Exemple 2 de modélisation numérique en SVT

Un travail de Jean Cazes

Exemple 1 de modélisation numérique en SVT

Expliquer un problème sanitaire actuel grâce à la modélisation de la résistance bactérienne aux antibiotiques

Titre

 

Expliquer un problème sanitaire actuel grâce à la modélisation de la résistance bactérienne aux antibiotiques

 

Mots-clés

antibiotique, résistance, immunologie, modèles, outils numériques, codage, programmation, algorithme

Description

Réalisation par les élèves de modèles numériques de la résistance aux antibiotiques grâce à Edu’Modèle algorithmique (modélisation par agents) pour les inclure dans une vidéo explicative.

Public ciblé

 

Type de ressources

 

Type d'établissement

Collège

Niveau

3eme

Types d'activités pédagogiques

Création numérique, Modélisation, Coopération

Thème

Immunologie / Evolution

Sous-thèmes

  • Infection bactérienne et antibiotiques
  • Les mécanismes de l’évolution

Partie de programme

Corps humain et santé / Le vivant et son évolution

Sous-partie de programme

  • Argumenter l’intérêt des politiques de prévention et de lutte contre la contamination et/ou l’infection. » Mesures d’hygiène, vaccination, action des antiseptiques et des antibiotiques .
  • Mettre en évidence des faits d’évolution des espèces et donner des arguments en faveur de quelques mécanismes de l’évolution.
    » Maintien des formes aptes à se reproduire, hasard, sélection naturelle.

Description des objets géologiques

 

Logiciels RIP

Edu’Modele (site acad nice)

Autres logiciels

 

Domaines de compétence du B2i

 

Services et outils TIC

Classe mobile,

 

Contexte : Tâche complexe de liaison entre les chapitres. En 3eme, après l’étude de l’immunologie et avant d’aborder l’évolution du vivant.

Consigne : Les élèves, doivent réaliser une vidéo de vulgarisation sur le sujet “Comment apparaissent les bactéries résistantes et pourquoi est-ce un problème qui se répand ?”

La vidéo devra contenir une animation expliquant le phénomène.

Pour réaliser cette animation les élèves peuvent utiliser des méthodes d’animation déjà vues (Stop motion avec des objets et du feutre sur les tables en verre, utiliser le logiciel Wick Editor, ...) ou utiliser un modèle numérique (réalisé en Scratch ou grâce à Edu’modèle algorithmique )

 

Scratch

Edu’Modèles Algorithmique

Avantages

  • Maîtrisé par la majeure partie des collégiens
     
  • Permet des représentation visuelles (ou géographiques par exemple)        
  • Programmation des agents par menus déroulants (très intuitif)
     
  • Permet nativement de visualiser un graphique de l’évolution d’une variable

Inconvénients

 Tout doit être codé par blocs depuis ‘zéro’

   L’application demande un court temps de familiarisation (tutoriel)

 

Déroulement de la séquence :

  • Présentation du ‘Plan de travail’
  • Diffusion d’une vidéo sur les souris des roches à poches (avec traduction automatisée pour les groupes Non DNL et exercice de compréhension pour les groupes DNL)
    Natural Selection and the Rock Pocket Mouse — HHMI BioInteractive Video https://youtu.be/sjeSEngKGrg
  • Présentation d’une modélisation du phénomène observé dans la vidéo sur Edu’Modèle algorithmique.
    Les élèves doivent compléter un des deux modèles pour montrer leur compréhension du phénomène, leur maîtrise du concept de modélisation (et leur maîtrise de la webapp de modélisation).

Sable

Roche noire

Modèle “sur le sable”

Modèle à compléter “ sur la roche noire “

 

La suite est variable suivant les choix de groupes … mais on retrouve assez souvent

  • Réalisation d’un modélisation numérique de l'apparition des bactéries résistantes dans une population de bactéries sensibles; avec et sans antibiotiques. (certains groupes ajoutent une modélisation des effets du système immunitaire.)
  • Recherche sur les origines et les conséquences sanitaires.
  • Réalisation des segments de la vidéo et montage.

Exemple de productions d’élèves  :

La séquence se termine par la diffusion de vidéos de groupes volontaires avec rédaction mutuelle de la trace écrite et ouverture sur les perspectives de ce sujet (crise sanitaire, promesse des bactériophages et l'indéfectible efficacité d’une hygiène raisonnée.)

 Amélioration possible :

  • Imposer des légendes colorées pour la modélisation (sinon il est très difficile de “rentrer” dans un modèle puis un autre quand on aide en classe)
  • Rendre obligatoire le test intéractif intermédiaire (sur l’ENT) sur les mécanismes de l’évolution : il y a des groupes ayant compris les mécanismes pour la souris, qui les transposent à d’autre contextes (microbes ou girafes par exemple) mais qui reviennent à leur préconception Lamarckienne lors de la préparation de la vidéo.
  • Former au storyboarding/scripting avant cet tâche complexe / ou fournir un exemple de storyboard générique.