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Que met-on sous le terme de modélisation?
Que met-on sous le terme "modélisation"?
Wed 19/04/00 - 14:00
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Que met-on sous le terme modélisation ?
Vous avez raison, les démarches scientifiques ne se limitent pas à l'observation et l'expérimentation. Elles réclament parfois l'usage de modèles, sans d'ailleurs que les outils utilisés soient désignés et surtout considérés comme tels, ou bien elles sont mêmes des démarches de modélisation. La modélisation ne s'oppose pas pour autant aux démarches citées ; elles prennent souvent appui l'une sur l'autre.
Selon Claudine Larcher, « La modélisation est une démarche qui consiste à élaborer en référence à un réel complexe, une construction mentale nouvelle, manipulable en vue d'assurer une fonction explicite. Elle est, en ce sens, une étape incontournable à la fois, dans le processus même de construction des connaissances scientifiques et lors de l'utilisation de ces connaissances ».
La modélisation est donc une construction mentale qui répond à un besoin d'explication et qui s'appuie sur un référent empirique (le réel, le phénoménologique). L'objet élaboré, le modèle, s'écarte donc de la réalité mais est fonctionnel, et c'est d'ailleurs dans ce but qu'il a été construit. Son utilisation permet de comprendre des phénomènes, mais son domaine de validité est forcément limité.
Prenons un exemple, en astronomie cycle 3:
Après avoir fait des observations de la course du Soleil dans le ciel, les enfants recherchent une explication. Les documentaires sont souvent sollicités dans ce cas. S'ils sont une aide précieuse pour franchir le pas pour aller vers le modèle, ils ne résolvent pas tout : c'est dans le passage de l'observable au modèle que ce fait l'opération de modélisation et c'est à cette condition que les outils apportés par le modèle seront mobilisables par l'enfant pour comprendre des faits d'observation. Sinon, le modèle apporté et non construit sera tellement en rupture avec l'observation qu'il ne jouera qu'un rôle de connaissance supplémentaire à « absorber ». A contrario, on ne peut pas tout réinventer à l'école et l'enfant ne peut élaborer le modèle lui-même, il faut lui donner des éléments (des germes pour reprendre la terminologie de l'auteur cité précédemment) à partir desquels il va faire fonctionner le modèle en construction en référence aux observations réalisées, le rebricoler, le restructurer et lui donner sens.
Dans l'exemple choisi, l'apport des documentaires va amener les enfants à modéliser la Terre par un globe, le Soleil par une lampe, et à rechercher des solutions pour mettre en relation :
· les fait observés : le Soleil se lève dans la direction EST, monte dans le ciel, atteint son point culminant à midi solaire, puis redescend, et se couche vers l'OUEST.
· avec les informations du document : la Terre tourne sur elle même en 24 heures, une face de la Terre est éclairée quand l'autre est dans l'ombre.
Certains élèves vont d'ailleurs proposer un modèle fortement inspiré de leurs observations, et faire tourner le Soleil autour de la Terre. Ils en déduiront d'ailleurs que leur modèle, la Terre est fixe et le Soleil tourne autour d'elle en 24 heures est tout aussi conforme aux faits d'observation que celui élaboré par d'autres qui ont davantage suivi les informations du document et qui ont gardé le Soleil fixe et fait tourner la Terre. Le cas échéant, cette situation pourra être exploitée par l'enseignant averti, pour parler de la relativité d'un modèle.
Le travail sur une maquette pour comprendre la réalité, même si elle n'est pas annoncée comme telle est une activité de modélisation.
Bien souvent, dans l'exemple choisi plus haut, la phase d'observation est court-circuitée, et le travail sur jour et nuit, se fait exclusivement avec l'usage de maquettes. Le niveau d'abstraction exigé, pour que cette activité prenne un sens, est tel que l'activité conduite de cette manière est bien souvent illusoire. Ils semblent avoir compris, oui, mais interrogeons par exemple d'anciens élèves, (même ceux devenus adultes) qui ont manipulé d'emblée des maquettes pour expliquer les saisons. Quelle explication en donnent-ils ? La Terre ne tourne pas rond autour du Soleil, la distance Terre-Soleil est plus petite en été. Ou bien « l'axe est penché », en été l'hémisphère Nord est donc plus près du Soleil que l'hémisphère Sud. C'est donc un bon sujet d'étude !