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Sciences de la vie et de la Terre

[TraAM 2021-2022] Utiliser une simulation numérique avant de réaliser le TP en classe

17 / 05 / 2022 | Marie Dubar

Dans le cadre des Travaux académiques mutualisés (TraAM) 2021-2022, un groupe de 7 professeurs de SVT exerçant dans des collèges et des lycées des trois départements de l’Académie de Créteil a travaillé à mettre en place des séquences de cours répondant à la problématique suivante : « comment le recours à des pratiques numériques en SVT peut-il contribuer à stabiliser les apprentissages dans et hors la classe ? ».

Toutes les séquences ont été testées en classe par les enseignants concepteurs. Ils ont travaillé en commun sur les différentes thématiques ; ils ont tiré une analyse de cette expérimentation et ont indiqué des marges de progrès ou des adaptations possibles si vous souhaitez tester ces séquences à votre tour. Ces productions ne sont pas modélisantes mais se veulent plutôt comme des pratiques inspirantes. N’hésitez pas à leur adresser un retour si vous mettez en œuvre dans vos classes des pistes qu’ils vous ont proposées.

1. Professeur expérimentateur

Marie Dubar, lycée d’Arsonval « SAINT-MAUR-DES-FOSSÉS (94)

2. Liaison avec le programme et place dans la progression

Niveau concerné : Première spécialité SVT
Partie du programme : Corps humain et santé - Le fonctionnement du système immunitaire humain
Place dans la progression : Ces 4 séances constituent la 2ème et 4ème (et dernière) partie de la la séquence qui traite toute la partie du programme intitulé « Le fonctionnement du système immunitaire humain ». Cette séquence s’appuie sur les acquis du collège qui sont réactivés par des exercices issus du manuel de Cycle 4. Elle fait appel à des notions et des compétences (capacités et attitudes) qui seront réutilisés en terminale notamment dans la partie du programme Corps humain et santé « Comportement et stress : vers une vision intégrée de l’organisme ».

3. Motivation et problème à résoudre

Le thème « Le fonctionnement du système immunitaire » en Première enseignement de spécialité SVT repose sur de nombreuses notions avec beaucoup de vocabulaire à mémoriser mais également des expérimentations diverses qui nécessitent une certaine aisance avec le matériel de laboratoire. Avec le développement des ressources numériques à disposition, j’ai souhaité que les élèves se familiarisent avant la séance avec le côté technique afin qu’ils se concentrent principalement sur la problématique pendant la séance. En outre, l’acquisition des compétences techniques est importante car elles seront réutilisées en terminale et notamment durant les ECE (ELISA avec le cortisol par exemple).

En résumé : Comment le numérique peut-il aider à préparer en amont un TP que l’on va réaliser en classe ?

4. Connaissances et compétences associées

Notions :
BOEN spécial n°1 du 22 janvier 2019 :
L’immunité adaptative
Compétences (capacités et attitudes) :
 Concevoir et réaliser des expériences permettant de mettre en évidence les immunoglobulines lors de la réaction immunitaire ;
 Concevoir et mettre en œuvre des stratégies de résolution ;
 Interpréter des résultats et en tirer des conclusions ;
 Coopérer et collaborer dans le cadre de démarches de projet ;
 Utiliser des logiciels d’acquisition, de simulation et de traitement de données.

5. Les outils numériques utilisés

simulation_Ouchter

Simulation de la technique d’Ouchterlony

logo_YouTube

YouTube pour la consultation de supports vidéos

Lien vers la vidéo sur Ouchternoly
Lien vers la vidéo 1 sur Elisa
Lien vers la vidéo 2 sur Elisa

6. Cadre de référence des compétences numériques :

Lien vers le CRCN

JPEG - 4 ko
Domaine 1 : communication et collaboration D1.1 mener une recherche d’informations
JPEG - 3.9 ko
Domaine 5 : environnement numérique D5.2 évoluer dans un environnement numérique

7. Adaptabilité pour les élèves à besoins éducatifs particuliers

Le groupe de spécialité comprends deux élèves dyslexiques et un élève autiste Asperger. Les élèves dyslexiques ont apprécié de pouvoir restituer leur travail sous une forme autre que celle d’un texte

8. Déroulement global de la séquence d’immunologie

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carte_mentale_seq_immuno_traam_MD

9. Indications pratiques sur cette séquence

Durée :
temps en présentiel synchrone : 3,5 séances de 2h (7h)
travail asynchrone de l’élève : 30 min x 3 + 15 min (1h45)

Horaire total : 8 heures et 45 minutes

Prise en main par l’enseignant :
 relativement aisée

Prise en main par les élèves :
 aisée

10. Déroulement détaillé de la séquence

En asynchrone (30 min)  :
Travail personnel : faire l’exercice de Cycle 4 sur les caractéristiques de la réponse adaptative et regarder la vidéo sur la technique d’immunodiffusion sur gel (Ouchterlony)

Séance 1 (TP en demi-classe - 2h) :
TP Ouchterlony

TP venin de Serpents TP_venin_serpents_traam_MD TP_venin_serpents_traam_MD

En asynchrone (30 min)  :
Travail personnel : Revoir la technique d’Ouchterlony, faire l’exercice à l’aide de la simulation numérique et apprendre le cours

Séance 2 (classe entière - 2h) :
Évaluation sur Ouchterlony (étude de document) et cours Chapitre "L’immunité adaptative"

Evaluation immunologie vitellogénine eval_ouchter_traam_MD eval_ouchter_traam_MD

En asynchrone (15 min)  :
Travail personnel : regarder les 2 vidéos sur la technique ELISA

Séance 3 (TP en demi-classe - 2h) :
TP ELISA

TP vaccination TP_vaccination_traam_MD TP_vaccination_traam_MD

En asynchrone (30 min)  :
Travail personnel : Apprendre le cours

Séance 4 (classe entière - 1h) :
Évaluation sur ELISA (étude de document)

Evaluation immunologie Etablissement du sang français eval_elisa_traam_MD eval_elisa_traam_MD

11. Travaux des élèves

Evaluation Ouchternoly réussie copie_Ouchter_OK
Evaluation Ouchternoly non réussie copie_Ouchter_NR
Evaluation Ouchternoly par élève présentant des troubles dys copie_Ouchter_dys
Evaluation Ouchternoly par élève autiste Asperger copie_ouchter_AA
Evaluation Elisa réussie copie_elisa_R1
Evaluation Elisa réussie copie_elisa_R2
Evaluation Elisa non réussie copie_elisa_NR
Evaluation Elisa par élève présentant des troubles dys copie_elisa_dys
Evaluation Elisa par élève autiste Asperger copie_elisa_AA

12. Evaluation pour les élèves

Ce qui est évalué : TP Ouchertonly et TP ELISA ; évaluations "vitellogénine" sur Ouchternoly et "Etablissement du sang français" sur Elisa.

Critères de réussite : L’antigène est placé au centre, les anti-venins sont placés autour
Le principe du test est compris

13. Retour des impressions des élèves

questionnaire_eleves_ouchter_elisa
questionnaire_eleves_ouchter_elisa

14. Analyse et évaluation du dispositif par l’enseignant

Plus-values dégagées :
 davantage de questions posées pendant la séance ;
 une plus grande autonomie dans les compétences manipulatoires ;
 davantage de temps libéré pour s’intéresser au problème scientifique et non aux difficultés techniques (les élèves sont plus attentifs aux contenus découverts pendant la séance et cela se traduit dans de meilleurs résultats aux évaluations que ceux observés les années précédentes)
 les élèves à besoins éducatifs particuliers se disent rassurés de pouvoir anticiper les gestes techniques à l’avance à la maison
 les élèves indiquent qu’ils préfèrent manipuler "en vrai" plutôt que de n’utiliser seulement des simulations numériques (le numérique en distanciel est donc un bon complément au réel en classe).

Difficulté rencontrée :
certains élèves n’ont pas fait le travail en amont, ce qui les a tout de même gêné dans leur habileté manipulatoire par rapport aux autres élèves.

Piste d’amélioration :
réaliser un questionnaire en amont pour s’assurer que les vidéos ont bien été visionnées et comprises par les élèves.