Modélisation - généralités

[invite7d5105d1]

Bonjour à tous et à toutes !
On sait tous que la modélisation, c'est à dire l'analyse et la transcription de phénomènes réels en objets d'études clairement délimités (théorèmes, études de cas etc...) permettant de prévoir des résultats à partir de l'application d'une ou plusieurs théories à un niveau d'approximation donné, a une extrême importance dans les sciences exactes, j'entends par cela : Mathématiques, Physique-Chimie et biologie tout d'abord.
Je suis en première scientifique et je m'intéresse à ce domaine.
Cependant, je trouve très (trop !) dommage que ... ce ne soit pas enseigné ni presque même abordé en classe !
Enfin, pas officiellement je veux dire.
Par exemple, lors d'un devoir surveillé récent, il a été demandé aux élèves à partir de résultats expérimentaux listés dans un tableau de modéliser la formule de conjugaison (optique-lentilles convergentes). (Presque) aucun élève n'a compris le mot "modéliser". J'ai trouvé cela flagrant !
Ma question est pour l'instant générale, et elle pourrait si les membres du forum le souhaitent (ce sont eux qui dirigeront la discussion !) basculer vers d'autres questions.
Comment pourrait-on apprendre (seuls, puisque cela ne s'enseigne pas !) à modéliser un phénomène réel.
Prenons pour l'instant l'exemple de la Physique-Chimie, qui peut être la plus accessible.
Merci
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[inviteb6b93040]

Bonjour,

Je pense que ce n'est pas enseigné pour ne pas décourager les apprenants car modéliser un phénomène réel afin d'être sur que dans la réalité il ne sortira pas du modèle dans un état imprévu qui pourrait être préjudiciable n'est possible que pour de très petit modèle comme un programme dans la puce d'une carte bleu mais pas plus.
Sinon il n'y aurait pas de bugs dans Windows ni de Fukushima et les japonais auraient continués dans leur quête du 0 défaut, 0 délai

[Deedee81]

Bonjour,

EuPure,

ce que tu dis est parfaitement exact.... sauf que ça concerne plutôt l'informatique. Pour des phénomènes physiques, la question se pose.

Upium,

Tu as raison, ce n'est pas enseigné. Ou plutôt c'est du cas par cas, progressif, selon les matières et les problèmes abordés, en général à travers des séances de labo ou pour l'un ou l'autre sujet particulier. Alors que c'est un sujet à part entière (relevé des données, utilisation d'appareils de mesure, précisions et calculs d'erreurs, respect de règles et protocoles, analyses statistiques diverses et variées, comparaison aux théories existantes).

Je ne vais pas juger de l'enseignement puisque justement c'est enseigné... mais de manière très éparse (sur pleins d'années, du secondaire à la fac, et dans des tas de cours différents : d'expérience personnelle : physique, chimie, mathématique, probabilité/statistique,...). Même si l'expérience que tu signales semble indiquer un problème.

Par contre il doit certainement exister une bonne littérature sur le sujet.

[invite179e6258]

je pense que si la modélisation de phénomènes naturels n'est pas enseignée au lycée, c'est qu'elle fait appel à des maths pas si élémentaires. En écologie par exemple, il y a deux grandes catégories de modèles, les premiers dits déterministes basés sur des équations différentielles (ou des EDP) et les seconds dits stochastiques basés sur des probabilités. Les équations différentielles sont enseignées au lycée (du moins on en voit en physique) mais celles intervenant dans les modèles même simples de l'écologie sont souvent difficiles à résoudre (souvent on n'a que des solutions approchées). La même chosse peut être dite des probabilités intervenant dans les modèles. Il s'agit dans les cas les plus simples de chaînes de Markov, je ne pense pas qu'on les voie au lycée. Cela dit, ça pourrait être enseigné, ça n'est pas si ardu que cela.

[A voir en vidéo sur Futura]

[invite51d17075]

bonjour,
un autre exemple illustrant la difficulté eventuelle est la modélisation à échelle reduite.
qui est une expérimentation très exploitée.
mais attention , il ne suffit pas de "diviser" les valeurs. par exemple pour ce qui concerne les fluides.

[invitea6de3376]

dommage que ... ce ne soit pas enseigné ni presque même abordé en classe !

Bien d'accord avec toi. Pour moi, l'enseignement passe ici à côté de la plaque, car bien avant l'empilement de strates de savoirs (peu durables et mal compris), pour moi le but premier de l'enseignement des sciences en secondaire, c'est
- la modélisation (savoir caractériser et mathématiser un probleme, ie, passer de l'intuitif subjectif à un ensemble de grandeurs reliées par des forumes)
- la formation a l'esprit critique (methode scientifique, argumentation et biais de raisonnements, stats)

Comment pourrait-on apprendre (seuls, puisque cela ne s'enseigne pas !) à modéliser un phénomène réel.

Dans les TP que nous faisons avec les scolaires sur MobiNet http://mobinet.imag.fr , qu'il s'agisse de simuler du réel ou de réaliser un monde imaginaire (jeu), nous nous efforçons d'amener les élèves à passer du probleme intuitif et subjectif à un probleme traitable en math-physique-algorithmique, en les amenant a repérer les grandeurs pertinentes, et repérer les lois utiles au problemes et pertinentes par rapport aux données (simplifications...).

Autre exemple: les exercices d'evaluation d'ordre de grandeur, de Feynmann: combien d'accordeurs de piano a NewYork ? combien de collèges dans ta ville ? quel poids de la Terre ? ça demande également de repérer les grandeurs pertinentes, les simplifications raisonnables, la relation avec les données accessibles.