aide de
l’enseignant les objets, outils et instruments à manipuler et
il les utilise d’une manière plus ou moins appropriée.
D : L’élève détermine avec l’aide de l’enseignant les objets,
outils et instruments à manipuler et il les utilise d’une
manière peu appropriée.
E : L’élève ne choisit pas adéquatement les objets, outils et
instruments à manipuler et/ ou les manipule de façon
inappropriée.
Production d’explications ou de solutions (carnet page 5)
L’élève conclut rigoureusement en :
faisant un juste retour sur son hypothèse.
Utilisation
appropriée des
connaissances
scientifiques
et
technologiques
expliquant ses résultats sur le rythme cardiaque en
se basant sur ses connaissances scientifiques
acquises durant la SAÉ.
expliquant ses résultats sur le rythme respiratoire en
se basant sur ses connaissances scientifiques
acquises durant la SAÉ.
En expliquant adéquatement une découverte
réalisée dans sa conclusion à l’aide de termes
scientifiques.
B : L’élève produit des explications en mentionnant 3 des
4 éléments en A.
OU il conclut sur les 4 éléments en étant peu élaboré dans
ses explications.
C : L’élève produit des explications en mentionnant 2 des 4
éléments en A.
Ou il conclut sur 3 éléments en étant peu élaboré dans ses
explications.
D : L’élève produit des explications en mentionnant 1 des 4
éléments en A.
OU il conclut sur 2 éléments en étant peu élaboré dans ses
explications.
E : L’élève produit des explications inadéquates ou indique
des détails qui sont sans liens.
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Science technologie : Un corps sur mesure
Grille évaluation
(description des critères : guide enseignant page 9)
NOMS
Compétence 1 : Proposer des explications et des solutions à des problèmes d’ordre scientifique ou
technologique.
Compétence 2: Mettre à profit les outils, objets et procédés de la science et de la technologie.
Compétence 3 : Communiquer à l’aide des langages utilisés en science et en technologie
Description adéquate du
problème
Mise en œuvre d’une démarche
appropriée
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Utilisation appropriée
d’instruments, outils ou
techniques
Utilisation appropriée des
connaissances scientifiques et
technologiques
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