Cet article fait partie d'un ensemble de ressources élaborées par l'académie de Strasbourg pour Enseigner avec le numérique, proposant des articles sur :
Un article d'introduction et de présentation de ce dossier est disponible ici : Introduction à l'utilisation du numérique en SVT
Introduction à l'utilisation des modèles numériques en SVT
L’utilisation du réel en SVT est primordiale dans notre enseignement.
Néanmoins il s’avère parfois nécessaire d’utiliser un modèle numérique pour compléter voire remplacer une activité difficile voire impossible à réaliser en classe, soit parce que cela nécessiterait un temps bien trop long (étude sur plusieurs générations dans le cadre de l’évolution…), soit par manque de matériel.
Ces outils sont largement utilisés en recherche scientifique afin de comprendre le fonctionnement de certains phénomènes. Leur utilisation en classe avec les élèves permet ainsi d’aborder toute une partie de la démarche scientifique.
Des modèles pour mieux appréhender certains mécanismes…
La modélisation est la représentation d'un système par un autre, plus facile à appréhender. Il peut s'agir d'un système mathématique ou physique. Le modèle sera alors numérique ou analogique.
Nous parlerons ici du modèle numérique qui consiste en un ensemble de fonctions mathématiques décrivant un phénomène. Ces modèles permettent de représenter des entités évoluant dans un espace qui possèdent chacune leurs caractéristiques imposées au départ. Il faut ensuite définir des règles d’interactions entre les entités afin de modéliser des phénomènes observables. Ainsi, en modifiant les caractéristiques de départ des entités et des interactions, on peut prédire les modifications du système physique ou biologique.
Il ne s’agira pas ici de concevoir les fonctions mathématiques mais d’utiliser des logiciels préexistants de modélisation dans lesquels on pourra plus ou moins, selon le niveau des élèves, accéder à la modification des paramètres (comme Edu’Modèles ou NetBioDyn, plateformes utilisées dans les exemples proposés). Dans le cadre de ce travail, chaque exemple est développé sur une plateforme en particulier, mais peut être transposé sur l’autre facilement (des aides pour la transposition seront proposées).
Ces deux plateformes ne sont pas les seules possibles et d’autres permettent de réaliser des modèles similaires. Des modèles « clé en main » constituent également une première approche très intéressante, car elle permet une prise en main rapide. (Ex : Phalène!)
Une manière de différencier son enseignement…
L’utilisation de tels modèles favorise une meilleure compréhension du phénomène par l’élève qui peut tester les effets de différents changements de paramètres.
Chaque élève ou groupe d’élèves peut travailler sur des paramètres différents et ainsi permettre une mutualisation des résultats. Cela facilite également un travail différencié : les élèves plus autonomes ont l’occasion d’aller plus loin dans les paramétrages, ou partent d’un modèle moins avancé tandis que d’autres ont accès à une version plus guidée.
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Quelques points de vigilance dans l’utilisation de modèles en classe : |
Lien vers les travaux :
Modélisation de l’évolution de la composition du microbiote intestinal en fonction de différents paramètres (niveau prise en main)
Exemple d’activité Edumodèle – Modélisation de la fréquence de deux allèles - version pas à pas (niveau consolidation)