http://www.ulg.ac.be/

Françoise NOEL-LAMBOT Utilisation de boîtiers de vote électronique lors de travaux pratiques et répétitions de biologie (niveau 1er bac) Françoise NOEL-LAMBOT Collectif des Enseignements de Biologie, Pascal DETROZ SMART (Système méthodologique d’aide à la réalisation de tests) Université de Liège

Institut de Zoologie

Aquarium Musée de Zoologie Musée de la Science

Grande salle des Travaux Pratiques Salle de Travaux Pratiques de biologie : 160 places Grande salle des Travaux Pratiques 1er bac en médecine vétérinaire : 300 étudiants (Prof. J. Dommes) Tronc commun du 1er bac en sciences: 280 étudiants (Prof. M. Thiry)

Travaux pratiques

Poser et se poser des questions …

Comment inciter les étudiants à se poser des questions ? Comment animer de grands groupes ? Comment obtenir une participation active des étudiants ? Comment inciter les étudiants à se poser des questions ?

Taux d’attention dans un amphithéâtre Angus Johnston, The Art of clinical relaxation, Chemistry in Britain, 1995

Concept TOPACMER (D. Leclercq, 1998) Taux d’Occupation et de Participation Active, Complète Manifeste, Exprimée et Répétée

Concept TOPACMER (D. Leclercq, 1998) Taux d’Occupation = 80 % TO

Participation (mentale = suivre) = 70% Concept TOPACMER (D. Leclercq, 1998) Taux d’Occupation et de Participation (mentale = suivre) = 70% TOP

Active (essayer de répondre aux problèmes évoqués) = 40% Concept TOPACMER (D. Leclercq, 1998) Taux d’Occupation et de Participation Active (essayer de répondre aux problèmes évoqués) = 40% TOPA

Concept TOPACMER (D. Leclercq, 1998) Taux d’Occupation et de Participation Active et Complète (aller jusqu’au bout de son raisonnement)=10% TOPAC

Taux d’Occupation et de Participation Active, Complète et Manifeste Concept TOPACMER (D. Leclercq, 1998) Taux d’Occupation et de Participation Active, Complète et Manifeste (pouvoir communiquer son raisonnement à l’enseignant qui peut alors réagir immédiatement = 5% TOPACM

Exprimée (la réponse est communiquée aux autres) = 2% Concept TOPACMER (D. Leclercq, 1998) Taux d’Occupation et de Participation Active Complète, Manifeste et Exprimée (la réponse est communiquée aux autres) = 2% TOPACME

Répétée = 1% Concept TOPACMER (D. Leclercq, 1998) Taux d’Occupation et de Participation Active, Complète, Manifeste, Exprimée et Répétée = 1% TOPACMER

Concept TOPACMER (D. Leclercq, 1998) Message explicite et humoristique Rien sur le processus de TOPACMERISATION (Déterminisme et fatalisme)  Postulat implicite de base : l’interactivité dans un grand groupe est un adjuvant de l’apprentissage

Système de boîtiers de vote électronique AMPHITHEATRE INTERACTIF au service de toutes les Facultés géré par une équipe spécialisée (SMART-IFRES) un jeu de 90 boitiers, un autre de 200 Chaque jeu comprenant un « concentrateur » 1 PC portable un logiciel de gestion des votes 1 projecteur data Financement initial du premier jeu de BVE: Fonds national de la Recherche Scientifique (via le Professeur D. Leclercq) Financement du second jeu de boîtiers : crédit pédagogique de l’ULg (accordé au SMART-IFRES)

Utilisation des boîtiers de vote lors des travaux pratiques de biologie 1er bac médecine vétérinaire : 18 séances dont 2 avec boîtiers de vote tronc commun du 1er bac en sciences : 8 séances dont 2 avec boîtiers de vote - diffusion, osmose et perméabilité membranaire (F. Noël-Lambot) - réplication de l’ADN et mitose (C. Sadzot et M. Lebrun)

OSMOSE et PERMEABILITE MEMBRANAIRE Buts de la séance Comprendre les principes physiques régissant les mouvements d’eau (osmose) et des substances dissoutes (diffusion) à travers une membrane (m. artificielle ou cellulaire) Observer et comprendre les conséquences de ces mouvements d’eau sur le volume des cellules. Phénomènes physiques

OSMOSE et PERMEABILITE MEMBRANAIRE Rappels théoriques accompagnés de quelques exercices Réalisation d’expériences destinées à mettre en évidence des mouvements d’eau et de solutés au travers de membranes artificielles membranes cellulaires (tissus végétaux et animaux) Observation et interprétation des phénomènes observés Alternance de manipulations/observations et de questions (QCM)

Question à choix multiple (QCM)

I. rappels théoriques accompagnés de quelques exercices

8 Soit une membrane perméable à l'eau mais non aux solutés. Cette membrane sépare une solution de saccharose 0,5 M (compartiment A) d'une solution de saccharose 1M (compartiment B). Se produira-t-il un flux net d'eau et si oui, dans quel sens ? -      - aucun flux -      - un flux de A vers B -      - un flux de B vers A A B Saccharose 1 M Saccharose 0.5 M

8 Soit une membrane perméable à l'eau mais non aux solutés. Cette membrane sépare une solution de saccharose 0,5 M (compartiment A) d'une solution de saccharose 1M (compartiment B). Se produira-t-il un flux net d'eau et si oui, dans quel sens ? -      - aucun flux -      - un flux de A vers B -      - un flux de B vers A A B Saccharose 1 M Saccharose 0.5 M

6) Soit une membrane perméable à l'eau mais non aux solutés 6) Soit une membrane perméable à l'eau mais non aux solutés. Cette membrane sépare une solution de saccharose 0,5 M (compartiment A) d'une solution de saccharose 1M (compartiment B). Se produira-t-il un flux net d'eau et si oui, dans quel sens 1 - aucun flux 5% 2 - un flux de A vers B 71% 3 - un flux de B vers A 24%

eau A B 9 Saccharose 1 M Saccharose 0.5 M l’ eau migre vers le compartiment où les molécules de soluté indiffusibles sont les plus concentrées (c’est à dire où la pression osmotique est la plus élevée); c’est l’OSMOSE. Saccharose 0.5 M Saccharose 1 M A B eau

140 7) Par rapport à la solution de saccharose 1M, la solution de saccharose 0,5 M est-elle : 1 - hypotonique 2 - isotonique 3 - hypertonique

7) Par rapport à la solution de saccharose 1M, la solution de saccharose 0,5 M est-elle : 1 - hypotonique 80% 2 - isotonique 2% 3 - hypertonique 18%

eau A B 10 Saccharose 0.5 M Saccharose 1 M Faible  MILIEU HYPOTONIQUE l’ eau migre vers le compartiment où les molécules de soluté indiffusibles sont les plus concentrées (c’est à dire où la pression osmotique est la plus élevée); c’est l’OSMOSE. Saccharose 0.5 M Saccharose 1 M A B eau Faible  MILIEU HYPOTONIQUE Forte  MILIEU HYPERTONIQUE

Solution à 1 g/l substance X (MM = 10) 12 Solution à 1 g/l substance X (MM = 10) Solution à 100 g/l substance Y (MM= 1000) Concentration molaire: 0.1 M Concentration molaire: 0.1 M

II. Réalisation d’expériences et interprétation des phénomènes observés

L’Osmose : milieu hypertonique 21 L’Osmose : milieu hypertonique Séance 3 OSMOSE 2002

20) Que trouve-t-on dans l'espace compris entre la paroi pecto-cellulosique et la membrane cytoplasmique d'une cellule d'épiderme d'oignon plasmolysée dans une solution de saccharose 0.8 M 1 - de l'eau pure 29% 2 - de l'air 9% 3 - une solution de saccharose 0.8 M 30% 4 - du cytoplasme 33%

17 ter Exp : Turgescence et rigidité des tissus végétaux Temps 0 : tâter la consistance des tranches de pdt ? H2O X Après 1 heure : tâter la consistance des tranches de pdt

30) La variation de la fermeté des tranches de pommes de terre plongées dans de l'eau ou dans la solution X traduit 1 - une plasmolyse des cellules de p d t dans les deux milieux 1% 2 - une turgescence des cellules de p d t dans les deux milieux 1% 3 - une turgescence des cellules de p d t dans l'eau ; une plasmolyse dans la solution X 76% 4 - une plasmolyse des cellules de p d t dans l'eau ; une turgescence dans la solution X 18% 5 - aucune proposition n'est valable 4%

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Boîtiers de vote électronique: méthode d’animation des grands groupes Réponse anonyme et instantanée des étudiants aux questions posées par l’enseignant Participation active des étudiants (concept TOPACMER), favorable à l’apprentissage Correction et remédiation immédiates Auto-évaluation des étudiants Perception par l’enseignant du taux de compréhension de la matière et donc possibilité d’ajustement continu Satisfaction élevée des étudiants Possibilité d’analyse ultérieure des réponses fournies par les étudiants (enregistrement des données)

Evaluation de la séance Enquête par formulaire à lecture optique 1 = pas du tout d’accord 2 = pas d’accord 3 = plutôt pas d’accord 4 = plutôt d’accord 5 = d’accord 6 = tout à fait d’accord Les boîtiers de vote … Ils m’incitent à réfléchir aux questions en vue d’y répondre 5,1 Ils rendent les TP plus agréables 5,1 Ils me permettent de mieux comprendre la matière enseignée 4,9 Ils m’aident à être plus attentifs pendant la séance 4.7 Ils me permettent de mieux me situer par rapport à la matière 4,7 Ils me permettent de mieux me situer par rapport à mes condisciples 4,4 Ils ralentissent la progression dans la matière des TP 2,3 Ils m’empêchent de me concentrer comme je l’aurais voulu 2,1 Etre obligé de répondre à toutes ces questions me stresse 1,7 Classement, par ordre décroissant, des avantages, du point de vue des étudiants, de l’utilisation des boîtiers de vote

+ Boîtiers de vote : « réveilleurs de méninges », Comment inciter les étudiants à se poser des questions ? + Boîtiers de vote : « réveilleurs de méninges », stimulateurs de la réflexion et du raisonnement

+ Répondre aux questions du maître dans un grand groupe Crainte du jugement du maître ou des condisciples Timidité Paresse Interruption de l’activité mentale de certains par les réponses des autres

+ La progression dans l’apprentissage est étroitement guidée et régulièrement contrôlée grâce aux nombreuses questions (comme dans un cours programmé) Outil particulièrement utile dans l’approche de matières difficiles

+ Stimulation de la réflexion et du raisonnement Boîtiers de vote : Auxiliaires précieux dans les situations de grands groupes confrontés à l’interprétation de résultats d’expériences ou d’autres types d’observations. Utilisation lors des TP consacrés à : la diffusion, l’osmose et la perméabilité membranaire la réplication de l’ADN et la mitose

Toute notre reconnaissance au SMART pour son précieux accompagnement logistique et méthodologique