PNF Biotechnologies « Les atouts pédagogiques de l’enseignement des biotechnologies au laboratoire » PNF Biotechnologies - Les atouts - C.Bonnefoy 1 décembre 2011

La nouvelle STL : des objectifs qui évoluent LMD : Bac+3, Bac+5 Avec ou sans BTS En CBSV En Biotechnologies et MI ETLVE Une ambition affichée : préparer à la poursuite d’études Quelles conséquences sur nos enseignements en STL biotechnologies en laboratoire ? L'évolution des objectifs de la série STL et des enseignements qui nous concernent nous imposent de réfléchir sur les atouts que présentent la série STL , en particulier par ses enseignements en laboratoire, au-delà du fait que ceux-ci permettent de travailler avec un groupes restreints d'élèves. Si les contenus des nouveaux programmes de ces quatre enseignements « technologiques » transversaux et spécifiques, en termes de connaissances et de compétences doivent guider notre travail, il est indispensable avant tout de se coordonner sur des orientations et des objectifs de formation et de pédagogie. La nouvelle question qui se pose au travers de la commande ministérielle pour la nouvelle série STL est la suivante : "Quelles compétences faut-il et peut-on développer chez nos élèves pour la poursuite d’études ?«  au tra 2 PNF Biotechnologies - Les atouts - C.Bonnefoy 1 décembre 2011

PNF Biotechnologies - Les atouts - C.Bonnefoy 1 décembre 2011 Quelle différence de démarche au laboratoire dans les différents enseignements ? En CBSV Les Travaux Pratiques Consistent à vérifier une donnée théorique avec un résultat attendu Peuvent renforcer la compréhension d’un concept abstrait en l’illustrant En biotechnologies-MI Les Activités Technologiques Sont le support de construction de compétences technologiques Peuvent renforcer la compréhension d’un concept abstrait Donnent confiance à l’élève qui manipule avec rigueur et obtient des résultats L'approche laboratoire différente mise en pratique en enseignements de CBSV et de biotechnologies ont conduit à analyser les atouts et les apports de chacune de ces pratiques de laboratoire qui ont des objectifs et des démarches différentes. Un exemple la courbe de Michaelis en enzymologie qui modélise la saturation que l’on va établir par des mesures de vitesses dans différents concentrations de Les élèves réalisent les manipulations, éventuellement en se partageant le travail. Cela renforce la compréhension cela réduit les confusions entre la courbe de p=f(t) et Vi = f(S) on sait l’allure que les courbes doivent avoir, on a vérifié un modèle. Le résultat non connu à l’avance nécessite une manipulation rigoureuse 3 PNF Biotechnologies - Les atouts - C.Bonnefoy 1 décembre 2011

PNF Biotechnologies - Les atouts - C.Bonnefoy 1 décembre 2012 Quelles capacités développe la démarche technologique en « biotechnologies » ? La démarche technologique doit permettre à l'élève d’agir sur un produit biologique : Concevoir : élaborer ou optimiser un protocole de transformation d'un échantillon biologique. Réaliser : fabriquer un produit "fini" , obtenir un résultat. Analyser : interpréter un  résultat   . Si on essaie de résumer les étapes principales de la mise en œuvre expérimentale d’un protocole ou mode opératoire, on peut distinguer trois grandes étapes d’un protocole ou d’un mode opératoire. Concevoir en amont, Réaliser , cœur de la manipulation Exploiter pour Analyser en aval. Compétence technologiques : savoir faire, avoir une gestuelle rigoureuse, prendre en compte les paramètres, savoir concevoir et analyser un témoin, déterminer l’incertitude d’un résultat , savoir utiliser en autonomie un appareil voilà ce qui caractérise la démarche technologique mise enœuvre dans les activités technologiques La manipulation ne se limite pas à la vérification du modèle … 4 PNF Biotechnologies - Les atouts - C.Bonnefoy 1 décembre 2012

PNF Biotechnologies - Les atouts - C.Bonnefoy 1 décembre 2011 En quoi la pratique au laboratoire de biotechnologie revalorise l’estime de soi ? L’élève manipule et obtient un produit, un résultat , il est satisfait. L’élève qui constate qu’il peut faire, prend confiance en lui. Lorsqu’il fait , l’élève comprend mieux. Lorsqu’il comprend l’élève se pose de nouvelles questions. Il a alors envie de réfléchir et d’agir pour répondre à ses questions. Alors il conçoit et met en œuvre un protocole. La boucle est bouclée et le cercle est positif : faire pour comprendre, comprendre pour savoir et savoir pour faire. Faire découvrir un concept : exemple : dénombrement pas plus de 300 colonies : ils découvrent pourquoi on compte entre 15 et 300 et S'IL Y EN A TROP PEU, on constate une très grande variabilité entre deux boîtes concept d’échantillonnage et de limite de la méthode L’augmentation de la confiance en soi est un cercle vertueux 5 PNF Biotechnologies - Les atouts - C.Bonnefoy 1 décembre 2011

La démarche expérimentale nécessite souvent une observation visuelle Le résultat d’un caractère qualitatif observable n’est pas toujours immédiat : il doit être interprété subjectivement. L’observation, peut être rendue plus objective par comparaison visuelle à une référence : à un témoin ou à un autre échantillon L’élève exerce alors un jugement éclairé Si la mesure permet d’avoir un résultat objectif : il est facile de comparer des valeurs numériques, dès que l’on sait ordonner les nombres, il est plus délicat d’observer et de retrouver des critères qualitatifs. IL faut alors exercer un jugement qui sera éclairé par la comparaison visuelle. Un gram positif un gram moins, la lecture d’un caractère plus ou moins… Décider du moment du virage car l’observation nécessite un apprentissage avec de l’expérience qui affine l’observation Cette prise de décision développe l’argumentation et l’autonomie chez l’élève, 6 PNF Biotechnologies - Les atouts - C.Bonnefoy 1 décembre 2011

Protocole ou mode opératoire ? Le protocole se conçoit : aspect stratégique des étapes de la manipulation prend en compte les différents aspects de l’environnement laboratoire. présente les différentes étapes à réaliser à l’aide d’un mode opératoire Le mode opératoire est suivi : La réalisation pas à pas est effectuée avec rigueur. Il doit garantir la reproductibilité L’objectif lors du suivi d’un protocole ou plutôt d’un mode opératoire, était de pratiquer de manière quasi professionnelle. Il va maintenant s’accompagner le l’étape décisive d’imagination et de conception du protocole dont les étapes relèvent d’une stratégie qui s’appuie sur des connaissances de biologie et de principes. (que peut-on doser, comment, avec quel instrument ? quelle fiabilité du résultat ?) Concevoir un protocole fait appel à l’innovation, l’élève devient décideur, il doit également reproduire un mode opératoire fidèlement, ce qui fait appel à la rigueur, notamment de la gestuelle. L’élève peut concevoir un protocole, ou suivre un mode opératoire avec rigueur. 7 PNF Biotechnologies - Les atouts - C.Bonnefoy 1 décembre 2012

PNF Biotechnologies - Les atouts - C.Bonnefoy 1 décembre 2011 Enseigner les Biotechnologies au laboratoire est-ce différent de ce que nous faisons en BGB ?  … concernant l’acquisition de la gestuelle lors des manipulations …concernant la qualité des résultats obtenus La gestuelle doit être rigoureuse mais l’objectif est surtout la démarche : le raisonnement l’ analyse Les résultats obtenus doivent être interprétables La microbiologie : très souvent bactérie varie et oblige à faire objectivement la démarche d’analyse. Dans la réalité, le résultat n’est effectivement pas connu à l’avance mais il ne faut pas avoir peur de faire la démarche d'identification avec l'élève et les éléments car alors il s’approprie la démarche et le raisonnement. L’élève acquiert une démarche qui s’appuie sur la manipulation 8 PNF Biotechnologies - Les atouts - C.Bonnefoy 1 décembre 2011

Les domaines des biotechnologies Connaissance des filières et secteurs professionnels (approches thématiques du programme) : Bio-industries Environnement Santé Les métiers des biotechnologies et du laboratoire : Production Contrôle Analyses Recherche La découverte des secteurs d’activités professionnelles, grâce aux thématiques des domaines des biotechnologies, aide l’élève à se projeter, dans un métier, dans des poursuites d’études. Aujourd’hui l’enseignant doit prendre une part active au conseil à l’orientation dès les seconde avec l’enseignement d’exploration puis ensuite pou les poursuites d'étude et le conseil d’études longues ou courtes… IL doit également faire connaitre cette nouvelle série auprès des familles de troisième, de seconde et des profs principaux pour faire connaître aux élèves cette possibilité d'études en prébac qui conduit à différentes poursuites d'étude. L’élève découvre des secteurs professionnels et des métiers 9 PNF Biotechnologies - Les atouts - C.Bonnefoy 1 décembre 2011

L’environnement du laboratoire La démarche de prévention des risques Les bonnes pratiques de laboratoire La métrologie et la qualité Le travail en équipe La bonne utilisation du matériel Les réalités économiques du fonctionnement La prise en compte des contraintes de temps L’environnement du laboratoire permet de développer des attitudes ou savoir être et des savoir faire qui contribuent à la construction du citoyen et du futur professionnel. Il développe des compétences qui s’appuient également sur des savoirs. L’élève développe des comportements professionnels et citoyens. 10 PNF Biotechnologies - Les atouts - C.Bonnefoy 1 décembre 2012

Les objectifs de l’enseignement de biotechnologie. Activités pratiques au laboratoire Activités d’analyse de documents Acquérir les fondamentaux de la démarche scientifique expérimentale pratiquer une démarche, manipuler avec rigueur, développer l’esprit critique Acquérir une culture en biotechnologie : comprendre et retenir les concepts fondamentaux des principes des méthodes Acquérir des compétences méthodologiques s’approprier les outils d’analyse et de synthèse Deux capacités sont à mettre en œuvre en biotechnologies : réaliser et analyser. Pour acquérir une démarche pratique et une démarche d’analyse chez l’élève, le professeur s’appuie sur des fondamentaux technologiques et scientifiques réinvestis dans des activités expérimentales ou documentaires. L’élève développe des savoir faire qui s’appuient sur des savoirs et des analyses 11 PNF Biotechnologies - Les atouts - C.Bonnefoy 1 décembre 2011

PNF Biotechnologies - Les atouts - C.Bonnefoy 1 décembre 2011 Quelle pédagogie pour faire acquérir une démarche scientifique et technologique ? L’enseignant motive l’élève avec une problématique introduite dans une thématique. L’enseignant guide l’élève par un questionnement, il connaît la démarche mais pas obligatoirement la conclusion. L’enseignant accompagne l’élève, ils pratiquent ensemble une véritable démarche scientifique. Si on connaît le résultat à l’avance on n’est pas vraiment dans la démarche d’analyse qui doit être un véritable raisonnement scientifique. En Biotechnologies la modification entrainée par la manipulation n’est pas connue à l’avance, suspense, ni le professeur ni l’élève ne sait quel va être le résultat il s’agit d’une VERITABLE expérimentation au sens scientifique du terme. L’élève devient chercheur… Exemple des souches de bactéries à identifier : la démarche sera plus objective si l’enseignant ne connaît pas à l’avance le nom de la souche à identifier. Élève et professeur, côte à côte, conduisent ensemble l’analyse. 12 PNF Biotechnologies - Les atouts - C.Bonnefoy 1 décembre 2011

PNF Biotechnologies - Les atouts - C.Bonnefoy 1 décembre 2011 Quels est la plus-value de la pratique d’activités expérimentales au laboratoire ? Du faire Du réel Du temps Du savoir faire Des résultats Des images Du jugement De la confrontation pour être actif pour donner du sens pour comprendre pour prendre confiance pour motiver pour se représenter pour construire l’autonomie pour progresser La confrontation de la réflexion nait du travail en équipe. L’idée de l’autre permet de s’enrichir et de faire bouger ses propres représentations, c’est la condition pour progresser. L’enseignement de biotechnologies fait progresser tous les élèves. 13 PNF Biotechnologies - Les atouts - C.Bonnefoy 1 décembre 2011