Présentation nouveaux programmes

Seconde

Thème 3 Corps humain et santé : l'exercice physique

Michelle Rondeau-Revelle

Cohérence verticale

3 thématiques structurantes

La Terre dans

l’Univers,

la vie

et l’évolution

du vivant

Grands enjeux

planétaires

contemporains

Le corps

humain

et la santé

Univers métier

de la science

fondamentale

Univers métier

de la gestion publique

et de l’environnement

Univers métier

de la santé

En seconde

La Terre,

planète

habitable

Énergie

solL’exercice

physique

• les conditions de la

vie : une particularité

de la Terre

• la nature du vivant

• la biodiversité,

résultat et étape de

l’évolution

• le soleil, une source

d’énergie essentielle

• le sol, un patrimoine

durable

• Des modifications

physiologiques au

cours de l’effort

• Un exemple de

boucle de régulation

• Pratiquer une

activité physique en

protégeant sa santé

1ère S

Énergie

sol

eau

L’exercice

physique

Nourrirl’humanité Masculin

Féminin

Variation

génétique

et santé

Voir et

Apprendre

ES/L

Des intentions:Stabilisation des acquis du collège

Nouveauté: le thème est envisagé dans le cadre d’une éducation à la santé

Liberté pédagogique: adaptation des pratiques et des choix en fonction de la diversité des publics et des conditions locales

Soucis d'expérimenter ou de manipuler

• Priorité au sens

• Cohérence avec le collège

• Démarche d’investigation

• Gestion de l’hétérogénéité

• Diversification des formes d’évaluation

• Interdisciplinarité

• Ouverture sur les métiers

Les mots les plus souvent cités:

Stabilisation : acquis du collège

En 5ème : fonctionnement de l’organisme et besoin en énergie

Nutriments et dioxygène libèrent de l’énergie utilisable pour le fonctionnement des organes.

Ce sont les organes qui respirent.

Les fréquences cardiaque et ventilatoire sont modifiées { l’effort.

Les organes effectuent en permanence des échanges avec le sang

La consommation de nutriments et de O2 varie selon l'activité des organes (dont les muscles)

La circulation sanguine assure la continuité des échanges au niveau des organes (bases anatomiques du cœur et des vaisseaux)

En 4ème : Relations au sein de l’organisme: Communication nerveuse

La commande du mouvement est assuré par le système nerveux qui met ne relation les organes sensoriels et les muscles entre organes assurées par voies nerveuses

Construction d'un schéma fonctionnel de la communication nerveuse

En SPC : approche qualitative du concept d'énergie, classification des différentes formes d'énergie, masse-volume d'un gaz, combustion (réactif et produit), atomes-molécules, circuit en série et en parallèle, fréquence -tension

Une problématique visant à l’éducation à la santé

Santé/exercice physique : une problématique personnelle

Comment pratiquer un exercice physique tout en préservant sa santé ?

Comment concilier exercice physique et santé ?

-connaître fonctionnement du corps

-connaitre les effets physiologiques liés à l’effort

- connaître les mécanismes liés à l’effort

- comprendre que santé = bien être

Les finalités :

Des modifications physiologiques

à l'effort

Item 1Connaître le métabolisme énergétique lié l'effort :

- Les besoins indispensables à la réalisation de ce métabolisme

- Les limites de ce métabolisme

Quantifier les consommations

Mettre en évidence les relations suivantes :

- effort physique- énergie- respiration cellulaire

_ intensité de l’effort -consommation de dioxygène-limite (VO2 max)

Comment l’organisme produit-il l’énergie nécessaire à l effort?

Item 2Connaître et comprendre l'organisation et le

fonctionnement cardiovasculaire et ventilatoire à l'effort

- satisfaire la contrainte : l'approvisionnement des muscles

- la réponse de l’organisme = modifier des paramètres dont la pression artérielle = adaptation physiologique

Constater et expliquer les variations

Mettre en évidence des relations :

_Débit ventilatoire et recharge en O2

_Débit cardiaque et pression artérielle

_Répartition du débit sanguin et approvisionnement du muscle

Comment l’organisme satisfait-il la demande du muscle en dioxygène et en nutriments liée à l’effort?

Limites:

Aucune étude n’est conduite à l’échelle cellulaire

L’étude anatomique se limite à celle du cœur et de l’organisation générale de la circulation.

Aucune étude histologique n’est attendue

Nouveautés:

paramètre physiologique supplémentaire : PA

consommation de nutriments : quantification plus précise

Les finalités :

Une boucle de régulation nerveuse

Item 3Comprendre le contrôle nerveux de la fréquence cardiaque dans le cadre de la régulation de la pression artérielle_PA = grandeur contrôlée par plusieurs paramètres dont la FC

- construire le concept de boucle de régulation = 1ère approche de la complexité- échappement à l'effort

Définir ce qu'est un paramètre réguléIdentifier les acteurs et leur rôle pour construire la boucle de régulation

Comment l'organisme maintient-il au repos la fréquence cardiaque à des valeurs proches d'une valeur de référence?

l

Limite:

Etude d'un seul élément d'un ensemble complexe

Pas d'étude { l’échelle cellulaire du fonctionnement des récepteurs, des fibres nerveuses, du bulbe ou des effets nerveux sur le cœur ; les médiateurs nerveux.

Pas de mode de détermination de la valeur de la pression artérielle selon les circonstances

Réinvestissement des acquis du collège:

Le message nerveux est vu simplement comme un train de signaux de nature électrique.

Organisation du système nerveux (centre, nerfs)

Les finalités :

Pratiquer une activité physique en préservant sa santé

Items 4 et 5Comprendre l'importance du système musculo-

articulaire dans la pratique d'un exercice sportif:

-Montrer la fragilité du système musculo-articulaire par les accidents liés à des pratiques inadaptées

_Education à la santé: exercer sa responsabilité

Relier les caractéristiques de l’organisation du muscle aux manifestations d’un accident musculo-articulaire

Comprendre les conséquences des pratiques inadaptées ou dangereuses

Comment augmenter ses performances physiques sans risque sur la santé ?

Limites:

Un SEUL exemple d’accident musculo-articulaire étudié (claquage, entorse, déchirure…)

Identification de la cellule musculaire.

Pas d' étude intracellulaire de la fibre musculaire ou de sa contraction est exclue.

Pas d'étude de la commande de la contraction

Intérêt: ouverture sur les métiers et formations

Des façons différentes d'organiser les savoirs…

Mais répondent-elles toutes aux attendus du programme ?

•Exemple 1Partir des acquis des élèves concernant l'organisme en

fonctionnement et en lien avec l'EPS

1 La réalisation du mouvement Item5

2 La production d'énergie par le muscle nécessaire

au mouvement Item 1

3 La réponse de l'organisme aux besoins accrus du

muscle à l'effort Item 2

4 Le contrôle de la pression artérielle Item 3

5 L'augmentation des performances physiques

sans risque sur la santé Item 4

Exemple 2Partir de pratiques et du vécu des élèves afin de réaliser

l'inventaire des pratiques inadaptées et accidents (enquête)

1 L'augmentation des performances physiques sans risque sur la santé Item 5 et Item 4

2 La production d'énergie nécessaire à la contraction

des muscles Item1

3 L'adaptation de l'organisme à la demande

accrue des muscles à l'effort Item 2

4 Le contrôle de la pression artérielle autour

des valeurs standards? Item 3

Exemple 3Discuter les recommandations données par un coach sportif

lors d'une épreuve:

Avant l'épreuve: intérêt de alimentation , échauffement en fonction du type d’épreuve, entrainement

- Apports alimentaires adaptés: satisfaire des besoins en nutriments au muscles item 1

- prendre conscience de ces capacités physiques: adapter les efforts et éviter d'éventuels accidents musculo-articulaires items 4 et 5

Pendant l'épreuve: intérêt de la gestion de l ’effort

- assurer la production d’énergie nécessaire à l’effort (existence d’une limite

physiologiqueV02max) item1

_ --modifier certains paramètres pour s’adapter à la demande musculaire gérer son effort, items 1 et 2

Après l'épreuve: comprendre l’intérêt du retour au calme et caractéristiques de l'état de repos à travers l’exemple de la pression artérielle item 3

Des activités possiblesMesures fréquence cardiaque et pression artérielle au repos et

dans des situations d’activité variées. EXAO (logiciel tensio-Jeulin) et/ou sphygmomanomètre (http://www.tensiometre.com/mod_poignet.phphttp://www.snv.jussieu.fr/bmedia/ATP/pressio.html ) [en relation avec l’EPS]

Mesure de l’indice de Ruffier : http://www.didier-pol.net/1COEUR.html

Dissection du coeur et injections:

http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/coeurmouton.htlm

Dissection visant à mettre en évidence le nerf pneumogastrique chez la souris

Observation de l’articulation de patte de bœuf ou de mouton

Dissection de cuisse de grenouille ou de lapin (os, muscles, tendons, ligaments)

Dilacérations de muscles. Observations microscopiques de fibres musculaires

Modèles anatomiques et maquette de circulation (en série et en parallèle)

Observation microscopique de la contraction de fibres musculaires chez le Crabe.

Automatisme cardiaque chez l’embryon de poule. Comparaison de la fréquence à des stades embryonnaire différents : 3e et 6e jour d’incubation (avant et après maturation du système nerveux). Traitement mathématiques des mesures avec tableur.

Concevoir ou utiliser un modèle analogique traduisant l’effet de la contraction du muscle sur les segments osseux.

Utilisation possible de logiciels dédiés (phyeff, actocard, actospir, physiologie du sport (Jeulin), physiosport (Pierron), etc..).....

Au service des compétences

C1 Maîtrise de la langue française• -Produire un texte pour relier les caractéristiques de l’organisation

du muscle aux manifestations d’un accident musculo-articulaire.

• -Extraire et exploiter des informations pour comprendre la différence entre l’usage thérapeutique d’une molécule et l’usage détourné qui peut en être fait

C2 Pratique d'une langue vivante étrangère

C3 : Principaux éléments de mathématiques et la culture scientifique et technologique

• -Recenser, extraire et interpréter des informations tirées de compte rendus d’accidents musculo-articulaires (imageries médicales).

• -Concevoir et/ou mettre en œuvre un protocole expérimental (ExAO, spirométrie, brassard, ...) pour mettre en évidence un ou plusieurs aspects du métabolisme énergétique { l’effort (consommation de dioxygène, production de chaleur,…)

• -Mesurer, calculer les variations physiologiques liés à l'effort

• -Concevoir et/ou mettre en œuvre un protocole expérimental (en particulier assisté par ordinateur) pour montrer les variations des paramètres physiologiques { l’effort.

• -Manipuler, modéliser, recenser, extraire et organiser des informations et ou manipuler (dissections et/ou logiciels de simulation et/ou recherche documentaire) pour comprendre l’organisation et le fonctionnement des systèmes cardiovasculaire et ventilatoire.

• -Manipuler, modéliser, recenser, extraire et organiser des informations et/ou manipuler (dissections, maquettes, etc.) pour comprendre le fonctionnement du système musculo-articulaire.

• -Elaborer un schéma fonctionnel pour représenter une boucle de régulation

C4: Maitrise des techniques usuelles de l'information et de la communication

• -Utiliser (ExAO) pour mettre en évidence un ou plusieurs aspects du métabolisme énergétique { l’effort (consommation de dioxygène, production de chaleur,…).

• - Utiliser (ExAO) pour montrer les variations des paramètres physiologiques { l’effort.

• -Utiliser des logiciels de simulation pour comprendre l’organisation et le fonctionnement des systèmes cardiovasculaire et ventilatoire.

• -Utiliser un tableur pour exploiter des données quantitatives concernant les modifications de la consommation de dioxygène et/ou de nutriments { l’effort.

C5 La culture humaniste

• Connaître des repères historiques dans l'histoire des Sciences pour la mise en évidence de la pression artérielle

• Recenser, extraire et exploiter des documents historiques relatifs à des travaux expérimentaux pour construire et/ou argumenter la boucle de régulation nerveuse évoquée.

C6 Les compétences sociales et civiques

• Connaître les comportements favorables à la santé, connaître et respecter les règles de sécurité

C7 L'autonomie et initiative

• Comprendre l’effet sur la santé des sportifs d’une pratique de dopage ;

• Déterminer comment se livrer à un exercice physique dans de bonnes conditions de santé.

• Exercer sa responsabilité en matière de santé.

• Connaître les formations et les métiers relatifs au domaine de la santé

Capacités particulièrement développées dans ce thème-Pratiquer une démarche scientifique (observer, questionner, formuler

une hypothèse, expérimenter, raisonner avec rigueur, modéliser).

-Manipuler et expérimenter.

-Recenser, extraire et organiser des informations.

-Comprendre le lien entre les phénomènes naturels et le langage mathématique.

-Comprendre qu’un effet peut avoir plusieurs causes.

-Exprimer et exploiter des résultats, { l’écrit, { l’oral, en utilisant les technologies de l’information et de la communication.

-Communiquer dans un langage scientifiquement approprié : oral, écrit, graphique, numérique.

-Percevoir le lien entre sciences et techniques.

Attitudes particulièrement développées dans ce thème-Être conscient de sa responsabilité face { l’environnement, la

santé, le monde vivant.

-Avoir une bonne maîtrise de son corps.

-Manifester sens de l’observation, curiosité, esprit critique.

-Montrer de l’intérêt pour les progrès scientifiques et techniques.

-Être conscient de l’existence d’implications éthiques de la science.

-Respecter les règles de sécurité.

-Être capable d’attitude critique face aux ressources documentaires.

-Manifester de l’intérêt pour la vie publique et les grands enjeux de la société.

Convergences : aspects transdisciplinairesSPC (les médicaments, étude du mouvement,

transformations physiques et chimiques et effets thermiques, pression)

EPS ( réaliser et orienter son activité physique en vue du développement et de l'entretien de soi)

Sitologie:

Simulation du fonctionnement du cœur humain et de la circulation sanguine (Cœur – P. Perez)http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/lycee/perez/coeur/coeurpp.htm

Simulation du fonctionnement de l’appareil pulmonaire humain (Pulmo – P. Perez), (animation Cosentino), (annuaire de références de logiciels, E Jourdan).http://pedagogie.ac-toulouse.fr/svt/serveur/lycee/perez/pulmo/pulmo.ht

Simulation de prises de sang (F. Sauvion) http://ww2.ac-poitiers.fr/svt/spip.php?article414

Simulation d’affections cardiovasculaires et pulmonaires) (références de logiciels SVT : annuaire E. Jourdan)http://pagesperso-orange.fr/jourdan.eric/log/anatomie.htm

Cédérom « la Pression artérielle » (CNED) http://svt.ac-dijon.fr/logisvt/article.php3?id_article=57

Simulation de la régulation de la pression artérielle http://appli-etna.ac-nantes.fr:8080/peda/disc/svt/regulation/

Historique de la mesure de la pression artérielle http://www.snv.jussieu.fr/vie/dossiers/PA/ensPA.htm

Histoire d’un raisonnement : la découverte de la circulation http://www.svt.ac-aix-marseille.fr/outils/experimentation/harvey.htm

Sitologie :

Images et modèles de la rotule et sa pathologie http://www.lecosp.fr/genou/instabilite-rotule-main.htm

Mécanismes de la contraction musculaire http://prevost.pascal.free.fr/theorie/muscle/contraction.htm

effet de l’EPO http://www.volodalen.com/23dopage/dopage5.htm

effet des stéroïdes

Site d’information médicale

Site d’information sportive http://entrainement-sportif.fr/

Agence mondiale anti-dopage http://www.wada-ama.org/fr/

Site du ministère de la santé et des sports http://www.santesport.gouv.fr/index.htm

Agence française de lutte contre le dopage http://www.afld.fr/index.php

DVD « le trivial prévention » http://www.trivial-prevention.fr/15-trivial-prevention-dopage

Malette pédagogique de l’agence mondiale anti-dopage

http://www.wada-ama.org/fr/Sensibilisation/Mallettes-educatives/

ONISEP http://www.onisep.fr/onisep-portail/portal/group/gp

Bibliographie:Adaptations physiologiques à l'exercice physique David L. Costill, Jack H. Wilmore , 4e édition -

2006 ,De Boeck Université

Précis de physiologie de l’exercice musculaireP. Astrand, K. Rodhal, de parution : 7/1994,/Éditeur : MASSON

Biochimie et nutrition des activités physiques et sportivesPaul Pilardeau,Paru le: 01/10/1995,Editeur : Masson ,Collection : Abrégés

Pour la Science n°276 L'adaptation du muscle à l'entraînement

Activités physiques et santéPatrick Laure ,Paru le : 12/03/2007 ,Editeur : Ellipses Marketing

Sport et santéQuelle activité physique pour quelle santé ?De Jean-Claude Chatard ,Mars 2005, Publications de l'Université de Saint-Etienne

La préparation physique:Optimisation et limites de la performance sportiveDaniel Le Gallais, Grégoire Millet2007 – Ed Masson408 pages

Staps :Numéro spécial sport et dopage 2005/4 - numéro 70