Aujourd’hui, quand un événement scientifique survient sur la planète, les médias diffusent très rapidement l’information et souvent de façon sensationnelle, à l’image de la pandémie du SARS_CoV2 ou plus récemment de l’augmentation des cas d’infections humaines à la variole du singe.
De nombreux arguments sont ainsi lançés sur les réseaux médiatiques par des scientifiques mais aussi malheureusement par des "pseudos" experts complotistes.
Le but de cet article est de présenter des pistes de réflexion pour aider nos élèves à s’éduquer aux médias, à travailler la démarche scientifique sur des problématiques d’actualité tout en utilisant des outils professionnels issus du monde de la recherche.
Cet article se focalise sur l’utilisation des bases de données de la NCBI ("National Center for Biotechnology Information") concentrant d’innombrables séquences nucléotidiques et protéiques et sur l’utilisation du logiciel d’alignements de séquences BLAST. une variante sera proposée avec l’application en ligne Geniegen2.
Professeur expérimentateur
Sébastien BERGEOT, au lycée Hardouin-Mansart à Saint-Cyr-l’École (78)
Vidéo de présentation
Caractéristiques de la séquence
| LIAISON AVEC LE PROGRAMME | |
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| Niveau concerné | Seconde et Première spécialité SVT |
| Phrases tirées du BO spécial n°1 du 22 janvier 2019 Les différents scénarios pédagogiques proposés dans cet article répondent aux objectifs généraux des programmes de SVT sur l’éducation aux médias et sur l’utilisation des bases de données scientifiques. « Les SVT doivent aussi développer de nouvelles compétences numériques chez les élèves comme paa exemple l’usage des bases de données scientifiques » « Une formation scientifique développe les compétences d’analyse critique pour permettre aux élèves de vérifier les sources d’information et leur légitimité, puis de distinguer les informations fiables. Ces démarches sont particulièrement importantes en SVT, qui font souvent l’objet de publications « pseudo-scientifiques », voire idéologiques : les professeurs de SVT contribuent à l’éducation des élèves aux médias et à l’information par un travail régulier d’approche critique des informations. » | |
| Partie du programme | Seconde :
– la Terre, la vie, l’organisation du vivant / Biodiversité, résultat et étape de l’évolution / Les échelles de la biodiversité , La biodiversité change au cours du temps. – Corps humain et santé / Microorganismes et santé /Agents pathogènes et maladies vectorielles. Première spécialité SVT – La Terre, la vie et l’organisation du vivant / Transmission, variation et expression du patrimoine génétique / Mutations de l’ADN et variabilité génétique / L’histoire humaine lue dans son génome – Corps humain et santé / Variation génétique et santé / Patrimoine génétique et santé /Le fonctionnement du système immunitaire humain / L’immunité adaptative / L’utilisation de l’immunité adaptative en santé humaine |
| MOTIVATION |
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| Développer le sens critique des élèves est généralement aisé car ils sont de nature curieux et souvent au courant des dernières actualités via les réseaux sociaux. Cependant, leur faire travailler des compétences et capacités bien précises liées à la critique argumentée des informations médiatisées est plus compliquée car il faut utiliser des outils scientifiques accessibles et fréquemment mis à jour. La base de données du NCBI liée à l’utilisation de BLAST ou Genigen2 permet d’apporter des données aux élèves et ainsi de les aider à construire leur argumentaire critique. |
| PROBLÈME À RÉSOUDRE |
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Comment utiliser les outils professionnels BLAST et NCBI pour sensibiliser les élèves au monde de la recherche et sur des faits scientifiques d’actualité ? |
| COMPETENCES, CAPACITÉS | |
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| Compétences | Extrait du Bulletin officiel spécial n°1 du 22 janvier 2019 Programme de Sciences de la vie et de la Terre de Seconde et de 1ère spécialité :
– Pratiquer des démarches scientifiques. – Utiliser des outils et mobiliser des méthodes pour apprendre. – Communiquer et utiliser le numérique. |
| Capacités | Extrait du Bulletin officiel spécial n° 1 du 22 janvier 2019 Programme de Sciences de la vie et de la Terre de Seconde et 1ère spécialité :
– Formuler et résoudre une question ou un problème scientifique. – Interpréter des résultats et en tirer des conclusions. – Conduire une recherche d’informations sur internet en lien avec une question ou un problème scientifique, en choisissant des mots-clés pertinents, et en évaluant la fiabilité des sources et la validité des résultats. – Savoir distinguer ce qui relève d’une croyance ou d’une opinion et ce qui constitue un savoir scientifique. |
| Cadre de référence des compétences numériques (CRCN) | |
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Déroulement de la séquence
Déroulement global
| Activité | ||
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| Durée | Coût | Sécurité |
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0 euros | RAS |
| Outils numériques et ressources |
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Déroulement détaillé
- Pré-requis : Les élèves doivent avoir des connaissances sur ce qu’est une séquence nucléotidique d’ADN ou une séquence protéique.
- En classe : L’enseignant propose selon la thématique du moment un ou plusieurs problèmes. Exemple : “On a entendu dans les médias un débat sur l’efficacité du vaccin antivariolique sur la variole du singe. Certains pensent qu’il est efficace et d’autres non. Comment apporter des arguments scientifiques au débat ?”
Les élèves proposent alors des hypothèses et la suivante devra donc être apportée :
« le virus de la variole humaine et de la variole du singe présentent assez de similitude génétique donc le vaccin antivariolique devrait être efficace contre le virus de la variole du singe ».
Pour tester cette hypothèse, les élèves soulèvent alors l’idée de comparer le génome du virus de la variole humaine avec celui de la variole du singe.
L’enseignant présentera alors les 2 outils numériques à disposition des élèves :
– les bases de données du NCBI (National Center for Biotechnology information) pour trouver les séquences des deux virus.
– l’application BLAST ou Geniegen2 pour comparer ces séquences. Le choix d’utiliser BLAST ou Geniegen2 revient à l’enseignant (voir avantages et inconvénients de ces 2 outils, plus bas)
Pour travailler le plus possible l’autonomie des élèves, des tutoriels d’utilisation des outils précédents sont fournis aux élèves :
- Tutoriels d’utilisation des bases de données du NCBI :
| Tutoriel vidéo d’utilisation des bases de données du NCBI
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La vidéo et le Genially insistent sur la pertinence des mots-clés à renseigner pour accéder sans difficultés aux séquences recherchées.
- Tutoriels d’utilisation de BLAST
| Genially sur l’utilisation de BLAST |
- Exemple de production-élève attendue :
production élèves attendue
- Quelques problèmes supplémentaires et numéros d’identification des séquences associées.
| Problème posé | Numéro d’identification de la séquence | Ressources complémentaires |
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* coronavirus du pangolin, chauve souris du Laos, vison : MT121216.1 , MZ937004.1 , MT919536.1 * 1ère souche de SARS-CoV2 humaine de Wuhan 2020 : NC_045512.2 * VIH:NC_001802.1 *ADN mitochondrial extrait de la molaire d’un dénisovien : KX663333.1 |
Focus sur la base de données du NCBI et sur l’application BLAST
Bases de données du NCBI
Le NCBI (National Center for Biotechnology Information) est une plateforme WEB du gouvernement des USA qui concentre des ressources issues des biotechnologies. Ces ressources de natures diverses (articles, séquences, modélisations 3D,etc) sont classées dans des bases de données.
Avantages / Plus-values :
- Les ressources proposées proviennent de divers instituts de recherche et sont donc très récentes.
- Les ressources proposées concernent de nombreux domaines en biologie (médecine, évolution humaine,etc).
- Le NCBI est un site gouvernemental des USA. La fiabilité des ressources est donc assurée.
Points de vigilance :
- Il y a beaucoup de données très techniques réservées aux chercheurs ou bioinformaticiens. Il faut savoir faire le tri et récupérer les informations essentielles.
- Le choix des mots-clés peut être problématique. Un simple espace en trop peut ne pas mener à la séquence recherchée.
Le logiciel BLAST (Basic Local Alignment Search Tools) est une application en ligne qui permet de comparer des séquences et donc de rechercher des régions similaires entre celles-ci. Différentes méthodes de tri peuvent être utilisées selon les besoins. Voir tutoriel vidéo pour la présentation plus en détail des fonctionnalités de BLAST.
Retours, analyse et évaluation du dispositif
| RETOUR DES IMPRESSIONS DES ÉLÈVES |
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J’ai réalisé l’activité sur la variole du singe avec mes 18 élèves de Première Spécialité sur un temps de 1h.
Par manque de temps, je n’ai pas pu préparer de questionnaire mais j’ai eu un temps de discussion avec eux de 15 minutes pour avoir un retour d’expérience :
1ère question posée : Ont-ils aimé la séance ? et pourquoi ?
Tous les élèves ont répondu OUI car ils ont travaillé de façon autonome sur une activité de recherche liée à l’actualité et le fait d ’utiliser des outils professionnels les a motivés davantage. Ils ont apprécié le rôle pris de chercheur.
2ème question posée : Quel est leur ressenti sur l’utilisation des bases de données du NCBI ?
Les élèves ont trouvé facilement 1 séquence sur 2. Ils ont eu des difficultés à trouver les bons mots-clés.
Ils ont insisté sur le fait qu’il y avait aussi énormément de résultats et que le tri était difficile à faire. Les titres des ressources sont effectivement parfois très techniques. L’anglais du site ne leur a pas posé de problème.
3ème question posée :Quel est leur ressenti sur l’utilisation de l’outil BLAST ?
Les élèves ont souligné la facilité à réaliser une comparaison même si cet outil est en anglais. Ils précisent que le tutoriel d’utilisation les a bien aidés.
| ANALYSE ET ÉVALUATION DU DISPOSITIF | |
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| Plus-values dégagées |
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| Limites |
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Bilan :
La séance a bien fonctionné. Les élèves ont apprécié ces conditions de travail en autonomie. Cela permet de travailler la démarche scientifique sur un sujet d’actualité. Les outils BLAST et les bases de données du NCBI, qui au départ paraissent austères du fait du visuel et de la langue anglaise, passent au final très bien auprès des élèves mais à condition qu’ils aient des tutoriels d’utilisation, pour le coup peut être un peu trop dirigistes.
| Des pistes d’adaptation et d’amélioration | |
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-* Utilisation de Geniegen2 au lieu de BLAST : Il est possible de sauvegarder les séquences recueillies sur la base de données en format FASTA. Ce format est utilisable avec Geniegen2. Cette application est familière des élèves, plus intuitive
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