par Magali TACCHI
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RÉSUMÉ |
| Dans cet article, nous vous proposons une approche ludifiée du chapitre histoire humaine lue dans son génome en 1er Spécialité où les élèves mènent l’enquête suite à la découverte de la la phalange de la grotte de Denisova. |
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PLACE DE L’ACTIVITÉ |
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| Niveau concerné | Première Spécialité |
| Place dans le programme | L’histoire humaine lue dans son génome
Grâce aux techniques modernes, on peut connaître les génomes d’êtres humains disparus à partir de restes fossiles. En les comparant aux génomes actuels, on peut ainsi reconstituer les principales étapes de l’histoire humaine récente. |
| Place dans la démarche / séquence | Cette activité sous la forme d’énigmes à résoudre peut être utilisée au début du chapitre ou venir en remédiation. |
| Mots-clés | génome denisovien, néanderthalien, ADN fossile |
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OBJECTIFS PÉDAGOGIQUES |
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| Notions fondamentales mobilisées | Séquences de nucléotides, mutation, séquençage du génome, technique de Sanger |
| Compétences travaillées | Concevoir , créer, réaliser ( identifier et choisir des notions, des outils et des techniques, ou des modèles simples pour mettre en œuvre une démarche scientifique).
Pratiquer des démarches scientifiques (exploiter des documents, raisonner avec rigueur). Utiliser des outils et mobiliser des méthodes pour apprendre ( travailler en équipe, collaborer). |
| Compétences du cadre de référence des compétences numériques | – traiter des données – développer des documents textuels |
| MODALITÉS | |
| Durée indicative | 1h20 |
| Matériel nécessaire | enveloppe, énigmes, cadenas numérique, genigen2, tablette |
| Prérequis | ADN, mutation, nucléotide, évolution du génome |
| DESCRIPTION DU SCÉNARIO |
En début de séance, le choix est fait de commencer par une activité de remédiation en demandant aux élèves de légender une double hélice d’ADN en cours de réplication. Un mot caché s’est glissé dans la légende que les élèves doivent fournir au professeur afin d’obtenir l’enveloppe contenant les énigmes.
Problème à résoudre : Les élèves se voient alors remettre une enveloppe où est collé l’article “Étude d’un nouveau fossile découvert” EST -CE UNE NOUVELLE ESPÈCE? EST- ELLE PROCHE DES 2 ESPÈCES CONNUES ?
C’est avec ce questionnement motivant que les élèves vont se lancer dans leur investigation.
Consigne : A l’aide de l’ensemble des documents, expliquer comment les scientifiques ont pu déterminer si les restes retrouvés appartiennent à une nouvelle espèce.
Les élèves doivent alors s’organiser afin de réaliser des liens entre les documents; ils ont à leur disposition leur tablette pour flasher les QRcodes cadenas (réalisés sur le site lockee.fr). L’avancée des groupes n’est pas identique, selon la direction choisie, les élèves vont découvrir des indices différents.
La finalité est d’ouvrir le cadenas final (numérique) qui incite aux élèves à résumer leur enquête.
fiche réponse et élève en bas de page.
| OUTILS NUMÉRIQUES UTILISÉS |
Utilisation d’une roue césar numérique : https://scape.enepe.fr/rouecesar.html 
Création de cadenas numériques : https://lockee.fr/ avec insertion de message personnalisé / cadenas sous forme de lien ou de QR code
Création de mots croisés sur https://www.educol.net/crosswordgenerator.php
Dépôt des cadenas numériques sur genial.ly
Comparaison des séquences d’ADN mitochondrial sur Geniegen2
Application nomade de flash QR code (le plus souvent app appareil photo)
| ACTIVITES ET EXEMPLES DE RÉSULTATS OBTENUS |
Activités et connaissances mobilisées lors de l’enquête :
- mots croisés avec les définitions à compléter
- étude du génome humain (infographie Belin)
- étude de la technique de séquençage de Sanger
- Comparaison des ADN neanderthalien, denisovien, sapiens à l’aide de genigen2 – exploitation d’un tableau de comparaison des différences génétiques.
Remarque: Les élèves connaissent Geniegen2 et l’ont utilisé pour comparer des séquences de nucléotides et repérer des mutations. Cependant, même s’ils n’ont pas découvert d’autres options comme le tableau de comparaison, le logiciel est suffisamment intuitif pour qu’ils trouvent facilement les indications dans le menu “comment réaliser cette comparaison”. On leur précisera que le résultat doit être fourni en pourcentage , cela nécessite que les élèves choisissent l’option pertinente.
- Cadenas à débloquer
RÉPONSE ATTENDUE :
On cherche à déterminer l’espèce à laquelle appartient le reste fossile retrouvé dans la grotte de Denisova. Je sais que la méthode de séquençage de Sanger permet de reconstituer un ADN fossile inconnu.Je vais alors comparer l’ADN retrouvé avec des ADN connus comme celui de Homo sapiens et Homo neanderthalensis. En comparant les séquences de nucléotides, je peux relever un pourcentage de différences (tableau à construire). Je vois que l’ADN de Denisova retrouvé présente 97,59 % de similarité avec l’ADN de l’Homo Sapiens et 97,68 % de différence avec l’ADN de l’Homo Néanderthalensis.
La différence entre les ADN de Denisova et de Néandertal est donc supérieure à 2% ce qui est significatif.
J’en déduis que l’ADN fossile retrouvé appartient à une nouvelle espèce.
| PISTES D’ÉVALUATION |
Le débriefing final demandé sous forme de texte permet aux élèves de remettre dans l’ordre ce qu’ils ont découvert afin d’identifier la phalange comme appartenant à une nouvelle espèce. Ils reformulent alors la problématique, les techniques de séquençage, la comparaison des génomes, les pourcentages de différences entre les génomes (tableau de comparaison reproduit sur leur cours). Les élèves sont alors guidés par l’ensemble des énigmes résolues. Les mots -clés d’articulation d’une démarche scientifique peuvent être alors demandés lors de la rédaction.
| La démarche est pertinente, l’argumentation est complète et pertinente pour répondre au problème | La démarche est pertinente mais l’argumentation est incomplète ou peu rigoureuse | La démarche est non pertinente et l’argumentation est absente et /ou la réponse au problème est absente/incohérente | ||
| Réponse explicative cohérente et complète – rigueur et complétude des informations issues des documents- aucune aide fournie au groupe | Réponse explicative cohérente et complète – rigueur et complétude des informations issues des documents- une aide pour ouvrir un cadenas fournie | Réponse explicative cohérente avec le problème posé- informations issus des documents incomplètes- pas d’aide ou une aide pour ouvrir un cadenas | Réponse non cohérente avec le problème -informations issus des documents incomplètes-plusieurs aides fournies au groupe pour ouvrir les cadenas | Absence ou très mauvaise qualité de traitement des données |
| 5 4 | 3 ou 2.5 2 ou 1.5 | 0 | ||
| CONCLUSION – OUVERTURE – ESPRIT CRITIQUE |
Cette activité est complétée par un court documentaire sur la découverte des fossiles de Denisoviens. Les élèves ont apprécié cette séance qui leur a permis de travailler en autonomie et de choisir le chemin à emprunter pour résoudre les énigmes.
Cependant, il est important de veiller à ce que les élèves ne se découragent pas. Pour cela, il est conseillé d’accompagner les différents groupes et les guider si besoin. L’activité est basée sur la recherche d’autonomie, d’organisation et de collaboration au sein d’un groupe. Une compétence qui peut être ajoutée en évaluation.
| Compétence | niveau débutant | niveau fragile | niveau compétent | niveau expert |
| travailler en groupe | Les élèves ont eu besoin d’une aide majeure pour se répartir les énigmes et obtenir des résultats exploitables | les élèves ont eu besoin d’aides pour faire des liens entre les énigmes et ont obtenu des résultats exploitables | les élèves se sont organisés avec plusieurs aides mineures | les élèves se sont organisés sans aide ou avec une aide mineure |
Aide majeure : le professeur imposent aux élèves de se répartir les énigmes
Aide mineure : le professeur donne une indication ouverte à l’oral
