Projet Didabiolo de Sabine de Vevey et Mikhail Chakhparonian, maîtres en formation FORENSEC
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Analyse de la leçon
ouverture aux différentes métaphores:
conjecture: la modélisation par métaphores peut leur paraître comme un caprice inutile du maître
résultat surprenant: la modélisation les interpelle
amorce du modèle
conjecture: l'entrée dans la métaphore peut être difficile
résultat: les élèves semblent amorcer la métaphore par le point le mieux compris
les concepts derrière le développement des modèles
conjecture: la métaphore aide à mémoriser et relier les concepts théoriques entre eux
résultat 1: la métaphore n'aide pas tous les élèves à mémoriser les concepts
résultat 2: la métaphore n'aide pas tous les élèves à comprendre les relations entre les concepts
résultat 3: la métaphore aide à révéler les relations comprises et non comprises
résultat global: la profondeur de la métaphore correspond à la profondeur de la compréhension de la théorie
Cinq niveaux de compréhension relevés après l'analyse des métaphores:
i. flou total, aucune métaphore
iii. compréhension correcte, correspondance entre métaphore et dogme en grandes lignes Château
iv. compréhension critique, correspondance entre métaphore et dogme, identification des éléments incompris Ville
v. compréhension profonde, correspondance entre métaphore et dogme, limites claires de la métaphore (apparue lors de la défense)
défense, (in)validation, critique
conjecture: la compréhension de l'élève se révèle par sa défense et sa critique
résultat: un niveau de compréhension supérieur (v.) apparaît
les élèves comprennent l'utilité de la modélisation par métaphores
conjecture: les élèves restent sceptiques
résultat: l'enjeu "le modèle n'est pas la réalité" est compris et débattu; une métaphore très imagée n'est pas confondue avec la réalité
résultat: les élèves voient l'importance de la cohérence entre la métaphore et la théorie
la métaphore est utilisée dans les productions ultérieures des élèves
conjecture: certains élèves emploieront des métaphores dans leur productions
résultat 1: certains élèves utilisent spontanément des métaphores très variées
résultat 2: lorsque l'élève a compris, il change parfois de métaphore pour s'exprimer
L'essentiel de l'analyse selon les axes d'observation
1re étape: richesse dans les métaphores
plus de 10 modèles différents; chaque groupe est unique
2e étape: généralités dans les métaphores proposées
L'amorce du modèle révèle le point le mieux assimilé.
3e étape: les concepts de biol mol derrière le développement des modèles
La profondeur de la métaphore correspond à la profondeur de la compréhension de la théorie.
4e étape: validation, critique
La confrontation avec la théorie révèle l'inattention ou l'incompréhension de certains points attaqués par les autres élèves ou le professeur.
5e étape: problématique: l'utilité de la modélisation est-elle comprise?
L'enjeu "le modèle n'est pas la réalité" est compris et débattu;
L'importance est mise sur la cohérence dans la relation entre les acteurs du modèle et entre les acteurs de la réalité représentée.
6e étape: problématique: les élèves s'approprient-ils à terme ces modèles ?
Certains élèves utilisent des métaphores très variées très spontanément; mais pas d'autres.
Une fois comprise, la théorie ne s'appuie plus toujours sur le même unique modèle.
Conclusion
Qu'est-ce qui a permis une meilleure compréhension?
Compréhension de base du dogme central = le retenir et saisir la nature de la relation entre ses acteurs
Compréhension avancée = l'appliquer à différentes situations; prédire l'issu de certaines situations engageant le dogme central
L'apprentissage dépend des habitudes et des mécanismes cognitifs des élèves. Pour une partie des élèves, la métaphore a été une porte d'entrée dans la compréhension des relations; pour d'autres, un exercice caprice du maître. Ces derniers prétendent avoir besoin d'un énoncé formel et stylistiquement "neutre"
avant tout pour le
retenir et de nombreux exercices pour retenir
les relations entre les acteurs.
En revanche, la métaphore a été un bon test permettant de vérifier la compréhension de la relation entre les acteurs du dogme central
Qu'est-ce qui a empêché une meilleure compréhension?
Manque de bases formelles: l'introduction à la biochimie et au dogme central doit être étendue et formalisée;
Le dogme central doit être appris et formalisé.
Élaboration de l'analyse selon les axes d'observation
1re étape: richesse dans les métaphores
Tous les groupes produisent un modèle différent, plusieurs modèles sont inattendus
2e étape: généralités dans les métaphores proposées
- Les groupes commencent par une amorce: point d'entrée dans le modèle. Par ex.: le noyau est l'endroit où l'information est stockée. L'analyse des amorces et la discussion sur place permet de déduire/supposer que les élèves commencent par les notions les mieux comprises. Voici un aperçu des amorces relevés explicitement:
| amorce | concept |
| nucléotide = lettre | ADN, ARN, protéines = messages linéaire |
| ADN = maître | génotype détermine phénotype |
| cellule = entreprise, usine | toute activité est une réaction chimique |
| cellule = île | cellule est une entité isolée |
| noyau = disque dur | ADN, chromosomes = information et non seulement molécules |
| ... | ... |
- Un groupe n’arrive pas à trouver de métaphore, mais ils avouent que le problème ne vient pas du manque d’imagination, mais d’une mauvaise compréhension du dogme central. Le professeur décide de passer du temps à leur réexpliquer les bases au lieu de leur demander de produire une métaphore. (Cela n’aurait pas été possible de toute façon sans faire la moitié du travail à leur place)
3e étape: les concepts de biol mol derrière le développement des modèles
Pour élaborer leur modèle, les élèves
filent la métaphore, jusqu'à ce qu'ils butent contre un obstacle ou une limite. Ce développement continue tant que la relation entre les acteurs du modèle correspondent à la compréhension de la relation entre les acteurs de la cellule. La correspondance entre ces relation permet de déduire/supposer la compréhension de la cellule et du dogme central par les élèves:
| concept assimilé ? | manifestation, observation |
| cellule, noyau, cytoplasme etc. | les élèves introduisent une compartimentation dans leur modèle |
| gène, ORF | le modèle comporte un message, un texte discontinu |
| ARN messager qui fait le lien ADN - ARN - protéine | les ordres descendent dans la hiérarchie par étape; sans qu'il y ait un transfert matériel |
| l'info génétique détermine l'activité de la cellule | l'ADN est un directeur/maire/châtelain |
| (rétro)transcription | ADN et ARN sont de nature proche dans le modèle, par ex. loi et règlement |
| traduction | changement de code entre ARN et protéine |
| principe de complémentarité | idée clé - serrure; idée de liens, par ex. les bras |
| Une molécule d'ADN forme TOUT un chromosome, ARN = 1 protéine (cas simple) | mot, phrase ou autre image qui n'est pas à la même échelle que l'ADN, livre ou bibliothèque |
| modifications post-transcirtionnelles ou translationnelles, régulation | possibilité de modifier le message, par exemple censure |
- Un groupe ne trouve qu'une métaphore très partielle: « clé-serrure » pour illustrer le principe de complémentarité ou le concept « ARN / ARN transfert avec l’acide aminé ». Après un questionnement par le maître, nous remarquons qu’ils n’arrivent pas à élargir leur métaphore pour la simple raison qu’ils n’ont pas assimilé le reste. Ils sont donc restés focalisés sur les concepts et les fonctionnements qu’ils avaient compris.
4e étape: validation, critique
Voici le résumé des critiques des métaphores formulées par les élèves (en italique, notre analyse)
| Idées retenues: | Points positifs: | Critiques: |
| Clé-serrure | Interaction molécule-molécule, par exemple principe complémentarité | Trop générale (ou trop partielle) |
| Garage de peinture | Mouvement / plusieurs étapes | Il n’y a ni transformation dans le ribosome ni flux d’informations |
| Bureau | Flux d’information, Info RNA et protéine n’a pas le même support, Limites spatiales, ADN garde l’info | Imprimante branchée sur l’écran (?), beaucoup d'éléments superflues, pas de compartimentation |
| Morse | Protéine = message en FR traduit du Morse, peut être un signal (insuline, adrénaline) | partielle |
| Livre de cuisine | ADN = livre de cuisine ; un gène = une recette ; protéines = plat ; flux de l'information respecté; ingrédients = autres molécules dans la cellule (aa); ARN polymérase = photocopieuse; Ribosome = cuistot | traitement incomplet |
| Bibliothèque | Livre = noyau; Page = chromosome; Gène = une phrase en grec; Transcription en caractères latins; Traduction en français | Une cellule a-t-elle plusieurs noyaux ? |
| Cellule = château | Patron chromosome, ARN majordome, protéines servantes; flux info respecté; Import / export OK; ... | ADN donne qqchose à l’ARN alors que ARN et ADN sont des infos; ARN n’est pas transformé lui même |
| Ville | Gènes= lois; ARNm = règlement d’application; protéines = d'abord Dieux car pas compris, ensuite: institutions (ou/et gens ?); ... | Vésicules ne sortent ne rentrent pas mais déversent le contenu à la porte, Enzymes = gens et pas Dieu |
| Ile | Petits bonhommes = nucléotides; Bras = ponts hydrogène; Amarres = protéines qui traversent les membranes ou ponts cytoplasmiques... | Pas de distance entre cellules ? |
| UBS | Noyau = bureau de direction; ARN =secrétaire transmet ordre aux protéines (employés); ... | ARN et protéines ne transmettent pas l’info, ils sont l’info |
| Modèle du prof: Usine avec un Cédoc | Bibliothèque =noyaux, ADN = livres, Une page est retapée = ARNm = gène; Lettre = nucléotide | Les machines ne sont pas des personnes ? mieux vaut les remplacer par des robots |
Ce traitement peut être poursuivi à l'infini...
Autres généralités déduites sur les obstacles et les limites des modèles élaborés:
| obstacle ou incertitude | manifestation |
| ADN et ARN transmettent l'info alors qu'ils sont l'info | châtelain passe un ordre matériel |
| ADN, ARN se transforment en protéine alors qu'il servent de matrice à la synthèse | garage, chaine de montage où il y a transformation |
| ... | ... |
5e étape: problématique: l'utilité de la modélisation est-elle comprise?
Participation active, distinction entre modèle et réalité semble se faire, la plupart (mais pas tous) se rappellent la métaphore et pourquoi elle a été présentée. La discussion avec la classe A3 - A4 révèle que la plupart des élèves s'accordent à dire que la langue est métaphorique par sa nature et donc que les scientifiques ne sont pas plus métaphoriques que les autres. En revanche, il faut que leur métaphores soient pertinentes: il faut comparer les choses qui ont les mêmes relations entre elles.
Le
questionnaire a été
rempli par les deux classes.
6e étape: problématique: les élèves s'approprient-ils à terme ces modèles ?
Fait saillant:
Plusieurs élèves recourent spontanément à une métaphore - mais pas nécessairement celle de cet exercice - lors de l'explication de leur projet-poster 4-5 semaines plus tard ou lors de la solution de certains exercices. Par ex.: le 31 mars: E.G. du groupe "clé-serrure" (mardi A1-2) utilise spontanément des métaphores sur des ouvriers (=enzymes) qui construisent (=catalysent) une armoire (=produit d'une réaction chimique) pour expliquer pourquoi différentes espèces ont des cellules d'aspect (=phénotype) différent: parce que les ouvriers ne savent pas faire les mêmes choses. On file la métaphore avec toute la classe pour ensuite expliquer pourquoi deux individus sont différents (les ouvriers sont formés à la même école et ont le même métier mais sont légèrement différents - ou parfois ont raté leur examen) et pourquoi deux cellules différenciées sont différentes (certains ouvriers dorment alors que d'autres sont actifs: le professeur intervient pour expliquer certains ouvriers sont formés et pas d'autres alors que l'usine peut former tous les ouvriers).
- Comment interpréter le fait que certains élèves (souvent les brillants) prétendent avoir oublié les métaphores utilisées dans les chapitres précédents? Est-ce que ceci voudrait dire qu’ils n’en ont pas besoin, car ils arrivent tout de suite à concevoir l’idée présentée sans passer par la métaphore du professeur ? Est-ce qu'ils ont développé la leur alors que d'autres ont appris celle du prof? Ou alors ils fonctionneraient sans modèle ? Ou encore ils ont retenu ce que l'enseignant a dit (implicitement) d'apprendre, le "texte du savoir", s'intéressant aux conclusions plutôt qu'aux explications (c'est souvent une stratégie très efficace à l'école)? Autres explications?
Sabine de Vevey & Mikhail Chakhparonian
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