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42 | 2006 | aster | 135>158 La régulation de la glycémie Une étude de cas en pr

42 | 2006 | aster | 135>158 La régulation de la glycémie Une étude de cas en première S Patricia Schneeberger, IUFM Aquitaine ; DAEST, université Victor-Segalen- Bordeaux 2 ; patricia.schneeberger@aquitaine.iufm.fr Manel Dhouibi, étudiante à l’université de Tunis ; dhb_manel@yahoo.fr L’enseignement/apprentissage de la régulation en biologie a fait l’objet de différentes recherches en didactique (Schneeberger, 1992 ; Rumelhard, 1994). Cette étude s’intéresse à la régulation de la glycémie et propose d’analyser des observations réalisées dans une classe de première S. En reprenant en partie les résultats des recherches antérieures, nous nous interrogeons sur les points suivants : – la légitimité épistémologique de l’utilisation de la modélisation systémique dans l’enseignement de la régulation de la glycémie ; – la relation élève/modèle : la manière selon laquelle l’élève construit, s’approprie et applique un modèle formel dans le cadre de la régulation de la glycémie. Outre une étude épistémologique, nous avons conduit une analyse détaillée d’une séance de débat pour repérer comment les élèves parvien- nent à appliquer un modèle formel à un cas particulier. Les outils d’analyse du débat ont été conçus à partir des travaux de Martinand et Orange. Ce type de travail contribue à montrer l’importance de l’activité langagière des élèves dans l’élaboration du savoir. La régulation, d’après Canguilhem (1996), est le concept biologique par excel- lence et pour Jacob (1970), c’est l’un des concepts sur lequel repose la biologie. Actuellement, on ne peut plus concevoir le vivant sans les différentes boucles de régulation et de rétrocontrôle qui lient les éléments du vivant. Ces interactions deviennent des nécessités à questionner à chaque niveau de l’intégration. La régulation de la glycémie est enseignée en France en classe de première S en relation avec l’étude du diabète, elle est également enseignée en Tunisie au lycée. En Tunisie, le diabète atteint une proportion importante de la population et Patricia Schneeberger et Manel Dhouibi 136 | aster | 2006 | 42 constitue un problème de santé publique. Dans ce contexte, l’enseignement de la régulation revêt une importance particulière, ce qui a motivé, en partie, le choix de cette étude. Le diabète est une maladie connue des élèves, qui disposent d’informations véhiculées, le plus souvent, par les médias. Les connaissances des élèves sont cependant juxtaposées avec une conception naïve du vivant, incompatible avec la compréhension des mécanismes de régulation. L’objet de cette recherche est d’évaluer l’impact d’un enseignement qui met en jeu les principes fondamentaux du concept de régulation en s’appuyant sur des activités de modélisation. Après avoir présenté le cadre théorique de cette recherche, nous détaillerons une étude de cas effectuée dans un lycée de la région bordelaise. Nous décrirons les apprentissages réalisés au cours de cette séquence et nous essaierons de circonscrire les conditions de possibilité de l’élaboration de tels savoirs. 1. Le cadre de la recherche 1.1. Les choix didactiques • Première option : l’approche systémique Les recherches sur lesquelles nous nous appuyons ont montré que l’étude des mécanismes de régulation exige de concevoir les êtres vivants comme des systèmes, c’est-à-dire comme un ensemble d’éléments en interaction. En rupture avec la méthode analytique linéaire privilégiée dans l’enseignement de la physiologie au lycée, l’approche systémique permet de mettre en valeur non seulement les fonctions impliquées dans une régulation mais aussi les interactions existant entre ces fonctions. • Deuxième option : la modélisation Du fait de sa complexité, un système vivant doit être appréhendé à travers un modèle. Envisager un enseignement fondé sur la modélisation nous amène à nous questionner sur les problèmes que pose un tel apprentissage. La modélisation d’un système requiert une analyse préliminaire de son organi- sation (Orange, 1997) qui peut se faire selon deux approches : une approche ana- tomique et une approche fonctionnelle. Pour l’étude de la régulation de la glycémie, nous avons privilégié cette deuxième approche qui consiste à subdiviser le système La prévalence totale du diabète à l’échelle nationale selon les critères de l’ADA (American Diabetes Association) est de 6,3 %, 10 % dans la région de Tunis (Évaluation de l’état nutritionnel de la population tunisienne, Rapport national, République tunisienne, ministère de la santé publique, Institut National de Nutrition et de Technologie Alimentaire, enquête nationale, 1996-1997). L’étude réalisée par Schneeberger porte sur les manuels français datant d’avant 1992. Cette tendance est moins nette dans les manuels actuels de première S mais reste en vigueur dans les manuels tunisiens. La régulation de la glycémie 42 | 2006 | aster | 137 en parties fonctionnelles élémentaires et à rechercher les interactions établies entre ces fonctions. Cette prise de distance avec l’anatomie définit la modélisation formelle dans la biologie. Le modèle formel choisi dans notre recherche est le modèle cybernétique. Dans le cadre de la modélisation formelle, nous insistons sur les activités de sché- matisation. Ce choix repose sur les travaux de différents auteurs (Schneeberger, 1994 ; Jebbari, 1994 ; Orange, 1997) qui insistent sur l’aide didactique que peut apporter le schéma dans l’analyse du phénomène de régulation. • Troisième option : le débat scientifique dans la classe Considérant que les pratiques langagières, au même titre que les autres prati- ques, sont constitutives des savoirs, la transposition, pour la classe, des pratiques de la communauté scientifique conduit à considérer le débat comme une situation favorable aux apprentissages. Notre étude se situe dans le prolongement de recherches en didactique des sciences expérimentales qui s’intéressent aux interactions langagières (Aster 37 et 38) pour montrer comment la prise en compte de différents points de vue et les négociations qui en découlent constituent une étape indispensable dans la construc- tion des savoirs en jeu. En effet, le débat constitue l’occasion pour les élèves de formuler des argu- ments et d’expliciter leurs fondements. Les travaux de différents chercheurs (Douaire, 2004) ont montré comment l’argumentation constitue un outil efficace dans la construction du problème, l’exploration des solutions possibles ou la production des énoncés de savoirs. 1.2. Les choix méthodologiques Cette étude cherche à préciser dans quelle mesure les activités de modélisation favorisent l’apprentissage du concept de régulation. Elle se fonde sur une étude de cas menée dans une classe de première S au lycée Pape-Clément à Pessac (près de Bordeaux). • Le suivi des apprentissages Les progrès des élèves ont été évalués à l’aide de questionnaires (prétest et posttest) et par l’analyse des productions successives des élèves en cours d’ap- prentissage, en particulier les schémas réalisés au cours des différentes séances. Les réponses au premier questionnaire (annexe 1) ont permis de révéler, avant apprentissage, l’existence de conceptions différentes de la vie (animiste, Les observations ont été réalisées dans le cadre d’une recherche conduite par M. Dhouibi pour son mémoire de DEA de didactique de la biologie, sous la direction de Schneeberger. Patricia Schneeberger et Manel Dhouibi 138 | aster | 2006 | 42 réductionniste ou mécaniste) et l’absence de conceptions de la vie comme organisation et comme information (Canguilhem, 1968). Certains élèves mobilisent deux conceptions contradictoires, l’autonomie de l’organisme vivant et la dépendance du vivant par rapport à son milieu, pour répondre à une même question. C’est pourquoi, nous pensons que ces deux conceptions se juxtaposent dans l’univers conceptuel de l’élève sans se confronter. Exemple de réponse mobilisant deux conceptions contradictoires : La réponse de cet élève montre l’existence de deux conceptions contradictoi- res du point de vue scientifique : d’une part, l’idée du maintien du taux de glucose sanguin en dehors des périodes digestives et, d’autre part, l’idée de baisse du taux de glucose sanguin en absence d’apport alimentaire. L’affirmation de la diminution du taux du glucose sanguin en cas d’absence d’apport alimentaire renvoie, selon nous, à une conception de dépendance de l’organisme à son environnement alors que l’insistance sur l’obligation du maintien de la constance de ce taux, malgré les perturbations extérieures, se rattache à une conception d’autonomie du vivant. Dans cet exemple, le discours de l’élève exprime deux « voix » dissonantes. L’analyse des réponses au questionnaire a révélé l’existence de nombreux cas similaire d’hétéroglossie (Bakhtine, 1984). Ce questionnaire permet aussi de montrer que, à propos de la régulation, les élèves ne connaissent qu’une seule fonction : la fonction d’action sur les réserves (utilisation et/ou synthèse). Ils ne sont pas conscients que la gestion des réserves fait partie d’un phénomène plus global. Nous verrons que, pour construire le concept de la régulation, les élèves doivent connaître les autres fonctions impliquées dans le phénomène de régulation et les liaisons qui existent entre elles. Après apprentissage, un deuxième questionnaire est proposé aux élèves (annexe 2). Le changement remarqué dans les réponses des élèves nous permet de rendre compte de l’évolution des conceptions des élèves. Nous avons constaté que la conception de dépendance a été déstabilisée chez les apprenants, ce qui représente une condition indispensable pour construire le concept de régulation. Canguilhem (1968) distingue quatre conceptions de la vie : la vie comme animation, la vie comme mécanisme, la vie comme organisation et la vie comme information. La question était la suivante : pendant la nuit, l’individu jeûne pendant huit heures. Expliquez l’évolution du glucose sanguin pendant la nuit. « Le uploads/Philosophie/ ra042-07.pdf