En classe de seconde

Exploiter en routine une banque éprouvée de cas cliniques pour traiter des notions de la partie "Procréation et sexualité humaine" Sexe génétique, organisation anatomique et physiologique, hormones sexuelles, puberté...

Dans sa thématique "Procréation et sexualité humaine", le programme de seconde contient des notions dont certaines se prêtent bien à une approche sous l’angle de cas cliniques. Dans cet article, on propose d’exploiter, à différents moments de la progression et selon différentes modalités, un certain nombre de cas cliniques d’une banque déjà constituée - et largement exploitée - à l’époque des précédents programmes (Terminale S en 2002 puis Première S en 2011) sur la procréation.

Avant-propos
En 2003, Jean-Claude Hervé (IPR-SVT) et Françoise Jauzein (professeure de SVT) publièrent sur le site de l’INRP (devenu, depuis, l’Institut français de l’éducation) un dossier extrêmement riche contenant différents cas cliniques de phénotypes sexuels, dossier alors destiné au programme de Terminale S.
Les deux auteurs signalent, à l’époque, la variété de pistes pédagogiques à la disposition des enseignants.

"La souplesse du dossier permet des stratégies de classe variées notamment en ce qui concerne le travail par groupes. Plusieurs stratégies pédagogiques sont possibles.
1 - Ce dossier a été surtout conçu pour servir de support à un travail de recherche en fin d’étude du thème sur la procréation lorsque les élèves ont acquis les connaissances inscrites au programme. Il s’agit pour eux de les mobiliser afin d’interpréter les phénotypes décrits et proposer des hypothèses explicatives.
2 - Néanmoins, ces cas cliniques peuvent être utilisés, en cours d’étude du thème sur la procréation, comme support pour établir certaines des notions à enseigner."

La banque en question, tout comme la robustesse des stratégies d’utilisation proposées, semblent avoir largement résisté au temps et à la succession des programmes de lycée. L’exploitation en classe de seconde - dans le cadre du programme actuel - des cas cliniques qu’elle referme constitue un défi tout à fait relevable.

 Liaison avec le programme et place dans la progression
 Notions, savoir-faire, compétences
 Outils numériques et ressources

 Une vue d’ensemble des propositions d’utilisation (moments et modalités) des cas cliniques de la banque
 Le déroulement détaillé des activités exploitant des cas cliniques
 Analyse du dispositif

Professeur

  • Anne FLORIMOND, lycée Richelieu, Rueil-Malmaison (92)

Caractéristiques de la séquence

LIAISON AVEC LE PROGRAMME
Niveau concerné Seconde (programme 2019)
Partie du programme : Procréation et sexualité humaine
PLACE DANS LA PROGRESSION
Les différents cas cliniques sont proposés au fil de l’avancement de la partie "Procréation et sexualité humaine", afin de construire des notions ("ces cas cliniques peuvent être utilisés, en cours d’étude du thème sur la procréation, comme support pour établir certaines des notions à enseigner") et/ou de renforcer ces dernières ("les élèves ont acquis les connaissances inscrites au programme. Il s’agit pour eux de les mobiliser afin d’interpréter les phénotypes décrits et proposer des hypothèses explicatives")
MOTIVATION
La plupart de nos élèves, quels que soient leurs goûts scolaires et leurs intentions de poursuite d’études, s’intéressent à ce qui touche à la médecine. Leur motivation est encore plus grande dès lors qu’il s’agit de résoudre des intrigues médicales. De nombreuses séries TV favorisent et entretiennent cet engouement. La résolution d’études de cas autour des phénotypes sexuels représente ainsi une tâche qui s’avère propice à la mise en activité des élèves.

NOTIONS, SAVOIR-FAIRE, COMPETENCES
Notions Extraits du Bulletin officiel spécial n°1 du 22 janvier 2019
Dans la partie "Corps humain : de la fécondation à la puberté"

  • Dans le champ biologique, l’identité sexuée est fondée sur le sexe chromosomique et génétique qui induit les caractéristiques sexuelles anatomiques et physiologiques de la personne.
  • La mise en place de l’organisation et de la fonctionnalité des appareils sexuels se réalise sur une longue période qui va de la fécondation à la puberté.



Dans la partie "Hormones et procréation humaine"

  • Le fonctionnement de l’appareil reproducteur repose sur un dispositif neuroendocrinien faisant intervenir l’hypothalamus, l’hypophyse et les organes sexuels.
Savoir-faire Sélectionner des informations à partir du réel ou de documents.
Communiquer dans un langage scientifiquement approprié : oral, écrit, graphique, numérique.
Compétences Pratiquer des démarches scientifiques.
Concevoir, créer, réaliser.
Communiquer et utiliser le numérique.
Cadre de référence des compétences numériques (CRCN)
Communication et collaboration
  • Collaborer
Création de contenus
  • Adapter les documents à leur finalité
  • Développer des documents multimédia
  • Développer des documents textuels

Outils numériques et ressources
  • La banque de cas cliniques1 contenant la description de différents cas d’individus présentant des phénotypes sexuels atypiques, publiée sur ACCES2
  • Logiciel de présentation assistée par ordinateur (Powerpoint, Impress...)
  • Eventuellement mur collaboratif virtuel (Padlet, mur collaboratif de l’ENT...)
    1Cette page d’accueil des cas cliniques fournit des entrées qui se prêtent bien à une démarche d’investigation. Le professeur qui souhaite se documenter scientifiquement sur les cas préfèrera l’entrée par la description des cas, qui semble moins adaptée pour une mise en activité des élèves.
    2ACCES (Actualisation Continue des Connaissances des Enseignants en Sciences) est une plateforme dont les ressources sont tournées vers l’enseignement au collège et au lycée. C’est une entité du service Dunes (Développement des usages du numérique pour l’enseignement et les savoirs) de l’Ecole normale supérieure de Lyon.

Déroulement de la séquence

Une vue d’ensemble des propositions d’utilisation (moments et modalités) des cas cliniques de la banque

Le déroulement détaillé des activités exploitant des cas cliniques

Autour de la mise en place de l’appareil sexuel

Durée : 45 minutes Coût : 0 euros Sécurité : RAS

Cette activité est proposée dans le cadre d’une classe inversée.

Ressources à étudier avant la classe Modèle expliquant la réalisation du phénotype sexuel lors du développement embryonnaire et fœtal
Cours à lire avant la classe : modèle de réalisation du phénotype sexuel proposé par les scientifiques


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- QCM à propos de ce modèle

QCM de vérification de la compréhension du modèle
Recherche à mener pendant la classe Étude d’un cas clinique (cas n°7]de la banque) : l’inversion sexuelle3
Vous êtes le médecin chargé du dossier du cas n°7. Exploitez le dossier afin de proposer à la famille une explication au phénotype sexuel des deux sœurs.
>>Parmi les données biologiques, vous négligerez les données sur les hormones. Vous vous limiterez aux données génétiques.
3On parle d’inversion sexuelle lorsque le sexe d’un individu est en contradiction avec son caryotype.
Production attendue Un texte argumenté et/ou une reproduction du modèle scientifique proposé dans la cours de la classe inversée, en l’adaptant au cas des jeunes filles.
Des exemples de productions d’élèves réalisées par groupes
Production d’un groupe d’élèves
Production d’un autre groupe d’élèves

Le fonctionnement testiculaire dès la puberté

Durée : 1 heure Coût : 0 euros Sécurité : RAS

Ressources  :

  • Le dossier du cas clinique n°9 de la banque
  • Matériel : deux microscopes, une coupe de testicule de rat permettant de visualiser la structure de référence du testicule, une coupe de testicule d’un animal dont les testicules sont semblables4 à ceux du cas clinique n°9
  • Un focus scientifique sur l’organisation fonctionnelle du testicule :
    Le testicule contient des structures productrices de spermatozoïdes : les tubes séminifères. Chaque tube séminifère est un long tube pelotonné, dont la paroi est le siège de la spermatogenèse (= formation des spermatozoïdes) et dont la lumière libère les spermatozoïdes produits. Entre les tubes séminifères se situe le tissu interstitiel, formé d’amas de cellules responsables de la sécrétion de testostérone. La testostérone a plusieurs rôles. En particulier, elle agit sur les cellules de la paroi des tubes séminifères pour stimuler la spermatogenèse. Comme toute hormone, la testostérone agit en se fixant à son récepteur spécifique. Les récepteurs de la testostérone sont présents dans les cellules de la paroi des tubes séminifères.
    4On donnera une coupe de testicule cryptorchide

Recherche à mener  :

Vous êtes le médecin chargé du dossier du cas clinique n°9. Vous participez à un congrès de spécialistes. Exposez à vos collègues les particularités des gonades de cette personne et proposez votre explication.


Aide à la résolution :

  • Explorer les lames histologiques pour identifier l’anomalie du testicule du cas n°9
  • Schématiser (document à réclamer) les structures observées
    Document élève - Testicule de référence versus testicule cas clinique n°9 - à compléter (source : sujet ECE 2006 (!) sur l’activité testiculaire)
    Le même document en version .docx
    Le même document en version .odt
  • Exploiter le dossier médical du patient pour trouver l’origine de son anomalie

Production attendue :
Une mise en forme des grandes idées du discours à destination de vos collègues spécialistes.

Exemple de mise en forme et de contenu du discours (corrigé professeur)

Le déclenchement de la puberté

Durée : 1 heure Coût : 0 euros Sécurité : RAS

Ressources  :

  • Banque de cas cliniques pour l’exploitation du cas n°1 : « Masculin, absence de puberté » et/ou le cas n°3 : « Femme, absence de puberté ».
  • Données du fichier « hormones_puberté.xls », à traiter avec un tableur-grapheur
    Les données (source : site SVT Dijon) à traiter avec un tableur
    Les mêmes données en version .ods

Recherche à mener :

Au cycle 4, vous avez appris que "Durant la puberté, les caractères sexuels secondaires apparaissent, les organes reproducteurs du garçon et de la fille deviennent fonctionnels". On souhaite approfondir ces notions.
Exploitez les ressources proposées afin de démontrer l’importance des hormones ovariennes (œstrogènes (œstradiol)) et testiculaires (testostérone) dans l’achèvement du phénotype sexuel.


Aide :
 Tracez les courbes des sécrétions hormonales en fonction du temps et mettez-les en relation avec les changements du phénotype à la puberté (= étiquettes à placer sur le graphique)
 Étudiez ensuite l’un des deux cas cliniques pour montrer le lien entre la présence ou non d’hormones et la réalisation ou non de la puberté.

Production attendue :
La production sera réalisée sous la forme d’une infographie. Elle devra inclure un graphique à deux ordonnées (œstradiol, testostérone) avec ajout des moments des transformations pubertaires.

Des exemples de productions d’élèves réalisées par binômes :

Production d’un binôme ayant exploité le cas clinique 1
Production d’un binôme ayant exploité le cas clinique 3

Les interactions hormonales entre le cerveau et les gonades

Durée : 30 minutes Coût : 0 euros Sécurité : RAS

On se place cette fois dans un contexte d’évaluation sommative, une fois que les notions relatives à la commande de l’activité des gonades par le système hypothalamo-hypophysaire ont été établies et utilisées.
Énoncé de l’exercice  :
Une étude de cas : le cas clinique n°5

Question 1 : à l’aide de la description de ce cas et des données biologiques, identifier les anomalies de cette personne.
Question 2  : à l’aide des données génétiques et de vos connaissances, trouver l’origine du problème de cette personne.

Les éléments de réponse attendus :
Question 1 :
Cette femme a une puberté incomplète. Ses follicules ovariens ne se développent pas suffisamment. Sur le plan hormonal, la sécrétion d’œstradiol est inférieure à la normale et la sécrétion de progestérone est inexistante. Autrement dit, cette femme n’a pas de cycle ovarien et de ce fait pas de cycle utérin. Elle n’a donc pas de menstruations.
Question 2 :
On remarque à l’aide des données génétiques une mutation du gène de la FSH chez cette jeune femme. On sait que la FSH est l’une des deux hormones hypophysaires qui contrôlent l’activité des gonades. En l’absence de commande de ses ovaires par la FSH qui ne peut assurer sa fonction, cette jeune femme ne montre pas de cyclicité ovarienne. Comme les hormones ovariennes commandent la cyclicité utérine, cela explique l’absence de menstruations.

Analyse, pistes d’amélioration

ANALYSE DU DISPOSITIF
Plus-values dégagées Le recours à des cas cliniques est propice à l’installation d’un climat de travail agréable. C’est l’occasion de renforcer la collaboration entre les élèves, qu’il s’agisse de résoudre les cas à proprement parler (démarche d’investigation) ou de communiquer au sujet de cette résolution. L’utilisation des dossiers informatisés présente l’avantage de distribuer peu de documents papier tout en maintenant une certaine richesse de contenu scientifique.
Difficultés rencontrées Un élève actuellement en classe de seconde n’est en aucune manière un élève de Terminale S de 2003, ni un élève de Première S de 2011 ! Certaines données des dossiers sont désormais hors-programme (exemple : les données sur l’AMH). Il faut donc veiller à ce que les élèves ne s’éparpillent pas lors de la consultation des dossiers, par exemple en leur indiquant de ne pas exploiter les données concernant des entités dont ils n’ont jamais entendu parler.
Pistes d’amélioration Pour renforcer la partie manipulatoire associée aux études de cas, il est possible d’exploiter avec Anagène les séquences nucléotidiques attachées à ces cas cliniques, plutôt que d’observer au sein des dossiers les séquences déjà traitées. On proposera lors aux élèves de se référer, sous Anagène, à l’arborescence Thèmes d’étude/Thèmes founis2006/Procréation-Analyse de cas cliniques. À noter que l’arborescence éponyme dans "Programmes et documents" amène à des extraits ciblés des dossiers cas cliniques, dont l’ergonomie peut s’avérer avantageuse par rapport à l’examen des dossiers complets.

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Remerciements à Gerd Altmann de Pixabay pour le prêt du logo de cet article.

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