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Fabrication d’un poumon modèle

Grades: 2-5
Auteur: Diane Zak
Source: Fabrication d’un poumon modèle, Le poumon modèle

Résumé

Dans la leçon « Le Poumon Modèle », les étudiants construiront un modèle simple du poumon humain et utiliseront ce modèle pour identifier la structure et la fonction de le poumon. Dans le prolongement de la leçon, les élèves modéliseront et rechercheront les dysfonctionnements du système respiratoire dus à une maladie ou une maladie.

Objectifs

Que doivent savoir les élèves à la suite de cette leçon?

• Les élèves doivent être en mesure d’expliquer les parties du corps impliquées dans le processus de respiration.
• Les étudiants devraient être en mesure d’expliquer la structure et la fonction des poumons.

Que devraient pouvoir faire les élèves à la suite de cette leçon ?

• Les élèves doivent être capables de créer, d’interpréter et d’expliquer un modèle.

Matériaux

Il y a une préparation préalable pour cette leçon – veuillez consulter les procédures.

(par personne)

• 1 Bouteille d’eau / pop en plastique transparent (20 oz. (environ 7 x 7 pouces carrés)
• 1 Petit ballon
• 1 Élastique
• Ciseaux
• Ruban de masquage
• Livres de référence avec diagrammes pulmonaires

À l’usage de l’enseignant uniquement: Couteau artisanal

Procédures

Engagement

Avance Préparation:

Recueillir les bouteilles en plastique. Coupez une petite fente de démarrage dans la bouteille juste après la partie inférieure de la bouteille qui se gonfle, parallèlement au fond.

Pré-évaluation :

1. Demandez aux élèves de placer leurs mains des deux côtés de leur cage thoracique. Demandez-leur de prendre plusieurs respirations profondes. Demandez-leur de décrire ce qu’ils ont ressenti lorsqu’ils ont respiré et expiré. (Ils devraient sentir leur cage thoracique monter et se dilater pendant qu’ils respirent, puis descendre et revenir à sa taille d’origine lorsqu’ils expirent.)
2. Faites une pré-évaluation de la compréhension par les élèves de la structure et de la fonction des poumons.
   1. Pouvez-vous expliquer à quoi ressemblent les poumons? (Les poumons sont deux sacs spongieux)
      
   2. Quelle est la taille des poumons? (À propos de la taille des ballons de football)
   3. Où se trouvent les poumons? (Entre les côtes; dans la cavité thoracique)
   4. Lorsque vous avez pris plusieurs respirations profondes, les poumons sont devenus plus gros puis plus petits. Expliquez comment cela se produit. Réponse possible des étudiants: Lorsque vous respirez, les poumons sont remplis d’air et grossissent; lorsque vous expirez, l’air quitte les poumons, ce qui les réduit. (Les poumons ne contiennent pas de muscles et sont incapables de se dilater et de se contracter par eux-mêmes. Le diaphragme, qui forme le plancher de la cavité thoracique, est un groupe de muscles qui contrôlent la taille des poumons. Lorsque vous inspirez, le diaphragme se contracte et tombe. Cela abaisse la pression de l’air dans la cavité thoracique, ce qui fait que l’air pénètre dans les poumons et les dilate. Lorsque le diaphragme monte, la pression de l’air augmente et provoque la contraction des poumons, forçant l’air de dioxyde de carbone à sortir des poumons.)
   5. Quel est le but des poumons? Réponse possible: pour vous aider à respirer; lorsque vous respirez dans les poumons, prenez de l’oxygène; lorsque vous expirez, les poumons se débarrassent du dioxyde de carbone.

Évaluation: Surveillez les réponses des étudiants à vos questions pour évaluer leurs idées préliminaires sur la structure et la fonction des poumons. Ne corrigez pas les réponses des élèves à ce stade de la leçon – une fois que les élèves auront manipulé le modèle et que la discussion en classe suivra, vous aurez l’occasion de cette discussion.

Exploration

Procédure:

1. Utilisez des ciseaux. Commencez par la fente et coupez le fond de la bouteille.
2. Poussez l’extrémité du petit ballon par l’embouchure de la bouteille.
3. Étirez l’embouchure du ballon sur l’embouchure de la bouteille.
4. Placez la bouche du gros ballon sur le fond, extrémité ouverte de la bouteille. Collez-le solidement sur la bouteille.

Option: Au lieu d’utiliser le gros ballon, utilisez un morceau de plastique. Pliez le carré en plastique deux fois. Prenez le coin plié, tournez-le et, à l’aide de ruban adhésif, collez environ 1 pouce de celui-ci pour servir de poignée. À l’aide d’un élastique ou d’un ruban adhésif, fixez fermement la « poignée » en plastique au fond de la bouteille. Le plastique ou le ballon doit s’adapter librement.

Utilisez la Première partie de la feuille de calcul:

1. Tenez la bouteille et poussez et tirez sur la poignée. Regardez le petit ballon à l’intérieur de la bouteille. Qu’observez-vous ?
2. Tout en déplaçant la poignée vers l’intérieur et l’extérieur, maintenez l’ouverture de la bouteille près de votre visage. Que ressentez-vous?
3. Décrivez ce qui arrive au ballon, à l’intérieur de la bouteille, lorsque vous déplacez la poignée vers l’intérieur et vers l’extérieur. Expliquez vos observations.

Évaluation: Surveillez le travail des élèves pour vérifier qu’ils exécutent les procédures avec soin, qu’ils font des observations et qu’ils enregistrent les données avec précision. Redirigez leur attention vers la tâche, au besoin. Assurez-vous que les élèves utilisent des pratiques sécuritaires lorsqu’ils mènent l’activité. Répondez aux questions des élèves concernant les procédures.

Explication

L’enseignant affiche un diagramme / modèle du poumon; les élèves trouvent un diagramme /modèle sur Internet ou à l’aide d’ouvrages de référence et/ ou d’affiches, comparent leur modèle du poumon au poumon humain.

Utilisez la deuxième partie de la feuille de calcul:

Quelles parties du poumon modèle représentent les poumons, la cavité thoracique, la cage thoracique et le diaphragme? (Le petit ballon à l’intérieur de la bouteille représente le poumon. La bouteille représente la cavité thoracique et la cage thoracique. La poignée en plastique / ballon représente le diaphragme.)

Assurez-vous d’expliquer aux élèves que les poumons sont constitués de minuscules sacs d’air qui fonctionnent dans la respiration – le modèle de ballon ne peut pas montrer la structure de ces parties des poumons, mais montre principalement la fonction du diaphragme dans le processus de respiration.

Évaluation: Écoutez les récits des élèves sur leurs résultats pour juger si leurs rapports sont étayés par les résultats que vous avez observés au cours des expériences. Vérifier les connaissances des élèves sur la structure des poumons en posant des questions. Expliquez comment fonctionne le poumon humain en utilisant le modèle pour démontrer la structure des poumons et le processus de respiration étape par étape. Surveillez les réponses des élèves aux questions posées dans la discussion sur la structure des poumons, pour l’exhaustivité et l’exactitude.

1. Expliquez ce qui arrive à votre cage thoracique lorsque vous inspirez et expirez. (Dilater et compresser)
2. Où se trouvent les poumons? (Cavité thoracique / cage thoracique)
3. Pourquoi avons-nous des poumons? (respirer, prendre de l’oxygène, se débarrasser du dioxyde de carbone)

Élaboration

Utilisez la troisième partie de la feuille de travail:

Un rhume et certaines maladies respiratoires provoquent parfois la formation de mucus supplémentaire dans les poumons. Pour explorer l’effet de ce mucus supplémentaire sur les poumons, ajoutez une cuillerée d’eau au petit ballon à l’intérieur de la bouteille. Poussez et tirez sur la poignée et observez ce qui se passe.

Comment le « mucus » supplémentaire affecte-t-il la quantité d’air pouvant être inhalée?

Comment l’eau ajoutée a-t-elle affecté la capacité des poumons à fonctionner correctement?

* Les étudiants plus âgés peuvent rechercher plusieurs maladies respiratoires telles que la bronchite, l’asthme et l’emphysème. Quelle est leur cause et comment affectent-ils les poumons et la respiration?

Littérature:

• Les Poumons de Susan H. Gray (2006) Publié par Le Monde de l’enfant Minnesota
• Kaléidoscope Les poumons de Suzanne LeVert (2002) Publié par Benchmark Books / Marshall Cavendish Corp. New York

Évaluation: Posez des questions pour que les élèves comprennent comment les poumons peuvent être affectés lorsqu’une personne a un rhume ou une maladie respiratoire.

1. Combien d’entre vous ont eu un rhume ou une bronchite ?
2. Comment se sentait votre poitrine lorsque vous avez eu la maladie?
3. Comment votre respiration a-t-elle été affectée?
4. Expliquez pourquoi vous vous êtes senti plus fatigué?
5. Quelles précautions pouvez-vous prendre pour éviter d’avoir un rhume?

Prérequis

Les étudiants qui ont acquis des habiletés motrices auront besoin d’aide pour compléter les procédures.

Meilleures pratiques d’enseignement

• Enquête
• Enseignement pratique
• Questionnement

Alignement sur les normes

Normes NGSS:

• 4-LS1-1 Construire un argument selon lequel les plantes et les animaux ont des structures internes et externes qui soutiennent la survie, la croissance, le comportement et la reproduction.

Normes nationales:

• Norme de contenu A:K-4 Concepts et processus unifiants

Normes de l’Ohio:

• Enquête scientifique

Connaissance du contenu

1. La fonction des côtes est de maintenir les poumons dans une boîte fermée, rigide et solide.
2. Les poumons n’ont pas de muscles, ils ne peuvent donc pas bouger eux-mêmes. Le changement de la pression de l’air à l’extérieur des poumons est la seule force qui les déplace.
3. Au bas de la cage thoracique se trouve le diaphragme, un muscle solide.
4. Sous le diaphragme se trouve votre abdomen, qui retient votre estomac, votre foie, votre vessie et vos intestins.
5. Le diaphragme est comme la « poignée » qui pousse vers le haut ou tire vers le bas. Vous poussez votre diaphragme lorsque vous aspirez votre estomac. Cela comprime vos poumons, vous obligeant à expirer, car il y a moins d’espace dans la cage thoracique. (Si la cage thoracique n’était pas rigide, les poumons ne seraient pas pressés.)
6. En tirant le diaphragme vers le bas, les poumons gonflent car il y a plus de place à l’intérieur de la cage thoracique.
7. Une machine respiratoire modifie la pression de l’air à l’extérieur des poumons, ce qui fait que l’air entre et sort.

Sécurité

Rappeler aux élèves d’utiliser le matériel aux fins prévues.

Tenez toujours la pointe des ciseaux lorsque vous les remettez à quelqu’un.

Il n’y a pas de jeu de chevaux dans le laboratoire scientifique.

L’enseignant doit utiliser les outils tranchants pour faire des coupes dans les bouteilles.

Applications

• Maladies respiratoires
• Appareil respiratoire
• Vie

Évaluation

Les étudiants créeront une affiche illustrant le fonctionnement du poumon humain.

Les élèves étiqueteront les différentes parties du poumon. Ils résumeront également le processus de respiration.

Autres considérations

Suggestions de regroupement : Chaque élève fabriquera son propre poumon modèle.

Stimulation / Temps suggéré: Cette activité prendra 2-3 périodes de classe. Le temps dépend du temps consacré à l’élaboration.

Feuilles de calcul PDF imprimables

Feuille de calcul Pulmonaire modèle