Déroulement des activités

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Situation déclenchante (vidéo 1 min 30)
Zack fait un concours d’apnée dans la piscine gonflable de son jardin. Sa cousine, Kim, se trouve
près de lui et compte le nombre de secondes durant lesquelles il maintient sa tête sous l’eau et
retient sa respiration. Cependant, leur jeu est vite interrompu par l’arrivée de la mère de Zack qui
découvre, furieuse, que les deux enfants n’ont pas tenu compte des nombreuses recommanda-
tions qu’elle a pu leur faire concernant cette activité. Une fois de plus, celle-ci tente d’expliquer
à son fils les dangers qu’il encourt.
Questionnement
Quand Zack retient sa respiration, quels changements dans son corps rendent le jeu dangereux ?
Réponse attendue
Lorsque Zack pratique ce jeu, il bloque sa respiration. Il interrompt les mouvements respiratoires
naturels de son corps et ne permet plus à l’air ni d’entrer ni de sortir. Les échanges gazeux entre
l’air des poumons et le sang ne se font plus normalement, ce qui compromet le bon fonction-
nement de ses organes.
À la fin de la séquence, la question posée par l'animation et sa réponse construite par la classe
doivent apparaître dans le cahier d'expériences.
Résumé de la séquence pédagogique
Lors des activités menées, l’élève étudiera les mouvements respiratoires. Il reconstituera le trajet
de l’air et la nature des échanges gazeux réalisés dans les alvéoles pulmonaires. Il envisagera
l’importance de ces échanges dans le bon fonctionnement de l’organisme humain et compren-
dra pourquoi il peut être dangereux de compromettre la bonne réalisation de ces mécanismes
respiratoires.
Programmes
Domaine : Le fonctionnement du corps humain et la santé.
Thème : Première approche des fonctions de nutrition : respiration.
Prérequis :
– cycle 2 : les élèves ont repéré les caractéristiques du vivant. Ils ont abordé quelques règles
d’hygiène et de sécurité personnelles et collectives ;
– séquence n° 20 : première approche des fonctions de nutrition : la digestion.
Travail préliminaire
Faire le point sur la séquence vidéo en invitant les élèves à résumer le plus fidèlement possible
ce qu’ils viennent de voir et en vérifiant que la question finale : «
Quand Zack retient sa respiration, quels changements dans
son corps rendent le jeu dangereux ? » a bien été identifiée et
comprise (sans aucune interprétation ou analyse de la séquence
à ce stade).
L’enseignant peut effectuer avec les élèves plusieurs lectures de la
vidéo, s’il juge qu’elles sont nécessaires à une meilleure compré-
hension de celle-ci.
Faire émerger les premières représentations des élèves et les noter
au tableau. Des propositions très variées pourront être faites
telles que : « L’air ne peut plus entrer dans notre corps. », « Le
nez est bouché, le ventre se bloque. »
Les élèves font très souvent référence aux poumons et au cœur
car ils ne séparent pas l’activité cardiaque de l’activité pulmonaire.
Les exercices proposés permettront de visualiser le trajet de l’air
et d’écarter la possibilité que le cœur se trouve sur ce trajet.
MODALITÉS
• Durée du travail : travail préliminaire de 30 minutes
+ une activité de 45 minutes + deux activités
de 2 x 45 minutes chacune.
• Travail individuel et travail par groupes de deux
et trois élèves.
ORGANISATION DES ACTIVITÉS
Travailler en trois étapes:
ACTIVITÉ 1 Comment l’air entre-t-il et sort-il de notre corps ?
ACTIVITÉ 2 Quel trajet l’air suit-il dans notre corps ?
ACTIVITÉ 3
Que se passe-t-il dans nos poumons ?
SÉQUENCE N° 21
Jeu dangereux
Jeu dangereux
LE FONCTIONNEMENT DU CORPS HUMAIN ET LA SANTÉ

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Convenir avec les élèves que les pistes d’investigation à privilégier sont :
• l’impact du jeu sur l’entrée et la sortie de l’air de l’organisme ;
• l’impact du jeu sur le trajet de l’air dans le corps ;
• l’impact du jeu sur les événements ayant lieu dans les poumons.
Admettre avec eux que pour apporter des éléments de réponse, il faut étudier ce qu’il se passe
normalement dans le corps humain, puis envisager les événements qui ne peuvent plus avoir
lieu lorsque Zack bloque sa respiration.

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Jeu dangereux
LE FONCTIONNEMENT DU CORPS HUMAIN ET LA SANTÉ
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Déroulement
PHASE 1 PAR GROUPES DE DEUX ÉLÈVES
Chaque binôme reçoit les pages 1 et 2 de la fiche élève.
Un membre de chaque binôme respire calmement quelques minutes, en plaçant un mouchoir
très fin à un centimètre de son visage (nez et bouche). Le second note ce qu’il observe ; et
inversement. Les élèves portent successivement leur attention sur les mouvements de la cage
thoracique puis du mouchoir.
• L’observation des mouvements de la cage thoracique met en évidence deux phases distinctes
dans la respiration : l'inspiration et l'expiration. Lorsqu’ils mesurent le périmètre de la cage thora-
cique avec le mètre de couturier (à des moments et un endroit qu’ils définissent eux-mêmes),
les élèves relèvent une variation de l’ordre de quelques centimètres. L’étude du document
page 2 montrant les conséquences de la contraction et du relâchement des muscles du thorax
et du diaphragme confirme l’existence d’un agrandissement et d’un rétrécissement de la cage
thoracique et précise le nom donné aux deux phases respiratoires (inspiration et expiration).
• La variation de taille de la cage thoracique doit être corrélée avec les mouvements d’air.
L’observation des mouvements du mouchoir met en évidence une entrée et une sortie d’air :
l'entrée d'air lorsque le mouchoir se rapproche du visage et la sortie d'air lorsque l’air éloigne
le mouchoir du visage. Chaque binôme est invité à utiliser ces observations pour choisir, dans
une liste proposée sur la fiche élève, l’hypothèse qui semble la plus pertinente concernant la
nature des mouvements d’air ayant lieu lors de l’inspiration et de l’expiration.
Une recherche dans le dictionnaire des définitions des verbes « inspirer » et « expirer » (et
de tous les termes qui peuvent gêner la compréhension des événements) permet aux élèves
de valider ou invalider l’hypothèse sélectionnée auparavant. Enfin, chaque binôme rédige une
conclusion répondant à la question de départ et faisant apparaître clairement le lien existant
entre les mouvements de la cage thoracique et les mouvements d’air.
Grille de compétences
CAPACITÉS DU SOCLE TESTÉES L’ÉLÈVE A RÉUSSI SI
Savoir observer (compétence 3) Il fournit une description des mouvements
de la cage thoracique et du mouchoir fidèle
à la réalité.
Il met en évidence deux phases (sans les
nommer).
Recueillir des résultats obtenus par la mesure
(compétence 3)
Il mesure le périmètre de la cage thoracique
en plaçant son mètre au bon endroit et en
choisissant deux moments caractéristiques
de la respiration (inspiration et expiration).
Il exprime les résultats en centimètres.
Il met en évidence une variation de quelques
centimètres.
Exploiter des résultats (compétence 3) Il produit un court texte qui résume les évé-
nements survenant lors de l’inspiration et de
l’expiration sans faute et sans oubli.
PHASE 2 MISE EN COMMUN
L’enseignant guide les élèves dans leur progression tout au long de la démarche menée dans l’activité 1.
Il reprend les points importants avec l’ensemble de la classe lorsque la majorité des groupes parvient
à la rédaction de la conclusion. Il introduit des mots de vocabulaire précis. Enfin, il établit le lien exis-
tant entre la taille de la cage thoracique et le volume d’air pouvant être contenu par les poumons.
COMMENT L’AIR ENTRETIL ET SORTIL
DE NOTRE CORPS ?
ACTIVITÉ 1
Matériel
• P   :
dictionnaire(s)
de la langue française
• P   :
fiche élève n° 1
à coller dans le cahier
d’expériences
1 mètre de couturier
2 mouchoirs en papier
très fins

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PARTIE A RECUEIL DES REPRÉSENTATIONS INITIALES
Déroulement
PHASE 1 TRAVAIL INDIVIDUEL
L’enseignant souhaite recueillir les représentations initiales des élèves concernant le trajet suivi
par l’air. Pour cela, il invite chaque élève à représenter ce qui lui vient à l’esprit sur la fiche n° 2a
où figure déjà la silhouette d’un être humain. Les élèves sont libres de rajouter tout élément
qu’ils jugent nécessaire à la bonne compréhension du dessin réalisé. Ils s’appuient sur ce qui
vient d’être vu dans l’activité 1 : l’air entre et sort par le nez ou la bouche.
Grille de compétences
CAPACITÉS DU SOCLE TESTÉES L’ÉLÈVE A RÉUSSI SI
Comprendre les consignes de classe
(compétence 1)
Il représente, sur la silhouette distribuée, le
trajet de l’air, tel qu’il l’imagine, partant de la
bouche ou du nez.
PHASE 2 MISE EN COMMUN
L’enseignant sélectionne des dessins différents que chaque auteur vient présenter. La classe
compare et analyse la pertinence des modèles proposés.
Les élèves sont, pour la plupart, déjà au courant qu’il existe des poumons chez les mammifères
mais ils ignorent à quoi ressemblent ces structures. Ils ne savent pas par quel canal passe l’air ;
s’il passe par le cœur, s’il se dirige dans tout le corps et comment il ressort.
L’enseignant guide les discussions mais ne fournit aucune analyse à ce stade. Il convient avec la
classe que pour obtenir des réponses à ces interrogations, il faut explorer l’appareil respiratoire
des êtres humains et essayer de comprendre comment celui-ci est organisé.
QUEL TRAJET L’AIR SUITIL
DANS NOTRE CORPS ?
ACTIVITÉ 2
Matériel
• P   :
banque d’images à projeter
• P   :
fiches élève n°2a et n° 2b
à coller dans le cahier
d’expériences
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Les mots-clés de cette activité peuvent être notés dans le cahier d’expériences : inspiration,
expiration, cage thoracique, thorax, poumons, volume, périmètre.
Les élèves se penchent alors sur le trajet suivi par l’air dans le corps humain.
Pour clore l'activité, l'enseignant guide la classe vers la rédaction, sur le cahier d'expériences, de
la réponse à la question posée :

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Jeu dangereux
LE FONCTIONNEMENT DU CORPS HUMAIN ET LA SANTÉ
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PARTIE B L’APPAREIL RESPIRATOIRE DES MAMMIFÈRES
Déroulement
PHASE 1 TRAVAIL INDIVIDUEL
Munis de la première page de la fiche n° 2b, les élèves découvrent des documents concernant
l’appareil respiratoire du lapin. Sur les photos fournies
*, ils peuvent observer :
• certaines parties de l’appareil respiratoire (trachée et poumons) ;
• une coupe transversale de poumon ;
• des poumons gonflés d’air et des poumons vides ;
• un morceau de poumon flottant sur l’eau.
Les données écrites permettent aux élèves d’identifier les noms de chacun des segments de
l’appareil respiratoire et d’en déterminer l’organisation. Ainsi, par analogie, sur la page 2 de la
fiche élève, ils complètent les légendes de l’appareil respiratoire humain et tracent le trajet suivi
par l’air (complément professeur n° 1).
Le gonflement des poumons, visible sur l’image où un élève souffle dans la trachée, permet de
valider le fait que l’air qui parvient jusqu’aux poumons ne traverse pas la paroi pulmonaire et
ne peut ressortir qu'en empruntant le chemin inverse.
Grille de compétences
CAPACITÉS DU SOCLE TESTÉES L’ÉLÈVE A RÉUSSI SI
Savoir observer (compétence 3) Il retrouve les légendes correctes de l’appareil
respiratoire de l’être humain.
Exprimer des résultats (compétence 3) Il trace correctement le trajet de l’air en res-
pectant le code couleur.
PHASE 2 MISE EN COMMUN
La classe procède à la correction des légendes et reconstitue le trajet de l’air. Les élèves
comparent ce dernier au trajet initialement tracé en début d’activité (voir « Partie A : recueil
des représentations initiales »). Il est important de rappeler que même si le cœur se trouve dans
la cage thoracique, celui-ci ne fait pas partie de l’appareil respiratoire.
La classe aboutit à la trace écrite suivante :
QUE SE PASSETIL DANS NOS POUMONS ? ACTIVITÉ 3
Matériel
• P   :
2 récipients + eau de chaux,
1 seringue en plastique,
1 paille
• P   :
fiche élève n° 3
à coller dans le cahier
d’expériences
Les mots-clés de cette activité peuvent être notés dans le cahier d’expériences : larynx, trachée,
bronches, alvéoles pulmonaires.
L’enseignant s’appuie sur ce qui vient d’être vu : l’air fait un aller-retour dans les voies respiratoires,
mais quel est l’intérêt d’un tel trajet ? Que se passe-t-il dans les poumons ?
Les élèves font part de leurs hypothèses et l’enseignant les regroupe au tableau. Ils font sou-
vent référence à l’oxygène, car ils savent que les êtres humains en ont besoin pour vivre, mais
ils ne connaissent pas précisément le rôle qu’il joue ni la nature des échanges ayant lieu dans
l’organisme humain. Beaucoup font l’amalgame entre l’oxygène (un gaz de l’air) et l’air dans son
ensemble. Ils disent alors : « On a besoin d’air pour vivre. » D’autres enfin évoquent la transfor-
mation de l’oxygène en gaz carbonique.
L’enseignant dispose d’une banque
d’images où il trouve l’ensemble
des iconographies des fiches élève
en couleurs et d’autres images
complémentaires.