La biologie a changé: et l’enseignement ? Une formation continue co-construite: réflexions sur le lien privilégié entre

La biologie a changé: et l’enseignement ?Une formation continue co-construite: réflexions sur le lien privilégié entre l'uni et les maîtres du collège Marie-Claude.Blatter@isb-sib.ch La Biologie a changé: et l’enseignement ?

Menu Activités du groupe Swiss-Prot (SIB) La biologie a changé: pourquoi et comment ? La biologie a changé: comment transmettre l'information ? (collaboration FLo et MCB) Conclusions - Discussions La Biologie a changé: et l’enseignement ?

Swiss Institute of Bioinformatics (SIB) Applications de l’informatique à la biologie moléculaire et plus particulièrement à l’étude des protéines, des acides nucléiques (ADN) et des sucres (analyse, visualisation et stockage) La Biologie a changé: et l’enseignement ?

Swiss Institute of Bioinformatics (SIB) • Academic, non-profit foundation created in 1998; • Federation of ~20 groups hosted by different Swiss academic and/or research institutions • Groups in • about 170 researchers in 2006. La Biologie a changé: et l’enseignement ?

Swiss Institute of Bioinformatics and Swiss-Prot La Biologie a changé: et l’enseignement ?

Swiss-Prot est une banque de données sur les protéines (‘encyclopédie informatisée’) Le contenu de chaque ‘fiche’ est la synthèse des informations extraites de la litérature scientifique et de l’utilisation d’outils bioinformatiques. Le tout est validé manuellement et régulièrement réactualisé par une équipe de ~ 100 biologistes et informaticiens Accès libre sur le net: www.uniprot.org Statistiques (avril 2007) Swiss-Prot: 260’000 protéines (11’000 espèces)

UniProt-related requests March 2007: 1’175’462 hits from 186 countries Geographical distribution: La Biologie a changé: et l’enseignement ?

Communication ‘Grand public’ • Protéines à la Une • Protein Spotlight • Les instantanés du mois (Snapshots) • Nuits de la Science • Divers: Contes / pièces de théatre La Biologie a changé: et l’enseignement ?

http://www.expasy.org/prolune/

http://www.expasy.org/spotlight/

Enseignement ‘Uni’ • DEA bioinformatique (1999-2003) • Master en protéomique et bioinformatique (2004 ->) • Cours à option pour les médecins (2007 -> ) • Ecole doctorale (SIB) (2007 -> ) • Autres: tutoriaux et e-learning La Biologie a changé: et l’enseignement ?

Apprendre par l’exemple… http://e-proxemis.expasy.org/ La Biologie a changé: et l’enseignement ?

Biologie: 2 approches expérimentales majeures La Biologie a changé: et l’enseignement ?

Biologie: Approche expérimentale 1 Un groupe de chercheurs dans un labo travaille sur un gène ou une famille de gènes, une nouvelle espèces de plante, le comportement animal… -> publications dans des journaux scientifiques spécialisés La Biologie a changé: et l’enseignement ?

Biologie: Approche expérimentale 1 Banque de données informatisée pour les publications Une banque principale: PubMed http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?DB=pubmed Cette banque de données répertorie plus de 15 millions de publications (dans 5000 journaux) depuis 1950 -> information centralisée La Biologie a changé: et l’enseignement ?

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Biologie: Approche expérimentale 2 Depuis le début des années nonantes, depuis l’avènement de nouvelles technologies (biologie moléculaire) et le déchiffrage du génome humain, beaucoup de recherches biomédicales ne se limitent plus à l’étude d’un gène ou d’une protéine en particulier, mais à des expériences à large échelle impliquant des centaines, voir des milliers de gènes ou de protéines à la fois. La Biologie a changé: et l’enseignement ?

Biologie: Approche expérimentale 2 • Expériences ‘à large échelle’ ‘au débit’ (‘high throughput’) • - Séquençage de génomes complets (homme, bactéries, levure, riz….) • - Analyse de l’expression de tous les gènes (~20’000) d’un génome donné dans une condition donnée (microarrays) • - Analyse de protéomes (toutes les protéines exprimées par une cellule ou un tissus à un moment donné) (gel électrophorèse, spectrométrie de masse) • - Analyse de toutes les interactions entre protéines • Analyse de la structure 3D des protéines (coordonnée 3D de chaque atome) • - Séquençage de l’ADN d’échantillon ‘environnementaux’ (métagénomique) La Biologie a changé: et l’enseignement ?

L’écologie en 2007 ! La Biologie a changé: et l’enseignement ?

Biologie: Approche expérimentale 2 • Difficile de publier le résultat des expériences • (génome humain = 9 milliard de caractères) • -> En plus des publications, les données expérimentales sont dispersées dans plusieurs banques de données informatisée spécialisées • -> il existe plusieurs banques pour un même domaine ! • -> information noncentralisée, ‘brute’ et redondante La Biologie a changé: et l’enseignement ?

Il n’existe pas de banque de données unique centrale qui regroupe toutes les informations (quelques exeptions…) • Exemple: pour l’insuline • Etudes sur les fonctions (publications) • Structure 3D (1 banque de données) • Localisation sur le génome (plusieurs banques de données) • Expression (publications et plusieurs banques de données) • Existence chez les autres espèces (publications et plusieurs banques de données) • On est loin des ‘text book’ …. La Biologie a changé: et l’enseignement ?

Problèmes • Beaucoup de données • Les données sont souvent ‘brutes’, dans des formats qui se veulent lisibles par les ordinateurs et l’homme: pas facile à comprendre

Format ‘text book’ Format ‘Banque de données’

Problèmes • Beaucoup de données • Les données sont souvent ‘brutes’, dans des formats qui se veulent lisibles par les ordinateurs et l’homme: pas facile à comprendre • Les données sont régulièrement remises à jour. Le résulat d’une requête peut différer d’un jour à l’autre

Problèmes • Beaucoup de données • Les données sont souvent ‘brutes’, dans des formats qui se veulent lisibles par les ordinateurs et l’homme: pas facile à comprendre • Les données sont régulièrement remises à jour. Le résulat d’une requête peut différer d’un jour à l’autre • La qualité des données est très variables d’une banque de données à l’autre.

Problèmes • Beaucoup de données • Les données sont souvent ‘brutes’, dans des formats qui se veulent lisibles par les ordinateurs et l’homme: pas facile à comprendre • Les données sont régulièrement remises à jour. Le résulat d’une requête peut différer d’un jour à l’autre • La qualité des données est très variables d’une banque de données à l’autre. • Il y a des erreurs (les données sont souvent brutes, non revisées)

Problèmes • Beaucoup de données • Les données sont souvent ‘brutes’, dans des formats qui se veulent lisibles par les ordinateurs et l’homme: pas facile à comprendre • Les données sont régulièrement remises à jour. Le résulat d’une requête peut différer d’un jour à l’autre • La qualité des données est très variables d’une banque de données à l’autre. • Il y a des erreurs (les données sont souvent brutes, non revisées) • Les même données (provenant de la même banque de données) n’ont pas toujours le même look…difficile de s’y retrouver.

Problèmes • Beaucoup de données • Les données sont souvent ‘brutes’, dans des formats qui se veulent lisibles par les ordinateurs et l’homme: pas facile à comprendre • Les données sont régulièrement remises à jour. Le résulat d’une requête peut différer d’un jour à l’autre • La qualité des données est très variables d’une banque de données à l’autre. • Il y a des erreurs (les données sont souvent brutes, non revisées) • Les même données (provenant de la même banque de données) n’ont pas toujours le même look…difficile de s’y retrouver. • Les outils d’accès à ces données ne sont pas toujours aussi simples que Google.

Problèmes • Beaucoup de données • Les données sont souvent ‘brutes’, dans des formats qui se veulent lisibles par les ordinateurs et l’homme: pas facile à comprendre • Les données sont régulièrement remises à jour. Le résulat d’une requête peut différer d’un jour à l’autre • La qualité des données est très variables d’une banque de données à l’autre. • Il y a des erreurs (les données sont souvent brutes, non revisées) • Les même données (provenant de la même banque de données) n’ont pas toujours le même look…difficile de s’y retrouver. • Les outils d’accès à ces données ne sont pas toujours aussi simples que Google. • Tout est en anglais….

Collaboration avec François Lombard depuis 2003 • Cours de formation continue pour les enseignants du PO (n=4) • Collaboration riche et soutenue • - ‘Simplification’ ou ‘Authenticité’ ? (vocabulaire, outils à disposition…) La Biologie a changé: et l’enseignement ?

Collaboration avec François Lombard depuis 2003 • Cours de formation continue pour les enseignants du PO (n=4) • Collaboration riche et soutenue • - ‘Simplification’ ou ‘Authenticité’ ? (vocabulaire, outils à disposition…) • - Mise en place d’un site web avec des scénarios ‘clé en main’ La Biologie a changé: et l’enseignement ?

http://tecfa.unige.ch/perso/lombardf/projets/odyssee-genomes/http://tecfa.unige.ch/perso/lombardf/projets/odyssee-genomes/ La Biologie a changé: et l’enseignement ?

Cours no 1 (1 jour, février 2004): Conférence donnée par Amos Bairoch le soir d’avant. Site web avec des scénario ‘clés en main’ - Petite introduction théorique - Chaque scénario est fait ‘en démo’ - Concept: 2 intervenants, l’ignotus et l’expert - Les participants s’approprient les scénarios avec l’aide des animateurs. La Biologie a changé: et l’enseignement ?

Cours no 2/3 (2 jours consécutifs, janv/déc 2006): Site web avec scénario clés en main Même principe que pour le cours no 1 2 intervenants: l’ignotus et l’expert Conférence d’Amos Bairoch à la fin du premier jour. La Biologie a changé: et l’enseignement ?

Cours no 4 (2 jours non consécutifs, novembre 2006): Le premier jour est consacré à la confrontation des chercheurs et des enseignants autour des changements de la biologie telle qu'ils la pratiquent. Des pistes de scénarios applicables en classe sont esquissées. Le second jour s'articule autour de la mise au point des scénarios élaborés aux cours des discussions du premier jour, de la pratique des scénarios existants et des moyens de se tenir à jour. Pendant l'intervalle, les enseignants ont pu réaliser et tester un scénario pour le présenter le deuxième jour.

Cours no 4 (2 jours non consécutifs, novembre 2006): Jour 1: Conférence de 4 chercheurs (domaines différents) -leur sujet, leurs recherches, leur passion (en rapport avec les technologies de l'information (TIC)) -ce qu'il faudrait à leur avis intégrer dans les cours de Biologie -un temps de discussion participants-chercheurs en vue d'esquisser des pistes pour les scénarios d'intégration dans les classes Pas tous les chercheurs ont su articuler leur présentation selon ces 3 axes.

Cours no 4 (2 jours non consécutifs, novembre 2006): Jour 2: -> résultats mitigés (investissement des enseignants) -> Scénario clés en main, dont 2 scénarios ‘simplifiés et ludiques’ (avec la possibilité d’aller plus loin avec un scénario plus authentique) 2 intervenants: l’ignotus et l’expert La Biologie a changé: et l’enseignement ?

‘Simplification’ ou ‘Authenticité’ ? La Biologie a changé: et l’enseignement ?

‘Ludique’… ? La Biologie a changé: et l’enseignement ?

- Plus de temps passé à discuter où trouver l’information –> Bio-news (FLo) - Présentation de Bioutils par Karl Perron La Biologie a changé: et l’enseignement ?

La biologie a changé: et l’enseignement ? Une formation continue co-construite: réflexions sur le lien privilégié entre