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CRPE 1999 - Académie de Montpellier

PREMIER VOLET - Compétences disciplinaires ( 12 points)

Première partie ( 8 points)

1 - La digestion est un phénomène mal élucidé jusqu'au 18ème siècle. Les uns l'expliquaient par un phénomène chimique dû aux sucs élaborés par les glandes salivaires, le foie et le pancréas. La digestion est assimilée à une dissolution. Pour les autres, la digestion est un phénomène mécanique : les aliments sont broyés par les dents puis par l'estomac.
Mécanique ou chimique ? Ce sont les expérimentations de Réaumur (1683-1757) et celles de Spallanzani (1729-1799) qui trancheront .
1.1 - Relevez dam les textes du document A et présentez sous forme de tableau les éléments significatifs des étapes de la démarche suivie par chacun d'eux.
1.2 - Donnez une définition concise et complète de la digestion.

2 - L'interprétation chimique des phénomènes observés fut beaucoup plus tardive. Une façon de les comprendre a été l'expérience suivante. Un individu ingère une certaine quantité d'aliments complets. Une sonde placée dans le tube digestif permet de suivre l'évolution de cet aliment, évolution indiquée sur le document B
2.1 - Proposez une explication au phénomène présenté dans le document B.
2.2 - Les courbes seraient-elles modifiées en cas d'ingestion de légumes verts ? Argumentez.

3 - Le document C montre la composition en acides aminés de deux protéines, la caséine du lait et l'élastine de la peau.
3.1 - Comparez ces deux compositions.
3.2 - Comment un nouveau-né nourri exclusivement de lait arrive à construire sa peau ? Vous présenterez votre réponse sous forme de schéma.

Deuxième partie (4 points)

Après une séquence sur le volcanisme, un professeur d'école propose l'évaluation suivante : "Explique par un dessin ce qui se passe dans un volcan en éruption". Cet enseignant traitera ultérieurement des séismes et du lien entre ces deux types de phénomènes.
Une des productions d'enfants est représentée dans le document D.
l.l - Relevez ce qui est de l'ordre d'une erreur.
1.2 - Relevez ce qui peut être acceptable pour un niveau de formulation de cycle 3.
1.3 - Proposez la correction pour des élèves de ce cycle.

DEUXIEME VOLET

1- Document E
1.1 - A quel moment d'une étude sur la digestion cette discussion a-t-elle eu lieu ? Quel est son intérêt pédagogique?
Quel est le rôle de l'enseignant pendant cette activité ?
1.2 - On appelle obstacle (dans le sens Bachelardien du terme) tout mode de pensée erroné de l'élève qui peut empêcher l'acceptation et l'acquisition de savoirs ultérieurs.
Quels obstacles concernant la digestion fait apparaître cette discussion ?

2 - Document F (Fl, F2, F3)
L'enseignant dispose de trois schémas extraits de documents scolaires.
2.1 - Présentez sous forme d'un tableau les avantages et les inconvénients de ces trois documents dans le cadre d'une utilisation scolaire.
2.2 - En tenant compte des obstacles dégagés à la question II-1-2, quel document choisiriez-vous pour préparer la trace écrite de cette séquence ? Vous préciserez les modifications éventuelles que vous lui apporteriez et argumenterez votre choix.
Représentez ce document sur votre copie tel que vous voudriez que vos élèves l'aient dans dans leur classeur.

Document A

Réaumur cherche à savoir comment digèrent les oiseaux dont le gésier n'est pas musculeux et expérimente sur une buse, animal qui régurgite les aliments non digérés. Il lui fait avaler de la nourriture contenue dans un tube métallique perforé.
"Je voulus qu'elle pût m'apprendre de plus, dans le cas où le tube aurait séjourné dans cet estomac sans y avoir été brisé ni même considérablement aplati, si de la viande logée dans la cavité de ce tube ne laisserait pas d'être réduite en parcelles imperceptibles, d'y être digérée, quoi qu'elle y fût à l'abri de l'action immédiate de l'estomac... J'arrêtai donc dans le tube ouvert par les deux bouts un morceau de viande qui l'égalait presqu'en longueur, et qui n'avait guère que le tiers de son diamètre... Le tube ainsi garni de viande fût donné à la buse pour son premier déjeuner à 7 heures du matin... Ce ne fût que le lendemain au matin sur les 7 heures et demie, que je trouvai le tube qu'elle venait de rendre : il était précisément tel qu'il avait été donné : je veux dire qu'il avait toute sa rondeur, que sa forme n'avait aucunement changé. Le morceau de viande arrêté dans le tube par le fil avait-il été digéré ? Voilà de quoi on demande à être instruit ; en quel état fut-il trouvé ? Il avait été réduit à moins d'un tiers, peut-être au quart de son premier volume et de son premier poids... et couvert par une espèce de bouillie, venue probablement de celles de ses parties qui avaient été dissoutes... La considérable déperdition qu'avait faite le morceau de chair, et l'espèce de bouillie dont été enveloppé ce qui restait, doivent, ce semble, convaincre les plus prévenus pour le système de la trituration, qu'elle n'est pas l'agent principal de la digestion chez les oiseaux de proie (...)"

Spallanzani a la conviction que les aliments se digèrent dans l'estomac de l'Homme, comme dans celui d'autres animaux par l'action seule des sucs gastriques. Il conçoit une expérience qui permet de rechercher si les sucs conservaient leur faculté dissolvante hors de l'estomac, dans intervention de la trituration. Il réalise les premières digestions artificielles.
" Il ne me restait plus qu'un moyen, c'était de tirer ce suc gastrique hors de mon estomac par un vomissement excité le matin à jeun... J'employai deux fois ce moyen et j'eus une quantité suffisante de ce suc gastrique pour entreprendre quelques expériences... Voici les événements que j'observai : la chair qui était dans le suc gastrique commença à se défaire avant 12 heures, et elle continua insensiblement jusqu'à ce que, au bout de 35 heures, elle ait perdu toute consistance... et, durant tout ce temps, la chair ne me fit observer aucune mauvaise odeur. Il n'en fût pas de même dans le petit tube où j'avais mis l'eau commune : au bout de 16 heures, la chair sentait mauvais et odeur augmenta pendant 2 autres jours, quelques fibres de la chair. se détachaient comme on observe dans la putréfaction, mais il n'y eut aucune comparaison pour cela avec la chair contenue dans le suc gastrique, puisque la plus grande partie des fibres charnues plongées dans l'eau étaient encore entières au bout du troisième jour..."

Document B

Document C

Document D

Document E
Un enseignant a entrepris avec ses élèves de CM une étude sur la digestion. Il provoque une discussion entre les élèves dont voici un extrait :
El : ce qu'on mange, ça ressort, on va aux WC
E2 : mais tout ressort pas, sans ça, ça sert à rien de manger
E3 : faut que ça aille nourrir tout ton corps, pour la force
E4 : je sais, c'est l'estomac qui trie le bon du mauvais
El : et le pipi, il vient bien de notre manger
E2 : non, c'est ce qu'on boit, ça va dans un autre tuyau
E4 : c'est l'estomac qui trie pour le bon, le pipi et le caca
E3 : l'eau, elle part dans tout le corps. Quand on la boit il y a des petits trous partout
El : quand on mange, on sent des petits bouts qui se coincent partout même dans le bras
E4 : c'est pas des petits bouts, c'est de la bouillie.

Document F1

Document F2

Document F3

 

CRPE 1999 - Académie de Montpellier (corrigé - barème - commentaires personnels)

1.1 (3 points)
Le texte à caractère "historique" sur la digestion aurait du être présenté comme un résumé très incomplet de deux "conceptions" pouvant transparaître dans ce document. En faire des conceptions historiques est certainement excessif. Affirmer que les expériences de Spallanzani "trancheront" est tout à fait excessif.

Expérimentation

Réaumur

Spallanzani

le pb

digestion des oiseaux à gésier non musculeux

digestion des humains

l'hyp

digestion chimique

digestion chimique possible hors de l'estomac

le protocole expérimental

un tube ouvert aux 2 bouts
un morceau de viande attaché à l'intérieur
tube avalé par une buse

digestion artificielle
se faire vomir
viande dans ce vomis, qui contient du suc gastrique
un témoin

les résultats

tube sans changement de forme
viande réduite d'un tiers
bouillie par dessus

chair se défait complètement
pas d'odeur

témoin avec odeur et putréfaction

la conclusion

il y a bien digestion chimique
la trituration n'est pas principale

action des sucs gastriques

1.2 (1 point)
Simplification moléculaire, action enzymes spécifiques ; action mécanique ; nutriments ; perte de la spécificité des aliments. Cette dernière notion n'était certes pas évidente à tous mais est-elle nécessaire ? A-t-elle un sens ? La notion de nutriment n'est-elle pas suffisante ?

2.1 (1 point)
Valoriser si % des pentes (3 zones).
Étant donné que ces courbes ne sont pas des courbes EXPÉRIMENTALES (avec des rectangles d'incertitude pour chaque point de mesure et une courbe qui est une interprétation modélisante....) la notion de pente n'a pas beaucoup de sens, de là à l'exiger ! Quand aux 3 zones, je pense qu'on peut aussi en voir 4 si l'on tient compte des points indiqués sur les courbes...)
Stable puis décroissance rapide dans le début de l'intestin grêle.

"Disparition" expliquée par digestion (Simplification moléculaire) et absorption (intestin)
Là il y a peut-être une erreur dans le corrigé: SOIT on peut voir l'ABSORPTION, si l'on considère que l'on mesure la quantité totale de chaque élément organique (nutriments + aliments), soit on peut voir la DIGESTION, si l'on considère que l'on mesure la quantité d'éléments organiques complexes (aliments...).

2.2 (1 point)
Cette question met en évidence le problème du temps. Le pourcentage est-il mesuré à un instant donné et dans ce cas il n'a pas de sens. On aimerait aussi savoir si l'on considère l'absorption d'un repas contenant tel ou tel % de chacun des nutriments ???
Allure générale identique des courbes.
Position plus haute de la courbe des glucides, % plus important de non-changement, car cellulose, glucide non simplifié, non absorbé.
Je n'ai pas été le seul à penser au rôle des fibres (cellulosiques notamment) dans la facilitation du transit intestinal. Dans ce cas selon la réponse à notre question sur le temps, la position de toutes les courbes pourrait être modifiée aussi bien dans un sens que dans l'autre....

3 (2 points)
Même acides aminés sauf Tr. Pourcentages différents. On aimerait voir les mots : différences quantitatives et qualitatives...
Schéma avec titre. Schéma avec les notions suivantes :
Ingestion -> Digestion -> Absorption -> Transport -> Assimilation
Éventuellement :
Ingestion -> Digestion -> Absorption -> Transport -> Assimilation
Transformation -> Stockage

Il y a aussi là un problème de fond que les étudiants n'ont pas manqué de poser : de nombreuses protéines construites par le nouveau-né n'ont pas du tout cette composition voisine de la caséine. D'où viennent les acides aminés s'ils ne viennent pas du lait ? D'une part la caséine n'est pas la seule protéine du lait, d'autre part, et surtout, le nouveau-né RENOUVELLE les tissus fœtaux, il dégrade les anciens tissus pour en élaborer de nouveaux. Ensuite, ne pas oublier que la plupart des acides aminés sont synthétisés par l'organisme.

DEUXIEME VOLET

1- (3 points)

1-1 (1,5 points)
Début de la 1ère séance de la séquence (le terme de séquence n'est pas attendu) = situation initiale (de départ).
Faire émerger les conceptions des élèves : repérer les obstacles, confrontation qui fait naître les problèmes scientifiques.
Met en place une situation qui déclenche la discussion puis laisse s'exprimer les élèves, régule les interventions ; écoute et écriture des idées qui émergent.

Ce passage quasi-académique par la phase d'émergence des concepts devient franchement ridicule et donne lieu à des comportements caricaturaux chez les étudiants.

1-2 (1,5 points) : 3 obstacles attendus.
Obstacles:
El : tout ce qui entre dans le corps ressort (l'élève n'a pas dit "tout" et ce n'est pas sûr qu'il ai voulu le dire....mais c'est peut-être ce qu'a compris E2, en tout cas c'est probablement ce qu'a pensé un instant E2 avant de corriger...)
(E4 : tri par l'estomac : c'est une erreur mais pas un obstacle) La notion de tri est difficile à cerner et ce n'est même pas forcément une erreur. Par contre le bon et le mauvais, c'est un jugement assez erroné car dans les aliments tout ce qui est assimilable est absorbé, ce qui est rejeté (je rappelle que dans les fèces il n'y a que 25% de résidus alimentaires, le reste est formé de sécrétions...), n'est pas mauvais, mais l'homme n'a pas l'équipement enzymatique et symbiotique pour le dégrader et l'assimiler...
E2: séparation liquides et solides.
E3: perméabilité type passoire (mais ce n'est pas un obstacle au cycle 3)
El : digestion seulement mécanique, distribution de morceaux d'aliments (et pas de nutriments).

2- (5 points)

2-1 (3 points)
Ce type de tableau est à mon avis inutile. Pour un schéma ce qui compte c'est son message, son sens, ce que l'on veut faire passer par lui; en un mot l'objectif. Or les objectifs de chacun des schémas sont différents, chacun peut donc être utilisé (dans un but différent) et peut donc être amélioré, même si le premier est inadapté tel quel pour l'école primaire (par contre son concept principal est essentiel). Voici, ce me semble, les objectifs principaux de chacun des documents :
F1 : la distribution des nutriments (appelés aliments) à l'organisme à partir des aliments venant de l'appareil digestif et le rejet des déchets par l'appareil urinaire
F2 : anatomique : le trajet du tube digestif
F3 : mélangé: pseudo fonctionnel par des flèches sans support anatomique et des descriptions fonctionnelles approximatives, pictogrammes naïfs sur une notion évidente d'aliment, bon pictogramme sur les excréments mais mauvaise légende....

avantages

inconvénients

doc F1

document de synthèse
fonctionnement en système

hors du corps, les organes sont éclatés
difficile à lire (très schématique), manque les glandes digestives, la bouche

doc F2

trajet complet
contextualisé

manque les glandes salivaires, foie non entier

doc F3

trajet complet, fonctionnel
contextualisé

manque les glandes digestives, manque de légendes

Je soulève le problème de la compréhension du schéma fonctionnel par l'élève de cours moyen. Je fais référence notamment à l'étude d'Alain Robert (La mise en scène du savoir scientifique dans les documentaires, Aster n°4, 1987, Communiquer les sciences, INRP) qui conclue que la lecture d'une enfant du primaire est fondamentalement continue et qu'un schéma fonctionnel n'est certainement pas un outil pertinent dans le primaire et probablement pendant les premières années du collège... Peut-être d'autres études plus récentes ont-elles été menées ?

2-2 (2 points)
Voir ci-dessus le choix de F1 peut être fait à mon avis pour le concept.
Choix F3 en rajoutant les glandes digestives : foie, pancréas, glandes salivaires.
Ou choix F2 en ajoutant l'aspect fonctionnel.
Le schéma doit comporter le trajet complet sans coupure, avec les glandes digestives, et doit être fonctionnel (transformation des aliments absorption, transport par le sang) ; il doit comporter des informations pour le trajet des liquides. Mettre des légendes et un titre.