Préconceptions et obstacles en génétique moléculaire

Il est aujourd’hui admis que les apprenants, quel que soit leur âge, ne sont plus des « têtes vides » que les enseignants ont à remplir. Ils ont, en effet, déjà construit des préconceptions à partir de leur environnement personnel, et c’est donc à partir de celles-ci que l’enseignant va devoir réaliser ses cours. Seulement, une idée qui a germée puis grandie petit à petit dans l’esprit d’une personne pendant des années, qu’elle soit juste au fausse, aura du mal à se laisser déloger par un exposé de quarante-cinq minutes de la part d’un maître de biologie par exemple. Il est donc important de savoir quelle représentation se fait l’élève d’un sujet précis avant de se lancer dans la modulation de celle-ci pour qu’émerge un savoir vrai. C’est ce constat qui justifie le choix de notre thème : « Préconceptions et obstacles en génétique moléculaire »

En tant qu’enseignant de biologie dans le secondaire II, arrive un moment dans le programme où la thématique de la génétique est abordée avec les élèves. Il est courant, et c’était le cas lors de nos stages respectifs, de commencer par présenter les règles générales régissant l’hérédité et d’aborder par la suite les concepts de transcription et de traduction, ce que nous appelons l’expression génique. Or, l’étude de l’expression génique doit permettre de comprendre le lien moléculaire qui existe entre la composition de l’ADN (l’information qui définit le génotype) et l’expression des caractères (le phénotype) qui se fait essentiellement à travers l’expression de protéines issues des mécanismes de transcription et de traduction. Il nous paraît, dès lors, utile de savoir avec quel bagage conceptuel les élèves abordent ce sujet afin de pouvoir s’appuyer sur ces préconceptions dans notre enseignement. La question à laquelle nous souhaitons apporter des éléments de réponse est donc : quelles sont les préconceptions des élèves sur l’expression du phénotype d’un point de vue moléculaire ? L’objectif premier de ce travail de recherche est d’effectuer une exploration afin de mettre au jour les conceptions naïves des élèves à propos de l’expression des gènes. Pour ceci, nous avons prévu de questionner des élèves du secondaire II en classe afin de faire ressortir les idées qu’ils ont sur le sujet avant l’étude de la génétique moléculaire. Cette recherche a comme intérêt de nous donner l’occasion, après analyse des résultats, de tirer parti des conceptions des élèves relevées afin de proposer une activité pédagogique appropriée pour faire le lien en classe entre la génétique dite classique et la génétique moléculaire.

Cadre théorique générale concernant les préconceptions

Lorsque Giordan et De Vecchi (1994) nous proposent une explication sur « comment faire pour que l’enseignement scientifique marche » ils commencent par la citation suivante : « Construire un savoir scientifique c’est tout d’abord tenir compte de l’apprenant : plus facile à dire qu’à faire ! » (Giordan & De Vecchi, 1994, p. 15). Cela résume bien la situation dans laquelle se trouvent les didacticiens de nos jours, et qui, d’après nous, doit encore être transposée à la majorité des enseignants. Dans le même ouvrage, Giordan et De Vecchi se posent la question de savoir si ces conceptions ou représentations enfantines, comme ils les appellent, sont un simple « outil » à la mode qui sera complètement dépassé dans quelques années. Ou alors à l’inverse un élément dont le monde de l’enseignement ne pourra plus se passer. Dans un cas comme dans l’autre, il est nécessaire de savoir ce que sont ces conceptions et comment les enseignants peuvent se les « approprier » pour le bénéfice de tous. Un peu plus tôt, Astolfi (Astolfi, 1992) publiait un livre où il nous transmet ses apports concernant son travail sur les représentations, et ce, en traitant des sciences dites « dures ». Astolfi utilise alors le terme de représentation, correspondant à celui de préconception, et nous nous trouvons dans un cadre constructiviste. Un élève agissant dans ce contexte doit alors modifier ces représentations initiales pour qu’elles se rapprochent de la réalité et ainsi les rendre plus aptes à traiter un problème dans une discipline donnée. Comme nous en parlerons dans la prochaine partie, pour que ce processus se déclenche, l’élève doit rencontrer une « situation obstacle » comme le dit Astolfi. Il ressort de cet ouvrage que certaines représentations s’avèrent très résistantes, et que si l’apprenant n’est pas capable de surpasser ou modifier celles-ci lorsqu’une question porte de manière claire sur la discipline enseignée et où la personne mobilise ses savoirs, ce sera à nouveau la première représentation de l’élève qui refera surface à l’avenir, lors de questions plus simples ou générales.

Ces questions plus simples correspondent, pour nous, à la base de chacun des sujets que nous devons enseigner aux élèves. Il est donc indispensable d’en tenir compte si nous ne voulons pas perdre les élèves lorsque nous arrivons aux questions plus complexes. En d’autres termes, si un élève se retrouve bloqué lorsque l’enseignant pose les bases d’un sujet car il est incapable de moduler ses représentations, une fois le sujet terminé cet élève n’aura pas pu retenir les détails qui ont suivi son blocage et tout ce dont il se souviendra sera sa propre représentation qui était déjà encrée dans sa tête. Toujours selon Astolfi, cette résistance serait due au fait qu’une représentation s’inscrit dans un mode d’organisation cognitive, et qui se retrouve donc reliée à d’autres représentations qui, ensemble, forment un système explicatif cohérent. Alors comment modifier ces représentations ? D’après l’auteur, il faudrait passer par trois processus : 1) Faire un travail sur les programmes de la discipline pour identifier les concepts clés ; 2) Identifier les représentations des élèves et construire une situation problème qui fasse prendre conscience de certains aspects de cellesci ; 3) faire en sorte que la résolution du problème rende nécessaire une meilleure maîtrise du concept pour le résoudre. Voici maintenant quelques remarques par rapport à ces trois points. Premièrement, il nous semble important de définir la notion de concepts clé: un concept clé rend visible la façon dont on aborde une discipline, il pointe les aspects essentiels et se définit selon un langage propre à chaque discipline.

Par exemple, l’hérédité est un concept clé lorsqu’un enseignant traite de génétique ou de reproduction en biologie. Dans le point trois, le terme « concept » est à prendre au sens ou l’entend Britt-Mari Barth (1987, cité par Gilabert,  1989, p. 9), à savoir : « une structure mentale qui a pour fonction de nous aider à organiser le monde, très complexe. ». Notre étude s’intéresse prioritairement à l’idée développée au point 2 ci-dessus en se focalisant sur le programme de génétique du secondaire II. Aujourd’hui, comme pour répondre à Giordan et De Vecchi, il paraît évident que le monde de l’enseignement ne demande qu’à s’approprier ces représentations, ou ces préconceptions comme nous les appelons maintenant. Effectivement, depuis la fin des années 90, de nombreuses études sont menées afin de découvrir quelles sont ces fameuses préconceptions dans toutes les disciplines et pour chaque sujet. Notre recherche adopte donc ce mouvement.

Les préconceptions en tant qu’obstacle à l’apprentissage

Comme nous l’avons cité précédemment, Astolfi (1992) dit bien que pour qu’un élève puisse modifier ses préconceptions, et ainsi favoriser son apprentissage, il doit confronter ces dernières à une situation représentant un obstacle. Avant d’aller plus loin, il est important de comprendre à quoi correspond ce terme « d’obstacle ». Nous allons donc admettre que, dans notre cas, un obstacle peut être définit de la façon suivante : c’est une connaissance qui, dans certains contextes, peut servir d’outil d’apprentissage mais qui peut amener à faire des erreurs hors de ces contextes.

Avec la théorie d’Astolfi, nous nous trouvons sur les traces de Jean Piaget qui a, entre autre, développé le constructivisme. Il affirmait en effet qu’une personne devait subir un « déséquilibre », c’est-à-dire se retrouver face à une situation où le préconcept n’a pas ou peu de sens, et être capable de s’en accommoder pour finalement retrouver un équilibre et assimiler un concept (Piaget, 1937 et 1948). Évidemment, un élève aura besoin de l’aide d’un enseignant pour s’accommoder, à savoir le fait d’intégrer les concepts vrais en modifiant ses propres préconcept, et ce, grâce aux connaissances et au guidage qu’il lui apportera. Aujourd’hui, les didacticiens ont nommé ce processus une situation-problème, et il a été décrit de la manière suivante par Dalongeville et Huber (2000, cité par le groupe de recherche en sciences économiques et sociale [SES] de l’académie de Grenobles, 2006): « La situationproblème est une mise en questionnement de l’apprenant qui rompt avec le paradigme de l’enseignement (mise à disposition de savoirs appropriables) pour s’appuyer sur le paradigme de la formation (mise en activité qui permet la production de capacités nouvelles transposables). ».

Table des matières

Introduction générale
Chapitre I : Problématique de l’étude.
Chapitre II : Insertion théorique du sujet
II-1 Revue de la littérature
II-1.1 Cadre théorique générale concernant les préconceptions
II-1.2 Les préconceptions en tant qu’obstacle à l’apprentissage
II-1.3 Les préconceptions comme leviers d’apprentissage
II-1.4 Les préconceptions en génétique moléculaire
II-2 Formulation des hypothèses
Chapitre III : Méthodologie
III-1 Population et échantillon
III-2 Élaboration de la question
III-3 Instrument de collecte des données
III-4 Méthode de traitement des données
III-5 Limites méthodologiques
III-6 Analyse à priori, réponses des élèves envisagées
Chapitre IV : Présentation, analyse et interprétation des résultats
IV-1 Présentation des résultats
IV-1.1 L’hérédité/l’ADN/les gènes sont responsables des caractères
IV-1.2 Les ARN sont responsables de l’expression des caractères
IV-1.3 Les cellules lisent/décodent/voient l’ADN
IV-1.4 Réponses apparaissant avec une seule occurrence
IV-2 Analyse des données
IV-3 Proposition d’activité pédagogique
Conclusion

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