Traam 2019 : des organigrammes pour mieux comprendre le contrôle hormonal
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jeudi 27 juin 2019
Auteurs : Sonia Loewert et Pierre-Etienne Colard
NB : cet article fait partie d'un ensemble d'articles synthétisant les travaux de l'académie de Strasbourg, dans le cadre des Travaux Académiques Mutualisés sur la thématique des algorithmes et du codage dans l'enseignement des SVT. Vous pouvez retrouver l'article principal faisant la synthèse de nos travaux en cliquant ici.
Dans les parties parfois compliquée et abstraites pour les élèves, le contrôle hormonal arrive en tête de peloton. Les régulations entre les hormones et leurs organes cibles, les effets induits sont souvent représentés par des schéma bilan plus ou moins complexes qui n'éclairent pas toujours les élèves en difficultés.
Pourtant, le raisonnement à adopter pour comprendre ces schéma bilan est de type assez binaire et facilement modélisable par un organigramme logique (ou même un algorithme), reprenant en compte des conditions telles que :
si {la glande produit une hormone --> conséquences }
si non {autres conséquences}
C'est l'approche que nous avons tenté de faciliter en travaillant en parallèle la construction d'organigramme de codage et la construction des relations acteurs / effecteurs dès le début de l'étude des notions sur le contrôle hormonal des caractères sexuels secondaires au collège.
1. Préparation de la séquence
2. Mise en oeuvre
La première approche consiste à identifier les modifications des caractères sexuels suite à la puberté. Le cas classique se base sur l'étude de l'évolution d'un poulet de 2 mois, avec ou sans castration, pour mettre en évidence le rôle du testicule.
Ensuite, une fois ce rôle bien établi et les conclusions écrites dans le cahier de l'élève, on demande à l'élève de travailler sur l'organigramme logique suivant :
Exemple d'un exercice (H5P) sur lequel l'élève doit positionner le bloc "oui" ou "non" dans les cases correspondantes pour produire un organigramme logique cohérent avec les conclusions précédemment données.
Cet exercice est dynamique et l'élève peut vérifier l'exactitude de sa réponse, mais la même chose est tout à fait faisable à partir d'un organigramme papier.
On voit que dès cette première approche, la logique de construction de l'organigramme, les règles d'écriture n'ont pas besoin d'être acquises pour une compréhension de l'exercice, ni de ses conclusions. Nous n'avons donc pas réalisé de cours préalable à la lecture ou à la construction d'un organigramme de programmation.
Une fois les conclusion de l'étude de cas du poulet transcrite dans l'organigramme, nous avons introduit une nouvelle donnée : la transplantation du testicule chez le poulet.
Mais au lieu de demander une restitution écrite des conclusions, nous avons demandé directement la complétion d'un organigramme logique :
La réussite à ces deux exercices n'a posé aucun problème particulier, les élèves raisonnent facilement et logiquement sur ces types d'exercice
Pour l'étape suivante, nous inversons le travail. Au lieu de donner un cas illustré avec un état initial et final (ici, sur l'injection d'hormones issues des testicules), nous donnons à l'élève la lecture d'un organigramme en lui demandant d'en tirer des informations.
Ici la question posée était :
"Quel autre moyen que la greffe des testicules permet de retrouver des caractères sexuels secondaires ?"
"Quel autre moyen que la greffe des testicules permet de retrouver des caractères sexuels secondaires ?"
Là aussi, extraire des informations de ce type de représentation n'a posé aucun problème aux élèves, tous niveaux confondus.
Une fois la notion d'hormone établie, la transposition au modèle humain réalisée (types d'hormones produites par les hommes ou les femmes, phases de libération, etc) et les glandes productrices définies (testicules et ovaires), nous avons mis en place la notion de contrôle hypophysaire.
Pour cela, les élèves ont du étudier des cas cliniques. Voici deux exemples parmi les différents cas proposés :
- Cas 1 : homme qui a eu une puberté tardive et qui a des caractères sexuels secondaires peu développés (faible pilosité, testicules de petite taille). Sa maladie est due à un dysfonctionnement de l'hypophyse (non fonctionnelle). Des injections d'hormones hypophysaires régulières permettent le développement des caractères sexuels.
- Cas 2 : femme atteinte d'une tumeur à l'hypophyse. Sa maladie a notamment provoqué l'arrêt de ses cycles ovariens et utérins alors qu'elle n'est pas en période de ménopause. Des injections d'hormones hypophysaires rétablit les cycles ovariens et l'ovulation.
Consigne pour l'élève : "Réalisez, pour chaque cas clinique, un organigramme logique montrant les relations de cause à effet amenant à l'apparition des caractères sexuels secondaires".
La réussite à cet exercice, qui parait ici assez compliqué, a été bluffante. Tous les élèves, sans exception, ont réussit à produire quelque chose, et assez facilement qui plus est.
Parmi les réponses des élèves, voici deux réponses d'élèves plutôt en difficulté
De plus, cette démarche oblige l'élève à coucher sur le papier son raisonnement. Il est donc très facile pour le professeur de travailler en retour une incohérence ou une mauvaise relation de cause à effet.
Cette démarche a clairement eu le mérite de clarifier le raisonnement des élèves et nous en avons vu les conséquences par la suite sur nos travaux, elle a aussi permis aux élèves de répondre à la question fondamentale du rôle de l'hypophyse.
Une fois ce rôle mis en évidence avec l'organigramme logique, l'élève complète le schéma bilan pour le contrôle de l'expression des caractères sexuels secondaires à partir des données acquises (organigramme, conclusion)
L'étude du contrôle du cycle menstruel donne lieu à une inversion de la méthode, une fois l'étude de l'action de la progestérone et des œstrogènes terminée (analyse classique, graphique tirés du manuel scolaire par exemple), nous avons donné un organigramme logique à l'élève afin qu'il puisse s'en servir pour compléter son schéma bilan.
En fin de séquence, nous avons proposé un exercice dans le cadre d'une évaluation sommative sur la communication hormonale dans l'apparition des caractères sexuels secondaires :
Au niveau des résultats plus de 85% des élèves ont été en situation de réussite pour relever la condition expérimentales et les résultats de l'expérience et donc compléter l'organigramme. 65 % de ces élèves ont réussi l'interprétation des résultats de l'expérience.
Nous nous rendons compte encore une fois que l'organigramme ne pose aucune difficulté dans la compréhension de la différence entre la condition et la conséquence (résultats) et qu'il peut être une aide potentielle dans l'acquisition de cette notion.
Nous nous rendons compte encore une fois que l'organigramme ne pose aucune difficulté dans la compréhension de la différence entre la condition et la conséquence (résultats) et qu'il peut être une aide potentielle dans l'acquisition de cette notion.