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École de DIENNE mars 2002

Situations-problème : Où va l'air que nous respirons ?

Hypothèses faites par les élèves :

1) les deux"tuyaux" ne sont pas pareils : un doit servir pour l'air.
2) le coeur amène du sang aux poumons.
4/5) certains pensent que les poumons sont des sacs vides dans lesquels l'air rentre et ressort sans aller plus loin, d'autres pensent que les poumons sont "pleins" de tuyaux" de plus en plus petits dans lesquels va l'air.
 

Expériences proposées par les élèves :

Les élèves demandent au maître :
- de disséquer le poumon :
1) de toucher les deux tuyaux, celui qui est lisse, celui qui est composé d'anneaux et de les ouvrir pour voir l'intérieur.
2) d'essayer de voir où vont les deux "tuyaux" cartilagineux.
4/5) de couper des morceaux de poumons pour voir l'intérieur.
4/5) d'essayer de gonfler un morceau de poumon en mettant une paille dans un petit "tuyau" cartilagineux.
 

Expériences réalisées en classe :

Matériel :

- deux ensembles coeur-poumons de mouton
- un cutter fin pour le maître

Déroulement

Ce travail a fait l'objet d'une seule séance. Les élèves ont travaillé par petits groupes. Les hypothèses étaient notées au tableau, ainsi que le résultat des observations des élèves. Le maître a organisé les échanges et les confrontations entre les groupes pour parvenir à une synthèse commune.
 

Expérience n°1 : le maître détache l'oesophage de la trachée.

Les élèves constatent que des tuyaux vont du coeur aux poumons. Le maître les nomme :  des artères, et des veines.

Les enfants constatent que c'est un "tuyau lisse", mou, élastique.
Le maître l'ouvre et les enfants observent des fragments d'herbe, et une boulette d'herbe.
Conclusion :
C'est donc le tuyau  qui sert à l'alimentation. Les deux Cm2 formulent cette conclusion: C'est l'oesophage qui conduit les aliments de la bouche à l'estomac.

Après avoir observé l'oesophage, les élèves observent, touchent le "tuyau dur" :

- il est formé d'anneaux durs, il est un peu flexible.
- l'intérieur est rosé
- il se divise en deux tuyaux plus petits qui rentrent dans les poumons.

Conclusion :
Ces tuyaux servent au trajet de l'air.
Le maître avec l'aide des CM2 donne les noms de ces tuyaux : ces tuyaux sont formés d'anneaux de cartilage, le plus gros est la trachée artère qui se divise en deux bronches.

Mais les élèves veulent savoir où vont ces bronches et demandent au maître d'essayer de suivre le trajet d'une bronche en "grattant" le poumon. ils constatent :
- que les bronches se divisent en plusieurs petites bronches qui se divisent elles aussi en bronches de plus en plus petites ( "ça forme comme un arbre")
Le maître nomme ces petites bronches : les bronchioles.

Conclusion :
Les élèves constatent que le poumon n'est pas "un sac vide".

Expérience n°2 : couper des morceaux de poumon pour voir ce qu'il y a dedans.

- un groupe prend un petit morceau de poumon et le presse entre ses doigts. Constatation : "on voit apparaître plein de petites gouttes de sang, il y a beaucoup de vaisseaux sanguins dans les poumons".
- le maître propose à un autre groupe de faire la même expérience, mais en pressant le morceau de poumon dans un saladier rempli d'eau. Observation : "on voit plein de petites bulles d'air qui sortent du morceau de poumon"

Conclusion :
Il y a beaucoup de vaisseaux sanguins dans les poumons. Les poumons contiennent de l'air et du sang.

Expérience n°3 : les élèves veulent essayer de gonfler un morceau de poumon en introduisant une paille dans une bronchiole.

Les élèves sont surpris de voir un morceau du poumon "se gonfler et changer de couleur".
Les élèves pensent alors que le poumon doit être formé de "plein de petits sacs qui gonflent quand on respire".
Les CM2 expliquent à leurs camarades que ce sont des petits sacs qu'on appelle les alvéoles pulmonaires.
 
 

Conclusion :

Synthèse faite avec les élèves :

Les poumons ne sont pas des sacs vides, mais sont composés d'une multitude de sacs microscopiques, les alvéoles pulmonaires. L'air arrive dans ces alvéoles en passant par la trachée artère, les bronches puis les bronchioles.
Les poumons sont reliés au coeur par des veines et des artères. Ils sont irrigués par un très grand nombre de vaisseaux sanguins, les capillaires qui donnent aux poumons leur couleur rouge-rosée.
Les poumons contiennent de l'air et du sang.
Voir schéma de l'appareil respiratoire.
 

Documents utilisés :

Les élèves avaient à leur disposition pour vérifier et consolider les résultats de leurs expériences :

- le CD-ROM Larousse : le corps humain
- une encyclopédie sur le corps humain apportée par une élève
- la revue et la cassette video "Il était une fois la vie" sur la respiration.
 
 

Le mot du maître :

Séance qui a passionné les élèves et qui sera poursuivie par l'étude des échanges gazeux au niveau des alvéoles et l'étude du coeur et de la circulation sanguine.
Lorsque les élèves ont gonflé un morceau de poumon, ils ont constaté que : "le poumon qui était rouge, blanchit, sans doute parce que l'air chasse le sang. Cette constatation ouvrait une nouvelle piste qui n'a pas été poursuivie
Les deux élèves de Cm2 qui avaient déjà étudié cette question ont aidé leurs camarades sans jamais interférer dans leurs observations. Elles ont aussi aidé à la formulation des observations et à la rédaction de la synthèse commune. Cela leur a été bénéfique : réactualiser un savoir, formuler celui-ci pour qu'il soit accessible à leurs camarades,...