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La circulation du sang à sens unique dans le coeur
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Niveau et partie de programme : Classe de seconde – Partie du programme «L'organisme en fonctionnement». Couplage entre l'activité cardio-respiratoire et l'apport de dioxygène aux muscles : « La circulation du sang au sein des cavités cardiaques se fait dans un seul sens. »
| Modalité de la différenciation | Capacité(s) sur laquelle (lesquelles) on différencie le travail |
Organisation du travail dans la classe
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En apportant des aides
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Concevoir le principe d'un protocole
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Individuel ou en binôme suivant disponibilité du matériel. Tout le monde fait la même chose en même temps.
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Pré requis :
Au collège l'anatomie cardiaque a été vue ainsi que la circulation sanguine générale (4 cavités, cœur cloisonné, double circulation).
Titre de l'activité : Montrer que le sang circule à sens unique dans le cœur grâce à la conception et à la réalisation d'une manipulation.
Organisation du travail dans la classe pour permettre la différenciation:
Tous les élèves disposent du même matériel.
Les élèves travaillent d'abord seul pour concevoir le protocole, ils ont tous le même support (un cœur et l'annexe 1). Les élèves proposant un protocole validé par le professeur réalisent la manipulation en binôme en allant chercher le matériel présent au fond de la classe.
Les élèves qui ne réussissent pas à élaborer le protocole obtiennent une aide à la résolution en deux étapes:
- 1ère étape : on leur indique le matériel à utiliser
- 2ème étape en cas de blocage : on leur fournit une phrase permettant de les « mettre sur la voie ».
Enfin, s'ils n'ont toujours pas réussi, ils reçoivent une aide technique : le protocole détaillé.
Connaissances :
Dans le cœur, le sang circule à sens unique uniquement des oreillettes vers les ventricules et des ventricules vers les artères.
Capacités :
- Concevoir le principe du protocole
- Manipuler selon un protocole
- Exploiter les résultats pour valider ou invalider une hypothèse
Durée de l'activité : 35 min
Supports d'activité :
Un schéma d'une coupe sagittale du cœur, vue ventrale (annexe 1) ainsi que le matériel nécessaire pour la réalisation des manipulations :
- un cœur de porc intact dans une cuvette par binôme
- une seringue
- du liquide coloré
- des élastiques pour ligaturer
Documents d'aide :
1er niveau d'aide : la liste du matériel.
2ème niveau d'aide : « Pour mettre en évidence la circulation à sens unique dans le cœur, on peut injecter du liquide à deux endroits différents et observer si le liquide coloré sort ou non. »
3ème niveau d'aide : Un protocole détaillé pour réaliser la manipulation :
- injecter du liquide dans les veines du cœur gauche et observer si le sang ressort et si oui : par où ?
- injecter du liquide dans les artères du cœur gauche et observer si le sang ressort et si oui : par où ?
- injecter du liquide dans les veines du cœur droit et observer si le sang ressort et si oui : par où ?
- injecter du liquide dans l'artère du cœur droit et observer si le sang ressort et si oui : par où ?
- en déduire le sens de circulation du sang dans le cœur.
Déroulement :
1- Motivation :
Durée : 5 min
Les notions vues au collège sont brièvement rappelées à partir d'images fixes et animées : si le sang circule à sens unique dans le corps c'est peut-être aussi le cas dans le cœur.
Comment vérifier cette hypothèse ?
2- Travail individuel en autonomie pour concevoir le protocole.
Durée : 10min
Consigne pour les élèves :
Concevoir un protocole à présenter sous forme d'un court texte ou d'un schéma qui permette de vérifier l'hypothèse émise.
Les aides sont données en fonction des besoins des élèves.
3- Travailler en binôme pour réaliser la manipulation
Durée : 10 min
Consigne pour les élèves : Réaliser la manipulation en suivant les étapes du protocole.
4- Mise en commun
Durée : 10 min
Un élève parmi ceux qui ont réussi seuls la conception du protocole explique sous vidéo caméra comment il est possible de montrer que le sang circule à sens unique dans le cœur.
Au cours d'un effort, le débit sanguin au niveau des muscles augmente et diminue au niveau des organes «non prioritaires» (comme l'intestin).
Cette modification des débits sanguins résulte de la disposition en parallèle de la circulation générale associée à une vasoconstriction variable.
L'augmentation du débit sanguin parvenant aux muscles lors de l'effort permet de leur apporter plus de dioxygène.
Réponse attendue : « On a injecté un liquide dans les différents vaisseaux du cœur, cela nous a permis d'observer le sens de circulation du sang dans le cœur. Le liquide passe dans un sens mais pas dans l'autre cela montre bien la circulation à sens unique dans le cœur. »
On généralise alors tous ensemble :
Phrase : « Dans le cœur, le sang arrivant par les veines circule des oreillettes vers les ventricules et des ventricules vers les artères. »
+ Schéma du cœur (annexe 1) complété par des flèches afin de le rendre fonctionnel (annexe 2)
Évaluation possible :
| capacités | critères | indicateurs |
| Concevoir le principe du protocole |
- Choix de la procédure, - Utilisation raisonné(e) du matériel
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Manipuler selon un protocole
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- Respect des différentes étapes du protocole : - Organisation et gestion de la paillasse. - Rangement du matériel
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Exploiter les résultats pour valider ou invalider une hypothèse |
- Cohérence de la confrontation entre les observations et l'hypothèse |
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