Voici une proposition de démarche permettant de montrer comment sont mis en mouvement les liquides circulants chez les animaux et quel est le moteur de la circulation sanguine.

 

Je tiens à vous présenter cette démarche car elle fait appel à un certain nombre de compétences essentielles au cycle 4 et que dans mes classes très hétérogènes une grande majorité des élèves a réussi à la mettre en œuvre. Cependant, il s’agit de la démarche d’un professeur, qui s’intègre dans une progression donnée et qui ne relate pas ce qui peut réellement se passer en classe selon la façon d’aborder les choses.

 

Le professeur peut choisir de ne faire travailler ses élèves que sur certaines étapes de la démarche. Les différentes étapes décrites dans cette proposition n’ont pas forcément à être systématisées en classe.

Durée : 2 séances de 50 minutes.

            1 séance pour problématiser et disséquer le cœur

            1 séance pour montrer le fonctionnement du cœur et faire le bilan

2 séances sont nécessaires car chacune permet la validation de plusieurs compétences. Le professeur peut choisir lesquelles évaluer selon ses choix dans la progression.

Éléments du programme :

Nutrition et organisation fonctionnelle à l’échelle de l’organisme, des organes, des tissus et des cellules.

Relier les besoins des cellules animales et le rôle des systèmes de transport dans l’organisme.

Place dans la progression :

Les élèves ont vu précédemment que les nutriments et les gaz sont transportés dans un liquide appelé sang ou hémolymphe.

Ce liquide circule dans un système circulatoire qui peut être fermé ou ouvert sur l’intérieur du corps de l’animal.

Les élèves formulent, à partir de leurs connaissances, l’hypothèse que le cœur est un bon candidat pour être le moteur de cette circulation. Certains évoquent l’intervention du cerveau. Il est alors possible de leur montrer un cœur isolé qui bat sans être relié aux centres nerveux pour réfuter l’hypothèse.

Le professeur peut choisir à ce moment-là de la progression de valider la compétence du domaine 4 : Formuler des hypothèses

Conséquences vérifiables : Si le cœur est bien le moteur de la circulation, il doit fonctionner comme une pompe, être capable de se remplir et de se vider (parfois les élèves formulent : « se contracter/se relâcher, donc être un muscle »), et donc être creux à l’intérieur.

Activités de résolution :

Afin de montrer que le cœur est bien creux, on peut par exemple, proposer aux élèves une dissection de cœur dans un premier temps puis dans un deuxième temps une activité documentée (schémas, vidéos, photographies) pour observer le fonctionnement cardiaque chez différents animaux et ainsi mettre en évidence les battements cardiaques à l’origine du déplacement des liquides circulants. On peut choisir également de séparer le groupe classe en deux parties qui travaillent chacune sur la résolution d'une partie du problème. Il faut alors prévoir une phase de mutualisation.

Le professeur pourrait également choisir de disséquer le cœur de dinde et d’observer un cœur de daphnie in situ (atelier mosaïque par exemple) pour valider l’hypothèse d’une autre façon.

Dissection cœur de dinde permettant de montrer qu'il est creux (et que c'est un muscle).

Matériel : 2 cœurs par élève, Cuvette à dissection, Scalpel, Pince fine, Gants

Les élèves élaborent par petits groupe le protocole de dissection afin de montrer de façon la plus optimale que le cœur est creux. Ils essayent de couper transversalement et/ou longitudinalement le cœur. Ils réalisent la dissection seuls et présentent au professeur le résultat le plus pertinent. S’ils ont parlé du fait que le cœur est un muscle, ce sera le moment également de le leur montrer, par exemple en faisant remarquer que cela ressemble à « du steak ».

Ce peut être l’occasion pour le professeur de valider la compétence du domaine 4 : Concevoir et réaliser une expérience

Il est indispensable lors de cette manipulation de travailler sur les règles de sécurité. Là encore cela peut ou non faire l’objet d’une évaluation.

A la fin de la dissection ils prennent une photo avec leur tablette qu’ils peuvent alors annoter et intégrer dans la leçon. Ce peut être l’occasion de former à la compétence relative à l’utilisation des outils numérique. Un tuto sous forme de vidéo peut-être un moyen d’aider les élèves techniquement :

https://tube-sciences-technologies.apps.education.fr/w/koZMd9rqDyz21yNDEbTSpK

2^e phase de résolution :

Document Genially permettant de montrer les mécanismes de mise en mouvement des liquides circulants

Travail par équipes de 3 ou 4 élèves de même niveau sur l’observation de cœurs de poisson, de daphnie, de mammifère. Le professeur peut choisir de les observer également in situ. (Inspiré du Manuel lelivrescolaire cycle 4)

https://view.genial.ly/61306f37e51e2a0e0f53158c/interactive-content-le-moteur-de-la-circulation-des-liquides-circulants

Prévoir des aides à la résolution pour la compréhension de la consigne pour les élèves les plus faibles.

Compétence domaine 4 : Interpréter des résultats et en tirer des conclusions

Compétence domaine 1 : Lire et comprendre l’écrit (extraire les informations pertinentes d’un document et les mettre en relation pour répondre à une question)

Compétence domaine 2 : Coopérer et réaliser des projets

Passage à l’oral d’un rapporteur par type de cœur (3 élèves)

Compétence Domaine 1 : S’exprimer à l’oral

Contenu attendu :

Chez les animaux il existe un muscle creux : le cœur. Il est relié aux vaisseaux sanguins.

Ce muscle est animé d’un mouvement rythmique de contraction et de relâchement. Lorsque le cœur se relâche il se remplit de sang ou d’hémolymphe et lorsqu’il se contracte il envoie le liquide dans les artères.

Chez les arthropodes, le mouvement du cœur mélange l’hémolymphe dans le corps de l’animal, ce qui renouvelle l’hémolymphe en contact avec les organes de prélèvement et en contact avec les organes de stockage et d’utilisation du dioxygène et des nutriments.

A noter que si les élèves n'ont pas parlé de muscle, on pourra parler d'un "organe" creux.

Bilan :

Selon le temps disponible et le rôle que l’on souhaite attribuer à la forme du bilan : schémas à compléter, texte élaboré par les élèves ou par le professeur.

Le liquide circulant est mis en mouvement par un organe creux : le cœur.

En se relâchant, le cœur se remplit de liquide. En se contractant, le cœur propulse le liquide dans les artères. Le sang peut ainsi circuler des organes au cœur ou du cœur aux organes

Auteur : Laetitia Bruneau