csvt47- reccueil de données (images numériques) à partir

Pierron - SVT Fiche professeur - 5e

CSVT47

© PIERRON 2006 sur 14

1. EXTRAITS REFERENTIELS DU BO

Parties concernées : Respiration et occupation des milieux de vie :

Notions – contenus Compétences Exemples d’activités

La diversité des appareils et des comportements respiratoires permet aux animaux d’occuper différents milieux. [Physique-chimie : l’eau dans notre environnement, 5e] Chez les animaux, les échanges gazeux se font entre l’air ou l’eau et l’organisme par l’intermédiaire d’organes respiratoires tels que poumons, branchies, trachées.

Relier l’organe et le comportement respiratoire d’un animal à son milieu de respiration et au milieu de vie. Réaliser une dissection permettant de mettre en évidence un organe respiratoire. Réaliser une observation d’organe respiratoire en utilisant une loupe binoculaire ou un microscope.

Ra – mise en relation, dans un tableau, d’animaux avec leur milieu de respiration, leur milieu de vie et leurs organes respiratoires. I – recherche des organes respiratoires chez différents animaux. I – observation de divers comportements respiratoires. Ra – positionnement des animaux étudiés dans la classification actuelle.

Fonctionnement de l’organisme et besoin en énergie :


Les muscles comme les autres organes réalisent avec le sang des échanges qui varient selon leur activité. Les organes richement irrigués prélèvent en permanence dans le sang des nutriments et du dioxygène. Ils y rejettent des déchets dont le dioxyde de carbone. La consommation de nutriments et de dioxygène, le rejet de dioxyde de carbone par les organes varient selon leur activité.

Relier les besoins es organes aux échanges qu’ils réalisent avec le sang. Mettre en évidence l’absorption de dioxygène et la libération de dioxyde de carbone par un muscle vivant. Déduire l’existence et la nature des changes au niveau d’un organe à partir de la comparaison de données chiffrées.

I – observtion de l’irriguation sanguine d’un organe. I/Ra – exploitation de données d’imagerie médicale montrant une variation du débit sanguin lors de l’activité d’un organe. Ra/Re – mise en évidence de la consommation de dioxygène (ExA0) par le muscle et du rejet de dioxyde de carbone.

Le dioxygène utilisé en permanence par les organes provient de l’air. Par des mouvements respiratoires, m’air arrive dans les alvéoles pulmonaires où a lieu le passage du dioxygène dans le sang. Le passage du dioxygène est facilité par une grande surface alvéolaire richement vascularisée.

Décrire le trajet du dioxygène jusqu’au sang. Décrire le trajet de l’air sur une image ou un schéma de l’appareil respiratoire. Expliquer l’arrivée d’air dans les alvéoles. Etablir un premier schéma fonctionnel d’une alvéole pulmonaire.

I – comparaison de la composition de l’air inspiré à celle de l’air expiré. Re – mesure du volume de dioxygène dans l’air inspiré et dans l’air expiré (ExAO) I – description des mouvements

Activité 47 : Recueil de données (images numériques) à partir de la réalisation d’une dissection d’un lapin


CSVT47


Relier certaines caractéristiques de la paroi alvéolaire au passage du dioxygène dans le sang. Mesurer le volume de dioxygène dans l’air inspiré et dans l’air expiré (ExAO) Déduire le passage du dioxygène dans le sang par comparaison de données chiffrées.

respiratoires. I – observation d’un appareil respiratoire sur un animal, un écorché C – annotation d’un schéma de l’appareil respiratoire humain. Ra comparaison de la quantité de dioxygène dans le sang entrant et sortant des poumons. I – observation d’alvéoles pulmonaires au microscope C- réalisation d’un schéma de l’alvéole pulmonaire.

Partie Fonctionnement de l’organisme et besoin en énergie (suite):


Les nutriments utilisés en permanence par les organes proviennent de la digestion des aliments. [Ecole primaire : fiche 12, cycle 2 et 3] [Physique-chimie : transformations chimiques, 4e, 3e] La transformation de la plupart des aliments consommés en nutriments s’effectue dans le tube digestif sous l’action d’enzymes. Ces transformations chimiques complètent l’action mécanique. Les nutriments passent dans le sang au niveau de l’intestin grêle dont la grande surface richement vascularisée favorise l’absorption.

Relier la transformation des aliments à leur passage dans le sang au niveau de l’intestin. Situer sur soi-même des organes de l’appareil digestif. Suivre un protocole pour réaliser une digestion in vitro. Indiquer le trajet des aliments et localiser l’arrivée des enzymes dans le tube digestif. Relier les caractéristiques de la paroi de l’intestin grêle au passage des nutriments dans le sang.

Ra – étude critique des textes historiques sur la digestion. [Histoire des sciences] Ra/Re – réalisation d’une digestion in vitro. I – observation de l’appareil digestif humain sur un écorché et localisation des organes sur soi-même. C – annotation d’un schéma de l’appareil digestif humain en localisant les lieux d’arrivée des enzymes. I – observation d’une coupe de la paroi intestinale à différentes échelles. Ra – mise en relation de la vascularisation de l’intestin grêle avec le passage des nutriments dans le sang. C – schématisation de l’absorption intestinale ;

Les déchets dont le dioxyde de carbone, sont éliminés.. Le dioxyde de carbone est éliminé dans l’air expiré au niveau des poumons. Les autres déchets sont excrétés au niveau des reins qui fabriquent l’urine.

Décrire le trajet des déchets depuis le sang jusqu’à l’extérieur de l’organisme. Compléter le schéma fonctionnel de l’alvéole.

Ra – comparaison des teneurs en dioxyde de carbone de l’air inspiré et de l’air expiré. I – observation d’un appareil urinaire humain sur un écorché ou sur des radiographies. I – observation de la vascularisation du rein.


CSVT47


C – schématisation de l’excrétion au niveau de l’alvéole pulmonaire et du rein.

La circulation sanguine assure la continuité des échanges au niveau des organes. Le sang circule à sens unique dans des vaisseaux (artères, veines, capillaires) qui forment un système clos. Le sang est mis en mouvement par le cœur, muscle creux, cloisonné, fonctionnant de façon rythmique.

Expliquer le rôle de la circulation sanguine dans le fonctionnement de l’organisme. Annoter un document présentant l’appareil circulatoire en indiquant le trajet du sang. Réaliser une coupe transversale de cœur. Dessiner une coupe transversale de cœur.

I – Mise en évidence du sens de circulation du sang dans une artère et dans une veine. I – repérage des deux types de vaisseaux au niveau du cœur. Re – réalisation d’une coupe transversale de cœur au niveau des ventricules. I – observation des contractions cardiaques à l’aide d’un vidéogramme. Ra _ annotation d’un schéma de l’appareil circulatoire et indication du sens de la circulation du sang dans les vaisseaux. I – étude critique de représentations historiques de la circulation sanguine [Histoire des sciences]

2. PLACE DE L’ACTIVITE DANS UNE PROGRESSION

Partie Respiration et occupation des milieux de vie :

Chapitre I : Comment la respiration est-elle repérable chez les êtres vivants ? Chapitre II : Comment les animaux respirent-ils dans leur milieu de vie ?

Partie Fonctionnement de l’organisme et besoin en énergie

Chapitre I : Quelles sont les modifications de l’activité cardiaque et de l’activité respiratoire lors d’un effort musculaire? Chapitre II : Quels sont les besoins des muscles au repos et en activité ? Chapitre III : Comment se réalise la production d’énergie nécessaire au fonctionnement des muscles ? Chapitre IV : Comment le sang est-il approvisionné en dioxygène à partir de l’air extérieur ? Chapitre V : Comment certaines substances nocives peuvent-elles perturber le fonctionnement de l’appareil respiratoire ? Chapitre VI : Comment le sang est-il approvisionné en nutriments à partir de la consommation des aliments ? Chapitre VII : Quels sont les besoins quantitatifs en aliments dans notre organisme ? Chapitre VIII : Comment les déchets issus du fonctionnement de nos organes sont-ils éliminés ? Chapitre IX : Comment le sang est-il distribué d’un organe à l’autre ? Chapitre X : Quels sont les facteurs pouvant influencer le fonctionnement de l’appareil cardio-vasculaire ?


CSVT47


3. PRESENTATION DE L’ACTIVITE - Objectifs de connaissances

• Respiration ; poumons ; irrigation sanguine ; digestion ; appareil digestif ; circulation sanguine ; cœur ; vaisseaux sanguins ; excrétion ; appareil urinaire

- Objectifs méthodologiques et/ou technologiques

• Suivre un protocole de dissection (Réaliser) • Recueillir des données numériques en réalisant des photographies (B2i)

- Liste du matériel Environnement proposé pour introduire et suivre l’activité : - Caméra Didacam Réf 03743 - Vidéoprojecteur (ou à défaut écran télé) - K7 « l’organisation d’un mammifère : le lapin » Réf 41012 - Ordinateur avec diaporama des différentes étapes de la dissection, relié au vidéoprojecteur Nombre de postes de travail à envisagés : 3 ou 4 élèves par poste Par poste de travail « dissection » - 1 lapin frais (sans peau mais non vidé) - 1 plan de travail : plaque non glissante et lavable (de liège par exemple) d’au moins 60 cm x 40 cm (ou à défaut 1 bac Réf 01607) - 1 trousse à dissection 6 pièces Réf 00624 - 1 manche à scalpel Réf 00895 + lames Réf 00896 (boîte de 100) - 4 paires de gants Réf 12538 (boîte de 100, taille 6-7) ou Réf 12539 (boîte de 100, taille 8-9) - Papier d’essuyage Réf 07911 (bobine de 300m) - 2 cuvettes à dissection Réf 13975 ou 2 micro cuvettes à dissection Réf 13978 - Appareil photo numérique ou webcam (et dans ce cas : ordinateur nécessaire)

Par poste de travail « traitement et impression des prises de vues réalisées »: - Ordinateur avec logiciel de traitement d’image de base et/ou d’un traitement de texte - Imprimante couleur en réseau avec cartouches d’encre en réserve Réf 10683 (une imprimante laser couleur est cependant conseillée : voir imprimantes Dell par exemple) - Papier pour imprimante (papier couché de préférence) : prévoir 2 à 3 feuilles/élèves


CSVT47


- Fiche technique Disposer d’un stock de photographies brutes pour les différents organes - Intégration pédagogique

1. A plusieurs reprises de façon directe dans la partie I « respiration et occupation des milieux de vie » comme exemple de respiration aérienne et ensuite par analogie dans la partie « Fonctionnement de l’organisme et besoin en énergie », l’ancrage sur le réel à partir d’une dissection d’un mammifère peut apporter un plus aux apprentissages.

2. Il s’agit ici, à la manière d’un travail sur le terrain en géologie en début d’année, de

« rentabiliser » cette dissection en recueillant des données sous forme d’images numériques (en utilisant un appareil photo numérique de base) qui pourront ensuite être utilisées.

3. Certaines images sélectionnées, nommées et classées au préalable (par exemple en

collaboration avec le professeur de technologie) pourront être imprimées et distribuées à la classe (surtout si l’établissement dispose d’une imprimante laser couleur), être récupérées par l’élève par l’intermédiaire d’une clé USB ou d’un Cédérom, mises en ligne dans une page du site SVT du collège, …

4. De façon pratique, on pourra travailler par groupe de 4, 2 élèves s’occupant de réaliser la

dissection et 2 autres se chargeant des prises de vue. Pour gagner du temps, on pourra fournir le lapin ouvert (mais refermé temporairement) au préalable. On veillera aussi lors de la séance précédente, ou à un autre moment au préalable, de former l’élève à l’utilisation de cet appareil photo numérique afin de ne pas prendre du temps sur la séance avec la dissection.

Pierron - SVT Fiche élève - 5e

CSVT47


Nom : Prénom : Classe : Date :

Evaluations expérimentales S.V.T.


Cette année, plusieurs leçons feront appel à des observations faites suite à une dissection.

Votre objectif est de recueillir ces données sous forme numérique en utilisant l’appareil photo numérique fourni. Pour ceci, vous disposez du matériel suivant : - bac avec un lapin entier (déjà ouvert par le professeur) - trousse à dissection avec gants jetables - bac pour disposer certains organes à photographier à part - bac pour disposer des organes ne servant plus - appareil photo numérique - feuille de papier blanche

Remarque préalable : prenez chaque photographie en double pour pouvoir choisir la meilleure par la suite.

1 – Le lapin est placé sur le dos et une ouverture dans la peau a été pratiquée par le professeur au préalable. Ouvrez le lapin en disposant la peau et la couverture musculaire de chaque côté de l’animal puis repérez l’abdomen et le thorax du lapin. Repérez les vaisseaux sanguins sur la face intérieure de la peau de l’animal.

Photos 1 et 2: vascularisation de la peau du lapin

2. Une couche musculaire recouvre l’abdomen. Réalisez une petite ouverture au bas de l’abdomen en tirant avec une pince et en coupant avec les ciseaux ou le scalpel. Découpez ensuite cette couche musculaire comme indiqué sur la photographie ci-contre (pointillés jaunes) puis disposez cette couche musculaire de chaque côté.

4. Repérez les organes digestifs visibles : estomac, foie, intestins.

Thorax

Abdomen


CSVT47


Photos 3 et 4 : appareil digestif de lapin en place dans l’abdomen

4. Repérez les vaisseaux sanguins reliés à l’intestin grêle. Disposez une partie de l’intestin grêle sur le côté et placez une feuille blanche fournie sous une partie vascularisée de l’intestin grêle.

Photos 5 et 6 : vascularisation de l’intestin grêle de lapin

5. Repérez la vessie, poche contenant l’urine ( appareil urinaire). Repérez sa vascularisation.

Photographie 7 et 8 : vascularisation de la vessie de lapin

6. Retirez entièrement l’appareil digestif du lapin : foie, estomac et intestins. Attention de ne pas enlever la vessie. Repérez l’appareil urinaire du lapin : 2 reins reliés à la vessie par deux uretères (fins tuyaux).

Photos 9 et 10 : appareil urinaire de lapin

7. Repérez le diaphragme (appareil respiratoire) séparant le thorax de l’abdomen.

Photos 11 et 12 : diaphragme de lapin

8. Au dessus du thorax, coupez les muscles du cou afin de dégager la trachée. Avec les gros ciseaux, enlevez ensuite le « dessus » (la partie ventrale) du thorax en coupant les côtes et les muscles qui s’y trouvent. Placez le dans la cuvette prévue pour les déchets.

Intestin grêle avec vaisseaux sanguins

Intestins

Estomac

Vessie

Foie


CSVT47


9. Dans le thorax ouvert, repérez le cœur, les poumons, la trachée (dans le haut du thorax).

Photos 13 et 14 : ensemble cœur poumons de lapin en place

(suivant le temps restant pour la suite )

10. Enlevez le coeur. Coupez les muscles du cou afin de dégagez la trachée vers le haut. Prélevez l’ensemble trachée poumons. Pour ceci, coupez la trachée aussi haut que possible puis avec une pince saisissez la trachée, tirez vers vous et coupez les attaches en laissant les poumons attachés à la trachée. Disposez le tout dans une 2ème cuvette fournie.

Photos 15 et 16 : appareil respiratoire du lapin après prélèvement

11. Rangez l’ensemble du matériel comme demandé.


CSVT47


FICHE ELEVE CORRIGÉE


Vascularisation de la peau du

lapin

Appareil digestif de lapin en

place dans l’abdomen


CSVT47


Vascularisation de l’intestin grêle de lapin

Vascularisation de la vessie de lapin


CSVT47


Appareil urinaire de lapin après prélèvement

Appareil urinaire de lapin en place

Coupe de rein de lapin


CSVT47


Diaphragme de lapin

Ensemble cœur-poumon de

lapin


CSVT47


Appareil respiratoire de lapin

après prélèvement

Détail d’un poumon de

lapin

Coupe transversale d’un

poumon de lapin

Pierron - SVT Fiche professeur- 5e

CSVT47


PISTES D’EVALUATION 1/pour la compétence « Suivre un protocole de dissection » (Réaliser)

ETAPES de la dissection

CRITERES DE REUSSITE RESULTATS BAREME

1 ET 2 Abdomen ouvert comme indiqué 3 3 ET 4 Vascularisation de l’intestin grêle bien mise

en évidence 3

5 ET 6 Appareil urinaire complet et bien dégagé 3 7 ET 8 Thorax ouvert comme demandé 3 9 ET 10 Appareil respiratoire prélevé entièrement 3 Dissection réalisée avec soin et dans le

respect des consignes de sécurité 3

Ensemble du matériel rangé comme demandé 2 TOTAL 20 2/pour la compétence « Recueillir des données numériques en réalisant des photographies » (B2i) CRITERES DE REUSSITE RESULTATS BAREME Réalisation de chaque prise de vue demandée

en double exemplaire (0,5 point par photo)

8

Netteté correcte pour au moins 1 photographie pour chaque élément à photographier (1 point pour chacun des 8 éléments à photographier)

8

Constitution d’un dossier numérique avec 1 photo sélectionnée et nommée pour chaque prise de vue

4

TOTAL 20

Activité TP 27 : Recueil de données (images numériques) à partir de la réalisation d’une dissection d’un lapin

csvt47- reccueil de données (images numériques) à partir

Documents