1. Situation de départ
· Emergence des conceptions
– Sous la forme d’un schéma avec légendes détaillées, expliquez où va et que devient une bouffée d’air lorsque vous l’avez inspirée.
- La respiration c’est… Terminez la phrase.
· Repérage des obstacles les plus prégnants
– L’air entre dans les poumons … puis ressort.
- Ce sont les poumons qui respirent.
2. Première situation-problème
· Objectif (niveau de formulation) :
Les poumons ne sont que des lieux d’échanges ; ce sont les organes qui respirent.
· Situation-problème proposée :
« Pour certains l’air entre… et ressort : alors il ne sert à rien !
Pour d’autres l’air entre seulement… mais que devient-il ensuite ?
Qu’en pensez-vous ? »
· Confrontation d’hypothèses
Comment faire pour savoir ?
- comparaison entre air inspiré et expiré (documents ou approche expérimentale) ;
- mise en évidence de ce qu’est l’air.
· Première rupture :
« L’air qui sort est différent de l’air qui entre ».
3. Nouvelle situation-problème
« Mais alors, où va le dioxygène qui ne ressort pas … et d’où vient le dioxyde de carbone qui est rejeté ? »
· Retour aux conceptions initiales :
– l’air va dans les poumons (pour la grande majorité des élèves) ;
- l’air va dans le sang (pour quelques autres).
· Proposition d’une expérimentation à concevoir et à réaliser…
à partir de l’analyse de l’expérience de Paul Bert (montage créant une rupture par rapport aux conceptions des élèves puisqu’il met en évidence qu’un muscle respire).
· Généralisation :
- autres exemples d’échanges respiratoires au niveau d’autres organes
- conclusion : tous les organes respirent.
· 2ème rupture :
« Ce sont les organes qui respirent ».
4. Nouveau problème
« Les organes respirent… mais ils n’ont aucun contact avec l’air !
Où les organes prennent-ils le dioxygène ? ».
· Emission d’hypothèses :
principale hypothèse : « Les organes prennent l’O2 dans le sang ».
· Mise à l’épreuve des hypothèses
à l’aide de documents proposés :
- vascularisation des organes,
- dosage du sang en O2 à l’entrée et à la sortie des organes…
5. Nouveau problème
« Le sang apporte continuellement l’O2 dont les organes ont besoin ; le sang doit donc être approvisionné très régulièrement…
Le CO2 ne s’accumule pas ; il est donc rejeté…
Mais comment ? »
· Réaction des élèves :
« Ca se passe au niveau des poumons… mais on ne sait pas comment ! »
· Hypothèses et vérifications :
(apport de documents).
· Synthèse générale :
- Texte et schéma élaborés en groupes puis critiqués et complétés.
- Validation avec des manuels scolaires. Intégration de compléments dans leur synthèse.
· Retour sur les productions initiales :
- analyse de ce que chacun savait, de ses erreurs, de ses obstacles ;
- correction des productions.
6. Prolongements possibles
- respiration des autres animaux,
- respiration végétale,
- conséquences de la pollution de l’air…
· Exemple de situation-problème :
« Un élève nous a dit :
« J’ai vu dans le livre que les plantes respirent. Pourtant elles n’ont pas de poumons ni d’appareil circulatoire ! Et une plante c’est pas un être vivant : ça ne peut pas bouger ! »
Qu’en pensez-vous ? ».
D’après : Gérard De Vecchi, Nicole Carmona-Magnaldi, Faire vivre de véritables situations-problèmes, Hachette Education, 2002.
Sujet mis au point dans les classes de Martine Muller, José Tangui, Yvette Calistre (académie de Créteil).