EPIdémie - Recherche 2 (Objectifs et notes pédagogiques)

Recherche n°2

 

Résumé

Une manipulation permet d’illustrer la propagation d’une maladie et initie un travail de groupe pour retrouver la première personne infectée.

Inspiré de ww3.ac-poitiers.fr

Discipline(s)

SVT

Notions disciplinaires

La propagation des épidémies repose sur des agents pathogènes (bactéries, virus…)

Capacités, Attitudes travaillées

NOS : « Cascade » causes - conséquences

Production

Tableau commun à la classe déterminant le patient zéro

Matériel nécessaire/utile

Tubes à essais, NaOH à 0,3 molaire, Phénolphtaléine

Durée, modalités

1 séance

 

 

Objectifs et notes pédagogiques

Cette séance permet de poursuivre la précédente sur la recherche de causes. Ici, l'élève va apprendre à schématiser un ensemble de relations causales par un schéma. Cette méthodologie pourra être réutilisée de nombreuses fois par ailleurs (« schéma-bilan », même s’il ne s’agit pas ici d’un bilan fonctionnel, mais d’une simple illustration d’une cascade causale). La séance peut déboucher sur un travail pluridisciplinaire (dilution en chimie, calcul des puissances en mathématiques, échelles du vivant et caractérisation de l’univers bactérien en biologie).

 

Préparation préalable du matériel

Deux lots de tubes à essais, chaque lot contient autant de tubes qu’il y a d’élèves.

Dans la 1ère rangée, verser 10 ml d’eau distillée dans chaque tube. Un seul tube contiendra 10 ml de la solution de soude à 0,3 M à la place de l’eau distillée. C’est le patient zéro.

Dans la 2ème rangée, ne rien verser. Ce tube servira à révéler, à la fin de la séance, le patient qui était effectivement contaminé. Bien sûr, ce tube ne participe pas à la modélisation, dans le sens où il ne correspond à rien dans la réalité. Mais il est une façon de révéler (de façon spectaculaire !) si le raisonnement des élèves a été correct.

 

Activité en classe

Après avoir pris  connaissance de la situation de départ, les élèves vont incarner les différents personnages de la journée 0 et simuler leurs interactions dans l’ordre dans lesquelles elles ont eu lieu. Pour cela, l’enseignant attribue à chacun la fiche du personnage qu’il incarne et découvre les liens qu’il a eus au cours de la journée 0. Pour simuler les interactions que les personnages ont entre eux, les élèves doivent mélanger leur tube à essai avec celui des autres personnages. Cela modélise les échanges et la transmission de pathogènes associés qui peuvent intervenir lors des interactions sociales. Chaque élève doit donc aller à la rencontre de celui qui joue le personnage avec lequel il a interagit dans la journée (en respectant l’ordre des rencontres), mélanger avec lui le contenu de son tube à essais (indifféremment dans l’un ou l’autre) puis séparer à nouveau le mélange dans les deux tubes en proportions égales. Il doit recommencer avec le personnage suivant jusqu’au dernier personnage rencontré. Quand tous les échanges ont été réalisés, on révèle grâce à la phénolphtaléine l’ensemble des personnes contaminées.

Dans la deuxième partie de l’activité, les élèves reprennent leur rôle d’enquêteur. La première phase leur a permis de simuler le déroulé de la journée 0. Ils doivent maintenant, comme des épidémiologistes de terrain envoyés sur place, tenter de retrouver au plus vite le premier patient infecté et essayer de schématiser le trajet de la maladie. Cela peut se faire par un tableau commun.

 

Variante

Soit les fiches personnages complètes sont données (avec le compte-rendu des rencontres), soit c’est aux élèves de les inventer à partir des informations partielles données ci-dessous.

 

Résumé des informations sur les personnages

- M. A : 43 ans, enseignant (pas de cours au collège ce jour-là).

- Mme. A : 39 ans, informaticienne (travaille à domicile).

- Enfant 1 A : 16 ans.

- Enfant 2 A : 13 ans, ami proche de Enfant 1B.

- M. B : 37 ans, infirmier à l’hôpital Cook County.

- Mme. B : 38 ans, avocate de M.C.

- Enfant 1 B : 13 ans, amie proche de Enfant 2A.

- M. C : 27 ans, agriculteur éleveur de porcs, client majeur de Mme A.

- Mme C : 25 ans, agricultrice éleveuse de porcs, amie de Mme D.

- Mme D : 25 ans, infirmière à l’hôpital Cook County, amie de Mme C.

- M. E : 20 ans ; Mme F : 65 ans : principaux patients en lien récent avec M.B, hospitalisés au Cook County.

- M. G : 71 ans ; Mme H : 76 ans : principaux patients en lien récent avec Mme D., hospitalisés au Cook County.

 

Résumé des rencontres

 

Personnages

1er contact

2ème contact

3ème contact

4ème contact

M.A

Mme A

Enfant 1A

Enfant 2A

 

Mme A

M.A

Enfant 1A

Enfant 2A

 

Enfant 1A

Mme A

M.A

Enfant 2A

 

Enfant 2A

Mme A

M.A

Enfant 1A

Enfant 1B

M.B

Mme B

Enfant 1B

M.E

Mme F

Mme B

M.B

M.C

Enfant 1B

 

Enfant 1B

M.B

Enfant 2A

Mme B

 

M.C

Mme C

Mme A

 

 

Mme C

M.C

Mme D

 

 

Mme D

Mme H

Mme C

M.G

 

M.E

M.B

 

 

 

Mme F

M.B

 

 

 

M.G

Mme D

 

 

 

Mme H

Mme D

 

 

 

 

 

Graphe des rencontres

En vert : les individus sains. En rouge : les individus infectés. L’ordre des rencontres n’est pas représenté.

Avec ce graphe, on élimine tous les individus sains comme suspects, ainsi que tous les infectés connectés à des individus sains (le patient 0 infecte tous ses contacts). Il reste alors Mmes H et C et M. C. Si le patient 0 était l’une des dames, alors M G aurait dû tomber malade, ce qui n’est pas le cas. C’est donc M. C le patient 0.

L’activité proposée comme prolongement permet de réassocier le patient 0 à l’origine de la maladie : le micro-organisme retrouvé dans ses locaux et un virus. L’activité utilise le logiciel Scale2. Des captures d’écran peuvent suffire. L’objectif est de travailler sur les ordres de grandeur dans le vivant, la différence entre bactéries et virus, mais aussi la représentation des échelles, les calculs de proportionnalité et éventuellement les puissances de 10.

Voici quelques éléments de réponse :

Eléments de production/réponse

Voici deux captures d'écran du logiciel Scale2. Dans la première on peut voir un globule blanc (white blood cell) et une bactérie (E.coli). Une échelle de 12 µm est donnée par le diamètre du globule blanc.
On en déduit une longueur de 3 µm pour la bactérie. Ceci nous permet ensuite de mesurer le diamètre d'une particule virale à partir de nouvelles captures d'écran.

 

 

Partenaires du projet

Fondation La main à la pâte