Activités

 

L'activité des muscles antagonistes 

 

 

Niveau de classe et partie du programme: 1ère S Les propriétés intégratrices des centres nerveux et le fonctionnement des neurones.

Modalité de la différenciation Capacité(s) sur laquelle (lesquelles) on différencie le travail

 

Organisation du travail dans la classe

 

En apportant des aides

 

Concevoir le principe du protocole

Utiliser des techniques de mesure par ExAO

Présenter et traiter des données sous forme d'un graphique

 

Individuel puis par groupes pour la manipulation.

Tout le monde fait la même chose en même temps

 

Pré requis : 5ème/3ème le rôle des muscles dans les mouvements, rôle du système nerveux dans la commande musculaire.

Les élèves ont  déjà utilisé le dispositif d'enregistrement ExAO auparavant lors de la mise en évidence du réflexe myotatique : ils connaissent ce matériel.

Mettre en évidence l'activité des muscles antagonistes lors du mouvement de flexion extension du pied grâce à un dispositif ExAO.

Organisation du travail dans la classe pour permettre la différenciation:

Tous les élèves disposent du même matériel.

Les élèves travaillent d'abord individuellement pour élaborer un protocole d'ExAO. Une aide à la résolution de l'élaboration du protocole est disponible pour les élèves qui en ont besoin.

Ensuite, le travail de manipulation du matériel ExAO se fait par groupes. C'est le nombre de postes disponibles dans la salle qui détermine le nombre de groupes et le nombre d'élèves dans chacun. Une aide technique est fournie si besoin.

Enfin, une phase d'exploitation d'un graphique est prévue en travail individuel, avec une éventuelle aide à la résolution.

Connaissances :  

Au niveau des articulations on trouve des couples de muscles qui ont une activité coordonnée et alternée: on les appelle des muscles antagonistes.

      Capacités :

  • Concevoir le principe du protocole
  • Utiliser des techniques de mesures d'EXAO
  • Présenter et traiter les données sous forme d'un graphique

Durée de l'activité : 1 heure

Supports d'activité :

Postes ExAO avec l'ensemble du matériel utile. Fiche technique d'utilisation du matériel et du logiciel (brochure du fournisseur, ou sur l'écran).

Documents d'aide :

Déroulement :  

Les élèves constatent au préalable par des mouvements simples du pied que deux muscles sont responsables de ces mouvements : le muscle fléchisseur du pied et le muscle extenseur.

Concevoir le protocole

Travail individuel puis mise en commun

20 minutes

 

 

Concevoir un protocole utilisant l'ExAO pour mettre en évidence l'activité des muscles fléchisseur et extenseur  de la jambe lors de la flexion et extension du pied.

Étape 1 : Chaque élève recherche d'abord seul un protocole de manipulation à partir du matériel fourni et de la fiche technique.  Il rédige ce protocole court sur son cahier.

Étape 2 : chaque élève confronte sa proposition de protocole à celle des autres membres de son groupe.

Étape 3 : au sein du groupe on se met d'accord sur un protocole « définitif » que le professeur valide.

 Pour les élèves qui en ont besoin, on propose l'aide écrite ou orale (annexe 1).

Certains, même avec l'aide de l'annexe 1, n'y parviennent pas. Le professeur les regroupe sur le(s) même(s) poste(s) de travail et leur fournit un protocole de manipulation détaillé (annexe 2)

Pour ceux qui ont des problèmes pour exploiter le graphe, on leur fournit une aide à son exploitation (annexe 3).

 

 

Réaliser la manipulation

Travail par groupe

20 minutes

 

Un élève volontaire sert de « cobaye », les autres élèves se répartissent le travail pour réaliser l'enregistrement.

Le graphique obtenu est imprimé.

 

  Exploiter le graphique obtenu

20 minutes

 

Exploiter vos résultats afin de caractériser l'activité des muscles de la jambe lors des flexions - extensions du pied.

Nommer un rapporteur qui  sera capable de présenter à la classe l'analyse de l'enregistrement obtenu.

 

Réponses attendues : 

- Ce graphique représente les variations de la tension électrique des muscles de la jambe en fonction du temps pendant la réalisation d'une série d'extension- flexion du pied. 

- Pour un muscle la tension varie avec des pics importants suivis de périodes où la tension est plus faible (valeurs chiffrées à donner). Ces variations se répètent au cours du temps. Pour l'autre muscle on constate les mêmes variations, mais elles se font à des temps différents. 

- Le cobaye a alterné des séries d'extensions et de flexions du pied. 

- On constate que les pics de la tension électrique des muscles se font de façon alternée ; la tension traduit l'état de contraction ou de relâchement du muscle. Quand un muscle a une variation de tension, il est en contraction et quand la tension est faible, le muscle est relâché. On constate donc que quand le muscle fléchisseur du pied est contracté, le muscle extenseur est relâché, et vice versa. Ils ont une activité opposée ou antagoniste.

Évaluation :

Capacités  Critères Indicateurs
Concevoir le  principe du protocole 

-Choix de la procédure,

- Identification des facteurs.

- Utilisation raisonné(e) du matériel

 

-Réalisation des enregistrements de l'activité de chacun des deux muscles antagonistes. 

-Réalisation des types de mouvements permettant de mettre en évidence l'activité antagoniste. 

-Prévoir l'utilisation d'un matériel adapté.

 
Utiliser des techniques de mesure par ExAO.

- Respect des conditions d'utilisation du dispositif de mesure.
- Rangement du matériel.

 

- Toutes les étapes du protocole ont été réalisées correctement et dans le bon ordre.

- Le poste de travail est remis dans l'état initial. 

 

Utiliser des modes de représentation des sciences expérimentales.

Présenter et traiter les données sous forme d'un graphique

 

-Exactitude et complétude des informations représentées

 

 

-Rédaction d'un titre en cohérence avec la relation exprimée par le graphique.

-Exactitude de la légende : annotation correcte de chaque courbe (contraction et extension sont repérées sur le graphique)