Quand un FabLab améliore l’enseignement de la génétique

Publié par Service éducatif, le 17 mai 2021   250

Xl echoscience chromosome

Professeur de SVT au lycée, je suis toujours à la recherche d’outils pédagogiques permettant aux élèves de mieux s’approprier des notions abstraites telles que la génétique et les chromosomes.

En Première et en Terminale, les lycéen·ne·s doivent notamment comprendre comment les chromosomes sont transmis d’une génération à une autre au cours des divisions de méiose à l’origine de la diversité génétique des ovules et des spermatozoïdes qui fait que vous comme moi, nous ne sommes pas des clones de nos frères et soeurs et c’est peut être mieux ainsi !

Le problème, c’est que l’information génétique, l’ADN et les chromosomes restent encore des notions abstraites en Première et en Terminale alors même que ces concepts sont abordés progressivement auparavant. 

MANIPULER POUR MIEUX COMPRENDRE

Alors pour faciliter la compréhension de ces notions, je fais faire des vidéos “stopmotion” à partir de chromosomes en papier découpés. Les élèves doivent collaborer pour respecter le scénario imposé de la méiose pour mettre en évidence l’origine des différence génétiques dans les spermatozoïdes et ovules formés et qui seront à l’origine d’individu unique suite à la fécondation. Ces actions avaient le mérite d’une part d’améliorer la compréhension des phénomènes étudiés, le respect des règles de représentation des chromosomes et des gènes pour une communicabilité améliorée (...) et d’autre part de susciter une réelle appétence de l’activité à réaliser grâce à son originalité. Cela prend du temps mais ce n’est pas du temps de perdu finalement comme vous pouvez en voir un exemple ici : 

MIEUX VISUALISER LES MOUVEMENTS CHROMOSOMIQUES

Mais un autre problème se posait : lors des corrections des exercices, je dois faire des schémas des chromosomes avec les gènes qu’ils portent au tableau. Ces schémas racontent une chaîne complexe de nombreux événements et, dans l’idéal, qu’il faut répéter pour améliorer le transfert de connaissances. L’idée m’est venue de faire des chromosomes géants en papier avec un bout de scotch facilement déplaçables sur le tableau. Puis une version améliorée avec des aimants collés sur des chromosomes en papier plastifié est arrivée. Je pouvais ainsi raconter “mon histoire” de manière plus attractive avec possibilité de mieux expliquer la situation du problème posé, faire des “retours en arrière”,  tester des hypothèses explicatives d’élèves et ainsi mieux faire comprendre comme ici : 


POUSSER PLUS LOIN LE CONCEPT

Le résultat correspondait à mes attentes. En plus, j’avais la possibilité de réutiliser ce matériel les années suivantes. Mais cette version ne permettait pas de modéliser certains éléments du programme à savoir les échanges de morceaux de chromosomes appelés crossing over.

J’ai remédié au problème en réalisant d’abord un prototype en impression 3D avec des portions de chromosomes détachables et échangeables. L’objectif étant de créer un fichier en open source pour les collègues l’option 3D a été écartée pour favoriser l’option découpe laser, plus rapide. 

Le produit final a été réalisé en contreplaqué avec la découpe laser au Fablab du Dôme. Il ne manque plus qu’un coup de peinture pour distinguer l’origine paternelle et maternelle des chromosomes et fixer des aimants.

Désormais, je vais enseigner la méiose et le brassage génétique à l’aide de mes chromosomes en bois au tableau. Les élèves s’en serviront lors de leurs démonstrations et ils manipuleront toujours des modèles papier qu’ils fabriquent eux-même pour mieux s’approprier les savoir liés. 

Et dans une démarche collaborative, les explications et le fichier est disponible pour les collègues intéressés.