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Modélisation, simulation Journée TICE et SVT Isabelle Huriot 22 avril 2010.

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1 Modélisation, simulation Journée TICE et SVT Isabelle Huriot 22 avril 2010

2 Quelques généralités …. Modélisation, simulation, élaboration de théories, expérimentation sont souvent étroitement associées dans les activités scientifiques. Sources utilisées : - Revue Aster n°43 ( INRP) - Les dossiers de lingénierie éducative (CNDP)

3 Les modèles conceptuels peuvent parfois conduire à la réalisation de modèles analogiques (des maquettes) ou numériques (des logiciels). Ex : logiciel de visualisation 3D des molécules Quelques généralités …

4 Il ne sagit pas, pour linstant en SVT, denseigner la modélisation mais de faire acquérir des savoirs aux élèves avec la modélisation et la simulation. Modélisation et simulation visent à faciliter la compréhension de certains phénomènes ou concepts et leur mémorisation.

5 Quelques généralités… Alors que de nombreux phénomènes biologiques et géologiques sont inaccessibles à lexpérimentation directe en classe, modélisation et simulation constituent une alternative pour lenseignant. La simulation permet de placer lélève en situation de recherche et - dans une démarche inductive – de lui permettre de construire des savoirs : simuler pour apprendre.

6 Quelques généralités … Leur usage - surtout sagissant doutils TICE - suppose cependant de repenser en permanence la relation entre ce qui est réel et ce qui est virtuel, et ce dautant plus que le modèle (par ex mathématique) sous jacent à la simulation est rarement accessible aux élèves.

7 Vers une typologie des outils … Les animations se caractérisent par leur faible niveau dinteractivité, elles offrent peu ou pas de degré de liberté à son utilisateur.animations Exemple mouvements atmosphériques ou cycle du carbone en seconde ou ex collègemouvements atmosphériques cycle du carbone

8 Un logiciel de simulation est également fondé sur un modèle implicite auquel lutilisateur na pas accès, il lui est néanmoins possible de « jouer », de simuler un comportement dépendant du choix des paramètres quil a effectués. Vers une typologie des outils …

9 Quelques exemples en collège : Simuler des expérimentations dans le but de faire découvrir la spécificité des anticorps, le trajet du message nerveux, la régulation de la glycémie, le contrôle hormonal des cycles sexuels, la fusion partielle dune roche …. Simuler des expérimentations Simuler lévolution de lalcoolémie au cours du temps (Education à la sécurité routière). Simuler lévolution de lalcoolémie Simuler lévolution de la population des proies et des prédateurs dans un étang par exemple suite à une pollution (EDD)

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14 Extrait du CD rom létang, un écosystème. Prédateurs durée de vie : 28 jours nombre : 90 Proies durée de vie : 7 jours nombre :120 Prédateurs durée de vie :19 jours nombre : 90 Proies durée de vie : 7 jours nombre :120

15 Vers une typologie des outils TICE Enfin les logiciels de modélisation permettent délaborer le modèle qui sera utilisé pour les simulations. Ce modèle est explicite dans la mesure où les règles ont été déclarées par lélève.

16 Préparation de lactivité avec Modglyc

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18 Une fois le modèle validé en le confrontant aux données empiriques, il devient un outil pour mener une démarche dinvestigation : Comment la glycémie est elle maintenue constante alors que les apports en glucose sont discontinus et lactivité physique et intellectuelle variables? Comment corriger la glycémie lors dun diabète insulinodépendant? …

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20 Risques et limites… - délaisser létude du réel pour lui substituer un travail sur ordinateur basé sur lemploi de simulations - en dehors du domaine de validité du modèle, le raisonnement devient erroné Mais un enjeu… Ces outils recèlent un potentiel éducatif intéressant dans la mesure où ils permettent de favoriser limplication des élèves dans une démarche dinvestigation.


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