Les os et les articulations

Préalables - Les élèves auront participé à plusieurs séances d'accro-sport afin que soient fixées les conditions de sécurité et les rôles de porteurs et voltigeurs.

1. Séance d'accro-sport :  Les élèves sont répartis en binômes. Chacun dispose d'une illustration en 3D de la figure qu'il doit réaliser.

Après entraînement et aide du maître pour un bon positionnement, les binômes sont regroupés par deux. Pendant que l'un des deux exécute la figure qu'il devait préparer, l'autre dessine la position des gymnases. Les rôles sont ensuite inversés.

2. Regroupement : les dessins sont échangés entre des binômes qui n'ont pas assisté aux figures représentées.

3. Mise en oeuvre : les figures dessinées sont exécutées ; sur le cahier d'expérience, sont notés les problèmes rencontrés et les questions qui se sont posées.

4. Validation et retours sur les dessins : les dessinateurs exécutent un deuxième dessin en fonction des remarques faites par rapport à des manques ou à des mauvais positionnements.

1. Questionnement d'investigation : Quand nous pratiquons un sport, notre corps effectue des mouvements différents. A votre avis, qu'est-ce qui permet à notre corps de faire tous ces mouvements ?

Réponses attendues : les os, le cerveau, les vaisseaux sanguins, les tendons, les articulations, les bras, les jambes, les chevilles, les ligaments, les muscles

Questionnement : essayez de classer les éléments que vous avez cités en : parties qui bougent, endroits où cela bouge et ce qui fait bouger

Réponses attendues : les parties du corps qui bougent (bras, jambes, yeux) ; les endroits où ça bouge (les articulations) ; ce qui fait bouger ( les os, les muscles, les tendons, les vaisseaux sanguins, le cerveau)

1.Questionnement de départ - Voici une poupée de chiffon. Qu’est-ce qui la différencie de nous ?

Réponse attendue :  elle est toute molle, elle n'a pas d'os

Nous avons vu dans la première séance que ce sont en particulier les os qui permettent au corps de faire des mouvements. Quelles questions pourrions-nous nous poser à propos des os et que savons-nous déjà ?

Réponses attendues -  ce que nous savons déjà : Les os sont attachés enre eux par des ligaments ; il y a des articulations entre les os ; les os servent à faire des mouvements ; les os sont durs et cassants, ils ne peuvent pas se plier ; les os sont droits mais peut-être pas tous.

Les questions que nous nous posons : Est-ce que les os grandissent quand on grandit ? Est-il vrai qu'il faut manger de la soupe pour grandir ? A quoi sert le calcium ? Qu'est-ce qu'une fracture ? Que se passe-t-il quand un os se casse ? Est-ce que les os servent à autre chose que pour tenir le corps ? Combien y-a-il d'os dans les corps humain ?

1. Questionnement de départ  - nous avons observé les os du squelette humain. Tous les animaux ont-ils un squelette ? Quelles sont les parties du corps identiques, quels sont les mouvements identiques entre les humains et les animaux ? Avez-vous déjà vu des os d'animaux ; savez-vous à quelles partie du corps ils appartenaient ? Qu'est-ce qui est différent entre un chien et un humain qui pourrait changer leurs squelettes ? Mêmes questions pour celui d'un oiseau.

2. Observation et comparaison - Des os de poulet, de lapin sont apportés par les enfants. Ils sont identifiés, la fonction du membre de l'animal auquel ils appartiennent est déterminée. Ils sont comparés avec ceux d'Oscar

Des illustrations de squelettes d'animaux sont comparées : en quoi la position des os des membres est-elle différentes ? Y a-t-il des différences de forme des pieds, des mains ? Y a-t-il des différences de taille de membres ? Pourquoi les os sont-ils différents ?

Une même couleur est mis aux mêmes os sur les différents schémas. La notion d'adaptation est évoquée.

3 - Trace écrite : Les vertébrés sont des animaux possédant un squelette comportant des os qui se ressemblent. Mais en fonction de leurs modes de vie , les animaux ont des os montrant aussi des différences : ils se sont adaptés.  Les membres inférieurs de l'homme sont adaptés à sa position debout : c'est un bipède. Les os de la mains sont bien séparés pour permettre de saisir les objets. Les os de la main des oiseaux sont très allongés pour permettre de soutenir les plumes et de voler. Le pied du cheval ne comporte qu'un seul doigt très gros et terminé par un sabot pour la course. Le talon du chat est relevé et il se déplace sur ses phalanges. Sa colonne vertébrale se prolonge dans sa queue et lui permet de s'équilibrer.

 3 - Pour aller plus loin - Des pelottes de rejection de chouette sont distribuées au élèves par binômes.

• Questionnement : vous disposez d'un objet appartenant au monde animal. Observez-le et tentez de savoir ce que c'est. Notez vos remarques sur le cahier d'expérience sous la forme : je pense que c'est... parce que j'ai vu......

•  Observation de ce qu'il y a à l'intérieur : le maître montre comment disséquer l'objet mystérieux pour en extraire les minuscules os qu'il contient. les élèves par deux ont ensuite pour consigne de classer les os par formes et par tailles en les scotchant sur une feuille de papier noire.

•  Mise en commun avec un questionnement à chaque binôme : Combien d’os avez-vous trouvés en tout ? Avez-vous pu les identifier ? Qu'avez-vous trouvé à part les os ? Comment les os se sont-ils retrouvés dans cet objet ? D’où proviennent-ils ? Pensez-vous que les os proviennent d’un animal ou de plusieurs animaux ? Qu’est-ce qui vous fait dire ça ? De quelle sorte d’animal ou d’animaux proviennent ces os ? Décrivez un animal à qui ces os auraient pu appartenir ? Qu’est-ce que cet objet mystérieux ?

Trace écrite : Lorsqu'un rapace comme la chouette se nourrit, il découpe les grosses proies mais avale souvent les plus petites en entier. les poils, les plumes, les os et les carapaces ne sont pas digérés et sont rejetés par le bec sous forme de boules noires ou grises : ce sont les pelotes de réjection.

1. Rappel de la séance précédente : Notre corps peut se plier et c'est ce qui permet certains mouvements.

• Consigne : localiser par un point rouge sur la silhouette à votre disposition tous les endroits où le corps peut se plier. (annexe2)

2. Mise en commun

• Récapitulatif sur une silhouette collective et dénomination des endroits où le corps peut se plier (rappeler la définition du mot articulation)
• Enumération des articulations sollicitées par des gestes simples dans différents sports (vignettes du folio p3)

1. Questionnement : selon vous, comment les os sont-ils attachés au niveau des articulations ? Pourquoi les os semblent-ils bouger en douceur ? Pourquoi ne frottent-ils pas l'un contre l'autre ?

2. Observation : cherchons à répondre aux questions que l'on se pose en observant l'articulation d'une patte de grenouille ou de poulet (2 os dégagés de leur muscles).

Réponse attendue : les os sont emboîtés et reliés entre eux par des espèces de ficelles un peu élastiques, le bout de l'os est blanc et lisse

3. Trace écrite :  Les os sont reliés entre eux, au niveau des artiulations, par des liens très solides : les ligaments. L'extrémité de chaque os est formée d'une matière blanche et lisse : le cartilage. Un liquide gras permet aux os de glisser les uns entre les autres. Une entorse ou une foulure est une blessure d'un ligament.

1. Questionnement initial  - 

Quand vous touchez votre main, quels endroits sont durs, quels endroits sont mous. ? Nous avons observé que les ligaments maintiennent les os en place les empêchant de se séparer mais qu’est-ce qui provoque le mouvement ?

 Réponse attendue -  les muscles

2. Observation et émission d'hypothèses

Dans le cahier d'expérience, faites un schéma des os de votre bras et de votre avant-bras. Par palpation, essayez de savoir combien de muscles l'actionnent, où ils sont situés et comment ils sont attachés aux os. Que se passe-t-il quand vous pliez votre bras ?

Réponse attendue - le biceps gonfle

Les élèves schématisent sur leur dessin le muscle contracté, le muscle relaché.

1. Mesurer

Il est nécessaire de définir très précisément ce que l’on mesure : tour du bras tendu ou plié (biceps contracté ou relâché). Chaque élève mesure le tour de bras d’un camarade et vice-versa. Les résultats de l'activité de mesure sont consignés dans un tableau et un relevé de conclusions est élaboré dans le cahier d’expérience. La mesure de la longueur doit impérativement se faire entre deux marques sur le bras.

Réponse attendue - Quand je contracte mon biceps, il raccourcit et il gonfle.

Note -

Cette mesure peut poser question puisqu'en mesurant la variation de l'épaisseur du biceps, on mesure en fait le tour du bras donc également la variation de l'épaisseur d'autres muscles notamment le triceps qui est le muscle antagoniste du biceps responsable du mouvement d'extension. En fait, on peut considérer que le gonflement du triceps est négligeable (bien que réel) par rapport à celui du biceps et qu'il ne fausse pas la démonstration. Il est nécessaire qu'à la fin de cette séquence, le maître généralise et fasse comprendre et sentir que tous les muscles fonctionnent de la même façon que le biceps notamment le triceps.

3. Modéliser

Comment les mouvements de flexion et d'extension de l'avant-bras se produisent. Quels organes sont en jeu et quelles sont les fonctions de chacun d'eux ?

Vous disposez de planchettes de bois percées de trous, d'un écrou et d'une vis et d'un morceau de ficlelle. Construisez une maquette  pour montrer comment les muscles fonctionnent pour tendre et fléchir le bras.

Trace écrite P16 : Le muscle qui est sur le dessus se raccourcit ; le muscle qui est en-dessous s’allonge. C’est la muscle du dessus qui provoque la levée du bras.  Le muscle qui est sur le dessus s’allonge le muscle qui est en-dessous se raccourcit. C’est le muscle du dessous qui provoque l’abaissement du bras

4. Trace écrite

Quand je plie l’avant-bras vers le haut, un muscle, le biceps se gonfle et se raccourcit. On dit qu’il se contracte. En se contractant, il tire les os de l’avant-bras qui peuvent bouger grâce à l’articulation du coude. L’avant-bras se met en mouvement vers le haut. C’est une flexion du bras.

Quand le biceps se relâche, c’est un autre muscle situé derrière l’humérus qui à son tour se contracte : c’est le triceps. Celui-ci tire les os de l’avant-bras par derrière. L’avant-bras se met en mouvement, descend et se place dans le prolongement du bras. C’est une extension du bras

1e phase - Observation des documents et discussion avec les enfants sur les situations qui peuvent provoquer des déformations de la colonne vertébrale. (eventuellement venue d'un médecin

La classe dispose de radiographies fractures et de présence de plaques et de vis.

Les élèves doivent essayer de nommer les os atteints et de décrire ce qu'ils voient.

Apport du maitre -

L’entorse correspond à l’étirement ou à la rupture d’un ou de plusieurs ligaments qui maintiennent une articulation. La fracture est une rupture de l’os. Quand l’articulation est déboîtée et que les extrémités des deux os ne sont plus en contact, on a parle de luxation..

Questionnement -

Y a-t-il déjà eu de tels cas dans votre famille et quelles ont été les solutions adoptées par les médecins ?

 En fonction de la gravité du traumatisme, les médecins peuvent maintenir le membre avec un plâtre, poser des vis et des plaques sur les os afin de les ressouder. Dans le cas d'un entorse, il convient d'immobiliser le membre blessé.