FP : La respiration Sciences expérimentales et technologie Cycle : 3

FP : La respiration
Sciences expérimentales et technologie
Cycle : 3
Niveau : CM1
Effectif : 11
Domaine : Le fonctionnement du
Rubrique : Première approche des
Titre de la séquence : La respiration
corps humain et de la santé.
fonctions de nutrition : digestion,
respiration et circulation sanguine.
Titre de la séance : Le trajet de l’air
Place de la séance : 1 / 5
Nombre de séances : 5 + 1
Durée : 45’
Objectif général : Comprendre le mécanisme de la
Objectif spécifique : Comprendre le trajet de l’air et
respiration (inspiration et expiration) et effectuer une
identifier les organes de l’appareil respiratoire
première approche de la distinction entre l’air inspiré
et l’air expiré.
Matériel nécessaire :
 Schéma des représentations initiales
 Document « L’appareil respiratoire (Corps et santé cycle 3, Hachette, p. 40)
 Schéma à remplir (photofiche, n°6, Corps et santé cycle 3, Hachette), format A5 pour les élèves et format
A3 pour le PE
Déroulement :
Durée
15’
Organisation
Ecrit / Ind.
Consigne / Tâche
1. Représentations initiales
a.
Le trajet de l’air dans notre corps
 Distribution du schéma du petit enfant
 A votre avis, que deviennent l’air que nous inspirons ? Par où passe-il ? Comment
traverse-t-il notre corps ? essayer de compléter le dessin que je vous ai distribué.
L’air passe dans tout le corps / mouvement circulaire de l’air dans le corps / présence de
poumons avec des circuits indépendants / présence d’organes avec un circuit de l’air
b. Mise en commun
1
FP : La respiration
 Argumentation
10’
Oral / Coll.
2. Vérification des points de vue
 Distribution et lecture du document « Où va l’air dans notre corps ?» + questions
 Décris le trajet de l’air qui entre dans le corps.
L’air entre par le nez (parfois aussi la bouche) ; il descend par la trachée, puis les bronches qui
se ramifient dans chaque poumon pour devenir des canaux de plus en plus fins, les bronchioles,
avant d’arriver dans les alvéoles pulmonaires. L’air ressort en sens inverse, mais il n’a pas la
même composition.
3. Trace écrite
 Vous allez compléter le schéma que je vous distribue au crayon de papier.
20’
Ecrit / Ind.
 Correction et mise en commun
Différenciation :
Pour chacune des 1 et 2 phases, le PE passe dans les rangs afin de visualiser les problèmes que les élèves peuvent
rencontrer.
Phase 1 : les guider en leur demandant d’essayer d’imaginer le trajet de l’air en faisant des inspirations et des expirations
forcées. + Leur dire de se souvenir d’un jour où l’on a fait de la course dehors et qu’ils avaient mal à la gorge ou à la cage
thoracique parce qu’il faisait très froid.
Phase 3 : insister sur le fait que tout est indiqué sur le document « Où va l’air dans notre corps » + Aider à la compréhension
du schéma.
Evaluation :
Prolongements :
 Les élèves ont été attentifs lors des différentes
 1 séance «Comment respire-t-on ? »
 1 séance « Le rôle des muscles dans la
explications et sont en mesure de nommer les
différents organes qui entre en jeu lors de la
respiration.»
respiration.
 1 séance « La composition de l’air inspiré et de
l’air expiré »
 1 séance «Activité physique et rythme
respiratoire »
 1 séance évaluation
Bilan :
2
FP : La respiration
Sciences
Cycle : 3
Niveau : CM1
Effectif : 11
Domaine : Le fonctionnement du
Rubrique : Première approche des
Titre de la séquence : La respiration
corps humain et de la santé.
fonctions de nutrition : digestion,
respiration et circulation sanguine.
Titre de la séance : Comment Place de la séance : 2 / 5
respire-t-on ?
Nombre de séances : 5 + 1
Durée : 45’
Objectif général : Comprendre le mécanisme de la
Objectif spécifique : Comprendre le mécanisme de
respiration (inspiration et expiration) et effectuer une
la respiration (expiration et inspiration).
première approche de la distinction entre l’air inspiré
et l’air expiré.
Matériel nécessaire :
 Document « introduction », format A3 (Corps et santé cycle 3, Hachette, p. 38)
 Document « Des plongeurs avec leur bouteille d’oxygène », format A3 (Corps et santé cycle 3, Hachette,
p. 38)
 Document «Comment respire-t-on ? » (Corps et santé cycle 3, Hachette, p. 38-39)
Déroulement :
Durée
10’
Organisation
Oral / Coll.
Consigne / Tâche
1. L’importance du dioxygène
 Au tableau : « Introduction » + « Des plongeurs avec leur bouteilles d’oxygène »
 Pourquoi ces plongeurs portent-ils des bouteilles d’oxygène dans le dos ?
Les plongeurs portent une bouteille sur le dos afin qu’elle leur fournisse le dioxygène nécessaire
à leur respiration sous l’eau.
 Comment sont-ils reliés à ces bouteilles ?
Leur nez est relié à la bouteille par un tuyau.
 A ton avis, ces plongeurs pourraient-ils rester sous l’eau sans leurs bouteilles.
Explique pourquoi.
Sans cet apport de dioxygène, les plongeurs ne pourraient pas rester dans l’eau sans respirer.
3
FP : La respiration
Certains plongeurs sont capables de rester quelques minutes, sous l’eau en apnée, c’est-à-dire
sans respirer, mais ils doivent être très entraînés et ne peuvent résister très longtemps. En
effet, notre corps a besoin d’être approvisionné en permanence en dioxygène, sinon nos
cellules s’asphyxient et meurent rapidement, à commencer par celles de notre cerveau.
 A quoi vois-tu qu’ils respirent ?
Sur la photographie, les indices qui nous permettent de voir que les plongeurs respirent sont
les bulles d’air qui s’échappent de leur nez et remontent vers la surface.
20’
Oral / Coll.
+
Ecrit / Ind.
2. Inspiration / Expiration
 Distribution du document « comment respire-t-on ? »
Document 1 :
 Que se passe-t-il quand l’enfant inspire de l’air ?
L’inspiration se fait par le gonflement des poumons et de la cage thoracique.
 Que se passe-t-il quand l’enfant expire de l’air ?
L’air des poumons est expulsé des poumons par le rétrécissement de la cage thoracique.
 D’où vient l’air qui remplit le ballon ?
L’air qui remplit le ballon vient des poumons.
Document 2 :
 Qu’est ce que les tâches noires ?
Ce sont les poumons.
 Quelle différence vois-tu entre ces deux photographies ?
Sur le document A, les poumons sont plus longs que sur le document B. De plus, le diaphragme
est plus remonté dans le document B.
 Voici les deux légendes qui accompagnent les documents A et B. Colle-les sur la
bonne radio.
15’
Ecrit / Ind.
3. Trace écrite
La respiration
A) Les mécanismes
Tous les organes du corps ont besoin de dioxygène pour vivre. C’est pour cette raison que
nous respirons : l’air entre, puis sort de nos poumons grâce aux mouvements respiratoires.
Lorsque les poumons se gonflent grâce aux contractions du diaphragme et des muscles de
la cage thoracique, l’air chargé de dioxygène entre dans nos poumons : c’est l’inspiration. Puis
les poumons se dégonflent et rejettent l’air chargé de dioxyde de carbone : c’est l’expiration
Différenciation :
Pour chacune des phases, le PE passe dans les rangs afin de visualiser les problèmes que les élèves peuvent rencontrer.
Phase 2 : s’aider du document 1 pour répondre aux questions du document 2.
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FP : La respiration
Phase 3 : insister sur le fait que tout est indiqué sur le document « Où va l’air dans notre corps », aider à la compréhension
du schéma.
Evaluation :
Prolongements :
 Les élèves ont été attentifs lors des différentes
 1 séance « le devenir des aliments digérés »
 1 séance « Le rôle des muscles dans la
explications et sont en mesure d’expliquer le
mécanisme de la respiration. Nommer
respiration.»
l’inspiration et l’expiration.
 1 séance « La composition de l’air inspiré et de
l’air expiré »
 1 séance «Activité physique et rythme
respiratoire »
 1 séance évaluation
Bilan :
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FP : La respiration
Sciences
Cycle : 3
Niveau : CM1
Effectif : 11
Domaine : Le fonctionnement du
Rubrique : Première approche des
Titre de la séquence : La respiration
corps humain et de la santé.
fonctions de nutrition : digestion,
respiration et circulation sanguine.
Titre de la séance : Le rôle des
Place de la séance : 3 / 5
muscles dans la respiration.
Durée : 45’
Nombre de séances : 5 + 1
Objectif général : Comprendre le mécanisme de la
Objectif spécifique : Comprendre le rôle du
respiration (inspiration et expiration) et effectuer une
diaphragme.
première approche de la distinction entre l’air inspiré
et l’air expiré.
Matériel nécessaire :
 Fiche d’instruction « un modèle de poumon et de cage thoracique» (photofiche, n°6, Corps et santé cycle
3, Hachette), format A5
 Mètre de couturière
 Tableau de mesure
 Bouteille, ballons de baudruche, gants en latex jetable, élastiques (11)
 Schéma « poumon et cage thoracique » à compléter
Déroulement :
Durée
5’
Organisation
Oral / Coll.
Consigne / Tâche
1. Rappels
 Avec quels organes respirons-nous ?
Le nez (les narines), la bouche, la trachée, les bronches, les bronchioles, les alvéoles
pulmonaires)
 Que se passent-ils lors de l’inspiration et de l’expiration ?
La cage thoracique se soulève et s’abaisse. Les poumons se gonflent d’air. Le diaphragme a un
rôle important.
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FP : La respiration
30’
Oral / binôme.
2. Expériences
 Comment vérifier que le volume de la cage thoracique augmente ?
 Je propose :
Mesure sous le bras du volume de la cage thoracique en inspiration et en expiration de chaque
élève par binôme. Prise de note des différentes mesures dans le tableau.
 Comment comprendre la mécanique du diaphragme qui est un muscle ?
 Réaliser un modèle de poumon et de cage thoracique. Photofiche n°6
10’
Ecrit / Ind.
3. Trace écrite
 Distribution du schéma « poumon et cage thoracique » à compléter.
Différenciation :
Aider à la manipulation
Evaluation :
Prolongements :
 Les élèves ont été attentifs lors des différentes
 1 séance « La composition de l’air inspiré et de
explications et sont en mesure d’expliquer que
l’air expiré »
 1 séance «Activité physique et rythme
c’est le diaphragme qui, en se contractant, est
responsable de l’entrée et la sortie de l’air
respiratoire »
 1 séance évaluation
dans les poumons
Bilan :
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FP : La respiration
Sciences
Cycle : 3
Niveau : CM1
Effectif : 11
Domaine : Le fonctionnement du
Rubrique : Première approche des
Titre de la séquence : La respiration
corps humain et de la santé.
fonctions de nutrition : digestion,
respiration et circulation sanguine.
Titre de la séance : Les échanges
Place de la séance : 4 / 5
gazeux.
Durée : 45’
Nombre de séances : 5 + 1
Objectif général : Comprendre le mécanisme de la
Objectif spécifique : Comprendre les échanges
respiration (inspiration et expiration) et effectuer une
gazeux qui s’opèrent entre l’alvéole et le sang.
première approche de la distinction entre l’air inspiré
et l’air expiré.
Matériel nécessaire :
 Document « Où va l’air dans noter corps ? » (doc. 1 « Composition de l’air inspiré et de l’air expiré » +
doc. 2 « Composition du sang qui sort et qui entre dans les poumons » + doc. 3 « Que devient le
dioxygène dans notre corps ?»), Corps et santé cycle 3, Hachette, p. 41
Déroulement :
Durée
10’
Organisation
Oral / Coll.
Consigne / Tâche
1. Composition de l’air inspiré et de l’air expiré
 Distribution du document « Où va l’air dans notre corps ? »
 Lecture du document 1.
 Quel gaz compose l’air que nous respirons ?
Du dioxygène, du dioxyde de carbone et de l’azote en grande quantité.
 Quel est le gaz présent en plus grande quantité dans l’air ? Est-il utilisé par
l’organisme ?
Le gaz présent en plus grande quantité est l’azote mais on s’aperçoit qu’il n’est pas utilisé par
notre organisme.
 Quel gaz est utilisé par le corps ? Quel gaz est rejeté par le corps ?
L’analyse des résultats montre que le gaz présent dans l’air et qui est utilisé par le corps est le
dioxygène. En effet, il entre dans le corps, où il est utilisé puisqu’il n’en ressort quasiment pas.
8
FP : La respiration
Par contre, une quantité infime de dioxyde de carbone entre dans le corps alors que 5 litres en
sortent : cela prouve que le dioxyde de carbone est produit par l’organisme.
10’
Oral / coll.
2. Que devient le dioxygène dans notre corps ?
 Lecture du document 2.
 Quel constituant de l’air passe des poumons vers le sang ?
Le dioxygène.
 Quel constituant de l’air passe du sang vers les poumons ?
Le dioxyde de carbonne
10’
Oral / Coll.
3. Que devient le dioxygène dans notre corps ?
 Distribution du document « Que devient le dioxygène dans notre corps ?»
 D’où vient le dioxyde de carbone ?
Ce sont les organes du corps.
 Le dioxyde de carbone va-t-il être inspiré ou expiré ?
Il sera expiré par les poumons.
 A quoi sert le dioxygène ?
Il sert à donner de l’énergie au corps.
 Pourquoi ne peut-on pas vivre sans respirer du dioxygène ?
Le dioxygène est important pour nos organes. Sans dioxygène les organes ne peuvent plus
fonctionner.
 Comment le dioxygène circule-t-il dans le corps ?
Il est transporter par le sang jusqu’aux organes.
 Que se passe-t-il si le corps absorbe du monoxyde de carbone ?
On peut mourir si on n’est pas soignés rapidement car il prend la place du dioxygène dans le
sang.
15’
Ecrit / Ind.
4. Trace écrite
B) Le circuit de l’air
Pendant l’inspiration, l’air entre par le nez (ou la bouche), où il est filtré, réchauffé et
humidifié. Puis il descend par la trachée vers les poumons. Il passe ensuite par des tubes de
plus en plus fins (les bronches, puis les bronchioles) puis arrive dans des sacs minuscules : les
alvéoles pulmonaires. Dans les alvéoles, le dioxygène de l’air passe enfin dans le sang pour
alimenter tous les organes de notre corps.
Le fonctionnement des organes produit du dioxyde de carbone, un gaz qui sera ensuite
transporté par le sang jusqu’aux poumons et rejeté lors de l’expiration.
9
FP : La respiration
Différenciation :
Aider à la compréhension du texte
Evaluation :
Prolongements :
 Les élèves ont été attentifs lors des différentes
 1 séance «Activité physique et rythme respiratoire »
 1 séance évaluation
explications et sont en mesure d’expliquer
l’importance de ces échanges gazeux.
Bilan :
10
FP : La respiration
Sciences
Cycle : 3
Niveau : CM1
Effectif : 11
Domaine : Le fonctionnement du
Rubrique : Première approche des
Titre de la séquence : La respiration
corps humain et de la santé.
fonctions de nutrition : digestion,
respiration et circulation sanguine.
Titre de la séance : Activité
Place de la séance : 5 / 5
physique et rythme respiratoire
Durée : 45’
Nombre de séances : 5 + 1
Objectif général : Comprendre le mécanisme de la
Objectif spécifique : Comprendre que la fréquence
respiration (inspiration et expiration) et effectuer une
respiratoire est en fonction de l’activité physique.
première approche de la distinction entre l’air inspiré
et l’air expiré.
Matériel nécessaire :
 Document « Respire-t-on toujours de la même façon ? »(Doc. 1 : « La respiration dans la vie
quotidienne » et doc. 2 : « Les variations du rythme respiratoire d’un adulte. (Corps et santé cycle 3,
Hachette, p. 42)
 Tableau « rythme respiratoire »
 Stéthoscopes
 Fiche graphique « Nombre d’inspirations (par minutes) »
Déroulement :
Durée
10’
Organisation
Oral / Coll.
Consigne / Tâche
1. Lecture de documents
 Distribution du document « La respiration dans la vie quotidienne »
 Observe les activités de ces personnes et compare leurs rythmes respiratoires. Au
cours de quelle activité le rythme respiratoire est-il le plus rapide ? et le plus
lent ?
Le rythme respiratoire est différent selon les activités : 12 inspirations par minute en dormant,
16 inspirations par minute en restant assis à son bureau, 25 inspirations par minute en
marchant, 35 inspirations par minute en courant. Le rythme respiratoire est le plus rapide en
11
FP : La respiration
courant et le plus lent en dormant.
 Distribution du document « Les variations du rythme respiratoire d’un adulte. »
 Qu’appelle-ton être essoufflé ?
Il se produit lors d’un effort trop rapide ou trop important, lorsque la respiration n’arrive pas à
fournir aux muscles le dioxygène de façon assez importante.
 A quel moment avons-nous besoin le plus d’air ? A quel moment avons-nous le
moins besoin d’air ?
C’est au repos que le corps a le moins besoin d’air (0,5 litre × 16 fois par minute = 8 litres par
minute) et pendant l’effort que le corps en a le plus besoin (3 litres × 35 fois par minute = 105
litres par minute).
 Que se passe-t-il 5 min après l’effort ?
On constate que l’organisme récupère lentement : après l’effort, le rythme et le volume
respiratoire diminuent. Mais il faut 15 minutes pour retrouver les valeurs du repos initial.
20’
Ecrit / Ind.
+
2. Relevé des variations du rythme respiratoire
 Je vais choisir 2 élèves pour faire un relevé de leurs rythmes respiratoires et de leurs
Oral / Coll.
rythmes cardiaques. Comme dans le document, on va noter dans le tableau les
rythmes respiratoires et cardiaques pendant les 4 phases.
Prêt Choix de deux élèves. L’un pour le rythme respiratoire, l’autre pour le rythme cardiaque.
Au repos / après 20 flexions / 5 min après l’effort / 15 min après l’effort.
Préciser que comme ils sont dans un état d’excitation important dû aux expériences, on
n’arrivera pas forcément à avoir le même rythme au début et à la fin.
 Faire le graphique des relevés.
15’
Ecrit / Ind.
3. Trace écrite
C) Le rythme respiratoire
Le rythme des mouvements respiratoires et le volume d’air inspiré varient en fonction de
l’activité du corps. Ce rythme est plus lent lorsque le corps se repose et plus rapide lorsqu’il
fait un effort.
En effet, pendant un effort physique, nos muscles ont besoin d’une quantité plus
importante de dioxygène pour fonctionner et ils rejettent plus de dioxyde de carbone.
L’entraînement sportif permet de diminuer son rythme respiratoire au repos et d’augmenter la
capacité de ses poumons.
Différenciation:
Aider à la manipulation
Aider à la construction de graphique
12
FP : La respiration
Evaluation :
Prolongements :
 1 séance évaluation
 Les élèves ont été attentifs lors des différentes
explications et sont en mesure d’expliquer la
différence entre rythme respiratoire et rythme
cardiaque. De plus, ils ont compris qu’au repos ces
rythme sont plus lent qu’en activité.
Bilan :
13