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Mise à jour :
Mars 2008
Des activités scientifiques originales pour les travaux pratiques au lycée
 

Cette rubrique comporte un ensemble d'articles présentant des activités scientifiques pratiques à visée pédagogique. Certains articles ont été publiés dans des revues spécialisées, notamment "Biologie-Géologie", la revue de l'APBG ou ont fait l'objet d'une présentation orale lors de colloques tandis que d'autres sont inédits. 


  • Ces documents décrivent de façon détaillée des activités scientifiques pratiques qu'il est possible d'utiliser dans l'enseignement secondaire, principalement au lycée, ou dans le premier cycle universitaire. Toutes les activités présentées ont été mises en œuvre dans un cadre scolaire ordinaire par des élèves de différentes classes de lycée avec les matériels couramment présents dans les établissements scolaires et avec des consommables disponibles chez les fournisseurs spécialisés à des coûts compatibles avec le budget d'un laboratoire de SVT.
  • Ces activités ont été mises au point dans le but de confronter les élèves aux processus matériels et intellectuels à travers lesquels se construit le savoir scientifique : questionnement scientifique et identification des problèmes, recherche d'hypothèses explicatives, élaboration de stratégies de vérification expérimentale, analyse critique et communication des résultats, etc. Il ne s'agit donc ni de démonstrations destinées à illustrer des notions scientifiques présentées en classe, ni de vérifications expérimentales de connaissances acquises mais au contraire de construction de notions scientifiques.
  • On trouvera toutes les informations nécessaires pour permettre aux élèves de mener eux-mêmes des investigations scientifiques sur des thèmes choisis dans les programmes officiels, en particulier les aspects pratiques. Avec de telles méthodes d'enseignement par problème ou par projet, il n'existe plus d'expériences "qui marchent" ou "qui ne marchent pas" car toute expérience apporte son lot d'information, y compris et même surtout, lorsque les résultats ne sont pas conformes à ce qui peut être raisonnablement attendu.
  • L'idée principale (partagée par de nombreux scientifiques de renom dont plusieurs prix Nobel, notamment P.G. de Gennes, J.M. Lehn, G. Charpak), sur laquelle est fondée cette façon d'envisager l'enseignement des sciences expérimentales est la suivante : le savoir scientifique serait assimilé plus efficacement si l'élève est activement confronté, par la pratique, aux processus réels de production et de communication de la science.
  • L'étude des phénomènes biologiques dépend le plus souvent de procédures précises indiquées dans les articles qui sont parfois redondantes avec celles indiquées aux rubriques "PROTOCOLES" et "FICHES DE TP".
  • Lorsqu'elles s'y prêtent, les activités font appel autant que possible à l'ordinateur non seulement comme outil de laboratoire (ExAO) mais aussi comme outil de traitement de données avec notamment l'infographie moléculaire (visualisation de modèles moléculaires tridimensionnels) et le traitement de données bioinformatiques (séquences de macromolécules informatives). L'ordinateur est en effet devenu un outil essentiel non seulement au laboratoire mais aussi pour les professeurs et les élèves qui doivent désormais en maîtriser l'utilisation.

Les acquisitions de données informatisées ont été réalisées le plus souvent avec une interface d'acquisition ORPHY-GTS (MICRELEC) pilotée par le logiciel généraliste REGRESSI (MICRELEC) sous MS-DOS. Cette méthode présente l'avantage de pouvoir être mise en œuvre avec n'importe quel type d'ordinateur, même les plus anciens, et de ne pas multiplier le nombre de coûteux logiciels dédiés. Bien évidemment, ces derniers restent utiles dans certains cas et n'importe quel type de matériel d'ExAO peut être utilisé pour réaliser les activités.
    • Applications pédagogiques de la bioluminescence de la luciole :
      Des protocoles pour l'établissement de cinétiques enzymatiques et pour étudier certains aspects de l'énergétique cellulaire.
    • La  bioluminescence  de  la  luciole : 

    • modèles moléculaires interactifs (avec CHIME)
      Des modèles tridimensionnels des molécules impliquées dans la bioluminescence de la luciole

    • Un outil pédagogique original : la  bioluminescence

    • Utilisations pédagogiques des réactions chimiques de la bioluminescence de la luciole.
    • Utilisation pédagogique de bactéries luminescentes

    • Quelques utilisations pédagogiques des bactéries luminescentes.
    • Un nouveau système pour l'étude de la transpiration des plantes

    • Module destiné à l’étude de la transpiration des plantes par ExAO.
    • Etude  de  la  transpiration  d'une  plante  par ExAO

    • Une progression pédagogique complète sur le problème de la transpiration partant des réactions de la plante entière à son environnement jusqu'au comportement des stomates.
    • Etude  de  la  synapse  neuromusculaire

    • Un montage expérimental permettant une étude quantitative du fonctionnement de la synapse neuromusculaire du ver de terre dans différentes conditions (normales, action des ions et du curare).
    • Action de divers neurotransmetteurs sur le muscle dorsal de lombric

    • D'autres expériences sur le fonctionnement de la synapse neuromusculaire du ver de terre.
    • Les propriétés des muscles : une approche pratique

    • Etude pratique de diverses propriétés biochimiques des muscles.
    • A propos d'enzymes et de leur utilisation pédagogique

    • Suggestions d'utilisations pédagogiques d'enzymes faciles à préparer pour l'étude de divers aspects des programmes de biologie (enzymologie, neurobiologie, génétique, hormones etc.)
    • Activités scientifiques et outils informatiques : enzymologie en première S.

    • Progression pédagogique sous la forme d’une séquence d’activités scientifiques dans le domaine de l’enzymologie en première S
    • Quelques manipulations assistées ou non par ordinateur sur les levures

    • Divers aspects de la biologie des levures.
    • Mutagenèse chez la levure

    • Comment produire et identifier des mutants chez la levure.
    • Investigations sur une souche mutante de levure qui ne fermente pas le saccharose

    • Recherche des causes de l'incapacité à fermenter le saccharose chez une souche de levure sac-
    • Investigations sur une souche mutante de levure qui ne fermente pas le saccharose

    • Protocoles expérimentaux détaillés
    • Electrophorèse de l'ADN

    • Protocole adapté au lycée pour l'électrophorèse des fragments de restriction.
    • Une nouvelle méthode de coloration des gels d'électrophorèse d'ADN

    • Un procédé de coloration très efficace des bandes d'ADN avec un produit non toxique (azure A).
    • La meilleure méthode alternative de coloration des gels d'électrophorèse d'ADN

    • Un procédé de coloration encore plus efficace des bandes d'ADN avec un produit non toxique (bleu de Nile).

    • Profil densitométrique d'une électrophorèse

    • Pour tirer tout le profit des électrophorèses

    • La colonne de Winogradsky

    • Comment réaliser dans une colonne un mini écosystème fondé sur le cycle du soufre. Réalisation de préparations microscopiques de chromosomes géants (glandes salivaires de larve de drosophile)
      Protocole de préparation et coloration. Photographies. Réalisation de préparations microscopiques de chromosomes géants (glandes salivaires de larve de chironome)
      Protocole de préparation et coloration. Photographies.
    • Evolution de l'ExAO, 1990-1997

    • Un point sur les évolutions de l'ExAO en France.
    • Une bibliographie de l'expérimentation assistée par ordinateur (jusqu'à l'année 2000)

    • Les articles et ouvrages  parus en France jusqu'en 2000 dans lesquels on trouvera des descriptions de manipulations d'ExAO.
    • Échanges d’eau et taille des cellules végétales

    • Une expérience ancienne abordée avec des techniques modernes
    • La levure Schizosaccharomyces pombe, organisme modèle et modèle pédagogique

    • Présentation de la levure S. pombe, un organisme modèle utilisable en travaux pratiques au lycée pour résoudre divers problèmes biologiques. 
De nombreuses activités pratiques à mener avec ce microorganisme.

  • Halobacterium salinarum, une archéobactérie extrêmophile pour aborder concrètement le troisième domaine du vivant.
Article de présentation de l'archéobactérie, H. salinarum, un organisme modèle permettant de nombreuses activités pratiques pour étudier un représentant des archées.
 Protocoles détaillés pour mener diverses activités pratiques avec H. salinarum.



  • Les enseignements des mutations de la couleur des yeux chez la drosophile, Drosophila melanogaster.
Exploration d'un chapitre de l'histoire de la génétique moléculaire consacrée aux voies de biosynthèse très complexes conduisant aux pigments présents dans les yeux des drosophiles.
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