Séquence Sciences et course longue Trois entrées possibles au C3

Stage Sciences cycle 3 nord Isère à BJ - Eric Bernardet – Animateur sciences Nord et Centre Isère
Séquence Sciences et course longue
Trois entrées possibles au C3 dans le thème « Le fonctionnement du corps humain et la santé » :
 Les mouvements corporels (les muscles, les os du squelette, les articulations).
 Première approche des fonctions de nutrition : digestion, respiration et circulation sanguine.
 Hygiène et santé : actions bénéfiques ou nocives de nos comportements, notamment dans le
domaine du sport.
Une entrée possible au C2 dans le thème « Ils apprennent quelques règles d'hygiène et de sécurité personnelles
et collectives »
Il serait intéressant que les élèves aient en préalable étudié la digestion.

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Exemple de séquence
Respiration et circulation sanguine
Lien avec les IO et le socle commun :
Première approche des fonctions de nutrition : digestion, respiration et circulation sanguine.
→ L'élève sait mesurer les rythmes cardiaque et respiratoire et les met en lien avec l’activité physique.
Définir les objectifs de connaissance:
 La respiration
Lors de l'inspiration, l'air entre par la bouche ou par le nez, descend dans la trachée-artère puis dans les
bronches et arrive dans les alvéoles pulmonaires. Lors de l'expiration, l'air ressort en empruntant le trajet
inverse.
Lors de l'inspiration, le diaphragme s'abaisse, les côtes se relèvent et le volume de la cage thoracique augmente.
Alors l'air entre dans les poumons. Lors de l'expiration, le diaphragme remonte, les côtes s'abaissent et l'air sort
des poumons.
L'air est un mélange de plusieurs gaz, essentiellement de l'azote et de l'oxygène. L'air expiré est plus riche en
gaz carbonique et moins riche en oxygène que l'air inspiré : le corps retient de l'oxygène et produit du gaz
carbonique.
C'est au niveau des alvéoles pulmonaires que l'oxygène de l'air passe dans le sang et que le gaz carbonique du
sang passe dans l'air.
 La circulation
Le sang transporte l'oxygène et les nutriments jusqu'aux organes, par exemple le muscle. Le sang évacue les
déchets (comme le gaz carbonique) produit par ces organes.
Le sang est canalisé dans tout le corps : il circule dans des vaisseaux sanguins qui constituent un circuit fermé.
Le sang va du cœur aux organes en circulant dans les artères; il revient au cœur via les veines.
Les capillaires sanguins sont le lieu des échanges entre le sang et les organes.
Le cœur, grâce à ses contractions, met le sang en mouvement.
Lors d'un effort physique, le cœur bat plus vite et envoie plus de sang par minute vers les muscles qui sont en
activité.
D 'après :
« le corps humain » cycle 3 – Delagrave;
« Sciences, 64 enquêtes pour comprendre le monde » - Magnard;
Site « La main à la pâte ».
Site « http://www.instit.free.fr/pe2/sciences/fiche/cycle3_circulation_sanguine_Julie.pdf »
Site « http://www.perigord.tm.fr/~ecole-
scienc/pages/activite/corps_humain/Respiration_circulation_C3_pdf/Respiration_circulation_C3.pdf
Site « http://alecole.ac-poitiers.fr/lamapnat/sommieres/coeur/Coeur.html#annexe »

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Sommaire:
I. La respiration
1/ Après un effort
2/ Recueil des représentations
3/ L'air expiré
4/ Dissection des poumons
5/ Comprendre le trajet de l'air dans l'appareil respiratoire
6/ Repérer les éléments caractéristiques de l'inspiration et de l'expiration
7/ Sensibiliser aux mécanismes responsables de l'entrée de l'air dans les poumons
8/ Comprendre les échanges gazeux
II. La circulation sanguine :
1/ Les représentations des élèves
2/ Dissection d'un cœur de porc
3/ La circulation sanguine
III. Hygiène et santé
Sites intéressants pour avoir des documents complémentaires

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I. La respiration
1/ Après un effort les élèves remarquent que :
 le rythme cardiaque augmente
 le nombre de ventilations augmente
« Êtes-vous sûrs que ça augmente? Que peut-on faire pour en être sûr? »
→ mesures au repos et après l'effort reportées dans un graphique ou un tableau tableau à double entrée.
Les élèves recherchent les meilleurs moyens de mesurer ces rythmes :
-mesure du rythme cardiaque : au niveau de la carotide ou du poignet avec l'index et le majeur,
ou un élève écoute directement le cœur avec sa tête sur la poitrine d'un camarade. On compte pendant une
minute ou pendant 15' et on multiplie par 4.
-mesure du rythme respiratoire : observation directe avec les yeux où on compte le nombre de
fois que la cage thoracique se soulève, un élève pose la main sur le thorax d'un camarade et compte les
mouvements d'inspiration et d'expiration, on place quelque chose sur le thorax qui permet de mieux visualiser
les mouvements (petit drapeau par exemple).
→ On voit que le rythme cardiaque et le nombre de ventilation augmente à l'effort puis reviennent
progressivement au niveau du repos.
=> Pour quelle(s) raison(s) y a-t-il une augmentation à l'effort?
Plusieurs questions peuvent apparaître:
 Est-ce que l'air expiré et l'air inspiré est le même?
 Quelle est la quantité d'air expirée?
 Quel est le trajet de l'air dans le corps?
 A quoi ça sert de respirer?
 Que se passe-t-il dans les poumons?
 Comment fait-on pour respirer?...
Pour la suite de la séquence, les questions seront traitées dans cet ordre mais il est possible de les traiter dans un
ordre différent.
2/ Recueil des représentations des élèves concernant la respiration
Il faut formuler une consigne sous une forme qui n'induise pas la réponse, par exemple : « Pour toi, qu'est-ce
que respirer? Explique à l'aide d'un dessin légendé et d'un texte. »
→ Evaluation des connaissances en amont (cette évaluation sera reprise sous exactement la même forme en
évaluation finale)
Connaissances et savoirs-faire à évaluer (voir fiche d'entrée de séquence):
 Connaitre le vocabulaire (ne pas indiquer les mots au préalable mais le faire pour l'évaluation finale
dans le cadre de la différentiation : pour les élèves qui n'auraient pas réussi sans le corpus de mots au
tableau (changer de couleur de stylo pour ceux qui le font avec l'aide))
 Schéma à compléter
 Texte à trou
 mots et définitions à relier
 définition → écrire le mot
 Décrire le fonctionnement de l'appareil respiratoire
 Choisir parmi plusieurs schémas celui qui correspond à la réalité
 Schéma à expliquer
 Raconter le trajet de l'air et expliquer ce qui permet à l'air de rentrer et sortir
 Savoir mesurer les rythmes respiratoires
 Observation des comportements des élèves en sport

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 Savoir expliquer le lien respiration / activité physique
 Raconter pourquoi le rythme respiratoire augmente lors de l'effort
 Retrouver parmi les relevés de fréquences respiratoires quelles sont celles d'un sujet après effort
3/ L'air expiré :
« Quelles différences pouvez-vous constater ou imaginer entre l'air expiré et l'air inspiré? Imaginez des
expériences simples qui permettent de connaître quelques propriétés de l'air expiré »
Annexe 1 : exemple de feuille d'expérience.
 L'air expiré est plus chaud que l'air inspiré (expérience : souffler sur le réservoir d'un thermomètre et
constater que la température augmente)
 L'air expiré contient de la vapeur d'eau (expérience : souffler sur une surface froide et constater
l'apparition de vapeur d'eau)
 L'air expiré contient plus de CO2 que l'air inspiré (expérience : souffler dans de l'eau de chaux et
constater que celle-ci se trouble) → expérience certainement à amener par l'enseignant.
Comparer l'état de l'eau de chaux (à acheter en pharmacie ou en diluant 10g/l d'eau puis à filtrer avec un filtre à
café) quand on souffle dedans avec une paille et quand on vide des seringues remplies d'air (attention à l'air de
la classe saturé en CO2 en fin de journée!) → l'eau se trouble en présence de CO2 (reformation de calcaire)
 Mesure de la quantité d'air expirée : recherche d'un protocole de mesure.
« Comment mesurer le plus précisément possible sa capacité respiratoire, c’est à dire la quantité d’air rejetée
lors d’une expiration forcée ? »
Annexe 2 : exemple de feuille d'expérience
Plusieurs façons de procéder :
-on montre le matériel nécessaire (bonbonnes 5 litres, bouteilles en plastique de 1,5 litres, bouteilles en
plastique de 0,33l, tuyaux souples, éprouvettes graduées ou verre doseur, bassines ou bacs ou aquarium,
entonnoirs + alcool à 90°)
-on montre un matériel élargit pour laisser une certaine part à l'imagination (idem + élastiques, sachets
plastiques, ficelle, seringue, ballons de baudruche, mètre de couturière, balance ménagère...)
-on ne montre aucun matériel et on laisse les élèves chercher (très difficile en primaire)
Expérience possible :
Voir document main à la pâte :
http://lamap.inrp.fr/bdd_image/ventil%20site%20cycle%203%20seq%201%202.pdf → séquence 2, séances 1,
2, 3. (doc B mesure cap resp)
voir aussi : http://rustrel.free.fr/spirometre.htm (doc C spiromètre)
→ la recherche se fait sur la capacité respiratoire (inspiration et expiration forcée) puis mesure de l'inspiration
au repos et l'inspiration après un effort.
→ Calcul des différents volumes (en 1', en 1' après un effort, en 1h, en 1h dans la classe...).