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mis à jour le 10/01/2009
La création de modèles et leur utilisation en classe : une mise en oeuvre riche mais non sans dangers.
mots clés : modèle, modélisation, simulation, virtualité, tice
« Les sciences n'essayent pas d'expliquer, c'est tout juste si elles tentent d'interpréter, elles font essentiellement des modèles. Par modèle, on entend une construction mathématique qui, à l'aide de certaines interprétations verbales, décrit les phénomènes observés. John Von Neumann
"Un modèle est une représentation simplifiée et idéalisée de la réalité". Michel Henry (1).
L'identification des éléments constitutifs du phénomène | Etape essentielle avec les élèves tel le recensement des principaux déterminants du prix d'un produit A noter que cette activité peut s'appliquer à des études de type sociologique dans une vision interactionniste telle l'approche du dopage (2) ou la théorie des jeux (dilemme du prisonnier) |
L'identification des relations entre les éléments | C'est recenser le lien (entre coût et résultat, productivité et production...) mais aussi la nature de ce lien : maintient, accentue, amoindrit... telle la relation entre l'évolution du prix et de la demande. A noter que ce stade permet la prise de conscience de la multiplicité des causalités. |
La transcription mathématique des relations | Cette transcription doit être assez respectueuse des relations sans pour autant nécessiter une instrumentation mathématique dont la complexité rendrait absconse la nature même de la relation. Coefficients multiplicateurs, élasticité suffiront amplement. |
L'identification des variants et des invariants et parmi ces derniers les hypothèses mises en oeuvre. | Il peut s'agir de variables environnementales sur lequel l'agent économique n'a pas de prise parce que produit d'un comportement collectif (le prix), imposé par la loi (le salaire minimum), effet d'instances supra nationales (taux d'intérêt) ou psychologiques (optimisme des entreprises, propension à consommer...). L'hypothèse est alors l'expression du choix d'une certaine valeur pour ces éléments incontrôlés. |
La prise de conscience des fondements théoriques ou idéologiques sous-jacents . | «Un modèle simulable (ou simulatoire ) se fonde toujours sur une théorie , c'est-à-dire une description abstraite de certains aspects de la réalité en termes de concepts ou de variables , et de relations ou de lois « Jean-Paul Gremy (3). Le salaire : plutôt coût ou facteur de productivité ? La consommation : effet d'une variation ponctuelle du revenu ou reflet d'une intériorisation à long terme du niveau de vie ? Au stade de la constitution du modèle, cela suppose chez les élèves, d'une part d'avoir conscience de débats idéologiques, et d'autre part de trancher pour privilégier certaines relations. |
Il est donc stratégique d'inscrire la conception de ce modèle dans une démarche visant à répondre à des axes de recherche.
Cela implique :
Un choix pertinent des variables d'entrées de manière à créer un enjeu pédagogique | Le fonctionnement d'une entreprise, le marché du travail, le coût d'un produit, mettent en jeu des dizaines de variables. La dynamique créée par le modèle dépendra des mesures prises par les acteurs-décideurs en réponse à une problématique pré-définie respectivement (ex : effet d'une variation de parité monétaire sur la marge bénéficiaire d'une entreprise). |
Un choix pertinent des variables de sorties | Parce que la création du modèle s'inscrit dans une problématique, les résultats doivent refléter les aspects qui posent question (ex : les effets sur l'emploi d'une RTT). A noter que la forme de présentation des résultats doit servir leur bonne compréhension : données chiffrées, représentations graphiques, animations (telles les animations flash sur le multiplicateur) (4)... |
D'où la séparation nette entre entrants (input), hypothèses, module de calcul et résultats (output).
"La simulation est l'expérimentation sur un modèle . C'est une procédure de recherche scientifique qui consiste à réaliser une reproduction artificielle (modèle ) du phénomène que l'on désire étudier, à observer le comportement de cette reproduction lorsque l'on fait varier expérimentalement les actions que l'on peut exercer sur celle-ci, et à en induire ce qui se passerait dans la réalité sous l'influence d'actions analogues". Jean-Paul Grémy (3)
La simulation est un atout pédagogique précieux en ce qu'elle ouvre la perspective à diverses démarches :
La prise de conscience de la pluralité des variables qui constituent un phénomène | Pluricausalités mais aussi paradoxes (la hausse du prix élève le chiffre d'affaire en valeur mais l'amoindrit en volume du fait de l'élascticité de la demande aux prix. |
L'aide à la décision (jeu de rôles) et recours au conflit | Il est possible de créer une dynamique de jeu de rôles où s'opposent des intérêts contraires et dont les termes du débats reposent sur l'éclairage par la simulation des effets de telle ou telle mesure. Cf notre proposition. |
Pédagogie active par expérimentation | Etude de l'évolution du coût unitaire selon les quantités produites... une démarche empirique permettant la remise en cause des représentations. |
Tester ce qu'on ne peut tester | Accélérer le temps, confronter une réalité à deux mécanismes alternatifs : comparer pour une même base électorale, les effets du scrutin majoritaire et du scrutin proportionnel . |
Emettre une hypothèse et la valider | "Tout objet est conquis, construit, constaté". Gaston Bachelard. Constaté par les faits (ou par le modèle qui se substitue à la réalité). C'est le propre de la démarche scientifique. |
Mettre en évidence les effets pervers | Montrer par le modèle que réduire le temps de travail est facteur d'augmentation des coûts toutes choses égales par ailleurs, relancer par la demande peut déséquilibrer le commerce extérieur... |
Comprendre les interdépendances | L'impact de la baisse des coûts sur l'EBE (simulation sur le coût d'un produit) |
Faciliter l'autoévaluation et développer l'autonomie | L'usage du modèle permet à l'élève de tester seul sa compréhension du phénomène en comparant ses attendus avec les résultats de la simulation |
Différencier la virtualité de la réalité | Réalité plus complexe, pondération des facteurs différente, environnement plus instable, facteur humain imprévisible... « Le principal danger résulte peut être de la difficulté de faire comprendre aux élèves l'écart entre la réalité et le modèle » Catherine Duvernet (5). Pour y arriver il faut que le modèle soit bien perçu pour ce qu'il est, c'est-à-dire une approximation de la réalité. Une bonne méthode consiste - notamment dans les sciences humaines - à proposer plusieurs modèles explicatifs d'un phénomène donné. |
Non transparence du modèle (boite noire) | L'absence de présentation du module de calcul du modèle ou son excessive complexité peuvent s'opposer à la compréhension des causes justifiant les outputs. Le modèle garde alors une valeur prédictive mais pas pédagogique. |
Non perception des paradigmes sous-jacents | Dans Sims City 2000 (simulateur de développement urbain), la croissance de la population était fonction inverse du niveau d'imposition fiscal, la sécurité provenait de la densité des postes de police et les hôpitaux apparaissaient en fonction de la taille de la population (mutation d'une demeure privée et non expression d'une décision ou gestion de la collectivité publique). Combien de joueurs ont-ils repéré là un modèle idéologique spécifique ? |
Cette liste non exhaustive peut être enrichie par vos propositions.
niveau : 2nde, 1ère ES, Terminale ES
type pédagogique :
public visé : non précisé
contexte d'usage :
référence aux programmes :
Simuler les effets de la variation de la durée du travail | 15/02/2009 | |
Créer en classe une situation de négociation sur les modalités d'instauration d'une réduction du temps de travail en s'appuyant sur une simulation micro-économique. |
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simulation, modèle, travail, jeu de rôle, emploi | Pascal Vandergucht |
sciences économiques et sociales - Rectorat de l'Académie de Nantes