L'intégration du socle dans les pratiques pédagogiques en Sciences de la Vie et de la Terre

1. L'intégration du socle dans les pratiques pédagogiques en Sciences de la Vie et de la Terre Christian Le Guillou Février 2012

2. Un exemple : une séquence de Troisième • Place de la séquence observée

4. Chaque individu présente les caractères de l'espèce avec des variations qui lui sont propres. • Les caractères qui se retrouvent dans les générations successives sont des caractères héréditaires. • Les facteurs environnementaux peuvent modifier certains caractères. Ces modifications ne sont pas héréditaires. • Les chromosomes présents dans le noyau sont le support de l’information génétique. • Chaque cellule d’un individu de l’espèce humaine possède 23 paires de chromosomes, l’une d’elles présente des caractéristiques différentes selon le sexe. • Un nombre anormal de chromosomes empêche le développement de l'embryon ou entraîne des caractères différents chez l'individu concerné. • Chaque chromosome est constitué d’ADN. • L’ADN est une molécule qui peut se pelotonner lors de la division cellulaire, ce qui rend visibles les chromosomes. • Chaque chromosome contient de nombreux gènes. Chaque gène est porteur d’une information génétique. Les gènes déterminent les caractères héréditaires. • Un gène peut exister sous des versions différentes appelées allèles. • Les cellules de l'organisme, à l'exception des cellules reproductrices, possèdent la même information génétique que la cellule-œuf dont elles proviennent par divisions successives. • La division d’une cellule : • - est préparée par la copie de chacun de ses 46 chromosomes ; • - se caractérise par la séparation des chromosomes obtenus, chacune des deux • cellules formées recevant 23 paires de chromosomes identiques à ceux de la cellule • initiale. • Chaque cellule reproductrice contient 23 chromosomes. • Lors de la formation des cellules reproductrices les chromosomes d’une paire, génétiquement différents, se répartissent au hasard. Les cellules reproductrices produites par un individu sont donc génétiquement différentes. • La fécondation, en associant pour chaque paire de chromosomes, un chromosome du père et un de la mère, rétablit le nombre de chromosomes de l’espèce. • Chaque individu issu de la reproduction sexuée est génétiquement unique. 

5. COLLÈGE ÉCLAIR CLASSE DE TROISIÈME SALLE INFORMATIQUE 1 heure 13 élèves sur 14 (classe de 25 élèves)

6. Initiation de la séquence : mise en problème La leçon débute au moment de l’entrée en classe, par le tirage d’une carte par chaque élève, spécifiant une identité d’emprunt définie par un nom, un prénom, un sexe, un groupe sanguin et un groupe rhésus. Elle se poursuit par la projection d’une image montrant la diversité humaine et la réactivation de la question productive - « Comment expliquer que l’on soit unique ? »  - formulée lors de la séquence précédente et partiellement résolue au niveau de la formation des gamètes.

7. Déroulement de la séquence Il s’agit aujourd’hui d’opérer la fécondation des gamètes produits à partir des individus et les couples constitués par le professeur et que les élèves incarnent. Le travail se fait sur CHAMILO. Chaque élève travaille sur deux paires de chromosomes (paires n°1 et 9), constitue son génotype, fabrique ses différents gamètes possibles et les apparie avec ceux de son partenaire du couple prédéfini. La séquence s’achève par la confrontation des génotypes des individus formés à l’issu de la fécondation.

8. A A A A A O O O O - - - - - B B B B + + + + + Ma carte d’identité génétique L’information génétique de ma paire n°1 et de ma paire n°9 Mon groupe sanguin et mon rhésus Faire glisser dans le cadre le bon groupe paire n°1 paire n°9 A rh+ AB rh- O rh- A rh- Gamètes que je suis capables de produire B rh+ AB rh+ O rh+ B rh- Matériel génétique à disposition … Chromosomes n°1 Chromosomes n°9

9. Gamètes que je suis capables de produire Faire glisser les chromosomes pour réaliser les différentes combinaisons possibles

10. Gamètes mâles Gamètes femelles

11. Fin de la séquence La séquence s’achève par la confrontation des génotypes des individus formés à l’issu de la fécondation, la concrétisation de leur différence et l’énoncé d’un bilan.

12. La prise en compte du socle et du livret personnel de compétences • Les objectifs du professeur

13. OBJECTIFS NOTIONNELS • - La fécondation, en associant pour chaque paire de chromosomes, un chromosome du père et un de la mère, rétablit le nombre de chromosomes de l’espèce. • - Chaque individu issu de la reproduction sexuée est génétiquement unique. • OBJECTIFS METHODOLOGIQUES ET TECHNIQUES • Pratiquer une démarche d’investigation • Manipuler une maquette numérisée de chromosomes • Compléter un échiquier de croisement • S’approprier un environnement numérique de travail pour communiquer des résultats

14. Les compétences mobilisées au regard du livret personnel de compétences

15. Ressources : savoirs, savoir-faire et attitudes En situation COMPETENCE = mobilisation de ressources En vue de réaliser une action adaptée à la situation

18. S’approprier les informations figurant sur la carte distribuée lors de l’entrée en classe pour les traduire en un génotype opératoire de cellules humaines pour les chromosomes considérés • Rechercher, extraire et organiser l’information utile • Réaliser, manipuler, mesurer, calculer, appliquer des consignes • Raisonner, argumenter, pratiquer une démarche expérimentale ou technologique, démontrer • Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus, communiquer à l’aide d’un langage adapté Manipuler une maquette numérique de chromosomes pour constituer les différentes combinaisons génotypiques des cellules reproductrices à partir du génotype initial correspondant à la carte distribuée Opérer un raisonnement pour réaliser des combinaisons fonctionnelles compatibles avec la cytologie de la formation des cellules reproductrices Confronter les combinaisons obtenues pour établir la combinatoire opérée lors de la formation des cellules reproductrices et de la fécondation et construire le savoir visé

20. S’approprier un environnement numérique de travail • Adopter une attitude responsable • Créer, produire, traiter, exploiter des données • S’informer, se documenter • Communiquer, échanger Dès le problème installé et les conditions de sa résolution précisées, les élèves sont placés seuls devant un poste informatique. La réalisation des combinaisons chromosomiques et alléliques de la cellule-mère des cellules reproductrices et des cellules reproductrices nécessite de traiter les données mises à disposition. Pour parvenir à l’énoncé attendu, la confrontation des combinaisons réalisées est nécessaire.

21. Les compétences prises en compte par le professeur

22. AUCUNE

23. Les compétences que le professeur pourrait prendre en compte …

24. 1- S’approprier les informations figurant sur la carte distribuée lors de l’entrée en classe pour les traduire en un génotype opératoire de cellules humaines pour les chromosomes considérés • Rechercher, extraire et organiser l’information utile • Réaliser, manipuler, mesurer, calculer, appliquer des consignes • Raisonner, argumenter, pratiquer une démarche expérimentale ou technologique, démontrer • Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus, communiquer à l’aide d’un langage adapté 2- Manipuler une maquette numérique de chromosomes pour constituer les différentes combinaisons génotypiques des cellules reproductrices à partir du génotype initial correspondant à la carte distribuée 3- Opérer un raisonnement pour réaliser des combinaisons fonctionnelles compatibles avec la cytologie de la formation des cellules reproductrices 4- Confronter les combinaisons obtenues pour établir la combinatoire opérée lors de la formation des cellules reproductrices et de la fécondation et construire le savoir visé

25. S’approprier les informations figurant sur la carte distribuée lors de l’entrée en classe pour les traduire en un génotype opératoire de cellules humaines pour les chromosomes considérés • Rechercher, extraire et organiser l’information utile 1 CAPACITE : ORGANISER L’INFORMATION UTILE S’appuyer sur la remobilisation des savoirs à travers la réalisation de la garniture chromosomique de la cellule-mère des cellules reproductrice pour s’assurer de leur maîtrise. Possibilité d’auto-évaluation binaire (« J’ai réussi +,  », Je n’ai pas réussi - ») sur la base de la présentation d’un corrigé de chaque combinaison possible.

26. Manipuler une maquette numérique de chromosomes pour constituer les différentes combinaisons génotypiques des cellules reproductrices à partir du génotype initial correspondant à la carte distribuée • Réaliser, manipuler, mesurer, calculer, appliquer des consignes 2 CAPACITE : MANIPULER

27. Opérer un raisonnement pour réaliser des combinaisons fonctionnelles compatibles avec la cytologie de la formation des cellules reproductrices • Raisonner, argumenter, pratiquer une démarche expérimentale ou technologique, démontrer 3 CAPACITE : RAISONNER S’appuyer sur la cohérence des combinaisons opérées pour valider ou non le raisonnement. Possibilité d’auto-évaluation binaire (« J’ai réussi +,  », Je n’ai pas réussi - ») sur la base de la présentation d’un corrigé présentant les différentes combinaisons possibles à partir des cellules-mères de départ.

28. Confronter les combinaisons obtenues pour établir la combinatoire opérée lors de la formation des cellules reproductrices et de la fécondation et construire le savoir visé Présenter la démarche suivie, les résultats obtenus, communiquer à l’aide d’un langage adapté 4 CAPACITE : COMMUNIQUER Possibilité d’organiser la confrontation des différentes combinaisons réalisées à partir de leur accès dans une base de données renseignée à l’aide du réseau.

29. S’approprier un environnement numérique de travail • Adopter une attitude responsable • Créer, produire, traiter, exploiter des données • S’informer, se documenter • Communiquer, échanger Dès le problème installé et les conditions de sa résolution précisées, les élèves sont placés seuls devant un poste informatique. 5 La réalisation des combinaisons chromosomiques et alléliques de la cellule-mère des cellules reproductrices et des cellules reproductrices nécessite de traiter les données mises à disposition. Pour parvenir à l’énoncé attendu, la confrontation des combinaisons réalisées est nécessaire.

30. Possibilité de prendre en compte par une évaluation binaire (« J’ai réussi +,  », Je n’ai pas réussi - »),les capacités 1, 3, et 5 dans sa dimension « appropriation d’un environnement numérique de travail »

31. … en les reportant dans un outil de suivi des apprentissages …

32. OUTIL DE SUIVI DES APPRENTISSAGES EN S.V.T.

36. … qui nécessite la mise en place d’un outil permettant de les planifier

38. Une question en suspens difficile à rendre lisible avec un outil générique • La progressivité dans l’acquisition des compétences techniques et méthodologiques