Informatique et Communications dans l'Enseignement
des Sciences de la Vie et de la Terre
15, 16, 17 octobre 1997
ENS, 45 rue d'Ulm 75005 Paris - INRP, 29 rue d'Ulm, 75005 Paris


Session F - Modélisation et simulation en biologie

DU NEUROGRAMME BIPHASIQUE AU "PATCH-CLAMP" : SIMULATIONS ET MODELES EN ELECTROPHYSIOLOGIE
Jean-Pierre PENNEC
UFR Sciences et Techniques, Unité de Recherche en Physiologie Cellulaire
BP 809, 29285 BREST CEDEX
jpennec@univ-brest.fr


Résumé :

Pour les élèves du secondaire et les étudiants du premier cycle universitaire scientifique, l'approche expérimentale de l'électrophysiologie est souvent réduite à l'enregistrement du neurogramme biphasique sur nerf isolé. Dans le même temps, les notions enseignées en cours magistral traitent des potentiels et les courants trans-membranaires ainsi que de la notion de canal ionique. Cette distorsion, entre l'observation initiale et la complexité des mécanismes décrits dans la théorie, ne facilite pas leur compréhension et peut même introduire des confusions car les liens ne sont pas toujours aisés à établir.
La modélisation peut aider à résoudre ce problème, en particulier dans le cas d'une expérimentation de patch-clamp, en fournissant des valeurs numériques qui peuvent être traitées comme des valeurs expérimentales réelles, recréant ainsi la démarche déductive qui doit être à la base de l'apprentissage d'une science expérimentale.



 


EXPERIMENTATIONS ET SIMULATIONS POUR L'ENSEIGNEMENT DE LA REGULATION DE LA PRESSION ARTERIELLE

Daniel RICHARD, Corinne LACOSTE, Patrick CHEVALET,
Jean-Pierre KRONENBERGER
IUFM de Toulouse, Équipe de Recherches sur la Formation des Enseignants, JE - MESR
56, avenue de l'URSS, 31078 TOULOUSE CEDEX
drichard@cict.fr


Résumé :

Ce CD-ROM est consacré à líétude de la régulation de la pression artérielle, en tant quíexemple de "boucle de régulation". Il permet en particulier aux élèves des classes de Terminale des lycées, de se familiariser avec la notion de régulation. Une simulation des enregistrements de pression artérielle, suite à des modifications du milieu ou de paramètres physiologiques, permet díévaluer la fonction de transfert des différents systèmes. Progressivement, líélève peut reconstruire les différentes boucles de régulation qui interviennent et aboutir au fonctionnement général. Dans le cas où une démarche inverse serait souhaitée, líélève peut partir du schéma díensemble et en analyser pas à pas les différents éléments. Quelle que soit la démarche envisagée, un lien étroit existe toujours entre les phénomènes physiologiques étudiés et leur interprétation dans le cadre de la théorie des systèmes.



 


LA CONCEPTION DE LOGICIELS DE SIMULATION EXPERIMENTALE

Gérard SWINNEN
Collaborateur pédagogique de l'Université de Liège
136, av. de Thiervaux - B4802 HEUSY (Belgique)
gswinnen@guest.ulg.ac.be


Résumé :

Dans l'enseignement des sciences naturelles au niveau secondaire, les simulations expérimentales sur ordinateur peuvent constituer un complément de choix pour les séances de travaux pratiques effectuées en laboratoire. Par rapport à celles-ci, elles présentent l'avantage d'accorder aux élèves une liberté d'investigation totale. Elles permettent aussi l'accès à certains domaines d'expérimentation difficiles, et des systèmes d'auto-évaluation peuvent assister l'apprentissage.



 


LES CARTES DE CONCEPTS COMME OUTIL DE MODELISATION EN SCIENCE AGRONOMIQUE

Didier PAQUELIN
Etablissement National d'Enseignement Supérieur Agronomique de Dijon
Centre National d'Etudes et de Ressources en Technologies Avancées
26, boulevard du Docteur Petitjean, 21036 DIJON CEDEX
didier.paquelin@educagri.fr


Résumé :

Líenseignement et líapprentissage de la complexité des sciences agronomiques est une préoccupation de plus en plus présente díautant que les orientations pédagogiques favorisent le développement de la pensée systémique des futurs professionnels de líagriculture. La question traitée ici concerne la conception díapplications interactives dans le domaine agronomique. La démarche retenue síappuie sur líusage des cartes de concepts tant pour les auteurs que pour les utilisateurs. Les environnements díapprentissage ainsi produits offrent de véritables situations problèmes que les apprenants investissent de leur propre intentionnalité. Les résultats de cette recherche confirme líintérêt des cartes de concepts comme outil díabstraction modélisatrice pour les apprenants, et comme modalité díanalyse de leurs cheminements et ouvre la voie à une réelle activité métacognitive.



 


MODELISATION DE LA TRANSMISSION SYNAPTIQUE CENTRALE

Boris BARBOUR
Ecole normale supérieur, Laboratoire de Neurobiologie
46, rue d'Ulm, 75005 PARIS
barbour@biologie.ens.fr


Résumé :

L'enjeu de l'étude de la transmission synaptique dans le système nerveux central est important. La puissance de nos cerveaux vient du très grand nombre de synapses qu'ils contiennent. Décrire précisément le fonctionnement des synapses centrales et ses modifications serait un pas essentiel vers la compréhension du cerveau.
Plusieurs questions importantes concernant la transmission synaptique centrale n'ont toujours pas de réponse parce que les synapses centrales restent très difficiles d'accès pour l'expérimentateur. On est donc contraint de se contenter de données indirectes. Dans l'incertitude qui règne, la modélisation aide à interprêter les résultats et guide l'intuition. Mais on n'a pas encore atteint le niveau de connaissances où un modèle explicite, sans paramètre libre, d'une synapse centrale puisse être construit et permettre de reconstituer son comportement.


  Logiciels et données   Coopérations Autoformation    Education interactive