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4. L'air et la respiration
Matériel
Déroulement
Le défi : montrer quelle quantité d'air chaque élève est capable d'expirer, c'est-à-dire récupérer l'air expulsé
But de l'opération :
Différents problèmes rencontrés par les élèves :
5. Modélisation du poumon
Matériel
Montrer aux élèves comment fonctionne la respiration et les poumons
Remarques :
6. Dilatation de l'air
Matériel :
Déroulement
Le défi : Qu'arrive-t-il à l'air quand le chauffe ?
Le Protocole d'expérience donné à l'élève :
Remarques :
Conclusion
Cours du 14 septembre 2006
Introduction du cours
- Reprise des expériences précédentes et discussion
Suite des expériences sur l'existence de l'air
4. L'air et la respiration
Matériel
- 1 bouteille en pet de 1,5 l
- 1 bac à eau
- 1 tuyau en plastique
Déroulement
Le défi : montrer quelle quantité d'air chaque élève est capable d'expirer, c'est-à-dire récupérer l'air expulsé
But de l'opération :
- découvrir qu'il s'agit de remplir la bouteille d'eau puis retournée sur le bac rempli d'eau lui aussi et de souffler avec le tuyau pour remplacer l'eau par de l'air.
Différents problèmes rencontrés par les élèves :
- certains ne peuvent pas souffler aussi fort que les autres
- comment faire pour que la bouteille soit totalement remplie d'eau avant de la plonger dans le bac ?
- prendre garde à souffler sans s'arrêter sinon on ne vide pas tout l'air contenu dans les poumons
- il faut souffler très fort pour pouvoir pousser l'eau hors de la bouteille !
- l'air ne passe pas bien si le tuyau est plié
5. Modélisation du poumon
Matériel
- 1 bouteille en pet de 1,5 l découpée en deux
- 1 paille
- 2 ballons de baudruche
- de la pâte à modeler
- de la ficelle
- du ruban adhésif
Montrer aux élèves comment fonctionne la respiration et les poumons
Remarques :
- L'homme respire pour vivre
- L'air entre et sort par le nez ou la bouche pour la majorité des enfants. Pourtant, ce savoir ne semble pas réellement acquis, car la réponse n'est pas spontanée.
- L'air descend dans le corps. Pour certains enfants, il va aux poumons et pour d'autres, dans le ventre ou même plus loin.
- L'air qui entre est identique à celui qui sort. Certains enfants prétendent le contraire, mais ne connaissent pas la véritable raison de cette "transformation". Par conséquent, ils ne se représentent pas d'échanges gazeux.
- Le sang n'intervient pas dans la respiration dans la majorité des réponses.
- Il y a parfois confusion entre digestion et respiration.
- Les enfants parlent beaucoup de la provenance de l'oxygène.
- Ils ne savent pas toujours de quoi est composé l'air ou ne comprennent pas le lien entre air et oxygène.
- Ils parlent d'un tuyau par lequel passe l'air.
- La plupart des enfants savent qu'il existe différents systèmes pour respirer. Par conséquent, ils reconnaissent que les poumons sont liés à la respiration de l'homme. Cependant, certains enfants ne se posent des questions et découvrent cette problématique que durant l'entretien.
- Ils évoquent souvent le coeur comme organe concerné par la respiration.
6. Dilatation de l'air
Matériel :
- sac en plastique
- bouteille de 1,5 lt
- bac d'eau chaude (env. 40°)
- 1 ballon de baudruche
Déroulement
Le défi : Qu'arrive-t-il à l'air quand le chauffe ?
Le Protocole d'expérience donné à l'élève :
1. Coiffe la bouteille avec le ballon de baudruche
2. Que contient la bouteille ?
3. Imagine ce qui va se passer quand on va plonger la bouteille vide dans un bac d'eau chaude. Discute avec les autres élèves de ton groupe puis note ce que tu penses.
4. Plonge maintenant la bouteille dans le bac et observe pendant 3 - 4 minutes. Ecris et/ou dessine tes observations.
5. En discutant avec tes camarades, explique ce qui s'est passé et note-le.
2. Que contient la bouteille ?
3. Imagine ce qui va se passer quand on va plonger la bouteille vide dans un bac d'eau chaude. Discute avec les autres élèves de ton groupe puis note ce que tu penses.
4. Plonge maintenant la bouteille dans le bac et observe pendant 3 - 4 minutes. Ecris et/ou dessine tes observations.
5. En discutant avec tes camarades, explique ce qui s'est passé et note-le.
Remarques :
- Comment interpréter le gonflement du ballon ? Le fait qu'il se soit rempli d'air est facilement acquis (gonflement d'un ballon avec la bouche), mais ici personne n'a gonflé le ballon et l'air extérieur n'a pas pu entrer dans la bouteille. Il s'agit donc bien du même air que précédemment et dans la même quantité.
- On peut faire l'expérience des molécules qui s'approche (froid) ou se disperse (chaud) avec les élèves eux-même dans la classe.
- La dilatation de l'air, dans cette expérience, se fait dans le ballon parce que la bouteille est plastique est plus résistante que le ballon.
Conclusion
- L'air est formé de millions de petites molécules. Lorsque que l'air est froid, les molécules sont proches les unes des autres. Mais lorsque l'air devient chaud, ces molécules s'écartent les unes des autres, et ainsi prennent plus de place
- On dit donc que l'air chaud se dilate
- Où peut-on voir ce phénomène dans la vie courante ?
- lors du gonflage d'une montgolfière
- le bois qui travaille
- les joints sur les autoroutes
- ...