L'enseignement de la modélisation mathématique au cycle secondaire

The teaching of mathematical modeling in secondary education

¹ Recherches Interdisciplinaires pour l'Innovation en Didactiques et en Capital Humain (RIIDCH), Formation Initiale des Enseignants et Développement de la Réflexivité, Homme – Société - Education, Faculté des Sciences de l'Education, Université Mohammed V de Rabat, Maroc
² Ecole Normale Supérieure, Université Cadi Ayyad de Marrakech, Maroc

^* Corresponding author: lamyae_rouissa@um5.ac.ma

Résumé

L'enseignement de la modélisation mathématique au cycle secondaire représente un défi pédagogique nécessitant une intégration efficace dans les pratiques enseignantes. Cette étude analyse les difficultés rencontrées par les élèves du secondaire face à la résolution de problèmes de modélisation et propose des stratégies adaptées pour améliorer son intégration et son efficacité dans l’enseignement. L'approche adoptée repose sur le croisement de cadres théoriques structurés, combinant les différentes étapes du processus de modélisation avec les phases de transition et un cadre affiné qui les détaille. Cette articulation constitue la base de l'élaboration d'une grille d’analyse détaillée permettant d’examiner les aspects cognitifs mobilisés à chaque étape. L’expérimentation menée auprès des élèves du cycle secondaire qualifiant met en évidence des lacunes significatives, notamment dans l’identification des variables, la formalisation des hypothèses et l’interprétation des résultats. L’absence de directives claires dans les curricula et la non-intégration explicite de la phase de validation limitent l’appropriation de la démarche modélisatrice. L’étude souligne la nécessité d’une refonte des programmes pédagogiques, d’un accompagnement spécifique des enseignants et de l’intégration des technologies pour renforcer les compétences des élèves en modélisation mathématique.

Abstract

The teaching of mathematical modeling in secondary education represents a pedagogical challenge requiring effective integration into instructional practices. This study analyzes the difficulties encountered by secondary school students in solving modeling problems and proposes tailored strategies to enhance its integration and effectiveness in teaching. The adopted approach is based on the intersection of structured theoretical frameworks, combining the different stages of the modeling process with transition phases and a refined framework that details them. This articulation forms the foundation for the development of a detailed analytical grid, enabling an examination of the cognitive aspects mobilized at each stage. The experimentation conducted with secondary school students highlights significant gaps, particularly in identifying variables, formalizing hypotheses, and interpreting results. The lack of clear guidelines in curricula and the absence of explicit integration of the validation phase limit students' appropriation of the modeling approach. The study underscores the need for a revision of educational programs, specific teacher support, and the integration of technologies to strengthen students' competencies in mathematical modeling.