April, 2007La Biologie a changé: et lenseignement ? La biologie a changé: et lenseignement ? Une...

April, 2007La Biologie a changé: et l’enseignement ?

La biologie a changé: et l’enseignement ?

Une formation continue co-construite: réflexions sur le lien

privilégié entre l'uni et les maîtres du collège

[email protected]


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Activités du groupe Swiss-Prot (SIB)

La biologie a changé: pourquoi et comment ?

La biologie a changé: comment transmettre l'information ? (collaboration FLo et MCB)

Conclusions - Discussions


Swiss Institute of Bioinformatics (SIB)

Applications de l’informatique à la biologie moléculaire et plus

particulièrement à l’étude des protéines, des acides nucléiques

(ADN) et des sucres (analyse, visualisation et stockage)


Swiss Institute of Bioinformatics (SIB)

Academic, non-profit foundation created in 1998;

Federation of ~20 groups hosted by different Swiss academic and/or research institutions

Groups in

about 170 researchers in 2006.


Swiss Institute of Bioinformatics and Swiss-Prot

Swiss-Prot est une banque de données sur les protéines (‘encyclopédie informatisée’)

Le contenu de chaque ‘fiche’ est la synthèse des informations extraites de la litérature scientifique et de l’utilisation d’outils bioinformatiques. Le tout est validé manuellement et régulièrement réactualisé par une équipe de ~ 100 biologistes et informaticiens

Accès libre sur le net: www.uniprot.org

Statistiques (avril 2007) Swiss-Prot: 260’000 protéines (11’000 espèces)


UniProt-related requests

March 2007: 1’175’462 hits from 186 countries

Geographical distribution:


Communication ‘Grand public’

• Protéines à la Une

• Protein Spotlight

• Les instantanés du mois (Snapshots)

• Nuits de la Science

• Divers: Contes / pièces de théatre

http://www.expasy.org/prolune/

http://www.expasy.org/spotlight/


Enseignement ‘Uni’ • DEA bioinformatique (1999-2003)

• Master en protéomique et bioinformatique (2004 ->)

• Cours à option pour les médecins (2007 -> )

• Ecole doctorale (SIB) (2007 -> )

• Autres: tutoriaux et e-learning


http://e-proxemis.expasy.org/

Apprendre par l’exemple…


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Biologie:

2 approches expérimentales majeures


Biologie: Approche expérimentale 1Biologie: Approche expérimentale 1

Un groupe de chercheurs dans un labo travaille sur un gène ou une famille de gènes, une nouvelle espèces de plante, le comportement animal…

-> publications dans des journaux scientifiques spécialisés


Biologie: Approche expérimentale 1Biologie: Approche expérimentale 1

Banque de données informatisée pour les Banque de données informatisée pour les publicationspublications

Une banque principale: PubMed

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?DB=pubmed

Cette banque de données répertorie plus de 15 millions de publications (dans 5000 journaux) depuis 1950

-> information centralisée

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?DB=pubmed


Depuis le début des années nonantes, depuis l’avènement de nouvelles technologies (biologie moléculaire) et le déchiffrage du génome humain, beaucoup de recherches biomédicales ne se limitent plus à l’étude d’un gène ou d’une protéine en particulier, mais à des expériences à large échelle impliquant des centaines, voir des milliers de gènes ou de protéines à la fois.

Biologie: Approche expérimentale 2



Expériences ‘à large échelle’ ‘au débit’ (‘high throughput’)

- Séquençage de génomes complets (homme, bactéries, levure, riz….)

- Analyse de l’expression de tous les gènes (~20’000) d’un génome donné dans une condition donnée (microarrays)

- Analyse de protéomes (toutes les protéines exprimées par une cellule ou un tissus à un moment donné) (gel électrophorèse, spectrométrie de masse)

- Analyse de toutes les interactions entre protéines

-Analyse de la structure 3D des protéines (coordonnée 3D de chaque atome)

- Séquençage de l’ADN d’échantillon ‘environnementaux’ (métagénomique)


L’écologie en 2007 !



-Difficile de publier le résultat des expériences

(génome humain = 9 milliard de caractères)

-> En plus des publications, les données expérimentales sont dispersées dans plusieurs banques de données informatisée spécialisées

-> il existe plusieurs banques pour un même domaine !

-> information non centralisée, ‘brute’ et redondante


Il n’existe pas de banque de données unique centrale qui regroupe toutes les informations (quelques exeptions…)

Exemple: pour l’insuline

-Etudes sur les fonctions (publications)

-Structure 3D (1 banque de données)

-Localisation sur le génome (plusieurs banques de données)

-Expression (publications et plusieurs banques de données)

-Existence chez les autres espèces (publications et plusieurs banques de données)

On est loin des ‘text book’ ….On est loin des ‘text book’ ….

Problèmes

-Beaucoup de données

-Les données sont souvent ‘brutes’, dans des formats qui se veulent lisibles par les ordinateurs et l’homme: pas facile à comprendre

Format ‘text book’

Format ‘Banque de données’

Problèmes



-Les données sont régulièrement remises à jour. Le résulat d’une requête peut différer d’un jour à l’autre

Problèmes




-La qualité des données est très variables d’une banque de données à l’autre.

Problèmes





-Il y a des erreurs (les données sont souvent brutes, non revisées)

Problèmes






-Les même données (provenant de la même banque de données) n’ont pas toujours le même look…difficile de s’y retrouver.

Problèmes







-Les outils d’accès à ces données ne sont pas toujours aussi simples que Google.

Problèmes







-Les outils d’accès à ces données ne sont pas toujours aussi simples que Google.

-Tout est en anglais….


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• Collaboration avec François Lombard depuis 2003

• Cours de formation continue pour les enseignants du PO (n=4)

• Collaboration riche et soutenue

- ‘Simplification’ ou ‘Authenticité’ ? (vocabulaire, outils à disposition…)


• Collaboration avec François Lombard depuis 2003

• Cours de formation continue pour les enseignants du PO (n=4)

• Collaboration riche et soutenue

- ‘Simplification’ ou ‘Authenticité’ ? (vocabulaire, outils à disposition…)

- Mise en place d’un site web avec des scénarios ‘clé en main’


http://tecfa.unige.ch/perso/lombardf/projets/odyssee-genomes/


Cours no 1 (1 jour, février 2004):

Conférence donnée par Amos Bairoch le soir d’avant.

Site web avec des scénario ‘clés en main’

- Petite introduction théorique- Chaque scénario est fait ‘en démo’ -

Concept: 2 intervenants, l’ignotus et l’expert

- Les participants s’approprient les scénarios avec l’aide des animateurs.


Cours no 2/3 (2 jours consécutifs, janv/déc 2006):

Site web avec scénario clés en main

Même principe que pour le cours no 12 intervenants: l’ignotus et l’expert

Conférence d’Amos Bairoch à la fin du premier jour.

Cours no 4 (2 jours non consécutifs, novembre 2006):

Le premier jour est consacré à la confrontation des chercheurs et des enseignants autour des changements de la biologie telle qu'ils la pratiquent. Des pistes de scénarios applicables en classe sont esquissées.

Le second jour s'articule autour de la mise au point des scénarios élaborés aux cours des discussions du premier jour, de la pratique des scénarios existants et des moyens de se tenir à jour.

Pendant l'intervalle, les enseignants ont pu réaliser et tester un scénario pour le présenter le deuxième jour.


Jour 1:

Conférence de 4 chercheurs (domaines différents)-leur sujet, leurs recherches, leur passion (en rapport avec les technologies de l'information (TIC)) -ce qu'il faudrait à leur avis intégrer dans les cours de Biologie -un temps de discussion participants-chercheurs en vue d'esquisser des pistes pour les scénarios d'intégration dans les classes

Pas tous les chercheurs ont su articuler leur présentation selon ces 3 axes.



Jour 2:

-> résultats mitigés (investissement des enseignants)

-> Scénario clés en main, dont 2 scénarios ‘simplifiés et ludiques’ (avec la possibilité d’aller plus loin avec un scénario plus authentique)

2 intervenants: l’ignotus et l’expert


‘Simplification’ ou ‘Authenticité’ ?


‘Ludique’… ?


- Plus de temps passé à discuter où trouver l’information

–> Bio-news (FLo)Bio-news (FLo)

- Présentation de BioutilsBioutils par Karl Perron


Evaluation

- La biologie a changé: message reçu !

- Scénarios estimés réalistes (faisables en classe)

- Les 2 rôles ‘ignotus et expert’ ont été appréciés


Evaluation

- La réalité de ce changement n'est pas en question, mais sa place dans l'école ?

- Difficile à intégrer dans le programme des cours

- Beaucoup de données…

- Une application (scénario) immédiatement après l’intervention des chercheurs serait plus appropriée

- Donne envie de prendre le train en marche avant d'être trop décalée

- Donne envie de se ménager du temps ... mais quand ???

- Beaucoup de différences de niveaux entre les participants


Cours no 4 (2 jours, en construction):2 cours, 2 niveaux (débutants et avancés)

-Meilleure articulation entre la présentation des chercheurs sur le terrain (labo) et les scénarios (préparés à l’avance)- > mise en place de scénarios en rapport avec les interventions des chercheurs

- Réflexion sur l'intégration des anciens et nouveaux scénarios dans les cours


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Interface Université – Enseignement secondaire

- Cours de formation continue

- Bioutils

- Bio-news

- Autres ?

- Collaboration Uni-Collège ?


Transfert des informations uni collège ?

Buts et valeurs différents…

Ce que le collège peut apporter…

Est-ce réaliste de vouloir faire le lien entre la discipline biologie et son enseignement et si oui avec quelles modalités ?


Merci !

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