Classe de Terminale S – spécialité SVT 14 élèves

Quelques exemples d’utilisation des TIC au collège et au
lycée
en sciences de la vie et de la terre (SVT)
Trois formes d’utilisation des TIC sont particulièrement développées dans l’enseignement des sciences de
la vie et de la Terre :
-
l’expérimentation assistée par ordinateur (EXAO), dans laquelle des capteurs (de lumière,
température, dioxygène, dioxyde de carbone, éthanol, etc.) réalisent des mesures sur le vivant ou
les conditions de milieu et transmettent les mesures à l’unité centrale par une interface dédiée, fixe
ou mobile. Un logiciel dédié permet alors de traduire les mesures par des graphiques.
Un binôme d’élèves étudient à l’écran la courbe obtenue à partir de mesures effectuées par le capteur à
droite et transmises à l’ordinateur par l’interface mobile, au centre.
-
l’enseignement assisté par ordinateur (modèles numériques, logiciels de simulation, animations
flash) (Cf. infra)
-
la consultation de banques de données en ligne (Cf.infra)
Des usages des TIC en SVT 2008-2009
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D’autres formes sont en cours de développement qui s’appuient sur l’usage du tableau numérique
interactif, la microscopie numérique (ci-dessous) ou les systèmes d’informations géoréférencés (SIG).
Dans le binôme, une des élèves règle le microscope et l’image captée par une caméra numérique est en
cours de traitement par l’autre élève à l’aide d’une application telle que Mesurim
Le dossier TICE de la partie SVT du site académique est très souvent consulté par les enseignants, en
particulier à propos de la prise en main de nombreux logiciels et d'outils informatiques applicables dans la
discipline.
L'intégration du B2I dans la validation du diplôme national du brevet en Collège, s’est traduite par la
proposition d’activités permettant de tester les compétences des élèves, tout en donnant aux professeurs
de SVT une vision synthétique des possibilités de validation des compétences du B2I.
Trois autres domaines du site sont particulièrement consultés :
-
la lithothèque signalant les ressources géologiques proches des établissements : elle permet
l’observation photographique des éléments géologiques locaux ;
les dossiers pédagogiques (Cardio, ExAO, Sismo et SIG) regroupant des conseils de manipulations,
des activités, des liens sur chacun des trois thèmes abordés ;
la banque regroupant les sujets du Baccalauréat des différentes séries ES, L et S.
Des usages des TIC en SVT 2008-2009
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Les usages des TIC observés en situation de classe en SVT
1. Des observations en lycée :
Exemple 1 : utilisation de logiciels de traitement de bases de données en classe de Terminale S
Les élèves comparent par
binômes, des séquences de
nucléotides et de polypeptides
afin de repérer les diverses
mutations en relation avec les
innovations génétiques.
Dans l’exemple présenté à
droite, l’élève utilise le logiciel
Anagène, mis en œuvre dans
les sujets de baccalauréat en
ECE (Epreuve pratique
d’évaluation des capacités
expérimentales)
Exemple 2 : utilisation de logiciels de modélisation numérique en classe de Seconde
Les élèves placés par binômes,
utilisent une base de données
permettant de modéliser en 3D la
molécule d’ADN pour comprendre
les relations entre structure
bicaténaire et organisation spatiale
des nucléotides.
Dans l’exemple présenté à droite
l’élève fait apparaître en couleurs les
quatre types de nucléotides sur la
structure en double hélice de l’ADN
à l’aide du logiciel Rastop.
Des usages des TIC en SVT 2008-2009
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Exemple 3 : un deuxième exemple d’utilisation de Rastop est présenté ci-dessous, en classe de
terminale S dans la partie traitant de la procréation.
Visualisation avec Rastop de la courbure de
l’ADN au contact d’une protéine TDF normale
et anormale afin d’expliquer l’appareil génital
présenté par un sujet possédant la forme
anormale du gène SRY.
Copie d’écran d’élève comparant la structure tridimensionnelle de l’hormone féminine
progestérone (à gauche) avec celle de deux contraceptifs d’urgence : le RU486 (au centre) et le
norgestrel (à droite).
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Exemple 4 : utilisation du tableau numérique interactif en classe de Première L
Après avoir identifié
les voies visuelles,
un rappel de la
transmission du
message nerveux au
niveau d'une
synapse est mis en
œuvre à l’aide du
TNI : ici l'élève trace
le contour de
l’élément cellulaire
pré synaptique.
Exemple 5 : utilisation des logiciels Google Earth et Mesurim en classe de Première S
Capture d’écran du travail d’un élève qui a schématisé le profil topographique entre le lac d’Assal
et le Golfe de Ghoubbet, au niveau d’une zone géologique en expansion.
Exemples 6 : quelques situations d’usage des TIC par les professeurs et leurs élèves dans des
situations d’inspection, en lycée
Des débuts de la génétique aux enjeux actuels des biotechnologies révision en Terminale S
La séance de révision débute par le compte rendu d’un TP sur l’hémochromatose traité sous
Anagène. Cette correction est conduite en traitant étape par étape la démarche dans Anagène.
L’enzyme RSa1 capable d’identifier la mutation du gène est repérée et le calcul du risque de
transmission du gène muté est effectué collectivement. La deuxième séquence porte sur des
Des usages des TIC en SVT 2008-2009
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révisions de TP sous EAO (Anagène, Tectoglob, Palynologie) ou sous EXAO (Reacel et Serenis),
les élèves travaillant en binôme pour retrouver la navigation à l’intérieur du logiciel.
Séance de révision dans le cadre de la préparation à l’ECE. Classe de Terminale S
La séance de travaux pratiques est consacrée à la maîtrise des logiciels utilisés pendant l’année
scolaire. Elle débute par la présentation du sujet 2005 07-O-05 I2 « Les critères d’appartenance à
la lignée humaine » utilisant Mesurim.
Quatre exercices en EAO vont être proposés
successivement aux élèves : un exercice de subduction avec Sismolog, un exercice sur les
parentés moléculaires avec Anagène, un exercice sur la parenté des primates avec Phylogène, un
exercice sur la comparaison de crânes d’homininés avec le logiciel Crânes.
L’organisme en fonctionnement. Classe de Seconde
La séance de travaux pratiques porte sur l’étude du contrôle de l’activité cardiaque. Les élèves
disposent d’une fiche de protocole technique et du logiciel Palpi et travaillent par binômes pour rechercher
à l’ordinateur les réponses aux 11 questions du protocole découpées en trois phases. Dans une deuxième
séquence, les élèves étudient l’action des nerfs cardiaques sur le rythme cardiaque au repos, toujours à
l’aide du logiciel Palpi qui leur permet de comprendre par expérimentation le rôle des nerfs sympathique
parasympathique lorsque le corps est à l’effort. La séance se termine par la reprise à partir du logiciel d’un
schéma-bilan des contrôles nerveux de l’activité cardiaque.
La planète Terre et son environnement. Classe de Seconde
La séance porte sur l’étude de la répartition de l’énergie solaire sur la planète. Elle débute par le
rappel expositif des acquis sur le système solaire et la distribution du bilan de la première partie.
Cette introduction permet de poser les problèmes à résoudre sur la relation entre la distance au
soleil et la température moyenne d’une planète. Les élèves disposent d’un protocole d’activité d’un
matériel de modélisation et d’un poste EXAO à thermo-photomètre. Chaque groupe de 4 élèves
obtient progressivement une courbe mettant en évidence une puissance lumineuse reçue
inversement proportionnelle à la distance à la source de lumière.
2. Des observations en collège :
Exemple 1 : identification des animaux de la mare du collège à l’aide d’une banque de données
par des élèves de 4ème
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Exemple 2 : utilisation d’un logiciel de simulation en classe de 4ème
L’élève utilise le logiciel
Sismolog pour faire apparaître
sur le planisphère les
épicentres des séismes et par
conséquent les limites de
plaques lithosphériques.
A l’aide du même logiciel
Sismolog, l’élève choisit un
lieu de coupe sur une limite
de plaque fortement
sismique, recherche les
foyers des séismes et les fait
apparaître : ici dans la zone
de subduction andine, elle fait
apparaître sur une coupe 3D
E-W la plaque lithosphérique
subduite, matérialisée par les
foyers aux différentes
profondeurs.
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Exemples 3 : quelques situations d’usage des TIC par les professeurs et leurs élèves dans des
situations d’inspection, en collège
Relations au sein de l’organisme. Classe de Quatrième
La séance de travaux pratiques porte sur l’étude de la communication nerveuse. L’objectif de la
séance est fixé « Utiliser un logiciel de simulation pour comprendre les rôles respectifs des organes du
système nerveux ». Le logiciel est présenté au vidéoprojecteur et les compétences du B2i à valider sont
citées et replacées dans le contexte. La première étape d’observation du comportement de la grenouille
avec un système nerveux intact est réalisée collectivement pour familiariser les élèves avec le logiciel
MVT/CMD. Les étapes suivantes (effets de la lésion du nerf moteur, puis de la moelle épinière, puis du
cerveau) sont traitées par les élèves qui sont évalués pour certains d’entre eux par le professeur.
Reproduction sexuée et maintien des espèces dans les milieux. Classe de Quatrième
La séance porte sur l’étude de la fécondation. Les élèves travaillent en ateliers sur les documents
du manuel et des planches couleur relatifs à la reproduction de six êtres vivants animaux ou végétaux
(phasme, poule, omble, oursin, lys, fucus). Puis chaque groupe délègue un élève qui renseigne à
l’ordinateur les colonnes (classification, milieu de reproduction, accouplement, type de fécondation, résultat
de la fécondation) d’un tableau récapitulatif à double entrée, pour un être vivant. Le tableau vidéoprojeté
permet à la classe de repérer les étapes de la reproduction sexuée et de définir la fécondation.
Fonctionnement de l’organisme et besoins en énergie. Classe de Cinquième
La séance en salle multimédia porte sur l’étude de l’équilibre alimentaire. Dans le cadre du thème de
convergence « Santé », l’objectif de la séance est de déterminer ce que signifie « manger équilibré ». Les
élèves utiliseront le quiz en ligne du site Positiv ’Académie à la suite d’une démonstration par le professeur
La démarche consiste pour chaque élève, en individuel sur son poste informatique, à cocher ce qu’il mange
au cours des repas ce qui lui fait apparaître les caractéristiques de son régime alimentaire et des conseils
pour mieux l’équilibrer.
Origine de la matière des êtres vivants. Classe de Sixième
La séance de travaux pratiques porte sur l’étude des besoins nutritifs des animaux. Deux ateliers
sont proposés et présentés au vidéoprojecteur : qui a mangé quoi et le régime alimentaire de la chouette
effraie. Les élèves travaillent par binômes sur des restes de repas (noisettes rongées ou percées, cônes
d’épicéa) ou sur des macrophotographies de crânes trouvés dans des pelotes de réjection. Deux élèves de
l’atelier 1 sont envoyés à la tablette PC pour écrire leur réponse et dans le même temps des cônes écaillés
ou des noisettes ouvertes sont présentés sous flexcam.
Le peuplement des milieux. Classe de Sixième
La séance de travaux pratiques est consacrée à l’étude de la germination des graines. Les
élèves sont invités à disséquer une graine de haricot pour comprendre comment la graine peut
donner un nouvel individu. L’observation collective d’images numériques au vidéoprojecteur vient
compléter les informations tirées de la dissection, puis la graine ouverte est annotée au tableau
numérique interactif. La conclusion notée par les élèves résume les notions de graine, plantule et
réserves et ceux-ci réalisent individuellement un dessin d’observation annoté de la graine.
Des usages des TIC en SVT 2008-2009
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Exemple de mise en oeuvre des TIC en SVT aux différents niveaux de scolarité d’un élève
Ces différents exemples ont été conduits par un formateur TICE académique
Mode d’usage
des TIC
Exemple de support
en collège
6ème : migration cigogne
Utilisation d’un site internet par les élèves : recherche
d’informations sur différentes pages du site afin de répondre à
une activité papier (question et carte migration à compléter).
4ème : Sismolog
Utilisation par les élèves de Sismolog :
- Affichage des séismes.
- Réalisation d’une coupe transversale au niveau d’une
subduction (Cordillère des Andes).
- Visualisation de la coupe en 3D
- Capture d’image de la coupe 3D
- Retouche d’image de la capture écran (afin de
convertir le fond noir de l’image en fond blanc).
- Coller l’image retouchée dans un traitement de texte
puis impression (les élèves à l’aise pouvaient annoter
leur coupe avec Word, les autres à la main sur leur
coupe imprimée).
1ère ES (thème Eau)
Pas encore fait… mais en
prévision
Utilisation de la base de données du BRGM (site internet
http://infoterre.brgm.fr) pour étudier le déséquilibre des flux
d’eau dans la région doloise.
- Affichage du log géologique
- Affichage graphique des analyses chimiques de l’eau
en fonction des années (ou des mois) pour nitrates,
coliformes, sulfates, chlorures…
- Étude du niveau piézométrique de la nappe d’eau de
Molay proche de Dole en fonction des années, des
mois (les données sur Dole ne sont pas encore
disponibles).
Utilisation du logiciel Séismic Waves, permettant aux élèves de
visualiser la propagation des ondes sismiques à la surface du
globe et l’enregistrement des sismogrammes à différentes
stations du globe.
À l’aide de la simulation, les élèves peuvent ensuite répondre à
une activité sur papier.
Utilisation du logiciel ModSim Circulation où chaque élève (en
guise de bilan) rétablissent la circulation sanguine entre
différentes organes et en utilisant les bon vaisseaux sanguins
(artères, veines, capillaires). Ensuite, le logiciel teste le modèle
construit par l’élève.
Recherche sur
l’Internet
Saisie
d’informations dans
une base de
données
Utilisation d’un
logiciel de
simulation
4ème : logiciel Seismic
waves
5ème : logiciel Modsim
Circulation (Jeulin)
2nde : Rastop
1ère S : Rastop
Utilisation d’un
logiciel de
modélisation
Description de ce que font les élèves
avec l’outil TIC
Term S : Rastop
Étude de la molécule d’ADN (organisation, repérage des
nucléotides, comparaison de l’ADN provenant d’espèces
différentes…)
Étude du phénotype drépanocytaire avec Rastop (comparaison
forme molécule lors de la modification d’un acide aminé).
-
-
-
Des usages des TIC en SVT 2008-2009
Du sexe génotypique au sexe phénotypique :
visualisation avec Rastop de la courbure de l’Adn au
contact d’une protéine TDF normale et anormale afin
d’expliquer l’appareil génital présentée par un sujet
possédant la forme anormale du gène SRY.
Maîtrise de la procréation : comparaison de la
molécule de progestérone, de la molécule de RU486
et du lévonogestrel (avec Rastop) afin de proposer une
hypothèse expliquant l'effet contragestif du Ru486 et
du levonogestrel.
Variabilité et spécificité des anticorps : visualisation de
la forme en Y de la molécule ainsi que des chaines
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lourdes et légères. Utilisation également de Rastop
pour visualiser la position de la région variable d’un
anticorps (auparavant, les élèves auront utilisés
Anagène pour comparer les séquences d’acides
aminés de 10 chaines lourdes afin de repérer les
positions où il y a plus de 4 acides aminés différents
afin de pouvoir ensuite les faire apparaître sur la
molécule avec Rastop).
Mode d’usage
des TIC
Expérimentation
assistée par
ordinateur
Observation assistée
par ordinateur
Exemple de support
en collège
Description de ce que font les élèves
avec l’outil TIC
5ème : mesure
consommation O2 avec
asticots.
Travail par atelier : les élèves mettent les asticots dans
l’enceinte et utilisent le logiciel ExAO pour faire la mesure d’O2
durant 5 minutes.
Ensuite, impression de la courbe pour le groupe.
1ère S : Catalyse
enzymatique
Étude de l’évolution de la concentration en dioxygène suite à
l’injection de glucose-oxydase dans une solution de glucose.
Calcul de la pente de la courbe juste après l’injection afin de
déterminer la vitesse initiale de la réaction.
Étude de l’influence de la concentration du substrat sur
l’activité enzymatique (étude de l’évolution de la vitesse initiale
de la réaction avec l’utilisation de concentrations croissantes
de glucose).
Après avoir réalisé la dissection de l’appareil reproducteur,
l’avoir mis en évidence (à l’aide de papier sombre), acquisition
numérique d’une image de la dissection avec une webcam.
Ensuite annotation puis impression.
Term S : Acquisition
numérique photo
dissection appareil génital
de la souris avec web
cam
Pas encore fait… mais en
prévision
Voir activité sismolog (5 lignes au dessus)
Numérisation et
traitement d’images
Traitement de
données numériques
à l’aide d’un tableur
4ème : répartition mondiale
des séismes
Les élèves téléchargent sur internet (dans une base de
données) un fichier Excel des séismes de l’année.
Construction « nuage de points » en fonction latitudes et
longitudes des différents séismes.
Insertion en arrière plan d’un planisphère.
Î Obtention carte mondiale répartition des séismes
Voir activité sismolog (7 lignes au dessus)
3ème (ancien programme)
Utilisation des PowerPoint par les élèves pour élaborer leur
exposés (insertion images, documents, notions à retenir)
6ème : cycle de
développement du
machaon
Les élèves viennent récupérer les photos des différentes
étapes du cycle de développement du machaon et les placent
sur le tableau. Ensuite, ces photos sont mises dans l’ordre
chronologique et placent les différentes vignettes explicatives
(préalablement préparées par le prof).
Utilisation de Google Earth (en complément de documents)
pour retrouver les arguments d’un océan en formation au
niveau des Afars, puis réalisation d’un schéma du profil
topographique entre le lac d’Assal et le Golfe de Ghoubbet à
l’aide des logiciel Google Earth et Mesurim Pro.
Production sous
traitement de textes
Production d’un
diaporama
numérique
Utilisation du TNI
1ère S : Océanisation
SIG
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