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Physique et Chimie

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Sommaire

Ecouter son cœur

Il est possible d’étudier les électrocardiogrammes afin d’introduire les notions de périodicité, de période temporelle et de fréquence (notamment la fréquence cardiaque) avec l’aide d’applications développées sur tablettes / smartphones

Dans le cadre du programme de la classe de seconde, dans la partie santé, il est possible d’étudier les électrocardiogrammes afin d’introduire les notions de périodicité, de période temporelle et de fréquence (notamment la fréquence cardiaque).
De plus en plus d’applications sont développées sur tablettes / smartphones afin de mesurer sa fréquence cardiaque simplement en posant son index sur l’objectif de la caméra de ceux-ci.
L’objectif de ce scénario est d’introduire les notions physiques puis d’étudier les ECG de manière plus particulière, notamment en utilisant une application tablettes / smartphones (en étudiant la véracité de informations fournies par celle-ci)

 Objectifs

• Introduire les phénomènes périodiques
• Faire le lien entre les grandeurs physiques et celles utilisées en médecine
• Développer l’esprit critique des élèves face au numérique

 Compétences visées

• Etablir un protocole expérimental
• Faire preuve d’esprit critique

 Contexte pédagogique

1. Première étape : évaluation diagnostique

On réalise un remue-méninge avec les élèves sur les phénomènes périodiques avec d’obtenir leurs conceptions. Pour cela, on réalise un mur collaboratif (Padlet par exemple) avec des post-it anonymes.

La consigne donnée aux élèves est par exemple la suivante :
« Donner l’exemple d’au moins un phénomène que vous pensez périodique (possibilité d’ajouter des images, un fichier sonore etc.) et expliquer simplement pourquoi il vous semble périodique »

2. Deuxième étape : mise en commun
On réalise ensuite une mise en commun avec les élèves en deux étapes :
• Suppression des doublons.
• Réorganisation après discussion avec le groupe classe des post-it en deux catégories :
o les phénomènes réellement périodiques
o les phénomènes qui n’y sont pas.

Institutionnalisation : écriture, à l’aide des propositions des élèves des définitions d’un phénomène périodique, de la période et de la fréquence de celui-ci.

3. Troisième étape : mesure de leur fréquence cardiaque
a. Réflexion avec les élèves sur les conditions pour lesquelles on peut considérer les battements du cœur comme un phénomène périodique
b. Utilisation d’une application smartphones / tablettes permettant de mesurer les pulsations
c. Lien entre les pulsations par minute et la période / fréquence physique

4. Quatrième étape : Comment être sûr des résultats fournis par l’appareil ?
a. Si la question n’est pas apparue à l’étape précédente, réflexion avec les élèves : « Comment peut-on avoir accès aux battements du cœur juste en posant son doigt sur une caméra ??? » pour arriver à un nouveau problème : « la valeur donnée par l’application est-elle fiable ? »
b. Détermination et réalisation d’un protocole permettant de vérifier la valeur donnée par l’application
c. Réponse à la question

Quatrième étape bis : Comment être sûr des résultats fournis par l’appareil ?
a. On ajoute à la réflexion des élèves la validité de la représentation graphique de l’ECG donnée en même temps que la valeur : « comment peut-on vérifier que l’ECG correspond bien aux pulsations mesurées ? »
b. Détermination d’un protocole puis réalisation de celui-ci afin de déterminer la valeur du rythme cardiaque correspondant à l’ECG représenté
c. Conclusion en répondant à la question mais aussi sur les étapes importantes de la détermination :
• Mesure de plusieurs périodes pour plus de précision
• Mesures à l’endroit où le signal est le plus régulier possible (rappel sur les conditions de périodicité de l’étape 3)
• La notion d’échelle

 Documents du scénario

fiche élève format Word - 97 ko
fiche enseignant format Word - 734.7 ko
Mise à jour : 12 avril 2018