Les logiciels de visualisation moléculaire dans l’enseignement des sciences de la vie : conceptions et usages

par Stanislas Dorey

Thèse de doctorat en Sciences de l'éducation

Sous la direction de Maryline Coquidé-Cantor.

Soutenue le 26-10-2012

à Cachan, Ecole normale supérieure , dans le cadre de École doctorale Sciences pratiques (1998-2015 ; Cachan, Val-de-Marne) , en partenariat avec Sciences Techniques Éducation Formation (laboratoire) .

Le président du jury était Éric Bruillard.

Le jury était composé de Dominique Rojat.

Les rapporteurs étaient Georges-Louis Baron, Christian Orange.


  • Résumé

    Le questionnement initial de ce mémoire s’intéresse, du point de vue du questionnement curriculaire, à l’usage des logiciels de visualisation moléculaire (VM) dans l’enseignement des sciences de la vie et de la Terre (SVT) en France. La réalisation d’une revue de littérature sur l’enseignement à l’aide de la VM a fait émerger que les logiciels de VM peuvent aider à cet enseignement. Cependant, nous n’avons pas trouvé d’étude qui s’intéresse aux usages des logiciels de VM dans l’enseignement. Le terme « usage » se réfère ici à une habitude contrairement au terme « utilisation » qui a une connotation ponctuelle. Ainsi, nous avons mis en place une méthodologie composite en nous appuyant sur les questions curriculaires (Martinand, 2000) afin de mieux connaître les usages des logiciels de VM. Nous avons appréhendé le curriculum prescrit à travers l’analyse des programmes officiels depuis le début des années 1990, l’analyse des sujets du baccalauréat et l’analyse des rapports de concours de recrutement des enseignants (agrégation et CAPES). Nous avons inféré le curriculum potentiel à travers l’étude de manuels scolaires, les formations académiques, les sites académiques, les « traces » trouvées sur le web et des entretiens avec des enseignants. Nous avons inféré le curriculum co-produit à travers des observations en classe et des entretiens avec des enseignants. Enfin, nous avons réalisé un entretien avec un acteur ayant joué un rôle majeur dans l’introduction de ces logiciels afin de mieux comprendre les processus à l’œuvre dans l’usage de ces logiciels. Nous sommes arrivés à la conclusion qu’il semble y avoir une « saturation » de l’usage de ces logiciels. Elle se traduit par un usage ayant peu varié ces dix dernières années qui consiste en un usage pour un ou deux TP par an pour chaque classe du lycée. Les activités qui utilisent ces logiciels semblent être très guidées (protocolaires) et apparaissent mettre très peu l’accent sur l’aspect modèle des représentations moléculaires, se contentant plutôt de donner à voir ces représentations. Alors qu’à l’origine, ces logiciels ont été introduits pour amener les pratiques scientifiques en classe, nous pouvons nous interroger sur cette saturation. Pour savoir si c’était le cas des autres logiciels en SVT, nous avons étudié leur usage en reprenant la méthodologie utilisée précédemment. Ainsi, il apparaît que l’usage de ces logiciels, comme ceux des logiciels de VM, semble réservé à une ou deux séances dans l’année au travers d’activités qui semblent assez protocolaires. Enfin, nous avons noté un contraste entre la volonté affichée d’incorporer les TIC dans l’éducation et un usage que nous avons inféré où cet usage semble en décalage avec les attentes du programme. Nous avons également envisagé la possibilité de penser de nouvelles activités grâce aux pratiques scientifiques de référence en lien avec la VM. Pour cela, nous avons analysé des articles scientifiques, réalisé des entretiens avec des chercheurs et effectué un stage de 3 semaines dans un laboratoire. Il apparaît qu’il semble préférable de se recentrer au lycée sur des activités visant à acquérir les fondamentaux concernant la VM et d’envisager plutôt des activités d’investigation pour le début du supérieur.

  • Titre traduit

    Molecular visualization software in the teaching of "sciences de la vie et de la Terre" (SVT) in France : use and conceptions


  • Résumé

    The initial question of this thesis focuses, from a curriculum questioning point of view, on the use of molecular visualization (MV) software in the teaching of “sciences de la vie et de la Terre” (SVT) in France which are the equivalent of biology and geology. The achievement of a literature review about teaching using the MV made it clear that MV software can help this teaching. However, we did not find any study focusing on the uses of MV software in education. We developed a composite methodology relying on curricular issues (Martinand, 2000) to get a better understanding of the uses of VM software. We apprehended the prescribed curriculum through the analysis of official programs since the early 1990s, the analysis of baccalaureate subjects and analysis of reports of competitives examinations to be a teacher (agrégation and CAPES). We inferred the potential curriculum through the study of textbooks, academic training, academic sites, the "traces" found on the web and interviews with teachers. We inferred the curriculum co-produced through classroom observations and interviews with teachers. Finally, we conducted an interview with an actor who played a major part in the introduction of these software to understand better the processes involved in the use of these software. We got to the conclusion that there seems to be a "saturation" of the use of these software. It results in a use with little change in the last ten years that consists of a use for one or two practical works per year for each class of the high school. Activities that use these software seem to be very guided (protocol) and appear to put very little emphasis on the molecular aspect of molecular representations, instead simply give to see these representations. While originally, these programs have been introduced to bring scientific practices in the classroom, we may question this saturation. To determine if this was the case with other software in biology, we studied their use in using the methodology previously used. Thus, it appears that the use of these software, such as MV software seems restricted to one or two sessions a year through activities that seem quite formal (very guided). Finally, we noted a contrast between the declared will to incorporate ICT in education and a use we inferred where this practice seems at odds with the expectations of the program. We also considered the possibility of thinking of new activities through scientific practices of reference in relation to the MV. In order to do this, we analyzed scientific articles, conducted interviews with researchers and completed an internship for 3 weeks in a laboratory. It appears that it would seem preferable to focus in high school on activities to acquire the fundamentals concerning the MV and rather consider investigative activities for the beginning of the university.


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  • Détails : 2 vol. (281, 232 p.)
  • Annexes : Bibliogr. p. 258-281

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