Biologie

Remarques préliminaires

Un mémoire en biologie donne aux élèves l’occasion d’appliquer diverses compétences tout en effectuant des recherches sur un sujet qui les intéresse dans le domaine de la biologie. La nature d’un mémoire en biologie se caractérise par l’importance accordée à la biologie au sein du contexte plus général d’une recherche scientifique.

Choix du sujet

Il est important que le mémoire porte clairement sur la biologie et qu’il n’entre pas davantage dans le cadre d’une autre matière. La biologie est une science qui s’intéresse aux organismes vivants et aux processus de la vie. Un mémoire en biologie doit, par conséquent, comprendre une théorie biologique et mettre l’accent sur la nature essentielle de cette matière.

Bien que des critères d’évaluation similaires soient utilisés pour tous les mémoires en sciences expérimentales, le sujet choisi pour un mémoire en biologie doit pouvoir être envisagé selon une approche s’inscrivant directement dans le cadre de la biologie. Lorsqu’un sujet peut être abordé sous différents angles, le matériel doit être clairement traité du point de vue de la biologie. Par exemple, un mémoire dans un domaine interdisciplinaire comme la biochimie sera, s’il est inscrit comme un mémoire en biologie, jugé sur son contenu biologique, et non sur son contenu chimique.

Les mémoires qui traitent des maladies humaines illustrent bien ce point car ils peuvent souvent être envisagés sous différentes perspectives (biologique, médicale, sociale ou économique). Dans de tels cas, il faut éviter un examen excessif de l’élément médical et centrer le raisonnement sur les aspects biologiques de la maladie plutôt que sur son diagnostic et son traitement.

Certains sujets peuvent ne pas convenir à la recherche pour des raisons éthiques. Les recherches basées sur des expériences qui risquent de faire souffrir ou de stresser inutilement des organismes vivants ne sont pas appropriées, tout comme les recherches qui risquent d’avoir un effet nocif sur la santé (par exemple, la culture de micro-organismes à la température corporelle ou à une température proche de cette dernière), ou encore celles qui impliquent la consultation ou la publication d’informations médicales confidentielles.

Certains sujets peuvent ne pas convenir à la recherche pour des raisons de sécurité. Les expériences au cours desquelles les élèves utilisent des produits chimiques toxiques ou dangereux, des substances cancérigènes ou des matériaux radioactifs doivent être évitées à moins que les élèves ne disposent d’équipements de sécurité adéquats et ne soient surveillés par un personnel qualifié. D’autres sujets peuvent ne pas convenir à la recherche car le résultat est déjà bien connu et documenté dans des manuels de référence.

Les exemples suivants de titres de mémoires en biologie ne sont donnés qu’à titre indicatif. Ils sont présentés par paires afin d’illustrer le fait que des sujets bien définis (premier titre) sont préférables à des sujets généraux (deuxième titre).

·         « L’effet de la toxicité des détergents sur les bactéries du sol » est préférable à « Les détergents dans l’environnement ».

·         « Étude des enfants souffrant de malnutrition en Indonésie et de leur degré de rétablissement après une période de nutrition améliorée et contrôlée » est préférable à « La malnutrition chez les enfants ».

·         « Étude des effets provoqués par les variations des niveaux de pH sur la croissance de Phaseolus vulgaris » est préférable à « L’effet de l’acidité sur la croissance des plantes ».

·         « La nature compétitive et évolutionniste de la relation symbiotique chez la Paramecium bursaria » est préférable à « La symbiose chez les animaux ».

·         « Le rôle de la peau de banane dans la germination des semences » est préférable à « Les facteurs intervenant dans la germination des semences ».

·         « Électrophorèse sur gel : construction d’un appareil et séparation des protéines du lait de vache traité à haute température » est préférable à « Domaines d’application de l’électrophorèse sur gel ».

Le sujet choisi pour l’étude doit se présenter sous la forme d’une question de recherche, suivie d’une déclaration d’intention exposant brièvement l’approche qui sera adoptée pour répondre à la question. Cela permet de clarifier davantage la manière dont l’élève aborde le sujet choisi. Voici quelques exemples :

Traitement du sujet

Les élèves doivent préciser au début du mémoire comment ils sont arrivés à la question de recherche et, le cas échéant, comment ils l’ont délimitée, en exposant brièvement les aspects connexes qui ne sont pas pris en considération dans le mémoire. Les élèves doivent être encouragés à formuler une ou plusieurs hypothèses en se basant sur la question de recherche. Une seule question bien formulée peut engendrer quelques hypothèses précises.

Les mémoires en biologie peuvent être basés sur des données recueillies par l’élève au moyen d’expériences, d’enquêtes, d’observations microscopiques, de schémas biologiques, de travaux de terrain ou de toute autre démarche biologique appropriée. Les mémoires peuvent également être basés sur des données ou des informations issues de documents publiés, qui dans l’idéal seraient des sources primaires, et utilisées ou analysées de manière originale par l’élève. Les mémoires dans lesquels les élèves se contentent de répéter des données ou des faits directement empruntés aux sources n’ont que peu de valeur. Quelle que soit la démarche adoptée, l’élève doit s’assurer de pouvoir obtenir suffisamment de ressources, sous forme de données et d’informations, pour effectuer une étude satisfaisante sur le sujet.

Les mémoires qui impliquent des travaux pratiques en laboratoire ou des travaux de terrain doivent comprendre une description claire et concise de la procédure expérimentale. Les élèves doivent s’efforcer de préciser comment la démarche de recherche et la méthodologie ont été choisies et de montrer toute autre démarche qu’ils ont envisagée et rejetée. Dans l’idéal, les élèves doivent effectuer les recherches pour le mémoire sous la seule direction du superviseur de l’établissement. Certains des meilleurs mémoires ont été rédigés par des élèves qui faisaient des recherches sur des phénomènes relativement simples en utilisant les instruments habituels du laboratoire de l’établissement scolaire ; cette approche est à encourager. Quels que soient le lieu ou les circonstances dans lesquels les recherches sont effectuées, les élèves doivent fournir dans le mémoire des preuves indiquant qu’ils ont contribué personnellement au choix de la façon de traiter la recherche et à la sélection des méthodes utilisées. Les mémoires qui se basent sur des recherches effectuées par l’élève dans un institut de recherche ou une université, sous les conseils d’un superviseur externe, doivent être accompagnés d’une lettre exposant brièvement la nature de cette supervision ainsi que le niveau de conseils fournis.

La production et la présentation des données ne doivent pas être une fin en soi ; l’analyse à l’aide de techniques scientifiques appropriées est essentielle. Le corps principal du mémoire doit consister en une argumentation ou une évaluation se basant sur les données ou les informations présentées. Dans cette partie, l’élève doit expliquer l’importance des graphiques, tableaux ou diagrammes. Cette partie étant souvent la plus longue du mémoire, il est essentiel qu’elle soit bien structurée et qu’il y ait une progression logique manifeste. L’élève peut donner une structure claire à cette partie en la divisant en paragraphes numérotés et titrés. Cette évaluation doit montrer que l’élève comprend les résultats et en apprécie l’importance compte tenu des documents qu’il a consultés.

Les élèves doivent expliquer les anomalies ou les résultats inattendus mais cette explication ne doit pas constituer une partie majeure de la discussion. Si nécessaire, ils doivent proposer les modifications à apporter aux hypothèses présentées précédemment dans le mémoire et suggérer une démarche de recherche pour les tester. Ils doivent également s’efforcer d’évaluer les résultats de la recherche dans un contexte futur ou plus large.

Les élèves doivent être encouragés à entreprendre une évaluation critique de leur travail. Dans cette analyse, les élèves doivent décrire et expliquer les limites imposées à la recherche par des facteurs tels que la pertinence et la fiabilité des sources consultées, l’exactitude et la précision des appareils de mesure, la taille de l’échantillon, la validité et la fiabilité des statistiques. Ils doivent aussi considérer les limites biologiques, telles que celles dues aux problèmes de répétition et de contrôle des conditions d’expérience lors de l’utilisation d’organismes vivants, ainsi que la difficulté de faire des généralisations à partir d’une recherche portant sur un seul type d’organisme ou d’environnement.

Interprétation des critères d’évaluation

Critère A : question de recherche

Une interrogation constitue la meilleure manière de formuler la question de recherche d’un mémoire en biologie. La question de recherche ne doit pas être comprise comme l’énoncé du sujet mais plutôt comme une question qui est formulée de façon précise et à laquelle la recherche tentera de répondre. Par exemple, l’énoncé d’un sujet de mémoire pourrait être « Les facteurs qui influencent la croissance bactérienne dans les cultures sur gélose » ; la question de recherche basée sur ce sujet pourrait être « De quelle manière les taux de croissance de trois souches de E. coli sont-ils influencés par la température ? ». La question de recherche peut ensuite être utilisée pour formuler une ou plusieurs hypothèses qui pourront être vérifiées. La question de recherche doit être clairement présentée et être bien mise en évidence dans l’introduction. Un énoncé imprécis du sujet du mémoire ou un énoncé de l’hypothèse ne suffit pas à lui seul à satisfaire aux exigences relatives à la question de recherche d’un mémoire en biologie.

Critère B : introduction

Le but de l’introduction est de replacer la question de recherche dans son contexte. Il convient habituellement d’inclure la théorie biologique générale sous-jacente nécessaire pour comprendre comment est née la question de recherche. Les élèves ne sont pas censés expliquer les concepts biologiques élémentaires provenant du cours de biologie du Programme du diplôme mais ils doivent être capables de montrer qu’ils les ont bien compris et qu’ils peuvent les appliquer correctement. Certaines questions de recherche peuvent nécessiter des connaissances provenant d’autres disciplines mais elles doivent être réduites à un minimum car le mémoire sera évalué sur son contenu biologique.

Critère C : recherche

La façon dont la recherche est rédigée dépendra en grande partie du fait que le mémoire est basé ou non sur des travaux expérimentaux effectués par l’élève. Si le mémoire est basé sur des données provenant de sources écrites, l’élève doit expliquer clairement de quelle manière il a sélectionné ces données et il doit commenter leur fiabilité. Pour les travaux expérimentaux, il convient de fournir suffisamment d’informations sur la méthodologie pour qu’il soit possible de reproduire les expériences. Les élèves doivent montrer qu’ils ont compris la théorie derrière les techniques ou l’équipement utilisés. Ils doivent également montrer qu’ils ont conscience des limites ou des incertitudes inhérentes aux techniques et à l’équipement qu’ils utilisent.

Critère D : connaissance et compréhension du sujet étudié

Un mémoire en biologie doit se baser sur des aspects spécifiques, pertinents et clairement définis de l’étude biologique des organismes vivants. Les informations et les idées doivent être présentées de manière à démontrer qu’elles ont été comprises et appliquées correctement. Les matériaux provenant des sources consultées doivent être référencés et inclus dans le corps principal du mémoire d’une manière montrant que l’élève les a bien compris.

Critère E : raisonnement

Étant donné la nature de la matière, les élèves rédigeant un mémoire en biologie doivent s’efforcer de faire preuve d’un raisonnement logique centré sur la question de recherche. Les mémoires qui essaient de traiter un grand nombre de variables risquent de ne pas être circonscrits et cohérents. Il est possible d’arriver à une argumentation claire et logique en faisant continuellement référence à la question de recherche et aux hypothèses qui en découlent. L’argumentation doit comprendre une évaluation de la mesure dans laquelle les données ou les informations consultées étayent les hypothèses ou apportent une réponse à la question de recherche.

Critère F : utilisation de compétences d’analyse et d’évaluation adaptées à la matière

La ou les conclusions énoncées doivent se baser sur les données, informations et/ou faits probants présentés dans le mémoire. Les données doivent être analysées et présentées de façon à étayer et à clarifier l’argumentation menant à la conclusion. Les tableaux de données brutes sont en général insuffisants. Les données brutes doivent être analysées, traitées et présentées en se rapportant clairement et directement à l’argumentation au cœur du mémoire. Le cas échéant, cette analyse doit permettre une évaluation de la validité de l’hypothèse. Les erreurs et les incertitudes provenant de la méthodologie, des instruments et/ou des techniques utilisés doivent faire l’objet d’une analyse et d’une évaluation critique.

Critère G : utilisation d’un langage adapté à la matière

Les élèves rédigeant leur mémoire en biologie doivent maîtriser la terminologie appropriée et l’employer avec aisance, tout en évitant d’employer excessivement le jargon biologique. Tous les termes techniques employés doivent être expliqués et l’élève doit montrer qu’il les comprend en les utilisant de façon appropriée dans le texte. L’élève doit essayer d’utiliser le même style linguistique dans l’ensemble de son mémoire.

Critère H : conclusion

La conclusion doit se rapporter directement à la question de recherche et indiquer les résultats principaux de la recherche. Les recherches en biologie ont souvent des résultats inattendus et il convient de les signaler, même s’ils ne faisaient pas partie du plan initial. Il est possible que l’étude n’apporte pas une réponse complète à la question de recherche initiale. Dans ce cas, l’élève doit indiquer les questions non résolues et suggérer comment elles peuvent faire l’objet d’une étude plus approfondie.

Critère I : présentation formelle

Les recherches biologiques nécessitent souvent de faire appel à du matériel référencé se présentant non seulement sous la forme de textes ou de données mais aussi de diagrammes ou de dessins. Il faut veiller à fournir les références des illustrations tirées des sources. Les élèves doivent éviter de succomber à la tentation de fournir des illustrations pour le simple fait d’en fournir. Il ne faut inclure des illustrations que si elles améliorent l’argumentation ou donnent des informations qui ne peuvent être fournies facilement d’une autre manière. Il est peu probable que des photographies originales, des photocopies ou des images téléchargées qui ne sont ni légendées ni placées dans le contexte de la recherche améliorent le mémoire.

Les recherches biologiques produisent souvent des données brutes en grande quantité. Il est préférable d’inclure les longs tableaux de données brutes en annexe. Les données traitées qui sont essentielles à l’argumentation présentée dans le mémoire doivent figurer dans le corps du mémoire, aussi près que possible de leur première référence.

Critère J : résumé

Le résumé d’une recherche biologique doit comprendre la question de recherche et une conclusion qui se rapporte directement à cette question de recherche. De plus, la description de la manière dont la recherche a été conduite doit comprendre une description de la méthodologie et de l’étendue de l’étude.

Critère K : évaluation globale

Ce critère porte notamment sur les qualités suivantes.

·         Initiative intellectuelle : dans les mémoires en biologie, cette qualité peut être démontrée de diverses manières parmi lesquelles le choix du sujet et de la question de recherche, ainsi que l’utilisation d’approches nouvelles ou innovantes pour traiter la question de recherche.

·         Perspicacité et compréhension approfondie : ces qualités seront certainement démontrées suite à une recherche détaillée, à une réflexion approfondie et à un raisonnement bien informé qui traite de manière constante et efficace la question de recherche.

·         Originalité et créativité : ces qualités se traduiront par des preuves claires d’une approche personnelle, étayée d’un raisonnement et de recherches solides.