Thème 3

Présentation nouveaux programmes
Seconde
Thème 3 Corps humain et santé : l'exercice physique
Michelle Rondeau-Revelle
Cohérence verticale
3 thématiques structurantes
La Terre dans
l’Univers,
la vie
et l’évolution
du vivant
Univers métier
de la science
fondamentale
Grands enjeux
planétaires
contemporains
Univers métier
de la gestion publique
et de l’environnement
Le corps
humain
et la santé
Univers métier
de la santé
En seconde
La Terre,
planète
habitable
• les conditions de la
vie : une particularité
de la Terre
• la nature du vivant
• la biodiversité,
résultat et étape de
l’évolution
Énergie
sol
• le soleil, une source
d’énergie essentielle
• le sol, un patrimoine
durable
L’exercice
physique
• Des modifications
physiologiques au
cours de l’effort
• Un exemple de
boucle de régulation
• Pratiquer une
activité physique en
protégeant sa santé
1ère
ES/L
S
Nourrir
l’humanité
Énergie
sol
eau
Masculin
Féminin
Variation
génétique Voir et
et santé Apprendre
L’exercice
physique
Des intentions:
Stabilisation des acquis du collège
Nouveauté: le thème est envisagé dans le cadre d’une
éducation à la santé
Liberté pédagogique: adaptation des pratiques et des
choix en fonction de la diversité des publics et des
conditions locales
Soucis d'expérimenter ou de manipuler
• Priorité au sens
•
•
•
•
Cohérence avec le collège
Démarche d’investigation
Gestion de l’hétérogénéité
Diversification des formes d’évaluation
• Interdisciplinarité
• Ouverture sur les métiers
Les mots les plus souvent cités:
Stabilisation : acquis du collège
En 5ème : fonctionnement de l’organisme et besoin en
énergie
 Nutriments et dioxygène libèrent de l’énergie utilisable pour le
fonctionnement des organes.
 Ce sont les organes qui respirent.
 Les fréquences cardiaque et ventilatoire sont modifiées { l’effort.
 Les organes effectuent en permanence des échanges avec le sang
 La consommation de nutriments et de O2 varie selon l'activité
des organes (dont les muscles)
 La circulation sanguine assure la continuité des échanges au
niveau des organes (bases anatomiques du cœur et des
vaisseaux)
En 4ème : Relations au sein de l’organisme:
Communication nerveuse
 La commande du mouvement est assuré par le système
nerveux qui met ne relation les organes sensoriels et les
muscles entre organes assurées par voies nerveuses
 Construction d'un schéma fonctionnel de la
communication nerveuse
En SPC : approche qualitative du concept d'énergie,
classification des différentes formes d'énergie, massevolume d'un gaz, combustion (réactif et produit), atomesmolécules, circuit en série et en parallèle, fréquence tension
Une problématique visant à
l’éducation à la santé
Santé/exercice physique : une problématique
personnelle
Comment pratiquer un exercice physique tout en préservant
sa santé ?
Comment concilier exercice physique et santé ?
-connaître fonctionnement du corps
-connaitre les effets physiologiques liés à l’effort
- connaître les mécanismes liés à l’effort
- comprendre que santé = bien être
Les finalités :
Des modifications physiologiques
à l'effort
Item 1
Connaître le métabolisme énergétique lié
l'effort :
- Les besoins indispensables à la réalisation de ce métabolisme
- Les limites de ce métabolisme
Quantifier les consommations
Mettre en évidence les relations suivantes :
- effort physique- énergie- respiration cellulaire
_ intensité de l’effort -consommation de dioxygènelimite (VO2 max)
Comment l’organisme produit-il l’énergie nécessaire à
l effort?
Item 2
Connaître et comprendre l'organisation et le
fonctionnement cardiovasculaire et ventilatoire
à l'effort
- satisfaire la contrainte : l'approvisionnement des muscles
- la réponse de l’organisme = modifier des paramètres dont la
pression artérielle = adaptation physiologique
Constater et expliquer les variations
Mettre en évidence des relations :
_Débit ventilatoire et recharge en O2
_Débit cardiaque et pression artérielle
_Répartition du débit sanguin et approvisionnement du muscle
Comment l’organisme satisfait-il la demande du muscle en
dioxygène et en nutriments liée à l’effort?
Limites:
Aucune étude n’est conduite à l’échelle cellulaire
L’étude anatomique se limite à celle du cœur et de
l’organisation générale de la circulation.
Aucune étude histologique n’est attendue
Nouveautés:
paramètre physiologique supplémentaire : PA
consommation de nutriments : quantification plus
précise
Les finalités :
Une boucle de régulation nerveuse
Item 3
Comprendre le contrôle nerveux de la fréquence
cardiaque dans le cadre de la régulation de la
pression artérielle
_PA = grandeur contrôlée par plusieurs paramètres dont la FC
- construire le concept de boucle de régulation = 1ère approche de la
complexité
- échappement à l'effort
l
Définir ce qu'est un paramètre régulé
Identifier les acteurs et leur rôle pour construire la boucle de
régulation
Comment l'organisme maintient-il au repos la fréquence
cardiaque à des valeurs proches d'une valeur de référence?
Limite:
Etude d'un seul élément d'un ensemble complexe
Pas d'étude { l’échelle cellulaire du fonctionnement des
récepteurs, des fibres nerveuses, du bulbe ou des
effets nerveux sur le cœur ; les médiateurs nerveux.
Pas de mode de détermination de la valeur de la
pression artérielle selon les circonstances
Réinvestissement des acquis du collège:
Le message nerveux est vu simplement comme un train
de signaux de nature électrique.
Organisation du système nerveux (centre, nerfs)
Les finalités :
Pratiquer une activité physique
en préservant sa santé
Items 4 et 5
Comprendre l'importance du système musculoarticulaire dans la pratique d'un exercice
sportif:
-Montrer la fragilité du système musculo-articulaire par les accidents liés à
des pratiques inadaptées
_Education à la santé: exercer sa responsabilité
Relier les caractéristiques de l’organisation du muscle aux
manifestations d’un accident musculo-articulaire
Comprendre les conséquences des pratiques inadaptées
ou dangereuses
Comment augmenter ses performances physiques sans risque sur
la santé ?
 Limites:
 Un SEUL exemple d’accident musculo-articulaire
étudié (claquage, entorse, déchirure…)
 Identification de la cellule musculaire.
 Pas d' étude intracellulaire de la fibre musculaire ou
de sa contraction est exclue.
 Pas d'étude de la commande de la contraction
 Intérêt: ouverture sur les métiers et formations
Des façons différentes
d'organiser les savoirs…
Mais répondent-elles toutes aux
attendus du programme ?
•Exemple 1
Partir des acquis des élèves concernant l'organisme en
fonctionnement et en lien avec l'EPS
1 La réalisation du mouvement Item5
2 La production d'énergie par le muscle nécessaire
au mouvement Item 1
3 La réponse de l'organisme aux besoins accrus du
muscle à l'effort Item 2
4 Le contrôle de la pression artérielle Item 3
5 L'augmentation des performances physiques
sans risque sur la santé Item 4
Exemple
2
Partir de pratiques et du vécu des élèves afin de réaliser
l'inventaire des pratiques inadaptées et accidents (enquête)
1 L'augmentation des performances physiques sans risque sur
la santé Item 5 et Item 4
2 La production d'énergie nécessaire à la contraction
des muscles Item1
3 L'adaptation de l'organisme à la demande
accrue des muscles à l'effort Item 2
4 Le contrôle de la pression artérielle autour
des valeurs standards? Item 3
Exemple 3
Discuter les recommandations données par un coach sportif
lors d'une épreuve:
Avant l'épreuve: intérêt de alimentation , échauffement en
fonction du type d’épreuve, entrainement
- Apports alimentaires adaptés: satisfaire des besoins en nutriments au
muscles item 1
- prendre conscience de ces capacités physiques: adapter les efforts et éviter
d'éventuels accidents musculo-articulaires items 4 et 5
Pendant l'épreuve: intérêt de la gestion de l ’effort
- assurer la production d’énergie nécessaire à l’effort (existence d’une limite
physiologiqueV02max) item1
_ --modifier certains paramètres pour s’adapter à la demande musculaire
gérer son effort, items 1 et 2
Après l'épreuve: comprendre l’intérêt du retour au calme et
caractéristiques de l'état de repos à travers l’exemple de la
pression artérielle item 3
Des activités possibles
Mesures fréquence cardiaque et pression artérielle au repos et
dans des situations d’activité variées. EXAO (logiciel tensioJeulin) et/ou sphygmomanomètre
(http://www.tensiometre.com/mod_poignet.php
http://www.snv.jussieu.fr/bmedia/ATP/pressio.html ) [en
relation avec l’EPS]
Mesure de l’indice de Ruffier : http://www.didierpol.net/1COEUR.html
Dissection du coeur et injections:
http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/coeurmouton.htlm
Dissection visant à mettre en évidence le nerf pneumogastrique
chez la souris
Observation de l’articulation de patte de bœuf ou de mouton
Dissection de cuisse de grenouille ou de lapin (os, muscles,
tendons, ligaments)
Dilacérations de muscles. Observations microscopiques de fibres
musculaires
Modèles anatomiques et maquette de circulation (en série et en
parallèle)
Observation microscopique de la contraction de fibres musculaires chez
le Crabe.
Automatisme cardiaque chez l’embryon de poule. Comparaison de la
fréquence à des stades embryonnaire différents : 3e et 6e jour
d’incubation (avant et après maturation du système nerveux).
Traitement mathématiques des mesures avec tableur.
Concevoir ou utiliser un modèle analogique traduisant l’effet de la
contraction du muscle sur les segments osseux.
Utilisation possible de logiciels dédiés (phyeff, actocard, actospir,
physiologie du sport (Jeulin), physiosport (Pierron), etc..).....
Au service des compétences
C1 Maîtrise de la langue française
•
-Produire un texte pour relier les caractéristiques de l’organisation
du muscle aux manifestations d’un accident musculo-articulaire.
•
-Extraire et exploiter des informations pour comprendre la
différence entre l’usage thérapeutique d’une molécule et l’usage
détourné qui peut en être fait
C2 Pratique d'une langue vivante étrangère
C3 : Principaux éléments de mathématiques et la culture
scientifique et technologique
•
-Recenser, extraire et interpréter des informations tirées de compte rendus d’accidents
musculo-articulaires (imageries médicales).
•
-Concevoir et/ou mettre en œuvre un protocole expérimental (ExAO, spirométrie,
brassard, ...) pour mettre en évidence un ou plusieurs aspects du métabolisme
énergétique { l’effort (consommation de dioxygène, production de chaleur,…)
•
-Mesurer, calculer les variations physiologiques liés à l'effort
•
-Concevoir et/ou mettre en œuvre un protocole expérimental (en particulier assisté par
ordinateur) pour montrer les variations des paramètres physiologiques { l’effort.
•
-Manipuler, modéliser, recenser, extraire et organiser des informations et ou manipuler
(dissections et/ou logiciels de simulation et/ou recherche documentaire) pour
comprendre l’organisation et le fonctionnement des systèmes cardiovasculaire et
ventilatoire.
•
-Manipuler, modéliser, recenser, extraire et organiser des informations et/ou
manipuler (dissections, maquettes, etc.) pour comprendre le fonctionnement du
système musculo-articulaire.
•
-Elaborer un schéma fonctionnel pour représenter une boucle de régulation
C4: Maitrise des techniques usuelles de l'information et de la
communication
•
-Utiliser (ExAO) pour mettre en évidence un ou plusieurs aspects du
métabolisme énergétique { l’effort (consommation de dioxygène,
production de chaleur,…).
•
- Utiliser (ExAO) pour montrer les variations des paramètres
physiologiques { l’effort.
•
-Utiliser des logiciels de simulation pour comprendre l’organisation
et le fonctionnement des systèmes cardiovasculaire et ventilatoire.
•
-Utiliser un tableur pour exploiter des données quantitatives
concernant les modifications de la consommation de dioxygène et/ou
de nutriments { l’effort.
C5 La culture humaniste
•
Connaître des repères historiques dans l'histoire des Sciences pour
la mise en évidence de la pression artérielle
•
Recenser, extraire et exploiter des documents historiques relatifs à
des travaux expérimentaux pour construire et/ou argumenter la
boucle de régulation nerveuse évoquée.
C6 Les compétences sociales et civiques
•
Connaître les comportements favorables à la santé, connaître et
respecter les règles de sécurité
C7 L'autonomie et initiative
•
Comprendre l’effet sur la santé des sportifs d’une pratique de
dopage ;
•
Déterminer comment se livrer à un exercice physique dans de
bonnes conditions de santé.
•
Exercer sa responsabilité en matière de santé.
•
Connaître les formations et les métiers relatifs au domaine de la
santé
Capacités particulièrement
développées dans ce thème
-Pratiquer une démarche scientifique (observer, questionner, formuler
une hypothèse, expérimenter, raisonner avec rigueur, modéliser).
-Manipuler et expérimenter.
-Recenser, extraire et organiser des informations.
-Comprendre le lien entre les phénomènes naturels et le langage
mathématique.
-Comprendre qu’un effet peut avoir plusieurs causes.
-Exprimer et exploiter des résultats, { l’écrit, { l’oral, en utilisant les
technologies de l’information et de la communication.
-Communiquer dans un langage scientifiquement approprié : oral, écrit,
graphique, numérique.
-Percevoir le lien entre sciences et techniques.
Attitudes particulièrement
développées dans ce thème
-Être conscient de sa responsabilité face { l’environnement, la
santé, le monde vivant.
-Avoir une bonne maîtrise de son corps.
-Manifester sens de l’observation, curiosité, esprit critique.
-Montrer de l’intérêt pour les progrès scientifiques et techniques.
-Être conscient de l’existence d’implications éthiques de la
science.
-Respecter les règles de sécurité.
-Être capable d’attitude critique face aux ressources
documentaires.
-Manifester de l’intérêt pour la vie publique et les grands enjeux
de la société.
Convergences : aspects
transdisciplinaires
SPC (les médicaments, étude du mouvement,
transformations physiques et chimiques et effets
thermiques, pression)
EPS ( réaliser et orienter son activité physique en vue
du développement et de l'entretien de soi)
Sitologie:
Simulation
du fonctionnement du cœur humain et de la circulation sanguine (Cœur – P. Perez)
http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/lycee/perez/coeur/coeurpp.htm
Simulation du fonctionnement de l’appareil pulmonaire humain (Pulmo – P. Perez), (animation
Cosentino), (annuaire de références de logiciels, E Jourdan).http://pedagogie.actoulouse.fr/svt/serveur/lycee/perez/pulmo/pulmo.ht
Simulation de prises de sang (F. Sauvion) http://ww2.ac-poitiers.fr/svt/spip.php?article414
Simulation d’affections cardiovasculaires et pulmonaires) (références de logiciels SVT : annuaire
E. Jourdan)
http://pagesperso-orange.fr/jourdan.eric/log/anatomie.htm
Cédérom « la Pression artérielle » (CNED) http://svt.ac-dijon.fr/logisvt/article.php3?id_article=57
Simulation de la régulation de la pression artérielle http://appli-etna.acnantes.fr:8080/peda/disc/svt/regulation/
Historique de la mesure de la pression artérielle
http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/PA/ensPA.htm
Histoire d’un raisonnement : la découverte de la circulation http://www.svt.ac-aixmarseille.fr/outils/experimentation/harvey.htm
Sitologie :
Images et modèles de la rotule et sa pathologie http://www.lecosp.fr/genou/instabilite-rotulemain.htm
Mécanismes de la contraction musculaire
http://prevost.pascal.free.fr/theorie/muscle/contraction.htm
effet de l’EPO http://www.volodalen.com/23dopage/dopage5.htm
effet des stéroïdes
Site d’information médicale
Site d’information sportive http://entrainement-sportif.fr/
Agence mondiale anti-dopage http://www.wada-ama.org/fr/
Site du ministère de la santé et des sports http://www.santesport.gouv.fr/index.htm
Agence française de lutte contre le dopage http://www.afld.fr/index.php
DVD « le trivial prévention » http://www.trivial-prevention.fr/15-trivial-prevention-dopage
Malette pédagogique de l’agence mondiale anti-dopage
http://www.wada-ama.org/fr/Sensibilisation/Mallettes-educatives/
ONISEP http://www.onisep.fr/onisep-portail/portal/group/gp
Bibliographie:
Adaptations physiologiques à l'exercice physique David L. Costill, Jack H. Wilmore , 4e édition 2006 ,De Boeck Université
Précis de physiologie de l’exercice musculaireP. Astrand, K. Rodhal, de parution : 7/1994,/Éditeur
: MASSON
Biochimie et nutrition des activités physiques et sportivesPaul Pilardeau,Paru le:
01/10/1995,Editeur : Masson ,Collection : Abrégés
Pour la Science n°276 L'adaptation du muscle à l'entraînement
Activités physiques et santéPatrick Laure ,Paru le : 12/03/2007 ,Editeur : Ellipses Marketing
Sport et santéQuelle activité physique pour quelle santé ?
De Jean-Claude Chatard ,Mars 2005, Publications de l'Université de Saint-Etienne
La préparation physique:Optimisation et limites de la performance sportive
Daniel Le Gallais, Grégoire Millet
2007 – Ed Masson
408 pages
Staps :Numéro spécial sport et dopage 2005/4 - numéro 70