Les étudiants examinent les résultats en laboratoire dans le cadre du programme SEA-PHAGES au College of William and Mary. Les étudiants de SEA-PHAGES - quelle que soit leur origine - sont plus susceptibles de rester en sciences que les étudiants qui suivent des cours de laboratoire traditionnels. Crédit : Eric Bradley
Au cours des neuf dernières années, plus de 8, 800 virus infectant des bactéries ont été découverts par des étudiants explorant la recherche scientifique pour la première fois, la plupart au cours de leur première année d'université.
Ces étudiants-scientifiques font partie d'une communauté mondiale de chercheurs travaillant par le biais de la Science Education Alliance du Howard Hughes Medical Institute pour isoler et caractériser les virus infectant les bactéries appelés bactériophages. Plus de 16, 000 étudiants ont contribué à cette exploration massive de la diversité microbienne à travers un cours d'un an appelé SEA-PHAGES. Selon une nouvelle analyse, l'expérience a eu un impact substantiel sur la façon dont les élèves pensent à la science et à eux-mêmes.
Les résultats, signalé en ligne la semaine du 4 décembre, 2017, dans le Actes de l'Académie nationale des sciences , suggèrent que les étudiants qui s'engagent dans une recherche authentique dans le cadre de programmes comme SEA-PHAGES sont plus susceptibles de rester en sciences que les étudiants qui suivent des cours d'introduction à la biologie traditionnels. « Par rapport aux étudiants des mêmes établissements qui suivent des cours de laboratoire traditionnels, les étudiants de ce cours obtiennent des scores beaucoup plus élevés dans les catégories qui correspondent à la persévérance en sciences, " dit David Asai, Directeur principal de l'HHMI pour l'enseignement des sciences.
Les étudiants de SEA-PHAGES présentent leurs travaux lors d'un symposium organisé au Janelia Research Campus à Ashburn, Virginie. Crédit :Matt Staley
Plus de 100 collèges et universités participent désormais à SEA-PHAGES, qui a été lancé dans une petite cohorte d'écoles en 2008. L'équipe d'enseignement des sciences de HHMI et le groupe du professeur Graham Hatfull de HHMI à l'Université de Pittsburgh administrent le programme, former le corps professoral et soutenir le réseau des participants. Cette structure permet à SEA-PHAGES d'apporter son expérience de recherche basée sur des cours aux étudiants n'importe où, y compris aux institutions qui ne disposent pas de leur propre infrastructure de recherche.
L'équipe SEA-PHAGES considère le programme comme une communauté d'éducation à la recherche inclusive, ou iREC, un nouveau modèle d'enseignement des sciences qui, selon eux, a le potentiel d'être transformateur. "Il semble que ce modèle puisse offrir ce genre d'expériences aux étudiants, peu importe qui ils sont, où ils sont, ou d'où ils viennent, " dit Asaï.
Pour évaluer les impacts de SEA-PHAGES, David Hanauer, professeur à l'Université d'Indiana de Pennsylvanie, a développé un instrument d'évaluation qui met l'accent sur cinq aspects des attitudes des élèves qui influencent leur intention de persévérer en sciences. Des années de développement et de validation sont à l'origine de l'enquête Persistence in the Sciences (PITS), mais Hanauer dit que le concept est simple. "Nous avons examiné les traits psychologiques liés aux aspects identitaires du fait d'être un scientifique, " dit-il. " Si vous avez le sentiment que 'c'est mon travail;' vous avez le sentiment que « je peux le faire » ; vous avez le sentiment que vous pourriez être un scientifique; vous croyez à la valeur de la science; et vous parlez aux gens de la façon dont vous êtes un scientifique, alors vous allez rester dans les sciences."
Des étudiants à la recherche de bactériophages dans le sol ont découvert (et nommé) de nouveaux virus infectant les bactéries. Les phages Island3 (deux montrés ci-dessus) ont de longs, queues flexibles et têtes allongées. Crédit :Base de données des phages
En comparant les réponses de 2, 850 étudiants dans 67 établissements, Hanauer et ses collègues ont analysé les données et déterminé que SEA-PHAGES réussit mieux que les cours de laboratoire traditionnels à développer presque tous ces traits. La confiance des étudiants dans leurs capacités en tant que scientifiques était équivalente dans les deux groupes, et Asai dit que même cela était rassurant, puisque la vraie science implique des échecs et des frustrations auxquels les étudiants sont moins susceptibles d'être confrontés dans un cours standard.
Surtout, les gains étaient cohérents parmi tous les sous-groupes analysés par l'équipe :étudiants de première génération, femmes, des minorités sous-représentées dans les sciences, et les hommes issus de groupes minoritaires sous-représentés. De même, les réponses au sondage étaient similaires quel que soit le sexe des élèves, ethnie, ou le statut socio-économique de leurs parents. Les étudiants des collèges communautaires, universités de recherche, et les collèges d'arts libéraux ont répondu de la même manière, également. "Les données montrent très bien la nature inclusive de l'expérience, " dit Hatfull.
HHMI continue de développer SEA-PHAGES, amener de nouvelles institutions dans la communauté et engager encore plus d'étudiants. Les coûts administratifs de SEA-PHAGES par étudiant diminuent à mesure que le nombre d'écoles participant au programme augmente, dit Hatfull. Cela incite à étendre le programme, ce qui est souvent difficile avec d'autres cours basés sur la recherche. Avec le bon projet, investir dans le développement d'iREC a le potentiel à la fois de faire avancer de manière significative un programme de recherche et d'avoir un impact significatif sur les étudiants, il dit.
"On fait ça depuis dix ans, et nous sommes très heureux de conseiller les personnes qui ont des idées sur le développement de leurs propres iREC, " ajoute Asai. " Avec ce modèle, nous pouvons commencer à penser à offrir des expériences comme celle-ci à tous les étudiants. »
