Calculer la taille d'un objet observé au microscope. publié le 29/03/2024 - mis à jour le 04/04/2024
Calcul de la taille d'une alvéole et de l'épaisseur de leur paroi.
Déroulement de la séance
Les élèves réalisent une observation microscopique de poumons humains. L’objectif est de repérer les alvéoles ainsi qu’un capillaire sanguin adjacent à une alvéole, à un endroit où la paroi séparant l’alvéole du capillaire est la plus fine possible. Dans un premier temps, on laisse les élèves découvrir les lames en autonomie puis une photographie d’une lame est vidéoprojetée pour aider les élèves à repérer les capillaires sanguins et leur expliquer ce qu’est une alvéole sur cette préparation.
Ensuite, les élèves doivent photographier une zone répondant aux critères demandés. Il doivent aussi photographier les différents éléments qu’ils ont pu observer en se déplaçant sur la lame.
On demande ensuite aux élèves comment il est possible de connaître la taille des objets observés. Ils proposent en général d’utiliser la photo, de mesurer l’alvéole sur leur téléphone et de diviser le résultat obtenu par le grossissement du microscope. Le résultat obtenu est faux mais pas toujours si éloigné de cela de la réalité. Afin de leur faire comprendre que cette technique ne fonctionne pas, je réalise la même mesure au tableau sur l’image vidéoprojetée et j’obtient un résultat évidemment différent. Je leur demande ensuite quelle valeur est la bonne ? Evidemment, aucune. Cela amène à la nécessité de réaliser une échelle pour calculer la taille réelle des alvéoles. Pour cela, je propose aux élèves d’observer au même grossissement une feuille de papier millimétré. Ils doivent centrer leur observation sur un carreau afin de le percevoir en entier (ce qui fonctionne au grossissement x100).
Je distribue ensuite la fiche méthodologique "calculer et utiliser une échelle" :
Une fois la fiche remplie, nous allons appliquer cette méthode aux observations photographiées. Les élèves doivent pour ce faire déposer leurs photographies sur un espace personnel. Certaines, choisies par l’enseignant, pourront ensuite être partagées sur un espace commun afin que chaque élève puisse y avoir accès.
Sur ordinateur, les images pourront être affichées et les mesures pourront être effectuées directement sur l’écran de l’ordinateur (l’écran du smartphone affichant une image trop petite pour pouvoir mesurer l’épaisseur de la paroi alvéolaire, inférieure au millimètre).
Il est possible (mais plus long à mettre en place si les élèves ne sont pas familiers de l’utilisation d’un logiciel de traitement d’image) de faire légender leurs photographies aux élèves. Une évaluation formative des images légendées peut alors être envisagée en demandant aux élèves de déposer une copie de leur travail dans un dossier partagé avec l’enseignant. On peut enfin proposer aux élèves d’imprimer le résultat de leur travail si l’on souhaite qu’ils en gardent une trace écrite dans leur cahier/classeur.
Il est possible également d’imprimer une des images photographiées ainsi que l’image du carreau de papier millimétré pour le distribuer à chaque élève afin qu’ils travaillent tous sur la même image ce qui facilitera la correction lors de la mise en commun. Cela permet aussi de faire tracer à l’élève, sur la photo du papier millimétré, un trait allant du bord droit de la ligne gauche du carreau au bord droit de la ligne droite du carreau avec écrit au dessus "1mm" traçant ainsi de façon concrète une échelle telle qu’elle est figurée sur tout document (observations microscopiques, cartes...).
Une fois ce travail effectué, lors de la mise en commun, je vidéoprojette les autres photographies déposées dans le dossier partagé afin de montrer aux élèves les artérioles, le veines, les bronchioles, les cartilages et les caillots sanguins.
Enfin, pour la synthèse, je projette quelques chiffres "étonnants" parmi lesquels se trouve la taille des alvéoles et l’épaisseur de leur paroi pour les comparer aux valeurs que nous avons obtenues.
Une évaluation sommative peut être proposée afin de vérifier l’acquisition des compétences ciblées (savoir utiliser une échelle, avoir un regard critique argumenté). L’évaluation ci-dessous propose de calculer la taille d’une "particule" (covid19) et d’un cil bronchique.