Notre corps en mouvement

Objectifs méthodologique :
- Apprendre à exprimer des sensations par le dessin.
- Clarifier sa pensée, structurer ses idées et les traduire sous forme de schéma pour être capable de les communiquer aux autres.

Objectifs d'attitude :
- Mettre en oeuvre son imagination
- Savoir s'exposer à la critique

Durée : 45 minutes environ

Déroulement

Situation de départ : A la suite d'une séance de danse le maître demande aux élèves de se représenter en train de danser.

Mise en commun :
On compare les dessins et on cherche ceux qui expriment le mieux les mouvements. Les réponses des élèves sont retranscrites au tableau. On en conclut, après vérification avec quelques élèves qui refont des mouvements devant toute la classe, que c'est lorsque les membres sont pliés que l'on perçoit le mieux les mouvements.

Présentation du carnet de bord :
"Ce carnet va vous permettre de prendre des notes : tout ce que vous pensez sur les mouvements, ce que vous découvrez peut y être marqué. Vous pouvez faire des dessins. Vous pouvez emporter le carnet à la maison."

Diagnostic des connaissances individuelles :
Le maître demande alors aux enfants d'expliquer par écrit ce qui permet à notre corps de faire des mouvements et leur propose de dessiner ce qu'il se passe alors dans leur bras. Il recueille les écrits des élèves qu'il se donne le temps d'analyser.

Objectifs notionnels :
- Distinguer les parties du corps qui bougent (les membres ou segments de membres, les yeux, la bouche, ) des organes qui permettent d'effectuer les mouvements (articulation, muscles, cerveau).

Objectifs méthodologiques :
- Savoir se centrer sur une question scientifique.
- Classer ses idées, catégoriser, reformuler des questions.
- Formuler des hypothèses.
- Argumenter.

Objectifs d'attitude :
- Apprendre à douter de ses propres idées, de celles des autres.
- Faire preuve de curiosité.

Durée : 45 minutes environ

Déroulement

Remarque :
Avant la deuxième séance, le maître a retranscrit sur une affiche la liste des organes ou parties du corps citées par les élèves dans leurs réponses à la question " qu'est-ce qui nous permet de faire des mouvements ? ". Il a également sélectionné cinq dessins délève (présentant lintérieur du bras) parmi les plus représentatifs de l'ensemble des conceptions initiales.

Mise en commun :
Après avoir rapidement fait rappeler aux élèves les tâches de la séance précédente, le maître affiche la liste des organes cités par les élèves dans leurs écrits et leur demande de classer ces réponses. Ce classement collectif amène les élèves à distinguer :
- Les parties du corps qui bougent (membres ou segments, yeux, bouche)
- Les endroits où ça bouge et qu'ils connaissent sous le terme d'articulation sans en connaître parfaitement le sens ; les élèves sont d'accord pour dire que certaines parties du corps peuvent se plier, ou tourner à l'endroit des articulations (notions abordées en cycle II).
- Ce qui fait bouger (peut-être les os, ou les muscles ou le cerveau)

Travail en groupe
Le maître distribue les cinq dessins (numérotés de A à E) sélectionnés parmi les dessins individuels et demande aux élèves de les comparer et de dire s'ils sont d'accord ou pas en expliquant pourquoi. Les réponses devront être retranscrites sur une affiche de groupe.

Exemple de réponses d'un groupe :
B : il y a plus d'os que A,C,D,E
C : ce n'est pas possible qu'un os se plie entièrement et la veine n'est pas dans l'os
D : il est clair avec la légende
A : les os sont attachés
E : l'os de l'avant-bras n'est pas tordu

Mise en commun :
Les cinq dessins, utilisés en groupes et agrandis, ainsi que les écrits qui viennent d'être produits sont affichés au tableau. Les élèves lisent successivement les affiches des groupes et on discute des idées exprimées mais aussi des formulations. Le maître saisit l'occasion pour amener les élèves à faire la différence entre un constat (on a seulement décrit ce que l'on a vu) et une opinion (on est d'accord ou pas). Il incite les élèves à argumenter lorsqu'ils émettent une opinion. Ainsi, le maître fait reformuler certaines phrases et les réécrit sur les affiches

Objectifs notionnels :
- Relation entre la localisation des os et les articulations.
- Types de relation entre les os.

Objectifs méthodologiques :
- Construire ou reformuler des questions.
- Formuler des hypothèses.
- Savoir représenter ce que l'on observe.

Objectifs d'attitude :
- Apprendre à douter.
- Faire preuve d'imagination.

Durée : 45 minutes environ

Déroulement

Rappel de la séance précédente et formulation collective des questions et hypothèses :
Après avoir réaffiché les dessins et écrits en groupe de la séance précédente, le maître invite les élèves à relire les affiches.

Le maître invite les élèves à formuler clairement ce que l'on croit savoir et les questions que l'on se pose. Un certain nombre de controverses sont engagées au sujet de la dureté des os, de la façon dont ils sont solidaires, de la nature et du rôle des muscles.
Le maître écrit sur une affiche sous la dictée des élèves :

Ce que nous croyons vrai, aujourd'hui (date) concernant les mouvements corporels :	Les questions que nous nous posons pour mieux comprendre comment notre corps effectue des mouvements :
Les os doivent être attachés Il y a un os dans l'avant-bras et un os dans le bras. Il y a une articulation entre les deux. Les os sont durs et cassants, ils ne pourraient pas se plier. Les os servent à faire des mouvements. Les os sont droits mais peut-être pas tous. Il n'y a pas d'espace entre les os (au niveau des articulations)	Les os sont-ils collés entre eux, ou attachés, ou soudés ou emboîtés ? Est-ce que les os grandissent ? Y a-t-il beaucoup de muscles ? Y en a-t-il partout ? Comment les muscles grandissent-ils ? Quest-ce quun muscle ? A quoi sert-il ? Comment fonctionnent les muscles ?

Remarque :
Ces listes montrent bien qu'il reste des questions parasites (b et d) dont les élèves ne sont pas capables de relativiser l'importance par rapport au problème posé par le maître, le travail de problématisation n'est sans doute pas fait chez tous.

Le maître demande " comment savoir qui a raison ? ".
Les élèves proposent de regarder dans des livres, sur des radio, sur Internet, Encarta, de demander à quelqu'un qui sait (médecin par exemple), voir un squelette mais ça leur paraît difficile.

Le maître ayant l'opportunité de se procurer un squelette à l'IUFM, cette solution est retenue en premier.

Objectifs notionnels :
- Connaître les principales composantes du squelette.
- Mettre en relation les os et les articulations.
- Mettre en relation les segments et les os.

Objectifs méthodologiques :
- Savoir observer le réel et le confronter à des questions et des hypothèses.
- Savoir schématiser.
- Savoir mettre en relation le réel, l'image et le lexique.
- Savoir structurer ses connaissances

Objectifs d'attitude
- Faire preuve de curiosité et de créativité.

Durée : 45 minutes environ.

Déroulement

Rappel de la séance précédente :
Le maître fait rappeler le problème sur lequel on est en train de travailler puis il fait relire l'affiche qui a été élaborée lors de la séance précédente (tableau séance 3). Les élèves rappellent qu'on doit observer un squelette.

Remarque :
Signalons que depuis la mise en place de l'opération " La main à la pâte ", certains fournisseurs commercialisent des modèles réduits de squelette (Jeulin par exemple). A défaut de squelette, il est conseillé d'utiliser des photographies de squelette avant d'analyser des radiographies, opération qui nécessite déjà des connaissances et que l'on peut envisager ensuite comme exercice de réinvestissement.

Observation du squelette :
Les élèves observent le squelette en cherchant à répondre aux questions posées à la séance précédente. Chaque élève dessine le squelette sur son carnet de bord et écrit ce qu'il pense avoir compris.

Discussion :
Au cours de la discussion le maître introduit les noms des principaux os : crâne, mâchoire, vertèbres, côtes, humérus, radius, cubitus, fémur, tibia, péroné, rotule, os des doigts et os des orteils.
Les élèves formulent avec son aide ce qu'ils ont appris et les nouvelles questions qu'ils se posent.
Une nouvelle controverse s'engage notamment au sujet des relations entre les os au niveau des articulations. En effet sur le squelette, les os sont attachés entre eux par des vis et écrous, les élèves se doutent bien qu'il n'en est pas ainsi en réalité.
Ils ne sont pas tous d'accord que les os du crâne sont toujours durs, en raison de ce q'uils ont entendu dire à propos des bébés.

Le maître écrit sous la dictée des enfants :

Remarquons ici qu'il ne suffit pas d'observer le réel pour modifier ses conceptions et qu'une observation investigatrice débouche sur des réponses mais aussi sur de nouvelles questions.

Le maître décide, avec les élèves qu'il faudra poursuivre les investigations.

Des radios seront utilisées pour voir l'emboîtement des os. On recherchera dans les encyclopédies des réponses aux autres questions sur les os.

Trace écrite définitive :
Le maître distribue à chacun un schéma de squelette sur lesquelles élèves placent les légendes en utilisant une liste de mots écrits au tableau : ils doivent écrire les noms des os et des articulations sur la partie gauche et les noms des parties du corps sur la partie droite.

Remarque :
Les enfants citent souvent indistinctement le tibia à la place de la jambe et inversement.

Cette trace écrite est la manifestation de connaissances qu'on a abordé en cours de route mais elle n'est pas nécessairement une réponse à une question-problème. Les réponses pourront être formulées lorsque l'on aura fait toutes les vérifications nécessaires et que l'on aura trouvé tous les éléments de réponses aux questions intermédiaires que l'on s'est posées ; il faudra alors faire un travail de synthèse.

Objectifs notionnels :
- Comprendre comment les os sont reliés entre eux.
- Identifier clairement les muscles.
- Comprendre comment les muscles sont liés aux os et comment ils peuvent actionner les os.

Objectifs méthodologiques :
- Savoir observer, manipuler le réel et le confronter aux questions, aux hypothèses voire à des conceptions non encore exprimées.
- Savoir construire un modèle explicatif (maquette, schéma).
- Savoir transcrire des éléments pertinents du réel.
- Savoir expliquer une action ou un phénomène.

Objectifs d'attitude :
- Faire preuve de curiosité, de créativité.
- S'intégrer dans un groupe en échangeant des idées, en se répartissant les tâches.

Déroulement

Rappel des questions non résolues :

A l'aide des affiches produites lors des dernières séances, le maître fait rappeler les questions posées et les réponses déjà obtenues. On convient qu'il reste à comprendre comment les os sont liés entre eux et qu'est-ce qui fait bouger les différentes parties de notre corps. Les élèves proposent de disséquer un animal et de faire des expériences (ils ne savent pas trop lesquelles).

Le maître propose alors de disséquer des cuisses de Grenouilles et de construire des maquettes pour essayer de comprendre comment les os peuvent être reliés et actionnés.

La classe est partagée en deux groupes :

- une demi-classe divisée en groupes va travailler sur des moitiés postérieures de grenouilles (une des cuisses a été décharnée ; on n'a laissé que les deux os reliés entre eux par les ligaments). Les enfants ont quelques outils (pinces et loupes) à leur disposition.
Mot de La main à la pâte : on peut aussi utiliser ici des cuisses de poulet ou de lapin. La dissection renforce le travail d'observation sur son propre corps ou celui du voisin en permettant l'analogie avec les membres disséqués.

- l'autre demi-classe divisée en groupes doit essayer de reconstruire un bras (avant-bras et bras) et de le faire fonctionner. Les élèves ont toutes sortes de matériels à leur disposition (baguettes de bois, pièces de mécano, ruban adhésif, élastiques, ficelles, pâte à modeler, trombones )
Chaque groupe, quel que soit le type d'activité, doit représenter ce qu'il a observé ou ce qu'il a construit et expliquer ce qu'il a compris.

Mise en commun :

Chaque groupe vient expliquer ce qu'il a fait et compris en s'appuyant sur les dessins et écrits réalisés. Une confrontation des différentes réponses est engagée.

Suite à ces activités, un premier bilan est élaboré et affiché dans la classe.:
- les os sont emboîtés et reliés entre eux par des espèces de ficelles mais un peu élastiques (observé sur les pattes de Grenouilles)
- on peut les attacher avec des bandes longitudinales de ruban adhésif (genre chatterton), il n'y a pas besoin de vis
- les muscles , c'est la chair (patte de grenouille)
- les muscles sont fixés sur les os
- quand on tire sur un muscle on peut actionner un os sur lequel il est fixé

Remarque :
Les pattes de grenouille, malgré l'inconvénient de leur petite taille et leurs différences avec les membres de mammifères, présentent certains avantages : il est facile de se procurer des patte surgelées en sachet. C'est plus économique. Ainsi chaque élève peut faire sa propre dissection (celle-ci est assez simple. On voit bien l'action des muscles antagonistes. Il sera ensuite nécessaire de comparer avec le corps humain. Cela peut aussi faciliter la généralisation, étape importante de la conceptualisation.
Notons que les groupes qui ont construit des maquettes nont réussi qu'à reproduire les articulations mais pas à modéliser les muscles.

Recherche documentaire en groupes :

La classe décide de regarder dans des manuels de cycle III pour compléter les informations et vérifier que l'on ne s'est pas trompé (Deux manuels différents par groupe de 4).

A l'issue du travail de groupe chaque élève écrit sur son carnet ce qu'il a compris.

Mise en commun :
Le maître écrit au tableau ce que disent les enfants en aidant éventuellement à reformuler :
- les ligaments un peu élastiques tiennent les os solidement
- les muscles en se contractant font bouger les os
- les muscles en se contractant se raccourcissent et gonflent, ils deviennent durs.

Ceci ne signifie pas qu'ils ont compris le fonctionnement des muscles. Mais ils semblent avoir compris que les muscles sont les moteurs du mouvement.

Cette activité s'est en fait déroulée dans le cadre des activités de Français. Les élèves sont repartis de leurs questions-problèmes et ont construit une explication en faisant la synthèse de tous les éléments de réponses obtenus lors des activités de résolution de problème en Biologie.

Texte définitif

Notre squelette est constitué de 206 os. Ils sont durs et cassants. C'est au niveau des articulations que les os peuvent se déplacer les uns par rapport aux autres. Ainsi, on peut effectuer des mouvements.

Les os sont emboîtés et maintenus l'un face à l'autre par des ligaments.

Pour protéger la tête des os au niveau des articulations, ils sont recouverts de cartilage.

Ce sont les muscles qui permettent le déplacement des os l'un par rapport à l'autre. Les muscles se terminent par des tendons qui sont attachés aux os.

Quand un muscle se contracte, il se gonfle et se raccourcit en même temps, alors il tire sur l'os qui se déplace.

Remarque :

Le maître peut demander de construire entièrement le texte explicatif définitif ou bien peut proposer des textes à trous avec plusieurs niveaux de difficultés possibles, cela permet de différencier les tâches et de les adapter aux niveaux respectifs des élèves.

Variantes possibles, selon le niveau des élèves

L'expérience relatée a été réalisée dans une classe de CE2, mais lorsque les élèves sont plus expérimentés, on peut les amener à repérer les points de fixation des muscles et à comprendre les relations entre leur localisation et leur rôle dans le déplacement des os. Cela peut passer par l'émergence des conceptions des élèves à qui on va proposer de localiser les muscles sur un schéma et/ou sur une maquette en choisissant un matériau qui représentera les muscles (les os sont déjà assemblés ou schématisés) ; on amènera ainsi les élèves à comprendre que les tendons ne peuvent pas être fixés n'importe où.

Pour aider les élèves à comprendre que c'est en se raccourcissant que les muscles tirent sur les os, une jeune Professeur d'Ecole stagiaire a proposé aux élèves une maquette qu'elle avait fabriquée elle-même et leur a demandé d'expliquer ce qui se passait lorsqu'elle la manipulait. Cette maquette était réalisée en carton fort , les os étaient reliés par des attaches parisiennes (mais les élèves savaient que ce n'était qu'un artifice) et les muscles étaient matérialisés par des ficelles autour desquelles ils étaient modelés en pâte à modeler ; ces muscles étaient fixés sur les os avec de la pâte à fixer les documents sur les murs ou au tableau. Ainsi lorsqu'ils raccourcissaient un muscle tout en maintenant un des os, les élèves voyaient qu'il devenait plus gros et qu'il tirait alors sur l'os laissé libre. Ils ont également pu approcher la notion de muscles antagonistes.
Une autre stagiaire a proposé l'équivalent avec des os matérialisé à l'aide de baguettes de bois reliées par des systèmes de tenon et mortaise.