ENSEIGNER LA BIOLOGIE : des clés pour évoluer Christine LELANDAIS & Robin BOSDEVEIX (U. Paris Diderot)

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1 ENSEIGNER LA BIOLOGIE : des clés pour évoluer Christine LELANDAIS & Robin BOSDEVEIX (U. Paris Diderot) christine.lelandais@isv.cnrs-gif.fr robin.bosdeveix@univ-paris-diderot.fr

2 Calendrier  Séance 2 : 18 novembre de 14h à 17h30 : 107A, Bât A Les Grands Moulins Evaluation des étudiants Organisation de la séance de TD  Séance 3 : 25 novembre de 14h à 17h30 : 107A, Bât A Les Grands Moulins Organisation de la séance de TD (2) et mise en situation

3 Organisation du stage  Séance 1 2h : Théorie Qu’est-ce que l’enseignement supérieur? Qu’est-ce qu’apprendre? Qu’est-ce qu’enseigner? 1h30 : Mise en pratique TD de biologie cellulaire

4 Séance 1  Qu’est ce que l’enseignement supérieur? Quelles sont ses caractéristiques, ses missions? METHODE 5’ de réflexion individuelle 10’ d’échange par petit groupe (4) Discussion collective

5 Vos idées  Spécialisation progressive dans un domaine  Former les cadres supérieurs de demain, les enseignants, les chercheurs  Principe : égalité des chances => Pas de sélection à l’entrée, faible coût d’inscription (et bourse). Mais du principe à la réalité…  Préparer à un métier  Développer la culture  Transmettre des savoirs, des capacités pratiques  Diplômes reconnus internationalement

6  Débouchés professionnels variés (pas seulement enseignement et recherche)  Forte autonomie, peu de repères enseignements. Encadrement individuel réduit.  Budget par étudiant plus faible que dans d’autres formations supérieures  Mais variation selon les universités, les cursus  Effectif important en licence, moins de relations suivies. Esprit « promo » souvent moins développé qu’en école

7  Choix d’orientation plus ou moins précoce  Passerelles entre parcours  Inégalité de reconnaissance entre grandes écoles et universités. Université moins bien reconnue  Dualité grandes écoles / universités avec hiérarchie  Grandes écoles : plus professionnalisant car plus de stage, de projets, de lien avec l’entreprise, de réseau  Cas particuliers de certains cursus universitaires : magistère, IUP…

8 Missions de l’enseignement supérieur  Elévation du niveau de connaissances et de compétences (niveau de réflexion, méthodologie, esprit critique, autonomie, travail en groupe, menée de projet…)  Formation à un métier  Orientation professionnelle  Formation tout au long de la vie (formation continue, université ouverte)  Education (de jeunes adultes) Développement de l’autonomie, de la méthodologie, contribuer aux choix, aider à devenir adulte, travailler en groupe / vivre dans un collectif/une communauté au delà des différences socio-culturelles

9 Caractéristiques et évolution de l’enseignement universitaire  Approche duale enseignement/recherche  Massification, objectifs de réussite et de professionnalisation (objectifs de Lisbonne 2000)  Etudiants : « motivés par les formations universitaires » ou « présents par défaut » (majorité)  Développement des formations professionnelles : IUT, IUP, EPU, licence pro, masters pro, UE Préprofessionnalisation  Réussite en licence et remédiation (PRL…)

10 Penser les enseignements dans un ensemble d’activités en réseau Expérience personnelle Lectures et recherches documentaires Rencontres et interactions entre pairs Projets personnels et professionnels Exercices / entraînements débatscours D’après Philipe MEIRIEU http://www.meirieu.com/http://www.meirieu.com/ Travaux pratiques

11 Les acteurs de l’enseignement universitaire  EC statutaires : Professeurs, MCF, PRAG- PRCE  EC contractuels : ATER, doctorants contractuels (moniteurs), HC  Chercheurs  Personnels BIATSS Une équipe diverse!

12 Les difficultés de l’enseignement universitaire  Compartimentation des enseignements universitaires en UE distinctes (voire au sein d’une UE entre cours et TP/TD) : problème de non mise en relation des différents savoirs. Différence avec le second degré (un professeur de SVT)  Equipe diverse avec des métiers différents Travailler en équipe : essentiel mais difficile!

13 Votre rôle de moniteur est crucial pour les étudiants!  Rôle essentiel des TP/TD. Travail en petit groupe, permettant une interaction et si possible un suivi individualisé (nécessite du temps et des outils)  Questionnement facilité  Proximité plus grande facilitant les échanges, le débat scientifique

14  Qu’est-ce qu’apprendre (pour l’apprenant) ?  Qu’est-ce qu’enseigner (pour l’enseignant)? METHODE 5’ de réflexion individuelle 10’ d’échange par petit groupe (4) Discussion collective

15 Vos idées : qu’est-ce qu’apprendre ?  Acquérir des nouvelles connaissances  Développer des savoir-faire  Mettre en œuvre une méthodologie de travail personnelle (être conscient de ses difficultés, de sa façon d’apprendre)  Créer des liens entre les savoirs, outils…(notion d’intégration)  Savoir réinvestir les outils et les connaissances  Comprendre  Chercher l’information  Être actif, s’engager personnellement

16 Qu’est-ce qu’enseigner ? Transmettre des connaissances de façon compréhensible (démarche pédagogique avec des liens logiques, vocabulaire adapté) Stimuler, motiver l’apprentissage Evaluer l’apprentissage et adapter l’enseignement en fonction (« operative design ») Etre capable d’évaluer, de corriger Prendre en compte les pré-requis (diagnostic initial) Avoir des objectifs clairs S’adapter aux élèves (au niveau connaissances, terminologie…) mais sans simplifier à outrance Apprendre à apprendre (développer une méthodologie, aider à hiérarchiser, faire des liens) Etre à l’écoute Anticiper pour pouvoir s’adapter

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18 Qu’est-ce qu’apprendre?  Acquérir des savoirs, des savoir-faire (capacités), des savoir-être (attitudes)  Comprendre! Donner du sens. Apprendre par cœur des notions non comprises n’est pas efficace!  Conceptualiser (mettre en relation les savoirs)  Etre capable de réinvestir les savoirs dans d’autres contextes

19 Qu’est-ce qu’apprendre?  S’impliquer, Interagir (socio- constructivisme)  Prendre des risques, se tromper (droit à l’erreur)  C’est désirer. Cela implique d’être motivé, de fournir un gros travail, donc des efforts. C’est douloureux!  Une source de plaisir ! (La saveur des savoirs, JP Astolfi) Apprendre est un drôle de métier!

20 Savoir explicatif vs savoir propositionnel  Un savoir propositionnel mais non explicatif  1515 : Marignan. Et alors ? Quel problème historique ?  En quoi connaître l’anatomie du tube digestif est un savoir scientifique ?

21 Approche épistémologique  Un savoir scientifique est de nature explicative « Le but de la science, c’est de découvrir des explications satisfaisantes de tout ce qui nous étonne et paraît nécessiter une explication » (Popper, 1998, p. 297) « Expliquer, c’est répondre à la question du “pourquoi”, c’est comprendre et non pas seulement constater, autrement dit dégager la “raison” sur le terrain des sciences déductives et la “causalité”, bien que le mot soit dangereux, dans le domaine des sciences physiques » (Piaget, 1973)

22 Approche épistémologique  La connaissance scientifique est une réponse à un problème

23 Nature des savoirs scientifiques 23  La connaissance de ces termes permet-elle de comprendre ce qu’est une articulation ? Sciences et technologie – Les savoirs de l’école – Cycle 3 Hachette Education

24 Ces connaissances sont-elles transposables à l’appendice (la « patte ») de crabe? 24

25 A quels problèmes répondent les savoirs scientifiques ? 25  Que cherche-t-on à expliquer? Comment expliquer que l’articulation tienne? Comment expliquer que l’articulation plie?

26 Un savoir scientifique a un caractère de nécessité 26  Il ne s’agit pas simplement de « savoir que » mais de savoir pourquoi il en est ainsi et pourquoi cela ne peut être autrement (Reboul, 1992).  Les savoirs doivent être compris comme des nécessités en réponse à un problème donné.  En effet, si «les explications perdent tout caractère de nécessité», ce ne sont plus des savoirs scientifiques, mais de «simples réponses factuelles qui se succèdent au hasard» (Fabre, 1999, p. 194).

27 Construction des nécessités C. Orange, Nantes

28 K. POPPER, 1991, pp390-391  Quand nous rencontrons un problème, il est évident que, quel qu'il soit, nous ne pouvons pas en savoir grand-chose. Au mieux, nous n'avons qu'une vague idée de ce en quoi il consiste réellement. Comment alors pouvons- nous élaborer une solution adéquate?  Ma réponse est très simple : en élaborant une solution inadéquate, puis en la critiquant. C'est seulement de cette manière que nous serons en mesure de parvenir à comprendre le problème…

29 Qu’est-ce qu’enseigner?  C’est donc mettre en œuvre des dispositifs d’apprentissage permettant la construction/l’appropriation de nouveaux savoirs, savoir-faire, attitudes.  Prendre en compte la diversité des étudiants  Travailler en équipe  Cela implique des compétences dans différents domaines (scientifiques, pédagogiques, didactiques, psychologiques…)

30 Le « triangle pédagogique » EnseignantElèveSavoir TransmettreFormer, éduquer Apprendre

31 Apprendre / Enseigner PhilosophiePsychologieSociologiePédagogieDidactique Cécile de Hosson (Mcf Paris Diderot, LDAR)

32 Enseignement et apprentissages  « Il ne suffit pas que le professeur enseigne pour que les étudiants apprennent… »  « Il ne suffit pas que les étudiants s’activent pour que le professeur soit assuré qu’ils apprennent… »  L’important est l’activité mentale effective de chaque étudiant par laquelle se construisent de nouveaux savoirs et savoir- faire.

33 On dit souvent que les étudiants ne retiennent qu’une petite partie de ce qu’on leur raconte…. Quelles hypothèses???

34 Côté Enseignant  Enseignement peu clair, peu structuré  Enseignement trop dense, trop rapide  Enseignement non adapté au niveau des étudiants  Enseignement pas motivant

35 Côté Etudiants  Etudiants non réceptifs, préoccupés par autre chose  Etudiants manquant de méthode  Présence d’obstacles aux apprentissages Sens commun Esprit scientifique

36 Donner du sens aux apprentissages!  Disséquer la souris, dessiner une lame histologique, résoudre un exercice : pour quoi faire?????  Phase de problématisation essentielle  La résolution du problème implique la mise en œuvre d’une démarche intellectuelle, l’investissement des étudiants.

37 Mettre en œuvre une séquence d’apprentissage  L’identification nécessaire des objectifs  L’identification des difficultés, des obstacles aux apprentissages  La mise en œuvre de dispositifs d’enseignements/apprentissages.

38 La mise en œuvre de dispositifs d’enseignement/apprentissage Dispositif OBJECTIF TÂCHE EVALUATION DE L’OBJECTIF A TRAVERS LE TRANSFERT DE L’HABILETE MENTALE DANS UNE AUTRE TÂCHE Démarche Matériaux : - exposé, - documents, - expériences, etc.

39 2 e partie de la séance : TD de biologie cellulaire Comparaison de deux exercices Consignes :  Discutez des deux types de formulations. Les objectifs sont-ils les mêmes ?  Quel type de production peut-on attendre ?  Quels sont les pré-requis nécessaires pour aborder ces exercices ?  Quelles difficultés peuvent rencontrer les étudiants ?  A quel public, à quel moment ?

40 Vos réponses:  Formulation: ex 1 : très ouvert, tellement que peut poser des difficultés ex 2 : + guidé mais problématique non énoncée, Question D : attentes?  Objectifs : commun: techniques d’étude de co-localisation des protéines Différences : Ex 1 : restitution d’un protocole vu en cours; Ex 2: plus de réflexion, d’analyse Mise en œuvre de savoir-faire et connaissances différents  Type de production: Ex 1: schémas, ex 2: Q-B et C: rédaction, Q-A et D: schémas

41  Pré requis: Ex 1 : notions d’organite/ mitochondrie techniques de détection des protéines Interaction Ac/antigène Ex 2 : complexe protéique  Difficultés : Ex 1 : formulation « trop » ouverte, type de production pas connu, critères de réussite non formulés, nb de techniques? pb de clarté des énoncés  Public, moment ? EX 1 evaluation, ex 2: plus de TD

42 Organisation  Exercices : 15’ par petit groupe  Mise en commun

43 EXERCICE 1 Vous désirez savoir si une protéine est mitochondriale. Vous disposez d’un anticorps dirigé contre cette protéine. Comment pouvez-vous procéder? Proposition-1 : Fixation et perméabilisation des cellules (ou tissus) Hybridation avec l’anticorps primaire (contre la protéine d’intérêt), * soit marqué à un agent fluorescent X * soit révélé par l’hybridation d ’un AC secondaire fluorescent Marquage des mitochondries * soit avec un AC dirigé contre une protéine mitochondriale connue marqué avec un agent fluorescent Y *soit avec un « mito-tracker » avec une fluorescence Y Analyse au microscope à fluorescence Superposition des images obtenues avec les 2 fluorescences Co-localisation ?

44 Proposition-2 : Purification des mitochondries (fractionnement cellulaire) Migration sur gel SDS-PAGE Transfert sur membrane Extraction et dosage des protéines totales et mitochondriales Révélation de l’anticorps Hybridation avec des Ac primaires contre des protéines mitochondriale ou d‘autres compartiments Hybridation avec l’Ac primaire (dirigé contre la protéine d’intérêt) Protéines totales mito Protéine mitochondriale Protéine NON mitochondriale Protéines totales mito Comparaison de l’intensité des signaux Western Blot

45 A- Protocole : idem proposition 1 - exercice 1 - Fixation/perméabilisation des cellules - Incubation avec les anticorps dirigés contre les protéines A et B - Analyse par microscopie à fluorescence - superposition des deux images (entre elles et avec un mito-tracker) B : OUI, les protéines sont co-localisées dans le même compartiment. C : NON, les 2 protéines n’interagissent pas forcément entre elles (ni directement : hétéro-dimère ni indirectement). D : idem proposition 2 (exercice 1) Exercice 2

46 Réflexion sur l’exercice : · Discutez des deux types de formulations * Exercice 1 = énoncé ouvert (sans aucune indication) : - sur le fond : nb de stratégies expérimentales ? niveau de détail attendu? - sur la forme : type de de production (tâche à effectuer par l’étudiant ? * Exercice 2 = énoncé progressif - sur le fond : 2 approches clairement identifiées avec l’approche 1 privilégiée et expliquée dès le départ - sur la forme : questions progressives faisant appel à des compétences différentes : * question A : maîtrise des techniques vues en cours et compréhension de la démarche expérimentale * questions B et C :réflexion + compréhension du cours * question D : capacité à intégrer les connaissances du cours pour proposer une nouvelle démarche

47 1.Les objectifs sont-ils les mêmes ? 2.Quel type de production peut-on attendre ? 3.Quels sont les pré-requis nécessaires pour aborder ces exercices ? 4.Quelles difficultés peuvent rencontrer les étudiants ? 5.A quel public pourrait s'adresser chaque type d'exercice ?

48 1. Les objectifs sont-ils les mêmes ? Objectifs notionnels identiques : maîtrise des approches permettant la localisation d’une protéine à l’aide d’un anticorps Objectifs méthodologiques identiques : raisonnement, réflexion autour d’un protocole expérimental 2. Quel type de production peut-on attendre ? Texte Diagramme expérimental schéma expérimental 3. Quels sont les pré-requis nécessaires pour aborder ces exercices ? Identiques Notion d’anticorps (spécificité) Compartimentation cellulaire Techniques de western-blot Immunolocalisation, Microscopie

49 4. Quelles difficultés peuvent rencontrer les étudiants ? Exo1 : non guidé. Blocage dès le départ Pas de limites : combien d’approches proposer, quel niveau de détail? Exo2 : exo très guidé. L’étudiant peut se demander ce qu’on attend de lui en plus pour la question A (protocole) et le niveau de détail 5. A quel public pourrait s'adresser chaque type d'exercice ? Licence Exo 1 : étudiants plus à l ’aise Choix de l’exercice 1 ou 2 : dépend du niveau de détail traité en cours (accord avec le prof de CM)

50 Vos devoirs pour la séance 2…  Notez sur 4 points les réponses des étudiants à un exercice lors d’un examen  Argumentez!