CONCEPTION DUNE SITUATION DAPPRENTISSAGE

Lobjectif principal de ce chapitre est de rendre compte de la manière dont nous avons procédé pour concevoir notre situation dapprentissage. Sur la base des travaux présentés dans la première partie de ce mémoire, nous détaillons les choix que nous avons faits et qui nous ont permis daboutir à une proposition de situation. Nous poursuivrons en présentant de façon générale les outils théoriques que nous avons utilisés pour la conception et lanalyse 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 davoir 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 dun individu trouve principalement son origine à léchelle moléculaire génotype. Notre choix de léchelle phénotypique sest porté sur la taille et la fonctionnalité des protéines. De ce fait, nous avons décidé de proposer létude du Xeroderma pigmentosum : maladie qui sexprime lorsque certains gènes responsables de la synthèse de protéines de réparation de lADN subissent des mutations. Alors que lentrée dans la situation est faite à travers lexpression de cette maladie aux échelles macroscopique et cellulaire, lactivité de conception expérimentale sera centrée spécifiquement sur létude de lexpression 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 nest pas évident de comprendre la nature hybride-hiérarchique des phénomènes génétiques. Cela veut dire quil leur est difficile de comprendre que les protéines (unités biophysiques émergent à partir des informations codées par les gènes unités dinformation. Compte tenu de ces constats, nous avons décidé de centrer notre situation sur létude 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 DINFORMATION GENETIQUE » VIA LE LOGICIEL ANAGENE  

Afin daider les élèves à mieux comprendre le lien entre gène et protéine (génotype et phénotype moléculaire, nous avons décidé dincorporer dans notre situation un logiciel nommé anagène qui modélise le principe de lexpression génétique. En effet, anagène propose une base de séquences nucléotidiques dADN gènes qui peuvent être « manipulées » par les élèves. Cela veut dire que les fonctionnalités de ce logiciel permettent dobtenir des séquences dacides aminées protéines à partir des séquences nucléotidiques (information génétique) contenues dans une région dADN déterminée nommée gène. Nous avons vu que dautres études proposent des animations ou des vidéos afin daider les élèves à mieux visualiser le processus de synthèse protéiques. Cependant, la difficulté daccès 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 dADN 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 denseignement mentionnées à la fin du chapitre sont centrées sur la démarche dinvestigation. Plusieurs auteurs constatent que lengagement des étudiants dans des démarches dinvestigation 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.