Modélisation et diagnostic des conceptions d'élèves de niveau seconde sur l'information génétique, lors de l'élaboration d'expérience à l'aide de LabBrook

par Gwenda-Ella Chapel

Thèse de doctorat en Médecine

Sous la direction de Muriel Ney et de Patricia Marzin.

Soutenue le 21-06-2011

à Grenoble , dans le cadre de École doctorale ingénierie pour la santé, la cognition, l'environnement (Grenoble) , en partenariat avec Laboratoire d'Informatique de Grenoble (équipe de recherche) .

Le président du jury était Florence Michaud.

Le jury était composé de Muriel Ney, Patricia Marzin, Rejane Monod-ansaldi, Leon Sanche, Bruno Chauffert.

Les rapporteurs étaient Maryline Coquide, Laurence Simonneaux.


  • Résumé

    Les objectifs de ce travail (la modélisation et le diagnostic) sont réalisés grâce à la création et la mise en place d'une situation d'élaboration d'expérience où les élèves répondent au problème suivant : Comment modifier l'information génétique ? La situation de recueil des productions fait intervenir le site internet LabBook, comprenant plusieurs éditeurs dont COPEX, qui étaye l'activité d'élaboration de protocole expérimental. Cette situation permet de proposer un environnement de travail sur les neuf niveaux biologiques auxquels les élèves peuvent placer l'information génétique : Milieu, Organisme, Organe, Cellule, Noyau, Caryotype, Chromosome, Gène et ADN. Ces niveaux ont été déterminés à partir de l'étude de travaux sur les difficultés des élèves en génétique et d'une analyse épistémologique du savoir. La situation a été proposée à la suite d'une analyse a priori effectuée dans le cadre de la TSD de Brousseau (1998) et du modèle cK¢ de Balacheff (1995). L'analyse des productions d'élèves nous apporte des informations sur le niveau biologique auquel ils souhaitent réaliser leur expérience, sur l'objet biologique du niveau choisi, ainsi que le mode de modification de l'information génétique. Nous retrouvons un plus grand nombre de réponses aux niveaux Chromosome, Gène et ADN. Concernant les objets biologiques, ce sont ceux donnant leur nom aux niveaux qui sont les plus utilisés et la modification principale est un échange, une substitution. Le modèle cK¢ a aussi servi à formaliser les conceptions dégagées des productions des élèves. Nous avons pu modéliser neuf conceptions rassemblant la moitié des élèves et correspondant à la modification de l'information génétique.

  • Titre traduit

    Modelisation and diagnosis of 16 years old students'conceptions on the modification of genetics information, during experience's elaboration thanks to LabBook software


  • Résumé

    The aims of this work (modelisation and diagnostic) are realised thanks to the design and the experimentation of a didactical situation with the design of an experiment that have the following problem to solve: How can we modify the genetics information? The situation designed to obtain the students' productions is on the web site LabBook and it is organised in some tools, including COPEX, which scaffold the activity of experimental procedure's design. This situation proposes an environment with the nine biological levels where students can place the genetics information: Environment, Organism, Organ, Cell, Nucleus, Caryotype, Chromosome, Gene and DNA. Those levels were determined thanks to the study of researches on the students' difficulties in genetics and thanks to the epistemological analysis of the reference knowledge. The situation was proposed after an a priori analysis in the theoretical framework of TSD of Brousseau (1998) and the cK¢ model of Balacheff (1995). The students' productions analysis give us results about the biological level where they realise their experiment, about the biological object used in this level and the method of genetics information's modification. We find more answers at levels Chromosome, Gene and DNA. About biological objects, the most used are those, which give their name to the level, and the method of modification is exchange, substitution. The cK¢ model is used too formalise conceptions obtained from the students productions. We modelised nine conceptions, which represent the conceptions of the genetics information modification for 50 percents of students.


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