QUELQUES ETAPES DE LA MODELISATION
DANS L'ENSEIGNEMENT DE LA BIOLOGIE
CELLULAIRE AU LYCEE
Arlette MALOl5EL
Lycée Berlioz, Vincennes
MOTS CLEFS Historique, doute, positivisme, réductionnisme, intégrationnisme.
RESUME Dans les lycées français jusqu'en 1965, les modèles de biologie cellulaire gardaient un fort relent positiviste, à la sa-tisfaction générale.
Les découvertes en microsopie électronique et surtout en biochimie introduisirent des modèles réductionnistes, dans toutes les sections des classes de Terminale. L'enseignement des théories de l'Evolution dans toutes les sections, celui de la théorie cellulaire dans les sections littéraire et économique tirent entrer les modèles intégra-tionnistes. Ces derniers modèles, surtout, apprirent à douter. Le doute est une notion capitale avant l'entrée en Faculté.
ABSTRACT : In 6th. form of secondary school until 1965, cellular biology models were still very positivist to pupils' and teachers' satisfaction.
Déjà, avant que l'UNESCO n'en exprime le voeu, les programmes des lycées français suivirent les progrès de la recherche en biologie cel-laire, dont ils reflétèrent les modélisations succéssives.
1. Modélisations cellulaires entre 1989 et 1965.
Nous construisions des modèles réalistes ou nominalistes de la cel-lule à partir des travaux pratiques.
Ces dessins, d'un 'symbol i sme naïf", selon Vic tor HO::;'1' étaient d' une grande précision. Partant de cette précision et de ce réalisme, nous raisonnions comme si ces dessins étaient des réalités objectives. Par-tant de Id, nous établissions des lois, par exemple nous nous attachions
différencier les cellules animales des cellules végétales:
"La cellule végétale possède des chloroplastes, alors que les mito-chondries caractérisent la cellule animale ..~ Ensuite, le microscope électronique a montré l'universalité de la mitochondrie.
Des expériences de biochimie cellulaire nous apprirent le rôle de ces organites en énergétique. Nos modèles ne purent évoluer avec de nouvelles techniques. Nous avions tiré des lois de ce que nous pre-nions pour une réalité et qui n'était qu'une image construite par notre esprit et un microscope.
Donc, nos modèles étaient ~itivistes. . . et mauvais. Par contre, nous les enseignâmes avec sérénité et bonheur comme des certitudes qui rendaient nos élèves heureux.
II. Les modèles issus des programmes de 1980 à 1987.
Entre 1959 et 1980, nos programmes tâtonnèrent et louvoyèrent entre le positivisme et le réductionnisme.
Entre 1980 et 1987, les programmes constituèrent un ensemble cohé-rent de modèles réductionnistes et intégrationnalistes avec une apo-théose dans les différentes classes de Terminales.
La conception d'ensemble proposa d'étudier des systèmes emboités d'organisation
écosystème en seconde, organisme en première,
cellule, organisme et évolution en terminale.
A) Modèles nominalistes
Ils persistent à partir d'images obtenues grâce au microscope élec-tronique par exemple un luxe de détails sur des organistes cellulaires. Mais, dans un manuel édité par Bordas, une planche décrit la lranscrjpLion de l'ADN en ARN, en partant de l'électrongraphie pour aboutir à la cons-truction intellectuelle.
On suit le cheminement de l'abstraction. Un tel modèle simple à l'appréhension casse toute tentation positiviste. C'est une excellente évolution.
B} Modèles réductionnistes :
Ils conduisent à considérer la cellule con~e une usine. Par exem-ple GALLIEN, un des maîtres à penser de beaucoup de professeurs, sché-matise la respiration cellulaire sous forme d'une production d'énergie par une centrale nucléaire.
Considérer la cellule comme un système ouvert où se produisent des échanges d'énergie et de matière séduit les élèves. Voici, donc, les caractères positifs de ces modèles:
1ère qualité : ils sont entre eux et avec les modèles reçus par les apprenants en physique-chimie.
2ème qualité leur utilisation est simple et facile à mémoriser. 3ème gualité ils peuvent synthétiser les flux d'énergie et de matière dans la physiologie cellulaire.
Mais enseignés et même enseignants reçoivent si bien ces modèles qu'ils ont tendance à les confondre avec la réalité. Nous retombons ensemble dans le même écueil que précédemment.
Cl Modèles intégrationnistes :
En premier lieu : un raisonnement du type de la bifurcation de R. TOM impose un va et vient constant entre la cellule et l'organis-me. Par ce mode de raisonnement propre au biologiste, il établit le modèle conceptuel : cellule-organisme, à la bifurcation de deux mo-dèles cellule et organisme. C'est l'intérêt de l'étude des corréla-tions fontionnelles au niveau de l'organisme et de lacellule dans nos programmes.
En deuxième lieu : dans les Terminales Scientifiques, les ensei-gnants se bornent aux modèles nominalistes et réductionnistes de la reproduction cellulaire, les plus modernes. C'est dans les Terminales Economiques et Littéraires seulement, que l'enseignement de la théorie
contrairement à une cellule,
- un cristal grossit mais ne reproduit pas:
- une usine produit des matériaux mais ne reproduit pas.
en troisième lieu: en France, les théories de l'évolution sont enseignées sans qu'il soit fait mention de l'origine de la vie. Donc, nous ne pd~lons pas de l'origine physico chimique de la vie. Donc, aucun modèle réductionniste ne transparaît dans nos théories de l'évo-lution. Il est possible que cette soustraction de l'origine de la vie ne soit pas dûe à un quelconque souci didactique. En effet, depuis sa fondation en 1882, l'enseignement public français s'honore d'une tradition de laocité.
La laïcité, selon RENAN, c'est "l'Etat neutre entre les religions". En évitant de parler de l'origine de la vie,en reste laïc, qu'on soit athée ou déiste.
Par contre, le modèle de l'évolution enseigné à partir de l'onto-génèse et de la phylol'onto-génèse suggère la détermination réciproque des deux niveaux d'organisation cellule et organisme.
C'est l'organisme, unité d'émçLgence de la cellule qui subit la sélection naturelle. Mais c'est l'évolution qui sanctionne l'éf-ficacité de l'activité cellulaire avec, toutefois, quelques nuances des "intégrons" plus ou moins efficaces peuvent subsister au sein d'une population, selon la théorie neutraliste de l'Evolution.
En conclusion :
Que d'évolution dans notre enseignement depuis 30 ans !
La variété des modèles atteint actuellment son apogée. Les modèles nominalistes plaisent beaucoup plus aux élèves que les élèves intégra-tionnistes à cause de leur facile accessibilité, de leur emploi simple et de la mémorisation aisée qui s'en suit. Enfin, la prospectivité donne l'avantage aux modèles réductionnistes sur les modèles nominalis-tes.
Mais, énumérons un peu les qualités du modèle intégrationnistes - il cerne mieux la réalité,
- il utilise un type de raisonnement différent de celui des Sciences Physico Chimiques,
- il est plus prospectif.
Ce sont là les qualités d'un modèle de chercheur.
Qu'en est-il pour mes élèves?
Il faut enseigner la méthode systémique pour permettre le va et vient entre la cellule et l'organisme. Mais, les connaissances acqui-ses ainsi, deviennent plus complex~~à cause de leur appartenance à un réseau conceptuel plus dense. Donc, elles restent difficiles à re-tenir.
Apprendre la théorie cellulaire permet aux enseignés de mieux
~tructurer leur acquis et de douter. Par expérience, je suis hostile à l'entrée de la méthode historique en biologie:
1) l'historique de la découverte de la secrétine a bloqué plus d'un étudiant en médecine;
2) les élèves détestent apprendre des erreurs et des tâtonnements; 3) Enfin, les professeurs de biologie ne sont pas formés à ce type de raisonnement. Le recyclage permanent, les changements de programme perpétuels, et la multiplicité des classes de niveaux variés suffi-sent à user les jours et les nuits d'un professeur de "Sciences et Techniques biologiques et Géologiques" (Biologie et Géologie jusqu'en
1987), en France.
Mais l'efficacité de l'enseignement de la théorie cellulaire peut permettre unr exception.
La théorie cellulaire n'a été enseignée que dans les séries éco-nomique et littéraire.
Dans les sections scientifiques, le gigantisme du programme, la nécessité d'une mise à jour et le désir de rassurer des candidats au baccalauréat anxieux empêchent beaucoup d'enseignants d'oser enseigner le doute. Par souci d'efficacité, également, les élèves désirent violem-ment n'apprendr~que des connaissances sûres.
Moralement, nous n'avons pas le droit de lâcher en Faculté d~s
enseignés dont la tête serait pleine de modèles nominalistes et ré-ductionnistes qu'ils confondraient avec la réalité. Ce sont les modè-les intégrationnistes qui doivent structurer le tout et surtout appren-dre le doute.
