Plan de Cours | Apprentissage Actif | Biochimie : Protéines

Hypothèses: Ce Plan de Cours Actif suppose : un cours de 100 minutes, une étude préalable des élèves avec le Livre et le début du développement du Projet, et que seule une activité (parmi les trois proposées) sera choisie pour être réalisée pendant le cours, car chaque activité est conçue pour occuper une part importante du temps disponible.

Objectifs

Durée: (5 minutes)

L'étape des objectifs sert à clarifier et à consolider le focus du cours, garantissant que l'enseignant et les élèves aient une compréhension claire des principaux concepts qui seront explorés. Cette étape oriente l'approche d'enseignement et d'apprentissage, facilitant la connexion entre les connaissances préalables des élèves et les nouveaux contenus qui seront abordés pendant le cours.

Objectifs Principaux:

1. Comprendre la structure et la fonction des protéines dans le corps humain.

2. Comprendre comment les protéines sont synthétisées à partir des acides aminés et l'importance de ce processus.

Objectifs Secondaires:

1. Identifier des exemples de protéines et leurs fonctions spécifiques dans l'organisme.

Introduction

Durée: (15-20 minutes)

L'introduction a pour objectif d'engager les élèves et de faire le lien entre les connaissances préalables et le contenu qui sera exploré dans le cours. Les situations problèmes incitent les élèves à appliquer et à réviser les connaissances acquises de manière pratique et contextualisée, tandis que la section de contextualisation met en évidence la pertinence de l'étude des protéines dans des situations réelles et historiques, augmentant l'intérêt et la connexion des élèves avec le sujet.

Situations Problématiques

1. Imaginez une situation où un athlète doit optimiser sa performance et sa récupération musculaire. Quelles protéines sont essentielles dans ce processus et comment agissent-elles dans l'organisme ?

2. Pensez à un patient ayant un régime alimentaire déficient en acides aminés essentiels. Quels problèmes de santé pourrait-il rencontrer en raison du manque de protéines adéquates ?

Contextualisation

Les protéines sont fondamentales pour diverses fonctions du corps humain, depuis la construction des tissus jusqu'à la réponse immunitaire. Une curiosité est que la découverte de la structure de la protéine insuline a été fondamentale pour comprendre de nombreux processus biologiques et a remporté le prix Nobel de Chimie en 1958. Cette découverte a ouvert la voie à des avancées significatives en médecine et en biotechnologie, démontrant l'impact direct de l'étude des protéines dans notre vie quotidienne.

Développement

Durée: (70 - 80 minutes)

L'étape de développement est conçue pour impliquer les élèves dans des activités pratiques et ludiques qui facilitent l'application des connaissances acquises sur les protéines et les acides aminés. Les activités proposées encouragent la pensée critique, la collaboration et l'application pratique des concepts dans des scénarios simulés, favorisant une compréhension plus profonde et durable du sujet.

Suggestions d'Activités

Il est recommandé de ne réaliser qu'une des activités proposées

Activité 1 - Culinaire moléculaire : Construction de protéines

> Durée: (60 - 70 minutes)

- Objectif: Comprendre la structure des protéines et comment la séquence d'acides aminés influence leur forme et leur fonction dans le corps humain.

- Description: Dans cette activité ludique, les élèves seront défiés de 'cuisiner' des modèles de protéines en utilisant des matériaux comme de la pâte à modeler ou des perles colorées pour représenter différents acides aminés. Chaque groupe recevra une liste d' 'ingrédients' (acides aminés) et devra suivre une 'recette' (séquence d'acides aminés) pour créer une protéine spécifique, comme l'hémoglobine.

- Instructions:

• Formez des groupes de maximum 5 élèves.

• Distribuez le kit de matériaux à chaque groupe, contenant de la pâte à modeler ou des perles de couleurs variées, chaque couleur représentant un acide aminé différent.

• Remettez à chaque groupe une 'recette' qu'ils devront suivre pour assembler leur protéine.

• Demandez à chaque groupe de discuter et de planifier comment ils vont représenter les acides aminés et les liaisons peptidiques.

• Les élèves doivent assembler la protéine en suivant la séquence d'acides aminés fournie.

• À la fin, chaque groupe présentera sa protéine en expliquant sa fonction dans le corps humain et comment la séquence d'acides aminés détermine sa forme et sa fonction.

Activité 2 - Mission Sauvetage : Sauver la cellule

> Durée: (60 - 70 minutes)

- Objectif: Appliquer les connaissances sur les fonctions des protéines pour résoudre des problèmes pratiques dans un contexte cellulaire simulé.

- Description: Les élèves entreront dans une mission où ils doivent 'sauver' une cellule en utilisant des protéines. Ils doivent décider quelles protéines envoyer pour réparer une cellule endommagée dans un jeu de société qui simule l'environnement cellulaire. Chaque protéine (représentée par des cartes) aura des compétences spécifiques et les élèves devront utiliser leurs connaissances pour choisir les protéines appropriées pour les différents problèmes présentés sur le plateau.

- Instructions:

• Divisez la classe en groupes de jusqu'à 5 élèves.

• Expliquez les règles du jeu et distribuez les matériaux : plateau, cartes de protéines, cartes de défis.

• Chaque tour, un défi sera présenté et les groupes doivent choisir quelle protéine envoyer pour résoudre le problème.

• Les élèves discuteront en groupe et sélectionneront la protéine la plus appropriée, justifiant leur choix en fonction de leurs connaissances sur les fonctions des protéines.

• Chaque choix correct permet au groupe d'avancer sur le plateau ; des choix incorrects peuvent entraîner des pénalités.

• Le premier groupe à 'guérir' complètement la cellule remporte le jeu.

Activité 3 - Énigme des enzymes

> Durée: (60 - 70 minutes)

- Objectif: Comprendre le concept de spécificité enzymatique et comment les enzymes agissent dans le corps à travers un exercice pratique et visuel.

- Description: Dans cette activité, les élèves devront résoudre un puzzle qui simule le processus d'emboîtement des enzymes dans leurs substrats. Utilisant des pièces représentant différentes enzymes et substrats, les élèves devront découvrir quelle enzyme s'emboîte avec quel substrat, en se basant sur les formes et les indices fournis sur les fonctions biochimiques.

- Instructions:

• Organisez les élèves en groupes de jusqu'à 5 personnes.

• Distribuez les pièces du puzzle, qui incluent plusieurs 'enzymes' et 'substrats', chacun avec des formes uniques.

• Expliquez que chaque enzyme ne s'emboîte que dans un substrat spécifique et qu'ils doivent utiliser les indices pour déterminer les paires correctes.

• Les élèves doivent tester différentes combinaisons, essayant d'emboîter les pièces et utilisant les indices pour guider leurs choix.

• Après avoir complété le puzzle, chaque groupe doit expliquer pourquoi ils ont choisi chaque paire et comment cela se rapporte aux fonctions des enzymes dans le corps.

Retour d'Information

Durée: (10 - 15 minutes)

L'objectif de cette étape est de permettre aux élèves de réfléchir à leur apprentissage et de verbaliser leur compréhension des concepts de biochimie des protéines. Cette discussion renforce non seulement les connaissances acquises, mais favorise également des compétences de communication et de pensée critique. De plus, en écoutant les expériences de leurs camarades, les élèves peuvent gagner de nouvelles perspectives et idées, enrichissant encore leur apprentissage.

Discussion de Groupe

Pour initier la discussion en groupe, l'enseignant doit encourager les élèves à partager leurs expériences et découvertes des activités réalisées. On peut commencer par demander à chaque groupe de présenter un bref résumé de ce qu'ils ont construit ou résolu, en se concentrant sur les difficultés rencontrées et les stratégies utilisées pour les surmonter. Après chaque présentation, l'enseignant doit faciliter un dialogue entre les groupes, encourageant les élèves à comparer leurs approches et résultats.

Questions Clés

1. Comment la structure des protéines que vous avez modélisées influence-t-elle leurs fonctions dans le corps humain ?

2. Quels ont été les critères utilisés pour choisir les protéines lors de l'activité 'Mission Sauvetage' ? Comment ces choix reflètent-ils les connaissances sur les fonctions des protéines ?

3. Comment l'activité 'Énigme des enzymes' vous a-t-elle aidé à comprendre la spécificité des réactions enzymatiques ?

Conclusion

Durée: (5 - 10 minutes)

L'objectif de la conclusion est de consolider l'apprentissage, garantissant que les élèves aient une clarté sur les principaux points discutés durant le cours. Cette étape sert également à démontrer comment les connaissances théoriques ont été appliquées dans des activités pratiques, soulignant la pertinence des protéines dans la vie quotidienne et dans des contextes scientifiques et technologiques.

Résumé

Pour conclure le cours, l'enseignant doit résumer les concepts essentiels sur les protéines, réitérant leurs fonctions vitales dans le corps humain et le processus de formation à partir des acides aminés. Il est important de souligner les structures spécifiques discutées et comment celles-ci influencent les fonctions des protéines.

Connexion Théorique

Le cours d'aujourd'hui a offert une expérience intégrée entre théorie et pratique, où les élèves ont pu visualiser et manipuler des modèles représentant les protéines, corrélant avec les connaissances théoriques préalablement acquises. Les activités, telles que la construction de modèles de protéines et le jeu de société, ont permis d'appliquer la théorie dans des scénarios pratiques, facilitant la compréhension complexe des processus biochimiques.

Clôture

Renforcer l'importance des protéines va au-delà du contexte académique, s'étendant à la vie quotidienne à travers leurs multiples applications dans la santé, la nutrition et la biotechnologie, mettant en évidence comment l'étude des protéines est fondamentale pour de nombreux domaines de connaissances et industries.