Professeur expérimentateur
- Laurent GUERRE, au lycée Galilée à CERGY (95).
| LIAISON AVEC LE PROGRAMME | |
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| Niveau concerné | Seconde |
| Partie du programme : | Thème 3 - Corps humain et santé : l’exercice physique |
| PLACE DANS LA PROGRESSION |
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| Une fois envisagée la modification d’un certains nombre de paramètres physiologiques, au cours de l’effort, pour permettre un meilleur approvisionnement des muscles en dioxygène et en nutriments et après avoir dégagé l’idée qu’un bon état cardiovasculaire est indispensable à la pratique d’un exercice physique, la boucle de régulation nerveuse de la pression artérielle est envisagée. Après un travail préparatoire à la maison pour définir la pression artérielle, l’élève pourra réaliser la mesure de la pression artérielle grâce à des appareils adaptés, puis étudier le contrôle de la fréquence cardiaque, pour enfin construire la boucle de régulation de la pression artérielle de façon collaborative. |
| MOTIVATION DU CHOIX DE LA SEQUENCE A INVERSER |
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| Auparavant, les notions étaient abordées de façon plus classique grâce à une étude de documents "papier" ou numériques en classe et une manipulation (prise de la "tension") était déjà réalisée. L’inversion semblait ici une plus-value car elle permettait de dégager du temps pour la manipulation, mais aussi pour la réflexion autour des simulations d’expériences réalisées. Le but était de renforcer l’autonomie et la réflexion des élèves face à un grand nombre de ressources tout en conservant des activités pratiques. Le temps de classe a donc été optimisé en ce sens. La plateforme ELEA semblait justifiée car elle avait déjà été utilisée en début d’année par les élèves. |
| PROBLEME A RESOUDRE |
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| A quoi correspond cette pression artérielle ? Comment la mesure-t-on ? Comment est-elle maintenue à une valeur moyenne pour éviter certaines maladies graves ? |
Extrait du parcours proposé aux élèves sur ELEA :
| NOTIONS, SAVOIR-FAIRE, COMPÉTENCES | |
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| Notions : | Extrait du programme de Seconde (BO spécial n° 4 du 29 avril 2010) : La pression artérielle est une grandeur contrôlée par plusieurs paramètres. Par exemple, il existe une boucle réflexe de contrôle de la fréquence cardiaque (dont la pression artérielle dépend par l’intermédiaire du débit) : La boucle de régulation contribue à maintenir la pression artérielle dans d’étroites limites autour d’une certaine valeur. A l’effort, l’organisme s’écarte de cette situation standard. |
| Savoir-faire : | Collaborer à distance autour d’un schéma-bilan sur un mur mutualisé
Utiliser un chat Mettre en oeuvre un protocole expérimental Simuler des expériences avec une animation interactive Analyser des expériences simulées et historiques Compléter un tableau collaboratif en ligne Répondre à des exercices de type QCM, associations, ... Construire une boucle de régulation. |
| Compétences : | Exploiter un grand nombre de ressources variées pour résoudre une situation-problème et construire une boucle de régulation. Collaborer au sein d’une équipe "à la manière de chercheurs scientifiques". |
| ACTIVITE | ||
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| Durée :
– 30 minutes en amont de la séance en classe. – 1h30 par demi-groupe en TP. – 30 mn en retour à la maison, en collaboration pour le bilan. Total : 2h30 |
Coût : Utilisation des tensiomètres et des stéthoscopes du laboratoire. |
Sécurité : Etre attentif lors de la prise de tension. |
| Outils numériques et ressources |
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Déroulement global de la séquence
Déroulement détaillé de la séquence
Avant la classe
A partir du visionnage d’une vidéo, l’objectif est de définir ce qu’est la pression artérielle et de découvrir ses particularités, notamment le fait qu’elle soit régulé.
Un test permet de vérifier ce qui a été compris et permet de préciser les choses grâce à des graphiques à analyser.
Un lien permet d’aller plus loin pour ceux qui le souhaitent.
Pendant la classe
– L’objectif est d’abord de mettre en oeuvre un protocole de mesure de sa "tension", grâce aux données d’une capsule vidéo.
Un test est ensuite proposé pour mieux comprendre la manipulation réalisée et vérifier si elle a été réussie.
– L’objectif est ensuite d’étudier le contrôle de la fréquence cardiaque :
On a constaté en effet dans la première activité que la pression artérielle est régulée entre d’étroites limites. Elle est générée par le cœur et elle dépend du débit cardiaque. Pour réguler la pression artérielle, il faut donc réguler le débit cardiaque et donc la fréquence cardiaque. On se demande donc quelle est l’origine du contrôle existant sur la fréquence cardiaque.
Les premiers documents permettent de dégager des hypothèses et leurs conséquences.
Un autre document permet d’envisager la première hypothèse et une animation en ligne (auteur : P. Cosentino) la deuxième. Les élèves peuvent alors les vérifier ou non, en répondant à plusieurs tests.
– L’objectif est enfin de construire une boucle de régulation de la pression artérielle :
On pose l’hypothèse que cette régulation correspond à une boucle, encore appelée « arc réflexe ».
Grâce à un test, les élèves retrouvent les éléments du réflexe qu’il connaissent déjà.
Afin de compléter la boucle, les élèves simulent des expériences de section de nerfs et de clamp (interruption de la circulation sanguine grâce à une pince), après avoir branché le manomètre pour visualiser la pression artérielle et le stéthoscope pour entendre les battements du cœur. Les résultats sont interprétés dans un tableau collaboratif en ligne (Google docs).
– Tester le tableau collaboratif
Grâce aux résultats expérimentaux des expériences de simulation réalisées, il est alors possible de déterminer le nom des 2 éléments de l’arc réflexe qui leur manquaient.
Après la classe
Il ne leur reste plus maintenant qu’à compléter un schéma bilan en ligne sur un mur collaboratif (Google drawings), avec l’aide de quelques mots-clefs disponibles.
– Tester le mur collaboratif
Pour se mettre d’accord lorsqu’ils complètent le schéma, les élèves peuvent échanger grâce à un "Chat".
Une fois qu’il aura été complété et vérifié, il sera possible de l’imprimer.
Evaluation des élèves
La plateforme ELEA permet d’attribuer des badges pour chacun des niveaux franchis par les élèves.
La plateforme ELEA permet également de connaitre pour chaque élève, la durée du travail fourni, le score obtenu à chacun des exercices et le nombre de tentatives réalisées.
| RETOUR DES IMPRESSIONS DES ELEVES | |
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| Un questionnaire a été élaboré afin d’avoir un retour critique de la part des élèves. Même si tous les élèves n’ont pas renseigné le questionnaire, la participation anonyme a néanmoins permis à tous ceux qui l’ont fait de s’exprimer pleinement sur le sujet. Une trentaine de réponses a été recueillie.
Dans l’ensemble on peut dresser un bilan plutôt positif pour les élèves qui ont eu l’impression d’avoir compris les notions abordées. Le travail collaboratif semble également avoir été une expérience intéressante, même si elle a trouvé ses limites. 
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| ANALYSE ET EVALUATION DU DISPOSITIF | |
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| Plus-values dégagées | La transmission de notions avant la classe permet aux élèves de construire et d’approfondir leurs connaissances sur un fait scientifique précis et d’arriver en classe avec un bagage notionnel suffisant pour pouvoir rapidement se mettre en activité. Ce dispositif inversé permet une bonne implication en classe pour la plupart, lors des phases de réflexion ou lors de la réalisation des manipulations et enfin lors de la phase de communication. En effet, l’élève fragile est ramené au même niveau que le "bon" élève en début de séance. L’hétérogénéité est donc théoriquement réduite. De plus, lorsque le professeur a beaucoup de contenu à transmettre, le fait de déplacer avant la classe ces notions libère du temps pour la mise en activité et l’acquisition des savoirs-faire et des savoirs-être. Enfin, la réflexion et l’analyse retrouvent également toute leur place.
Les feedbacks bienveillants que les élèves rencontrent tout au long du parcours permettent de les encourager et de les motiver, d’autant plus que le statut de l’erreur est changé. Il a possibilité de se tromper et de recommencer. L’erreur est utilisée ici comme une modalité d’apprentissage et un moyen de progresser. Face à l’échec, les élèves peuvent redoubler d’efforts et essayer de nouvelles stratégies. Le travail collaboratif permet aux élèves de s’enrichir mutuellement des réflexions des uns et des autres permettant ainsi de construire des productions plus abouties et réfléchies. La aussi, le statut de l’erreur peut changer, car il est possible pour l’élève de se tromper et d’être corrigé par un de ses pairs. De plus, le Chat permet de s’entraider. L’accès à la plateforme ELEA hors temps de classe permet à l’élève d’améliorer éventuellement ses productions de classe, si il le souhaite et si le temps lui a manqué pendant la classe. La plateforme ELEA est donc vraiment un outil facilitateur et ludificateur pour pratiquer la classe inversée et le travail collaboratif avec les élèves. On se rend compte d’ailleurs que les élèves les plus en difficultés sont parfois ceux qui se prennent le plus au jeu et qui terminent le parcours en entier. 
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| Difficultés rencontrées |
– Le parcours linéaire, sans autonomie et sans différenciation de la pédagogie, s’offre facilement à nous et il faut rester vigilant pour ne pas proposer des activités trop guidées et cadrées. 
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| Pistes d’amélioration |
– Même si la plateforme ELEA rassemble des atouts nombreux et incontestables pour la classe inversée et le travail collaboratif, il semble nécessaire de partir à la recherche d’un outil intégrable de mutualisation synchrone pour réaliser des schémas, proposant à la fois plusieurs espaces de travail pour faciliter les échanges entre les contributeurs et également la possibilité de rajouter facilement des images et des formes, en plus du texte, en interagissant avec les éléments proposés par les autres contributeurs. 
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