CONCEPTION D’UNE SITUATION DAPPRENTISSAGE

L’objectif principal de ce chapitre est de rendre compte de la manière dont nous avons procédé pour concevoir notre situation d’apprentissage. Sur la base des travaux présentés dans la première partie de ce cours, nous détaillons les choix que nous avons faits et qui nous ont permis d’aboutir à une proposition de situation. Nous poursuivrons en présentant de façon générale les outils théoriques que nous avons utilisés pour la conception et l’analyse de la situation proposée. Enfin, nous présentons une introduction générale des différentes phases de la partie expérimentale de notre travail (pré-expérimentation et expérimentation.

Ceci permettra au lecteur d’avoir une vision globale du déroulement des expérimentations qui seront examinées en détail dans la troisième partie du mémoire. Nous avons choisi le thème de la génétique car nous savions que lapprentissage et lenseignement de ce thème impliquait de nombreuses difficultés. Néanmoins, cette thématique reste très vaste et elle est prescrite tant dans les programmes du collège que du lycée. Létat de lart des travaux préalables, réalisé dans le chapitre , nous a permis daffiner nos choix. Alors que la compréhension de la génétique exige une connaissance de trois « modèles » complémentaires : génétique, méiotique et moléculaire (Stewart, Cartier, & Passmore, 2005b), les études citées indiquent que les difficultés des élèves résident principalement dans le modèle moléculaire. Nous rappelons que ce modèle permet dexpliquer lexpression du patrimoine génétique. Afin de pouvoir prendre en charge ces difficultés, nous avons décidé de centrer notre proposition sur ce modèle. Plus précisément, les choix que nous avons faits sont décrits ci-dessous.

Les élèves ne parviennent pas à saisir que le phénotype macroscopique d’un individu trouve principalement son origine à l’échelle moléculaire génotype. Notre choix de l’échelle phénotypique s’est porté sur la taille et la fonctionnalité des protéines. De ce fait, nous avons décidé de proposer l’étude du Xeroderma pigmentosum : maladie qui s’exprime lorsque certains gènes responsables de la synthèse de protéines de réparation de l’ADN subissent des mutations. Alors que l’entrée dans la situation est faite à travers l’expression de cette maladie aux échelles macroscopique et cellulaire, l’activité de conception expérimentale sera centrée spécifiquement sur l’étude de l’expression du phénotype moléculaire.

Les élèves ne parviennent pas à saisir le rôle central des protéines dans la médiation des phénomènes génétiques parce que, pour eux, il n’est pas évident de comprendre la nature hybride-hiérarchique des phénomènes génétiques. Cela veut dire qui’l leur est difficile de comprendre que les protéines (unités biophysiques émergent à partir des informations codées par les gènes unités d’information. Compte tenu de ces constats, nous avons décidé de centrer notre situation sur l’étude du processus de synthèse des protéines. Pour ce faire, nous avons fait un deuxième choix que nous détaillons ci-dessous.

ETUDE DU PHENOTYPE MOLECULAIRE AU TRAVERS DE LA « MANIPULATION D’INFORMATION GENETIQUE » VIA LE LOGICIEL ANAGENE  

Afin d’aider les élèves à mieux comprendre le lien entre gène et protéine (génotype et phénotype moléculaire, nous avons décidé d’incorporer dans notre situation un logiciel nommé anagène qui modélise le principe de l’expression génétique. En effet, anagène propose une base de séquences nucléotidiques d’ADN gènes qui peuvent être « manipulées » par les élèves. Cela veut dire que les fonctionnalités de ce logiciel permettent d’obtenir des séquences d’acides aminées protéines à partir des séquences nucléotidiques (information génétique) contenues dans une région d’ADN déterminée nommée gène. Nous avons vu que d’autres études proposent des animations ou des vidéos afin d’aider les élèves à mieux visualiser le processus de synthèse protéiques. Cependant, la difficulté d’accès aux phénomènes génétiques, au niveau moléculaire, reste problématique. Nous pensons que le fait de faire travailler les élèves avec ce logiciel pourrait les aider à surmonter les difficultés liées à cette inaccessibilité.

Comme Marbach-Ad et al. (2008) le suggèrent, la manipulation des séquences d’ADN par le biais des mutations par exemple) et le suivi de celles-ci sur les protéines pourraient aider les élèves à mieux comprendre le Les propositions d’enseignement mentionnées à la fin du chapitre sont centrées sur la démarche d’investigation. Plusieurs auteurs constatent que l’engagement des étudiants dans des démarches d’investigation scientifiques peut favoriser de manière plus cohérente la compréhension des concepts génétiques. En revanche, peu détudes sont centrées sur des activités qui incluent la conception expérimentale. Cest ainsi que notre troisième choix sest porté sur une proposition denseignement centrée sur ce type de démarche.