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# Biologie # Communication scientifique et éducation

L'importance de la littératie visuelle en biologie moléculaire

La littératie visuelle est super importante pour piger les concepts et modèles de biologie moléculaire.

Crystal Uminski, Christian Cammarota, Brian A. Couch, L. Kate Wright, Dina L. Newman

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La Littératie visuelle, c'est la capacité d'interpréter et de comprendre les infos visuelles. Dans le monde de la biologie moléculaire, ça devient super important parce qu'une grande partie de ce que les biologistes étudient, ce sont des molécules minuscules qu'on peut pas voir à l'œil nu. Du coup, ils utilisent des Modèles Visuels, comme des diagrammes et des dessins, pour expliquer les relations et structures de ces molécules.

L'art de la littératie visuelle, c'est un peu comme apprendre à lire un langage secret fait de formes, de couleurs et de symboles qui racontent une histoire sur la vie au niveau moléculaire. Imagine essayer de profiter d'un film sans savoir lire les sous-titres. Tu pourrais rire aux mauvais moments ou pleurer à des scènes qui ne sont pas du tout tristes. De la même façon, si les étudiants en biologie moléculaire ne peuvent pas interpréter les modèles visuels, ils risquent de rater des concepts clés.

Pourquoi les modèles visuels sont importants

La biologie moléculaire est souvent enseignée à l'aide de divers outils visuels parce qu'ils aident les étudiants à saisir des idées complexes. Par exemple, une simple ligne peut représenter différentes choses selon le contexte. Dans un cas, ça pourrait représenter le squelette de l'ADN, tandis que dans un autre, ça pourrait symboliser une structure génétique plus vaste. En simplifiant les concepts complexes en visuels gérables, les étudiants peuvent mieux comprendre comment ces petites structures fonctionnent dans le monde réel.

Cette simplification, ça peut être à double tranchant. Tandis que ça rend les concepts plus faciles à digérer, ça peut aussi mener à une oversimplification, où les étudiants perdent de vue le tableau d'ensemble. Ils pourraient croire qu'ils comprennent l'ADN juste parce qu'ils ont reconnu quelques lettres ou formes dans un modèle, sans réaliser que c'est qu'une pièce d'un puzzle beaucoup plus compliqué.

Les limites de l'enseignement de la littératie visuelle

Bien que la littératie visuelle soit importante, des études montrent que beaucoup de cours de biologie n'enseignent pas ces compétences de manière adéquate. Même si les étudiants voient souvent des modèles visuels dans les manuels ou les diapos de cours, ils n'apprennent pas toujours à les interpréter correctement. Ce manque de connaissances peut freiner leur compréhension de sujets qui dépendent beaucoup de la représentation visuelle, comme la génétique ou les processus cellulaires.

Imagine étudier pour un test de conduite juste en regardant des panneaux sans jamais savoir ce qu'ils veulent dire. Tu pourrais penser que tu es prêt pour la route, mais le moment où tu es derrière le volant, c'est une toute autre histoire ! De la même façon, les étudiants qui n'apprennent pas la littératie visuelle peuvent avoir du mal à appliquer leurs connaissances pendant les examens ou dans des scénarios de la vie réelle.

Examiner l'utilisation des modèles visuels dans les cours de biologie

Pour avoir une meilleure idée de comment la littératie visuelle est intégrée dans l'éducation en biologie, des chercheurs ont examiné des examens de plusieurs cours d'introduction à la biologie moléculaire. Ils ont trouvé que sur près de 2 700 questions d'examen, seulement environ 16 % incluaient des occasions pour les étudiants d'interagir avec des modèles visuels. Étonnamment, bien que beaucoup d'examens utilisent des représentations visuelles, la plupart des questions ne demandaient pas aux étudiants de réfléchir de manière critique à ces modèles.

C'est comme aller à un concert et n'être autorisé qu'à écouter la musique sans vraiment ressentir les rythmes ou voir les lumières. Tu entends le son, mais tu rates toute l'expérience ! De même, les étudiants en biologie qui rencontrent des modèles visuels dans les examens pourraient seulement effleurer la surface sans s'engager pleinement avec le matériel.

Différents types de modèles visuels

Les modèles visuels viennent sous différentes formes, comme des dessins, des diagrammes et des graphiques. Ils peuvent représenter tout, de la structure de l'ADN à des processus cellulaires complexes. En classe, ces visuels sont cruciaux pour transmettre des informations détaillées de manière claire.

Un cadre populaire pour classer ces modèles s'appelle le paysage de l'ADN. Ce cadre catégorise les représentations de l'ADN selon deux axes clés : l'échelle (nucléotides, gènes, chromosomes) et l'abstraction (forme littérale contre formes plus abstraites). Par exemple, un dessin détaillé d'une molécule d'ADN pourrait être considéré comme une représentation littérale, tandis qu'une simple forme en « X » qui symbolise un chromosome est plus abstraite.

Examiner les représentations de l'ADN

En se concentrant spécifiquement sur l'ADN, les chercheurs ont trouvé que beaucoup d'examens contenaient des représentations plus abstraites. Plus de la moitié des visuels d'ADN dans les éléments examinés étaient très abstraits, ce qui pourrait mener à des malentendus chez les étudiants. Par exemple, voir une lettre représenter un nucléotide, ça va, mais sans une bonne compréhension de ce que cette lettre signifie vraiment dans un contexte plus large, les étudiants pourraient se sentir perdus.

Une bonne analogie serait d'essayer de naviguer sur une carte de la ville. Savoir qu'une étoile représente un point de repère est utile, mais si tu ne sais pas ce qu'est vraiment ce point de repère, bonne chance pour trouver ton chemin ! De même, les étudiants peuvent reconnaître des symboles dans les modèles d'ADN sans vraiment comprendre ce qu'ils signifient dans le monde de la biologie moléculaire.

Engager les étudiants à travers l'évaluation

En ce qui concerne les évaluations, les résultats de ces examens ont montré que les éléments avec des modèles visuels testaient souvent des compétences de pensée de niveau inférieur, comme la mémorisation et le rappel. Seulement une petite fraction de ces éléments employait des compétences de pensée de niveau supérieur, nécessitant une analyse critique et un raisonnement. Ce schéma entraîne des occasions manquées pour les étudiants de s'engager dans une réflexion plus profonde qui est essentielle pour comprendre des systèmes biologiques complexes.

Les enseignants pourraient penser qu'ils testent les connaissances des étudiants en fournissant des modèles visuels, mais si les questions ne demandent que des identifications de base ou de la mémorisation, ils ne tirent pas pleinement parti du potentiel de ces modèles. Au lieu de demander simplement aux étudiants de reconnaître un diagramme, pourquoi ne pas leur demander d'expliquer comment le modèle s'applique à des situations réelles ou des concepts scientifiques ? Ce type de questionnement ouvert pourrait mener à des discussions plus riches et une compréhension plus profonde.

Combler le fossé : relier l'enseignement et l'évaluation

Un point majeur à retenir de la recherche, c'est le décalage entre ce qui est enseigné en classe et ce qui est évalué dans les examens. Beaucoup d'enseignants affirment enseigner la littératie visuelle, mais leurs examens ne reflètent souvent pas cette importance. Ce désalignement peut semer la confusion chez les étudiants, les laissant se demander pourquoi ils sont testés sur des contenus qu'ils se sentent mal préparés à aborder.

Pense à ce décalage comme à un chef qui prépare un super repas mais ne le sert jamais réellement aux invités. Ils pourraient penser avoir fait quelque chose de merveilleux, mais si ça n'atteint pas la table, comment quiconque peut apprécier ?

Pour remédier à ce fossé, il est essentiel que les éducateurs adoptent une approche de conception à rebours. Cela signifie que les objectifs d'apprentissage devraient guider le contenu des cours et l'évaluation. Si la littératie visuelle est une priorité, elle devrait aussi être un point focal dans les examens et les devoirs. En faisant cela, les étudiants seront mieux préparés à analyser, évaluer et construire des modèles, ce qui améliorera finalement leur compréhension de la biologie moléculaire.

Relever le niveau : utiliser des modèles pour favoriser la pensée de niveau supérieur

Utiliser des modèles visuels peut être un moyen d'engager les étudiants dans une pensée de niveau supérieur. Comme mentionné, beaucoup d'évaluations actuelles ont tendance à se concentrer sur des compétences cognitives de niveau inférieur. Cependant, il y a un énorme potentiel pour encourager les étudiants à réfléchir plus profondément aux modèles qu'ils rencontrent.

Les instructeurs peuvent créer des questions d'examen qui défient les étudiants à analyser et critiquer les modèles qu'ils ont devant eux. Les questions pourraient demander aux étudiants d'expliquer les avantages et les limites d'un modèle particulier, ou de comparer différentes représentations et discuter de laquelle serait la plus efficace dans un contexte spécifique.

Par exemple, demande à un étudiant d'évaluer un modèle visuel de l'ADN et d'expliquer comment ce modèle simplifie à outrance la complexité de l'information génétique. L'étudiant devra alors construire un modèle plus précis. De telles questions n'évaluent pas seulement la littératie visuelle des étudiants, mais favorisent aussi la pensée critique.

L'importance des modèles abstraits dans l'enseignement

Bien qu'il soit évident que les modèles abstraits sont largement utilisés, il est crucial de souligner leur valeur en éducation. L'abstraction permet une illustration plus facile des idées complexes, les rendant plus accessibles aux étudiants. Cependant, le défi réside dans l'utilisation efficace de ces abstractions dans les évaluations.

Il est courant que les évaluations demandent aux étudiants de labelliser ou de faire des correspondances au lieu d'encourager un raisonnement plus profond. Imagine si les peintres étaient seulement invités à colorier à l'intérieur des lignes, sans jamais avoir l'occasion d'exprimer leur créativité. Quand il s'agit d'enseigner avec des modèles abstraits, on devrait encourager les étudiants à penser de manière critique sur pourquoi ces représentations sont importantes.

Par exemple, montrer aux étudiants une Représentation abstraite d'une molécule d'ADN et leur demander comment ça transmet de l'information pourrait mener à une discussion enrichissante sur l'efficacité du modèle. Ce type d'engagement favorise une appréciation plus profonde des complexités de la biologie.

Un appel à l'action : construire des évaluations significatives

Malgré l'importance de la littératie visuelle en biologie moléculaire, il est clair que ces compétences sont rarement évaluées. Cela souligne le besoin pour les éducateurs de concevoir des évaluations qui priorisent la littératie visuelle, encourageant les étudiants à démontrer activement leur compréhension.

Développer des outils et instruments pour évaluer la littératie visuelle est crucial. Il y a un besoin de stratégies d'évaluation fiables qui peuvent être utilisées dans divers cours de biologie. Avec des évaluations efficaces en place, les instructeurs peuvent évaluer la compréhension des étudiants des représentations visuelles et leur capacité à s'engager avec des concepts biologiques complexes.

Trouver un équilibre dans l'évaluation

En plus de développer de nouveaux outils d'évaluation, il est essentiel de trouver un équilibre entre différents types d'évaluations. Bien que les examens traditionnels aient un but, il est nécessaire d'incorporer une variété d'évaluations qui permettent aux étudiants d'exprimer leur compréhension de différentes manières, comme des projets, des présentations ou des discussions de groupe.

Encourager les étudiants à utiliser et créer des supports visuels peut aussi améliorer les résultats d'apprentissage. Alors, imagine ça : au lieu de simplement remplir des réponses dans un manuel, pourquoi ne pas faire collaborer les étudiants sur une affiche pour présenter leurs découvertes ? Non seulement ça rend l'apprentissage plus engageant, mais ça nourrit aussi la créativité et la pensée critique.

Conclusion : La voie à suivre pour l'éducation en biologie moléculaire

La littératie visuelle joue un rôle vital dans l'éducation en biologie moléculaire, mais beaucoup d'étudiants n'ont pas assez d'occasions de développer et de démontrer ces compétences. Pour résoudre ce problème, il est crucial que les éducateurs assurent un alignement entre l'instruction et l'évaluation. En intégrant efficacement des modèles visuels dans l'enseignement et l'évaluation, les étudiants peuvent cultiver une meilleure compréhension des concepts biologiques complexes.

Il est temps de repenser notre approche de l’enseignement et de l’évaluation de la littératie visuelle en biologie. De la conception d'évaluations significatives à la promotion de la pensée de niveau supérieur, il y a un potentiel infini d’amélioration. En investissant dans la littératie visuelle, on peut donner aux étudiants les moyens de s'épanouir non seulement dans leurs études de biologie, mais aussi en tant qu'individus informés prêts à relever les défis du futur.

Au final, aider les étudiants à devenir visuellement littéraux en biologie moléculaire, c'est comme leur donner un superpouvoir : la capacité de voir les connexions invisibles qui façonnent notre compréhension de la vie elle-même.

Source originale

Titre: Biology exams rarely use visual models to engage higher-order cognitive skills

Résumé: Visual models are a necessary part of molecular biology education because submicroscopic compounds and processes cannot be directly observed. Accurately interpreting the biological information conveyed by the shapes and symbols in these visual models requires engaging visual literacy skills. For students to develop expertise in molecular biology visual literacy, they need to have structured experiences using and creating visual models, but there is little evidence to gauge how often undergraduate biology students are provided such opportunities. To investigate students visual literacy experiences, we surveyed 66 instructors who taught lower division undergraduate biology courses with a focus on molecular biology concepts. We collected self-reported data about the frequency with which the instructors teach with visual models and we analyzed course exams to determine how instructors incorporated visual models into their assessments. We found that most instructors reported teaching with models in their courses, yet only 16% of exam items in the sample contained a visual model. There was not a statistically significant relationship between instructors self-reported frequency of teaching with models and extent to which their exams contained models, signaling a potential mismatch between teaching and assessment practices. Although exam items containing models have the potential to elicit higher-order cognitive skills through model-based reasoning, we found that when instructors included visual models in their exams the majority of the items only targeted the lower-order cognitive skills of Blooms Taxonomy. Together, our findings highlight that despite the importance of visual models in molecular biology, students may not often have opportunities to demonstrate their understanding of these models on assessments.

Auteurs: Crystal Uminski, Christian Cammarota, Brian A. Couch, L. Kate Wright, Dina L. Newman

Dernière mise à jour: 2024-12-26 00:00:00

Langue: English

Source URL: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.23.630136

Source PDF: https://www.biorxiv.org/content/10.1101/2024.12.23.630136.full.pdf

Licence: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/

Changements: Ce résumé a été créé avec l'aide de l'IA et peut contenir des inexactitudes. Pour obtenir des informations précises, veuillez vous référer aux documents sources originaux dont les liens figurent ici.

Merci à biorxiv pour l'utilisation de son interopérabilité en libre accès.

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