Je vous invite à lire l'article "La simulation informatique en sciences physiques" de Alain Kelsen dans le BUP 844 de mai 2002.
Voici trois discours ou préjugés encore d'actualités et qu'il faudrait tenter de dépasser.
Il s'agit de caricatures de réflexions que l'on peut entendre dans certaines réunions. Ces discours ont peut-être une part de vérité, mais ils ne mettent en évidence q'un seul aspect, souvent négatif, de la simulation.
Le discours paranoïaque
La simulation devient le leitmotiv des instances nationales dans le seul but de réduire l’énorme coût de l’enseignement scientifique. C’est le même problème dans les enseignements techniques.
Le discours conservateur
La simulation n’est pas la réalité. A trop faire de la simulation, les élèves seront complètement déphasés avec la réalité. C’est déjà le cas en partie avec les jeux vidéo. Ce n’est pas leur rendre service, la physique c’est le concret, la manipulation, les mesures.
Le discours « acros »
L’informatique, c’est super, ça plait aux élèves, c’est ludique et pédagogique à la fois. De toute façon les élèves vivront avec l’informatique, autant l’utiliser au maximum. On peut tout faire avec l’informatique.
Et voici un discour plus positif
La simulation en tant qu’outil d’investigation à part entière.
Lorsque le but d’un TP de physique n’est pas de redécouvrir ou vérifier une loi physique mais plutôt de se l’approprier, de l’investir et de comprendre le phénomène qui s’y rattache, alors la simulation est un outil de physique à part entière, qui se justifie de lui-même et qui n’a plus besoin d’être un complément à l’expérimentation.
La simulation existe dans les domaines de recherche les plus pointus pour préparer une expérience (nucléaire, astronomie, …).
Dans l'industrie électronique, la simulation intervient dans la conception de nouveaux circuits et le nombre de prototypes réels, dont le coût et les temps de réalisation sout souvent très importants, est de plus en plus réduit.
La simulation intervient dans de nombreux autres domaines de l'industrie.
La simulation dans la pédagogie
Ne perdons pas de vue que l’on veut enseigner. On veut transmettre notre savoir à un nombre important de personnes différentes, chacun ayant son mode de pensé et de compréhension. Il faut alors diversifier ses méthodes de transmission du savoir. La simulation en est une nouvelle. Il faut l’intégrer à nos outils comme le livre, la calculatrice, le tableau ou l'expérience.
L’expérimentation est une chose : apprendre à faire des mesures avec un maximum de précision, discuter de la validité du montage expérimental et la pertinence des grandeurs mesurées.
La simulation en est une autre : c’est comme exploiter les mesures après l’expérimentation.
Voici deux caractéristiques de la simulation avec à chaque fois les aspects positif puis négatif.
1ère caractéristique : intérêt
La simulation permet de varier les paramètres d’un phénomène physique un à un, ou de les introduire dans la simulation progressivement pour aboutir d’un modèle parfait au modèle plus complexe mais plus fidèle à la réalité. L’élève peut alors comprendre la subtilité de chaque paramètre du modèle le plus proche de la réalité.
1ère caractéristique : limites
Lorsque la simulation, pour mettre en évidence un phénomène physique, réduit considérablement les paramètres d’environnements, on aboutit à un cas d’école ou parfait. Dans ce cas, on perd les repères avec l’expérience ou l’observation réelle. L’apport de la simulation dans l’apprentissage est alors limité.
2e caractéristique : intérêt
La pédagogie n’est pas de la recherche, il n’est pas question de découverte mais d’enseigner des lois de physique déjà connues et validées. Dans ce cas, avec les précautions nécessaires, pourquoi ne pas utiliser une simulation comme terrain de découverte ? C’est exactement ce que l’on fait régulièrement en TP expérimentaux : on redécouvre des lois déjà connues.
2e caractéristique : limite
La simulation utilise les lois connues pour montrer un phénomène. Il est dans ce cas impossible de faire des découvertes à l’aide de la simulation.
© Claude Divoux, 2003