EPIdémie - Recherche 1 (Objectifs et notes pédagogiques)

Recherche n°1

 

Résumé

Tâche complexe sur le rôle des microorganismes et le rôle dans le déclenchement des maladies

Discipline(s)

SVT

Notions disciplinaires

Microorganismes pathogènes, mesures d’hygiène, action des antiseptiques

Capacités, Attitudes travaillées

SVT : Concevoir un protocole expérimental.

Esprit scientifique : Déterminer des relations causales à partir de données empiriques. Distinguer corrélation et causalité.

Production

Poster traduisant l’évolution des connaissances sur le rôle des microorganismes pathogènes dans les maladies infectieuses et les types de relations causales associées.

Matériel nécessaire/utile

Eventuellement : microscopes, préparation de bactéries

Durée, modalités

1 à 2 séances

 

Objectifs et notes pour l’enseignant

L’objectif majeur de cette activité est d’utiliser une approche historique pour montrer qu’une relation causale doit être soutenue par différents types de preuves pour être considérée comme vraie. L’activité est conçue sous la forme d’une enquête qui s’ancre dans l’histoire du chercheur Semmelweis. Si de nombreux documents font référence à des situations historiques, de nombreuses libertés ont été prises. Il ne s’agit de faire un cours d’histoire des sciences (même si l’histoire réelle de ce personnage est assez intéressante en soi pour être évoquée par la suite). Il s’agit d’utiliser le support historique pour montrer l’importance de savoir distinguer et conjuguer différents types de preuves attestant d’une relation causale. L’activité s’ancre sur le programme de SVT et permet d’aborder les notions de microorganismes pathogènes et de mesures d’hygiène. Mais elle constitue surtout une bonne occasion pour faire le point sur la mise en évidence d’une relation de causalité, capacité indispensable dans cette discipline.

Une fois la situation initiale présentée, les élèves travaillent en binômes sur la première journée. A l’issue de chaque journée, ils complètent de façon matérielle sur un tableau ou par informatique leur « tableau des preuves » sur lequel ils replacent l’ « indice » et sa conclusion résumée très sommairement. Par « indice », on entend tout élément de l’enquête, qu’il permette de soulever ou de réfuter une hypothèse. Ce n’est qu’à l’issue de la validation de la conclusion relative à l’indice par l’enseignant que les élèves obtiennent l’indice suivant ou passent à la journée suivante.

Concernant l’activité du jour 5, les élèves réalisent une observation au microscope pour observer des bactéries. Celles-ci peuvent être obtenues à partir d’une préparation du marché ou d’extraits de yaourt. Il ne s’agit évidemment pas de bactéries pathogènes mais c’est une occasion à saisir de présenter le monde bactérien, de faire appréhender les points communs (organisation cellulaire) et les différences (notamment en termes de taille et le caractère unicellulaire) avec les êtres vivants pluricellulaires.

L’activité s’achève sur une mise en commun des tableaux d’accumulation de preuves. L’enseignant introduit alors une discussion pour établir des catégories dans les types de preuve de relations causales. Les premières hypothèses ont mené à la recherche de corrélations. Dans ce cas, on établit que la variation d’un paramètre est associée (positivement ou négativement) à la variation d’un autre. Cette association est le fruit d’une simple observation. C’est le cas concernant l’hypothèse de la vue terrifiante du prêtre d’une part, et celle de la fonction des individus pratiquant l’accouchement d’autre part et du service obstétrique étudié. En revanche, aucune corrélation n’a pu être établie entre la position d’accouchement et le service étudié, ce qui réfute l’hypothèse.

Le constat d’une corrélation motive, quand cela est possible, l’expérimentation. Dans ce cas, l’expérimentateur met en place un protocole dans lequel il modifie le paramètre qu’il suppose être la cause du paramètre étudié. Semmelweis va ainsi modifier l’effet du prêtre et la fonction des individus pratiquant l’accouchement dans le service 1. Il va ensuite mesurer l’effet éventuel observé sur le paramètre étudié, en l’occurrence le taux de femmes déclenchant la maladie puerpérale. Seule la seconde hypothèse va résister à l’épreuve expérimentale.

Il est alors naturel de rechercher un mécanisme expliquant la relation causale. C’est ce que permettra la dernière expérience présentée (en réalité réalisée par Koch et Pasteur).

L’enseignant invite alors à entourer d’une couleur différente chaque type de preuves de causalité : la corrélation (pas de manipulation du paramètre supposé être la cause), la relation causale prouvée par expérimentation (manipulation du paramètre supposé causal qui aboutit de façon prédictive à la modification du paramètre étudié), la relation causale appuyée par un mécanisme (observation ou expérimentation explicitant le mécanisme qui supporte la relation de causalité).

 

En fin de séance, d’autres exemples pourraient être présentés et rattachés à chacune de ces catégories pour faciliter leur reconnaissance future par les élèves. Quelques exemples :

- A chaque pleine lune, je dors moins bien donc la pleine lune doit perturber mon sommeil.

- Les pays qui consomment le plus de chocolat ont plus de prix Nobel : le chocolat doit rendre plus intelligent.

- Chaque hiver, il fait plus froid donc la température dépend des saisons.

- J’ai changé la batterie de ma voiture et maintenant elle remarche : la batterie était donc la cause de la panne.

- Quand je prends ce médicament, je guéris en une journée alors que sinon, ça me prend une semaine : il m’aide donc à guérir.

- En été, l’hémisphère Nord est incliné vers le soleil. En hiver, c’est l’inverse. Quand un hémisphère est incliné vers le soleil, chaque zone reçoit une plus grande quantité d’énergie solaire par unité de surface. C’est donc l’inclinaison de la Terre qui est responsable des saisons.

Dans chaque séance suivante, les élèves seront invités à attribuer à une des trois catégories la preuve de relation causale déterminée au cours de l’activité.


 

Partenaires du projet

Fondation La main à la pâte