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Mise à
jour :
Mars 2008
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Des
activités scientifiques originales pour les travaux pratiques au
lycée
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Cette
rubrique
comporte un ensemble d'articles présentant des activités
scientifiques pratiques à visée pédagogique.
Certains
articles ont été publiés dans des revues
spécialisées,
notamment "Biologie-Géologie", la revue de l'APBG
ou ont fait l'objet d'une présentation orale lors de
colloques
tandis que d'autres sont inédits.
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Ces documents décrivent de façon détaillée
des activités scientifiques pratiques qu'il est possible
d'utiliser
dans l'enseignement secondaire, principalement au lycée, ou dans
le premier cycle universitaire. Toutes les activités
présentées
ont été mises en œuvre dans un cadre scolaire ordinaire
par
des élèves de différentes classes de lycée
avec les matériels couramment présents dans les
établissements
scolaires et avec des consommables disponibles chez les fournisseurs
spécialisés
à des coûts compatibles avec le budget d'un laboratoire de
SVT.
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Ces activités ont été mises au point dans le but
de
confronter les élèves aux processus matériels et
intellectuels
à travers lesquels se construit le savoir scientifique :
questionnement
scientifique et identification des problèmes, recherche
d'hypothèses
explicatives, élaboration de stratégies de
vérification
expérimentale, analyse critique et communication des
résultats,
etc. Il ne s'agit donc ni de démonstrations destinées
à
illustrer des notions scientifiques présentées en classe,
ni de vérifications expérimentales de connaissances
acquises
mais au contraire de construction de notions scientifiques.
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On trouvera toutes les informations nécessaires pour permettre
aux
élèves de mener eux-mêmes des investigations
scientifiques
sur des thèmes choisis dans les programmes officiels, en
particulier
les aspects pratiques. Avec de telles méthodes d'enseignement
par
problème ou par projet, il n'existe plus d'expériences
"qui
marchent" ou "qui ne marchent pas" car toute expérience apporte
son lot d'information, y compris et même surtout, lorsque les
résultats
ne sont pas conformes à ce qui peut être raisonnablement
attendu.
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L'idée principale (partagée par de nombreux scientifiques
de renom dont plusieurs prix
Nobel, notamment P.G. de Gennes, J.M. Lehn, G. Charpak), sur
laquelle
est fondée cette façon d'envisager l'enseignement des
sciences
expérimentales est la suivante : le savoir scientifique serait
assimilé
plus efficacement si l'élève est activement
confronté,
par la pratique, aux processus réels de production et de
communication
de la science.
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L'étude des phénomènes biologiques dépend
le
plus souvent de procédures précises indiquées dans
les articles qui sont parfois redondantes avec celles indiquées
aux rubriques "PROTOCOLES" et "FICHES
DE TP".
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Lorsqu'elles s'y prêtent, les activités font appel autant
que possible à l'ordinateur non seulement comme outil de
laboratoire
(ExAO) mais aussi comme outil de traitement de données avec
notamment
l'infographie moléculaire (visualisation de modèles
moléculaires
tridimensionnels) et le traitement de données bioinformatiques
(séquences
de macromolécules informatives). L'ordinateur est en effet
devenu
un outil essentiel non seulement au laboratoire mais aussi pour les
professeurs
et les élèves qui doivent désormais en
maîtriser
l'utilisation.
Les
acquisitions de données informatisées ont
été
réalisées le plus souvent avec une interface
d'acquisition
ORPHY-GTS (MICRELEC)
pilotée
par le logiciel généraliste REGRESSI (MICRELEC) sous
MS-DOS.
Cette méthode présente l'avantage de pouvoir être
mise
en œuvre avec n'importe quel type d'ordinateur, même les plus
anciens,
et de ne pas multiplier le nombre de coûteux logiciels
dédiés.
Bien évidemment, ces derniers restent utiles dans certains cas
et
n'importe quel type de matériel d'ExAO peut être
utilisé
pour réaliser les activités.
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Applications
pédagogiques de la bioluminescence de la luciole :
Des protocoles pour
l'établissement
de cinétiques enzymatiques et pour étudier certains
aspects
de l'énergétique cellulaire.
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La
bioluminescence de la luciole :
modèles
moléculaires interactifs (avec CHIME)
Des modèles
tridimensionnels
des molécules impliquées dans la bioluminescence de la
luciole
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Un outil
pédagogique original : la bioluminescence
Utilisations
pédagogiques
des réactions chimiques de la bioluminescence de la luciole.
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Utilisation
pédagogique de bactéries luminescentes
Quelques utilisations
pédagogiques
des bactéries luminescentes.
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Un nouveau
système pour l'étude de la transpiration des plantes
Module destiné
à
l’étude de la transpiration des plantes par ExAO.
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Etude
de la transpiration d'une plante par ExAO
Une progression
pédagogique
complète sur le problème de la transpiration partant des
réactions de la plante entière à son environnement
jusqu'au comportement des stomates.
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Etude
de la synapse neuromusculaire
Un montage
expérimental
permettant une étude quantitative du fonctionnement de la
synapse
neuromusculaire du ver de terre dans différentes conditions
(normales,
action des ions et du curare).
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Action
de divers neurotransmetteurs sur le muscle dorsal de lombric
D'autres
expériences sur
le fonctionnement de la synapse neuromusculaire du ver de terre.
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Les propriétés
des muscles : une approche pratique
Etude pratique de
diverses propriétés
biochimiques des muscles.
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A propos
d'enzymes et de leur utilisation pédagogique
Suggestions
d'utilisations pédagogiques
d'enzymes faciles à préparer pour l'étude de
divers
aspects des programmes de biologie (enzymologie, neurobiologie,
génétique,
hormones etc.)
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Activités
scientifiques et outils informatiques : enzymologie en première
S.
Progression
pédagogique
sous la forme d’une séquence d’activités scientifiques
dans
le domaine de l’enzymologie en première S
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Quelques
manipulations assistées ou non par ordinateur sur les levures
Divers aspects de la
biologie des
levures.
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Mutagenèse
chez la levure
Comment produire et
identifier
des mutants chez la levure.
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Investigations sur une souche mutante
de levure qui ne fermente pas le saccharose
Recherche des causes de
l'incapacité
à fermenter le saccharose chez une souche de levure sac-
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Investigations
sur une souche mutante de levure qui ne fermente pas le saccharose
Protocoles
expérimentaux
détaillés
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Electrophorèse
de l'ADN
Protocole adapté
au lycée
pour l'électrophorèse des fragments de restriction.
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Une nouvelle
méthode de coloration des gels d'électrophorèse
d'ADN
Un
procédé de coloration
très efficace des bandes d'ADN avec un produit non toxique
(azure
A).
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La meilleure
méthode alternative de coloration des gels
d'électrophorèse
d'ADN
Un
procédé de coloration
encore plus efficace des bandes d'ADN avec un produit non toxique (bleu
de Nile).
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Profil
densitométrique d'une électrophorèse
Pour tirer tout le
profit des électrophorèses
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La colonne
de Winogradsky
Comment réaliser
dans une
colonne un mini écosystème fondé sur le cycle du
soufre.
Réalisation
de préparations microscopiques de chromosomes géants
(glandes
salivaires de larve de drosophile)
Protocole de
préparation
et coloration. Photographies.
Réalisation
de préparations microscopiques de chromosomes géants
(glandes
salivaires de larve de chironome)
Protocole de
préparation
et coloration. Photographies.
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Evolution
de l'ExAO, 1990-1997
Un point sur les
évolutions de l'ExAO en France.
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Une bibliographie
de l'expérimentation assistée par ordinateur (jusqu'à
l'année 2000)
Les articles et
ouvrages
parus en France jusqu'en 2000 dans lesquels on trouvera des
descriptions
de manipulations d'ExAO.
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Échanges
d’eau et taille des cellules végétales
Une expérience
ancienne
abordée avec des techniques modernes
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La levure
Schizosaccharomyces
pombe, organisme modèle et modèle pédagogique
Présentation de
la levure
S.
pombe, un organisme modèle utilisable en travaux pratiques
au
lycée pour résoudre divers problèmes biologiques.
De nombreuses activités pratiques à mener avec ce microorganisme.
- Halobacterium salinarum, une archéobactérie extrêmophile pour aborder concrètement le troisième domaine du vivant.
Article de présentation de l'archéobactérie, H. salinarum,
un organisme modèle permettant de nombreuses activités
pratiques pour étudier un représentant des archées.
Protocoles détaillés pour mener diverses activités pratiques avec H. salinarum.
- Les enseignements des mutations de la couleur des yeux chez la drosophile, Drosophila melanogaster.
Exploration
d'un chapitre de l'histoire de la génétique
moléculaire consacrée aux voies de biosynthèse
très complexes conduisant aux pigments présents dans les
yeux des drosophiles.
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