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Modèles et

modélisations

ANP 2018/2019

Organisation de la journée

XPoint théorique sur les modèles

d·après Robin Bosdeveix IGEN STVST

XAnalyse de deux modèles de nature

différente

XPrésentation de différents modèles

numériques à intégrer dans une activité XConstruction d·une activité basée sur un modèle numérique de préférence, intégré dans une progression

Qu·est-ce qu·un modèle ?

D'aprğs une confĠrence de Robin Bosdeveix

IGEN STVST

Point théorique sur les

modèles et la modélisation

Généralités et place des modèles en

Sciences

1. Introduction

MULTIPLICITÉ DE SENS DU TERME "MODÈLE»

(POLYSÉMIE) absolue vers laquelle tendre, norme valorisée socialement (ex : top modèle) du réel 6

Modèle anatomique

Modèle (représentation)Réel

L'artiste et son modèle

(de F.Trueba, 2013)

Modèle (réel)Vuǀre (représentation)

Différents modèles

de motos

LA SCIENCE CONSTRUIT DES MODÈLES CONCEPTUELS

provisoire, acceptable tant que la confrontation de ses prévisions avec des faits ne fait pas apparaitre de contradiction» (Rojat, 2002)

7Tiberghien (1994), Martinand(1994), Orange (1997; 2003)

Monde des

objets et des

évènements

(REGISTRE

EMPIRIQUE)

Communauté

scientifique critique

Monde des

modèles et des théories (REGISTRE

THÉORIQUE)

RÉEL, MODÈLE CONCEPTUEL ET THÉORIE

8

MEN / DGESCO, Ressources pour la classe de première générale et technologique SVT -série S -La tectonique des plaques Eduscol

septembre 2011. http://cache.media.eduscol.education.fr/file/SVT/38/1/Ressources_Tectonique_Premiere_S_v3_195381.pdf

Elaborer le modèle

Tester le modèle

Recherche de

Nouveaux faits

QUELQUES EXEMPLES DE MODÈLES

CONCEPTUELS

9 Registre théorique : milieu intérieur / homéostasie, communication hormonale, approche cybernétique des régulations

MODÈLE(S) DE LA TECTONIQUE DES PLAQUES

10

S. Labrosse, P. Thomas

cadre de pensée mobiliste (тfixiste)

"Si on retient qu'une théorie est un système d'ĠnoncĠsăvaleur universelle qui peuvent ġtreemployĠspour dĠcrire

n'importe quel domaine du rĠel, on peut relever qu'en géologie les thĠoriessont rares au regard des modğlesqui eux

sont innombrables (Stengers, 1993). La thĠoriede la tectonique des plaques apparaŠtainsi plus comme un ensemble

de modğlesque comme des ĠnoncĠsdĠcontedžtualisĠsde valeur et portĠegĠnĠrales» (Sanchez, 2008:97)

LES MODÈLES SONT PROVISOIRES

11

Whittaker (1969)Burki (2014)

UN BILAN PARTIEL : LE MODELE EN SCIENCES

"Le modèle est "quelque chose" (objet concret, représentation imagée, système d'équations...) qui se substitue au réel trop complexe, ou inaccessible à l'expérience, et qui permet de comprendre ce réel par un intermédiaire plus connu ou plus accessible à la connaissance » (Droin, 1998) 12

Sanchez & Prieur

Caractéristiques

du modèle

Fonctions du

modèle

Un focus épistémologique

2. Modèles et modélisation :

essai de catégorisation

Modèle symbolique

Analogique

Réductionnistes

Modèle d'explication du

fonctionnement d'un système mettant en jeu des"objets» physiques ou virtuels.

Représentation, explication

par les relations des objets entre eux

Maquettes

Animations

Modèle formel

Modèles d'explication du

fonctionnement d'un système mettant en jeu des relations entre éléments de fonctions différentes.

Représentation, explication

par un ensemble de fonctions

UNE DIVERSITÉ DE MODÈLES

14

Modèle empirique

dont modèle expérimental visant à une généralisation

Modèles conceptuels

Modèle

mathématique

Prévoir, simuler,

basé sur des

équations

REGISTRE THÉORIQUEREGISTRE EMPIRIQUE

Bilan

Modèles concrets

UN CAS BIEN DISTINCT DES AUTRES MODÈLES:

LE MODÈLEEMPIRIQUE

feuille : portée plus large 15 x x x xx xx xxxx x

Modèle d'étude empirique

Généralisation

Ensemble plus vaste

MODÈLE EXPÉRIMENTAL (DE DIGESTION)

16 http://ww2.ac-

SP : suc

pancréatique

MODÈLE SYMBOLIQUE

Explique le fonctionnement d'un système en mettant en jeu des " objets » (couches géologiques, plaques, molécules, cellules, organes, etc.) et leurs relations 17

MODÈLE RÉDUCTIONNISTE

d'"objets» le constituant, à un niveau inférieur de description 18 Maquette pour comprendre (fonction pédagogique)

MODÈLE ANALOGIQUE

contrôlée, voire calculée et si le système analogue permet d'accéder à une compréhension autre et pas seulement à une illustration

Exemple : Modélisation d'un séisme

19

MODÈLE FORMEL

non pas des "objets» mais des relations entre éléments de fonctions différentes. Ils expliquent un fonctionnement par des fonctions. La modélisation repose alors sur un découpage du fonctionnement en fonctions. 20

MODÈLE MATHÉMATIQUE

avec la fonction prédictive) de ce problème dans un monde qui donne sens au modèle (fonction explicative) et qui permet de la manipuler intellectuellement (fonction heuristique) (Orange, 1997:47) 21

MODÈLE MATHÉMATIQUE NUMÉRIQUE

des simulations et des prévisions (Varenne, 2012) supercalculateurs), intégrant des lois physiques, mais aussi des lois paramétriques de phénomènes (effet de la nébulosité par ex) 22

Modèle AROME OI de MéteoFrance

EXEMPLE DE LOGICIEL DE MODELISATION

MATHÉMATIQUE (SCOLAIRE)

23

ATTENTION : BIEN DISTINGUER NUMÉRIQUE

ET MODÉLISATION MATHÉMATIQUE !

faible niveau d'interactiviteǵ et un faible degré de liberté) 24

Edžemple d'un logiciel de type

Animation

"Cycles»

ATTENTION AU STATUT DE CES LOGICIELS POUR

LES ÉLÈVES

expériences qui ressemblent ăcelles qui ont permis de dĠcouvrirla connaissance dans l'edžpĠrimentationrĠelle, c'est parfait. dans une fausse dĠcouvertecirculaire, qui le trompe et le conduit, par exemple, ăcroire qu'il est inutile d'edžpĠrimentersur le vivant puisqu'on peut dĠcouvrirla mġmechose grąceăun ordinateur» (Rojat, 2002) 25

3. Place de la modélisation

dans l'enseignement des SVT

Focus didactique

QUE DISENT LES INSTRUCTIONS OFFICIELLES ?

"L'élève comprend que les mathématiquespermettent de développer une représentation scientifique des phénomènes, qu'elles offrent des outils de modélisation, qu'elles se nourrissent des questions posées par les autres domaines de connaissance et les nourrissent en retour.»quotesdbs_dbs33.pdfusesText_39