J’aurais dû aimer la biologie (2020)

• Les cours de biologie qui n’expliquaient pas l’émerveillement des cellules

  • Les manuels se résumaient à mémoriser des noms comme l’appareil de Golgi, le cycle de Krebs, la mitose, la méiose, l’ADN et l’ARN
  • On ne ressentait pas vraiment l’étonnement devant le fait que toutes les cellules possèdent le même ADN
  • On n’avait pas l’occasion de réfléchir en profondeur à la manière dont un embryon se différencie
  • La biologie n’était pas enseignée comme une exploration des secrets de la vie ; on nous donnait seulement les conclusions

• Ce qui est important dans l’apprentissage de la biologie

  • L’apprentissage commence par des questions : comment un embryon se différencie-t-il, pourquoi le coronavirus rend-il certaines personnes plus malades que d’autres, etc.
  • Les sujets vastes doivent être abordés de manière ciblée et approfondie. Mener soi-même un petit projet aide à comprendre
  • En biologie comme en informatique, la base n’est pas abstraite mais physique. La structure et la fonction sont liées
  • De même qu’on peut deviner la fonction d’une protéine en regardant sa structure, les cellules communiquent aussi par leur forme
  • L’expression génétique correspond au fait que, selon le degré d’enroulement de l’ADN, la machinerie de transcription de l’ARN peut accéder à des zones différentes
  • Il est important de comprendre les principes des techniques expérimentales de la biologie moderne, comme le séquençage de l’ARN

• Des outils pour comprendre plus facilement la biologie

  • Des livres riches en illustrations et en analogies : The Machinery of Life, A Computer Scientist's Guide to Cell Biology, etc.
  • Des vidéos explicatives sur YouTube : la chaîne Ninja Nerd Science, entre autres
  • Des outils permettant de dessiner facilement des structures cellulaires complexes : BioRender, CellPAINT, Molecular Maya, etc.
  • Un système collaboratif, à la manière de Wikipédia, pour créer des images et des diagrammes de biologie
  • Des outils de simulation immersifs utilisant des jeux comme Minecraft
  • L’apparition d’un héros capable de populariser la biologie auprès du grand public, notamment à travers le rhume et d’autres maladies

L’avis de GN⁺

• J’ai l’impression que les connaissances en biologie sont devenues une culture générale indispensable pour vivre dans la société moderne. Nous vivons dans un monde où un minuscule virus peut balayer la planète entière. Pourtant, la plupart des gens semblent ne pas posséder les connaissances de base nécessaires pour comprendre cela.
• Le cœur de ce texte porte finalement sur l’enseignement de la biologie. Il faut une nouvelle manière d’enseigner, adaptée au XXIe siècle. Autrement dit, une éducation qui quitte les cours centrés sur la mémorisation pure pour amener les élèves à poser eux-mêmes des questions biologiques, à débattre et à enquêter. Pour cela, l’usage d’outils multimédias variés et de contenus participatifs semble être une bonne piste.
• Il faut aussi réfléchir à la manière de faire connaître plus largement au grand public l’importance et l’intérêt de la biologie. À l’occasion de cette pandémie, par exemple, mettre en avant comme des héros les scientifiques qui ont développé des vaccins ou des traitements serait une bonne chose. Il faudrait aussi produire davantage de contenus de culture populaire, comme des livres accessibles, des animations ou des jeux.
• Il faut toutefois veiller à ne pas trop élever la barrière à l’entrée. Si l’on s’appuie sur des outils trop spécialisés ou trop coûteux, on risque au contraire d’éloigner la biologie du grand public. C’est précisément pourquoi les progrès technologiques doivent aller de pair avec l’innovation pédagogique.
• On peut aussi imaginer des contenus d’apprentissage de la biologie personnalisés grâce à l’IA, ou des programmes permettant de vivre indirectement des expériences de biologie via la VR/AR. Espérons que ce type d’initiatives se développera encore davantage à l’avenir.

[GN⁺]

Avis Hacker News

• Les cours de biologie au lycée étaient ennuyeux, mais en étudiant seul à partir du manuel, c’était devenu très intéressant. L’intérêt et la curiosité dépendent non seulement de la manière d’enseigner, mais aussi de nombreux facteurs comme les centres d’intérêt personnels, l’expérience et le stade de développement.

• Un site web appelé Smart Biology propose de superbes animations 3D sur les systèmes cellulaires. J’aurais aimé avoir ce genre de vidéos pendant ma scolarité.

• Pour les sujets très vastes, il vaut mieux les aborder de façon étroite et approfondie. En apprenant la programmation, ce sont les petites réalisations concrètes qui m’ont davantage parlé que les manuels. Les projets ne servent pas seulement de motivation, ils aident aussi à structurer ce qu’on a appris.

• Pour enseigner et comprendre la biologie, il faut de meilleurs outils qui reflètent bien la réalité. Aujourd’hui, on apprend des contenus complexes avec un langage simplifié et des schémas statiques, ce qui fait facilement passer la biologie pour une matière de mémorisation. Pour développer une pensée biologique fidèle à ce qu’on observe dans la nature, il faut des moyens de communication et de compréhension qui la soutiennent.

• Au cœur de la biologie se trouvent des principes physiques et d’ingénierie où les structures 3D et les surfaces interagissent, des complexes protéiques jusqu’aux tissus et aux organes, pour produire structure et fonction. Il faut un enseignement de la biologie centré sur l’émerveillement du nanomonde à l’intérieur des cellules.

• Pour comprendre la biologie, il faut prendre l’évolution comme cadre central. Il faut voir structures et fonctions du point de vue de leur façonnement par le processus évolutif au fil du temps. Cela peut aussi donner un sens nouveau à la simple mémorisation.

• Les livres mentionnés dans cet article, comme "The Eighth Day of Creation", "The Machinery of Life", "A Computer Scientist's Guide to Cell Biology" et "GEB", sont eux aussi d’excellentes ressources.