Bio-Tremplins : un volet de Jump-To-Science focalisé sur les changements de la biologie et son enseignement.
Pour développer et maintenir vivant le lien entre la recherche et l'enseignement. Des éclairages sur l'actualité scientifique , comme un tremplin vers la source de l'information scientifique
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La culture numérique quel rôle dans l'enseignement des sciences ?
Chèr-e-s collègues,
Je vous informe que le prochain séminaire "Research and Practice in Science Education" aura lieu en ligne, le lundi 26 avril 2021, de 12h15 à 13h45.
Andreas Müller donnera une courte présentation intitulée :
"La Culture Numérique à l'Ecole Sécondaire - Quel Rôle et pour l'Enseignement des Sciences ?"
L'intégration du numérique à l'école secondaire sera abordée, et en particulier son articulation avec l'enseignement des Sciences. La présentation proposera quelques suggestions concrètes, dans l'idée de lancer une discussion sur le sujet. Pour y participer --> cliquez sur ce lien Zoom
Je reste à votre disposition pour plus d'information.
Ce que l'enseignement n'est pas mais qui fait rêver les enseignant.e.s ?
L'enseignement n'est pas un spectacle, et l'enseignant.e n'est pas un.e acteur.trice, dit Jean-Marie Zakhartchouk dans les Cahiers pédagogiques à propos du très beau film "Être et avoir" réalisé par Nicolas Philibert.
"Au-delà des rapports humains qui se nouent dans la classe, au-delà du « brillant » du professeur, au-delà des apparences qui ne permettent guère de savoir si un cours est « réussi », il faudrait plutôt voir le professionnalisme, la compétence à faire que les élèves expriment le meilleur d'eux-mêmes, il faudrait savoir à quel point l'enseignant a su parfois s'effacer, se taire. Le discours ordinaire sur l'École a bien du mal à renoncer à cette image du transmetteur magistral qui tend à faire oublier que l'essentiel du travail est invisible parce qu'il opère en profondeur."
Il ne faut pas confondre l'enthousiasme de l'enseignant.e, et celui qu'il.elle sait susciter. Il ne faut pas confondre le désir de plaire à son public, la démagogie, et susciter le désir d'apprendre, guider pour rendre les élèves capables de comprendre le monde qui les entoure (qui peut traduire le terme empowerment ?).
Préfigurant Piaget d'une certaine manière, le philosophe danois Soren Kierkegaard (1813 -1855) a bien exprimé cette différence fondamentale entre se mettre en scène et aider l'élève à apprendre.
"Si je veux réussir à accompagner quelqu'un vers un objectif, je dois le chercher là où il est, et commencer là, justement là. Celui qui ne sait faire cela, se trompe lui-même quand il pense pouvoir aider les autres. Pour aider quelqu'un, je dois sans doute comprendre plus que lui, mais d'abord comprendre ce qu'il comprend. Si je n'y parviens pas, il ne sert à rien que je sois plus capable et plus savant que lui. Si je désire avant tout montrer ce que je sais, c'est parce que je suis orgueilleux et cherche à être admiré de l'autre plutôt que l'aider. Tout soutien commence avec humilité devant celui que je veux accompagner; et c'est pourquoi je dois comprendre qu'aider n'est pas vouloir maîtriser mais vouloir servir. Si je n'y arrive pas, je ne puis aider l'autre." Traduit par Britt-Mari Barth, Source
Quand même c'est fascinant, imaginatif !
Ce qui ne veut pas dire que le challenge incroyable que tentent des doctorants, présenter leur thèse en 180 secondes, ne plaira pas aux personnes intéressées à l'éducation. Jump-To-Science encourage ses lecteurs, qui les regarderont surement avec grand plaisir ! Et se demanderont peut-être ce qui se passerait à la prochaine évaluation si ils tentaient dans leurs classes ce type de mise en scène…
Le concours Ma thèse en 180 secondes permet, depuis presque 10 ans, à de jeunes doctorantes et doctorants, dans plusieurs pays dans le monde, de présenter leur sujet de recherche de manière claire et concise à un public non averti. Il ou elle a une scène, une image et trois minutes pour convaincre.
Après une année chahutée, où le concours, à l'instar de nombreux événements en Suisse et dans le monde, a dû être suspendu du fait des restrictions sanitaires, nous avions donné rendez-vous aux candidates et candidats inscrit-es l'an dernier pour un événement en 2021. La promesse est tenue!
Ma thèse en 180 secondes revient cette année dans un format nouveau. Afin
d'offrir aux onze chercheurs et chercheuses qui se sont préparé-es des mois durant à cet événement la visibilité qu'ils et elles méritent, l'UNIGE s'est associée à Léman Bleu pour cette cinquième édition.
Nous vous donnons donc rendez-vous le vendredi 16 avril à 19h sur la chaine télévisée genevoise ainsi que sur unige.ch/mt180 pour suivre la soirée, soutenir les candidates et candidats et voter pour le prix du public.
Candidates et candidats
Kenza Abouir Faculté des sciences
Influence de la génétique et de l'environnement sur la vulnérabilité à faire des interactions médicamenteuses : le cas du tramadol La bonne dose de tramadol ou comment trouver chaussure à son pied En savoir plus
Lucie Chauveau Faculté d'économie et management
Personnalisation d'une simulation narrative et interactive dédiée aux proches aidants des malades d'Alzheimer. En savoir plus
Jean-François Clouzet Faculté des sciences de la société
La coopération transfrontalière en matière de sécurité. En savoir plus
Selim Habiby Alaoui Faculté de médecine
Filtre de la réalité orbitofrontal: le rôle de l'ambiguïté. En savoir plus
Erica Honeck Faculté des Sciences
Implémentation d'une infrastructure écologique: comment intégrer la conservation de la biodiversité, connectivité et services écosystémiques dans la planification territoriale. En savoir plus
Sébastien Lambelet Faculté des sciences de la société
Régimes urbains 2.0: gouverner les villes suisses du 21ème siècle En savoir plus
Akira Ohkubo Faculté des sciences
La famille de protéines FASTKD: l'exploration du 'processing' d'ARN mitochondrial non-canonique. La vie secrète de l'ADN mitochondrial En savoir plus
Léonie Pellissier Faculté des sciences
Étude compréhensive de communautés d'endophytes foliaires issues d'un palmier de la forêt amazonienne : un modèle pour déchiffrer les interactions hôte-microbe et explorer la chimio-diversité et la bioactivité des métabolites. En savoir plus
Stefano Pollastri Faculté des sciences
Agrégation de cendres volcaniques: contraintes théoriques, expérimentales et de terrain. Comprendre la formation des amas de cendres volcaniques pour mieux prévoir l'impact des éruptions En savoir plus
Özlem Sevik Faculté des sciences
Etude phytochimique de plantes du Niger actives contre la maladie de Chagas. En savoir plus
Adrien Waelchli Faculté des sciences
Construction à l'échelle atomique d'un matériau supraconducteur à base de plans Cuivre-Oxygène. Construction à l'échelle atomique d'un matériau supraconducteur En savoir plus
La fertilité maximale entre 20 et 30 : déterminée par les aneuploidies ?
Qui n'a pas entendu parler de la courbe de fertilité féminine en "U" inversé avec un maximum entre 20 et 30 ans. Mais qui sait en expliquer les causes ?
Des recherches récentes suggèrent que les erreurs lors de la méiose résultant en un nombre incorrect de chromosomes dans l'ovule (aneuploidie) sont un facteur important des variations de la fertilité humaine au cours de la vie reproductive.
Le gain ou la perte d'un chromosome - ou aneuploïdie - agit comme l'un des principaux déclencheurs d'infertilité et d'arrêt de grossesse chez l'humain. Ces anomalies chromosomiques touchent plus de 40% des ovules chez les femmes aux deux extrémités du spectre d'âge, c'est-à-dire les très jeunes filles ainsi que les femmes en âge de maternité avancé. (Wartosch, et al. 2021) Traduction automatique retouchée
Les futurs ovules restent des dizaines d'années bloqués en cours de méiose, les chromatides restant "collés" très longtemps grâce à la cohésine. Cette liaison entre les chromatides est très forte chez les très jeunes femmes et diminue avec les années, explique Jennifer Gruhn, dans un podcast de Science. Quand cette liaison est encore trop forte cela peut conduire à des non-disjonctions et lorsqu'elle est trop faible à des séparations prématurées ou incorrectes des chromatides Dans les deux cas le nombre incorrect de chromosomes dans l'ovule risque fort d'empêcher la grossesse d'aller à son terme. Gruhn, et al (2019 analysent dans une perspective évolutive ces mécanismes pour explique la courbe en U. encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine : ici
La meiose ovocytaire : un processus complexe
Dans la méiose ovocytaire, la réplication de l'ADN et la recombinaison méiotique - au cours du développement du fœtus de le future mère - s'arrête au stade diplotène […]. À ce stade, les chromosomes homologues sont attachés ensemble dans une configuration bivalente en raison de la recombinaison croisée entre les chromosomes homologues et de la cohésion entre les chromatides soeurs. Cette configuration bivalente doit être maintenue pendant des décennies jusqu'à l'ovulation, lorsque la méiose I (MI) est terminée et que les chromosomes homologues se séparent, réduisant de moitié le nombre de chromosomes. Cet arrêt prolongé ainsi que les configurations de recombinaison vulnérables sont deux raisons majeures pour lesquelles l'aneuploïdie dans les ovules humains est au moins un ordre de grandeur plus élevée que dans les le spermatozides. Le futur ovule s'arrête à la métaphase II et ne termine la deuxième division méiotique, où les chromatides sœurs se séparent, que lors de la fécondation par le sperme (figure 1A) (Wartosch, et al 2021) Traduction automatique retouchée encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine : ici
Fig 1: Erreurs de ségrégation durant la méiose I et de la méiose II et leur dépendance de l'âge dans les ovocytes humains. (A) Modèles de ségrégation chromosomique dans la méiose I et la méiose II. (B) La courbe en U de l'aneuploïdie dans les ovocytes humains (ligne rouge en pointillé) est une compilation des trois événements de mauvaise ségrégation chromosomique - MI NDJ (bleu), PSSC (orange) et RS (jaune) - qui agissent de manière dépendante de l'âge . MI NDJ, MI non-disjonction; PSSC, séparation prématurée des chromatides soeurs; RS, ségrégation inverse [img]. Source : (Wartosch, et al. 2021)
Les mécanismes de la différence de fertilité en fonction de l'âge
Gruhn et al. (2019) indiquent que cette courbe en U inversé de la fécondité provient d'erreurs chromosomiques dans la formation des ovules humains, qui entraînent un déséquilibre génomique et des pertes de grossesses cf Fig 1 B qui montre la fréquence des aneuploidies en rouge.
Les types d'erreur les plus fréquentes ainsi que les chromosomes affectés dans les groupes d'âge jeune et avancé sont différents, ce qui suggère que deux mécanismes chromosomiques distincts produisent la réduction de la fertilité vers les deux extrémités de la courbe en U inversé. Selon Gruhn, et al. (2019) l'évolution a sélectionné là un équilibre entre les risques de la grossesse et la nécessité évolutive de la procréation.
Les auteurs montrent que la structure chromosomique s'érode principalement avec l'âge, agissant comme une «horloge moléculaire» pour la sénescence reproductive. (Gruhn, et al 2019) Traduction automatique retouchée encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine : ici
La cohésine se dissocie avec l'âge ce qui détermine la séparation correcte ou non des chromatides
Wartosch, et al. montrent bien dans la figure 2B comment la cohésine tient ensemble les chromosomes durant des décennies jusqu'à la séparation avant l'ovulation. Or la cohésine se dissocie des chromosomes avec le temps (Cf. Fig. 2B). Ainsi la liaison entre les chromatides est très forte chez les très jeunes femmes ( 2B gauche) et le risque de Non Disjonction (NDJ en bleu dans la figure 1B) serait plus important, produisant un ovocyte II avec deux chromatides identique ou aucun ( Figure 1A 2ème ligne 2ème cas).
Pour les femmes très jeunes Gruhn, et al. (2019) sont plus nuancés "a separate, and currently unclear, mechanism causes increased rates of MI NDJ in young females."
Les deux articles indiquent que plus tard, quand cette liaison devient trop faible cela peut conduire à des séparation prématurée des chromatides sœurs (PSSC, orange dans la figure 1B), et à des ségrégation inverse des chromatide (RS, jaune dans la figure 1B). Les diverses formes que peuvent prendre les chromatides lors de problèmes de disjonction dans les ovocytes plus âgés est illustré dans la cf Figure 2 C. encourage le lecteur à aller vérifier dans l'article d'origine : ici
Fig 2: Changements structurels et alignements alternatifs des chromosomes au cours de la méiose I (MI). (A) Pendant la métaphase MI, les bivalents s'alignent sur la plaque équatoriale du fuseau méiotique avant que les chromosomes ne soient séparés. (B) La cohésine se dissocie des chromosomes avec l'âge de la femme. (C) Schéma illustrant les modifications de structure des bivalents chromosomiques avec l'âge maternel qui avance. [img]. Source : (Wartosch, et al. 2021)
Apprendre des termes et une séquence d'étapes ou comprendre le mécanisme ?
Les deux bien sûr !
Mais il est tellement plus facile de composer des exercices et des questions de type descriptif pour les évaluations comme nommer les structures sur cette figure, placer les images dans le bon ordre, combien de chromatides à tel stade de la méiose, … De plus comme ces questions sont bien ancrées dans les habitudes et pratiques, qu'elles sont socialement reconnues (les parents, les autorités les reconnaissent …) le risque est grand - comme l'a montré Chevallard, (1991) avec la transposition didactique - qu'on finisse par se rabattre sur ce premier type de questions descriptives.
Mais les plans d'études donnent pour mission à l'enseignement des sciences d'aider comprendre (prédire, expliquer les phénomènes) et participer aux décisions des futurs citoyens.
N'est-il pas possible de préparer nos élèves à être évalués sur des questions de compréhension, portant sur le mécanisme :
-Avec les modèles vus en classe que se passerait-il si on dissociait la cohésine dans des ovocytes de femmes a) très jeunes, b) plus mûres : quelles incidences sur la fécondité ? Justifiez votre réponse en indiquant l'effet de la cohésine et sa variation au cours de la vie reproductive d'une femme:
-Avec les modèles vus en classe que se passerait-il (en termes d'aneuploidies et de fécondité) si on transplantait un ovocyte de femme jeune chez une femme plus mûre. Justifiez votre réponse en indiquant l'effet de la cohésine et sa variation au cours de la vie reproductive d'une femme:
-Avec les modèles vus en classe que se passerait-il (quels stades de ma méiose se passeraient correctement, lesquels non, et pourquoi) si le fuseau était absent ( colchicine)
- Que se passerait-il si les chromosomes homologues ne s'appariaient pas dans la prophase I. Pour une espèce où N=3, former deux schémas comparant a) la situation normale et b) ce qui pourrait se passer sans appariement : Dessiner pour a) et b) la métaphase I, la télophase I, la métaphase II et les gamètes ?
…
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Références:
Chevallard, Y. (1991). La transposition didactique. Du savoir savant au savoir enseigné (2e éd. revue et augmentée, 1985 lre). La Pensée sauvage.
Gruhn, J. R., Zielinska, A. P., Shukla, V., Blanshard, R., Capalbo, A., Cimadomo, D., Nikiforov, D., Chan, A. C.-H., Newnham, L. J., Vogel, I., Scarica, C., Krapchev, M., Taylor, D., Kristensen, S. G., Cheng, J., Ernst, E., Bjørn, A.-M. B., Colmorn, L. B., Blayney, M., … Hoffmann, E. R. (2019). Chromosome errors in human eggs shape natural fertility over reproductive life span. Science, 365(6460), 1466‑1469. https://doi.org/10.1126/science.aav7321
Wartosch, L., Schindler, K., Schuh, M., Gruhn, J. R., Hoffmann, E. R., McCoy, R. C., & Xing, J. (2021). Origins and mechanisms leading to aneuploidy in human eggs. Prenatal Diagnosis, n/a(n/a).https://doi.org/10.1002/pd.5927
Lombard, F., Schneider, D. K., & Weiss, L. (2020). Jumping to science rather than popularizing : A reverse approach to update in-service teacher scientific knowledge. Progress in Science Education (PriSE), 3(2), 54‑60. https://doi.org/10.25321/prise.2020.1005
1er prix du jury:
2ème prix du jury:
