ABSCHNITT XVI.
SYSTEM ZUR ANALYSE, MODELLIERUNG
UND OPTIMIERUNG

DOI 10.36074/logos-31.03.2023.31

CERTAINS ASPECTS DE L'APPROCHE SYSTÉMIQUE
DANS LE SYSTÈME ÉDUCATIF

ORCID ID: 0000-0003-4940-7859

Viacheslav Okhrimenko

Candidat ès Sciences Techniques,
Professeur agrégé au Département des systèmes
urbains d'alimentation et de consommation électrique

O. M. Beketov National University of Urban Economy in Kharkiv

ORCID ID: 0000-0002-0050-030X

Vitaliy Malyarenko

Docteur ès Sciences en Sciences Techniques,
Professeur au Département des systèmes urbains d'alimentation
et de consommation électrique

O. M. Beketov National University of Urban Economy in Kharkiv

UKRAINE

L'approche systémique, parfois nommée l'analyse systémique, est un champ
interdisciplinaire relatif à l'étude d'objets dans leur complexité [1].

Les principes d'analyse systémique sont largement utilisés dans divers
domaines d'activité, en particulier dans le système éducatif. En tant que
méthodologie générale de résolution des problèmes dans leur complexité, l'analyse
systémique propose des approches générales pour résoudre comme les problèmes
d'organisation du système éducatif dans son ensemble [2], ainsi que les problèmes
de développement ou d'amélioration des programmes de cours, remplissement de
matériel des disciplines académiques [3], méthodologie d'enseignement [4] et plein
d'autres.

À ce jour, il n'existe pas de terminologie (définition des termes) généralement
acceptée dans ce domaine. Nous considérons une approche systémique (l'analyse
systémique) comme l'une des deux composantes de la science que l'on appelle
« systémiologie générale » [5] ou « systémiologie » (on utilise encore le terme
« systémologie générale », la science qui définit, étudie et explique tout type de
phénomène [6] et qui comprend deux composantes principales : la théorie générale
des systèmes et l'analyse des systèmes (l'analyse systémique).

La systémologie, en tant que science, est relativement jeune et ses
composantes continuent de se développer. Elle se compose de deux parties
principales : la théorie générale des systèmes comme base théorique de cette
science, et l'analyse des systèmes comme méthode d'application pratique de la
théorie pour résoudre des problèmes problématiques dans divers domaines.

Les principes de l'analyse des systèmes sont certaines dispositions de nature
générale qui sont une généralisation de l'expérience humaine de travail avec des
systèmes complexes. Différents auteurs présentent ces principes avec quelques
différences, car à l'heure actuelle, il n'y a pas de définitions généralement acceptées. Cependant, toutes les formulations décrivent les mêmes concepts.

**Le but de ce travail** est de généraliser et de clarifier les formulations des principes d'une approche systématique qui sont utilisés dans le système d'enseignement supérieur.

Parmi les nombreux principes de l'analyse des systèmes, nous avons identifié un groupe de principes de base dont l'application dans le système d'enseignement supérieur s'est généralisée.

On donne ci-dessous des explications sur ces principes, obtenues à partir de la pratique de l'enseignement des cours du Département des systèmes urbains d'alimentation et de consommation électrique de O. M. Beketov L'Université Nationale de Génie Urbaine de Kharkiv.

Ce sont les principes suivants : le principe du but ultime ; le principe de mesure : le principe d'équifinalité ; le principe d'unité ; le principe de compatibilité ; le principe de construction modulaire ; le principe de hiérarchie ; le principe de fonctionnalité ; le principe de développement (historicité, de dynamisme) ; le principe de décentralisation ; le principe d'incertitude.

**Le principe du but ultime.** C'est la priorité absolue de l'objectif final (global) de la recherche (ou de fonctionnement d'un système). Le principe a plusieurs règles :

- pour effectuer une analyse systémique, il faut d'abord formuler le but de la recherche. Des objectifs vagues et mal définis conduisent à des conclusions erronées ;

- l'analyse doit être effectuée sur la base de la clarification primaire de la finalité principale (fonction, finalité principale) du système étudié, qui permettra de déterminer ses principales propriétés essentielles, des indicateurs de qualité et des critères d'évaluation ;

- lors de la synthèse d'un système, toute tentative de changement ou d'amélioration doit être évaluée en fonction de si elle aide ou entrave l'atteinte de l'objectif final ;

- la finalité du fonctionnement d'un système artificiel est principalement déterminée par le système dont le système étudié fait partie intégrante.

**Le principe de mesure.** Nous ne pouvons parler de la qualité de fonctionnement d'un système que du point de vue d'un système de niveau supérieur. En d'autres termes, pour déterminer l'efficacité du système, il doit être présenté comme faisant partie d'un système plus général, et les propriétés externes du système étudié doivent être évaluées par rapport aux buts et objectifs du supersystème.

Pour évaluer l'efficacité du système « École primaire », il faut considérer son interaction avec le système « Enseignement primaire supérieur » (EPS), et pour évaluer l'efficacité du système « EPS », il faut le considérer comme une partie intégrante du système « Lycée » et ainsi de suite jusqu'au système « Enseignement supérieur ». Les composantes individuelles et l'ensemble du « Système éducatif d'un pays » doivent être évaluées, par exemple, en tant que composantes du « Système éducatif européen ».

**Le principe d'équifinalité.** Le système peut atteindre l'état final requis, qui ne dépend pas du temps et est déterminé exclusivement par les caractéristiques propres du système dans différentes conditions initiales et différents chemins. C'est une forme de stabilité par rapport aux conditions initiales et aux limites.

**Le principe d'unité.** Il s'agit d'une considération simultanée du système dans son ensemble et comme un ensemble de parties constituantes (éléments). Le
principe est axé sur le « regard à l'intérieur » du système, sur son démembrement tout en préservant les idées intégrales sur le système.

**Le principe de compatibilité.** La prise en compte d'une partie quelconque en même temps que de son environnement implique la démarche d'identification des connexions entre les éléments du système et d'identification des connexions avec l'environnement extérieur (prise en compte de l'environnement extérieur). Selon ce principe, le système doit avant tout être considéré comme une partie (élément, sous-système) d'un autre système (supersystème).

**Le principe de la construction modulaire.** Il convient de mettre en évidence les modules du système et de le considérer comme un ensemble de modules. Le principe indique la possibilité d'examiner la totalité de ses influences d'entrée et de sortie au lieu d'une partie du système (abstraction des détails excessifs).

**Le principe de hiérarchie.** Il est utile d'introduire une hiérarchie des pièces et leur classement, ce qui simplifie le développement du système et établit l'ordre de prise en compte des pièces.

**Principe de fonctionnalité.** C'est une réflexion conjointe sur la structure et la fonction, la fonction prenant le pas sur la structure.

Le principe stipule que toute structure est étroitement liée à la fonction du système et de ses composants. Lors de l'ajout de nouvelles fonctions à un système, il est utile de revoir sa structure plutôt que d'essayer d'insérer une nouvelle fonction dans un ancien schéma. Étant donné que les fonctions exercées constituent les processus, il convient de considérer séparément les processus, les fonctions et les structures. Les processus, quant à eux, se réduisent à l'analyse de flux de natures diverses : flux de matières ; flux d'énergie ; flux d'informations ; changements d'état.

De ce point de vue, la structure est un ensemble de restrictions aux flux dans l'espace et dans le temps.

**Le principe du développement.** Cela tient compte de la variabilité du système, de sa capacité à se développer, s'adapter, s'étendre, remplacer des pièces et accumuler des informations. D'une part, le système synthétisé doit être basé sur la possibilité de développement, d'expansion et d'amélioration. L'expansion habituelle des fonctions est assurée en assurant la possibilité d'inclure de nouveaux modules compatibles avec ceux existants. En revanche, lors de l'analyse du système, afin de révéler les régularités de son fonctionnement, il est important de prendre en compte son contexte et ses tendances d'évolution à un certain moment.

L'une des façons dont les développeurs tiennent compte de ce principe est de considérer le système dans son cycle de vie. Les phases classiques du cycle de vie d'un système créé artificiellement sont la conception, la fabrication, la mise en service, l'exploitation, le renforcement des capacités (modernisation), le déclassement (remplacement), la destruction.

Certains auteurs appellent ce principe le principe de dynamique (historicité) ou d'ouverture. Pour que le système fonctionne, il doit changer et interagir avec l'environnement.

**Le principe de décentralisation.** Il s'agit d'une combinaison dans des systèmes complexes de contrôle centralisé et décentralisé, qui consiste principalement dans le fait que le degré de centralisation doit être minimal et assurer la réalisation de l'objectif fixé.

L'inconvénient de la commande décentralisée est l'augmentation du temps d'adaptation du système. Cela affecte considérablement le fonctionnement du système dans des environnements en évolution rapide. Ce qui peut être fait en peu de temps dans des systèmes centralisés sera réalisé assez lentement dans un système décentralisé.
L'inconvénient de la gestion centralisée est la complexité de la gestion due à l'énorme flux d'informations à traiter dans l'ancien système de gestion. Pour cette raison, il existe généralement deux niveaux de contrôle dans un système complexe.

Dans un environnement en évolution lente, la partie décentralisée du système fait face avec succès à l'adaptation du système à l'environnement et à la réalisation de l'objectif global du système à l'aide d'un contrôle opérationnel, et en cas de changements soudains de l'environnement, le contrôle centralisé est effectué avec le transfert du système dans un nouvel état.

**Le principe d'incertitude.** C'est la prise en compte des incertitudes et des accidents dans le système. Le principe stipule qu'il est possible de traiter un système dans lequel la structure, le fonctionnement ou les influences externes ne sont pas complètement déterminés.

Les systèmes ouverts complexes n'obéissent pas aux lois de probabilité. Dans de tels systèmes, il est possible d'évaluer les situations les plus défavorables et d'engager des poursuites en conséquence. Cette méthode est généralement appelée **la méthode du résultat garanti**. Il est utilisé dans les cas où l'incertitude n'est pas décrite par l'appareil de la théorie des probabilités.

En présence d'informations sur les caractéristiques probabilistes des entrées (espérance mathématique, variance, etc.), il est possible de déterminer les caractéristiques probabilistes des sorties dans le système.

Ces principes ont un très haut degré de généralisation. Pour une application directe, le chercheur doit les remplir avec un contenu spécifique concernant le sujet de l'étude. Une telle interprétation permet d'étayer la conclusion quant à la faible signification de tout principe.

La connaissance des principes permet cependant de mieux voir les aspects importants du problème à résoudre, de considérer l'ensemble des interrelations et d'assurer l'intégration du système.

**Un exemple pratique** d'utilisation des principes de l'approche systémique tant pour l'organisation du processus éducatif que pour la formation de sujets de cours et pour l'approche d'explication de ces sujets aux étudiants.

En 2016, l'Ukraine a traversé le processus de consolidation et de fusion des spécialités. Il s'agit du premier niveau de l'enseignement supérieur en Ukraine, dont les programmes prévoient 240 crédits ECTS et l'obtention d'un diplôme du Baccalauréat. En Ukraine, un diplôme de BAC c'est le premier niveau d'enseignement supérieur.

À cette époque, notre université faisait la formation des bacheliers en spécialités « Systèmes d'alimentation électrique (SAÉ) », « Systèmes et sources d'éclairage (SSÉ) », « Sources d'énergie renouvelable (SÉR) » et « Électromécanique (ÉM) ». Toutes ces quatre spécialités ont été transformées en programmes éducatifs et regroupées en une seule spécialité « 141 Génie de l'Énergie électrique, Électrotechnique et Électromécanique » (« 141 GÉÉÉÉ »).

Cette réorganisation systémique de l'enseignement supérieur a engendré des problèmes systémiques tant au niveau de la gestion du processus éducatif qu'au niveau de l'enseignement des cours individuels.

Considérant les programmes de spécialité et les programmes éducatifs comme des systèmes (en termes d'analyse du système) nous pouvons supposer qu'après la réorganisation, le nouveau système « 141 GÉÉÉÉ » comprend quatre sous-systèmes « SAÉ », « SSÉ », « SÉR », « ÉM ». Et de cette façon, il est possible de construire un modèle structurel du nouveau système (Fig. 1). C'est un modèle structurel du premier niveau de détail et qui est utilisé au stade initial de la recherche d'un système. Dans notre cas, il y a eu une réorganisation de l'ancien système en nouveau système.
<figure><img src="image_1.png" /><figcaption>Fig. 1. Modèle structurel de la spécialité « 141 Génie de l'Énergie électrique, Électrotechnique et Électromécanique » (développement de l'auteur)</figcaption></figure>

Le modèle structurel du premier niveau de détail montre la composition du système et les relations entre ses composants. Dans le cadre du système, on distingue les sous-systèmes du premier niveau de détail, dont la structure est considérée au deuxième niveau de détail, et les éléments, dont la structure n'est pas considérée au deuxième niveau de détail. Les éléments du premier niveau de détail pour les sous-systèmes du deuxième niveau de détail seront déjà un supersystème.

Au deuxième niveau de détail, on analyse les modèles structurels des sous-systèmes du premier niveau. Le modèle structurel d'un sous-système de premier niveau ne peut être constitué que d'éléments et de liens entre eux, ou de sous-systèmes de second niveau de détail et de liens entre eux. La profondeur des niveaux de détail du système (le nombre de niveaux de découpage en composants) est déterminée par le but de modélisation et les liens entre les composants du système [7]. On prend en compte les connexions d'un niveau ainsi que les connexions inter-niveaux.

Notre modèle structurel du système « 141 GÉÉÉÉ » (Fig. 1) et c'est un modèle du premier niveau de détail. Il contient quatre principaux sous-systèmes comme spécialités (SAÉ, SSÉ, SÉR, ÉM) et deux blocs de sous-systèmes « Cours interdisciplinaires » et « Cours spéciaux ». Les connexions (flux) entre les sous-systèmes sont formées par deux groupes de disciplines académiques :

1) des cours interdisciplinaires dont les thèmes sont étudiés par des étudiants de toutes les spécialités (SAÉ, SSÉ, SÉR, ÉM) ;

2) des cours spéciaux dont les thèmes ne sont nécessaires que pour l'une des spécialisations.

Le modèle structurel du deuxième niveau de détail dépend du but de sa construction. Pour le personnel administratif du décanat, la tâche principale est de répartir le nombre standard de crédits de la spécialité « 141 GÉÉÉÉ » entre disciplines interdisciplinaires et disciplines spéciales. Ce modèle prend également en compte les liens avec les modèles structuraux d'autres spécialités. Par exemple, on enseigne le cours de mathématiques supérieures aussi aux étudiants d'autres spécialités – constructeurs, économistes, comptables, etc. Parallèlement à la
répartition des crédits du cours de mathématiques supérieures pour différentes spécialités, d'autres facteurs sont aussi pris en compte, par exemple, les normes de charge de travail des professeurs et leur charge de travail réelle.

Une autre structure a un modèle structurel du deuxième et des suivants niveaux de détail et qui montre les liens entre les disciplines et les sujets au sein des disciplines.

Il est important que les enseignants aient un modèle qui montre toutes les disciplines enseignées pour chaque spécialisation. Par exemple, pour la spécialisation « Systèmes d'alimentation électriques », il peut être représenté par la liste suivante de systèmes et de sous-systèmes.

Système № 1 « Disciplines humanitaire » : sous-système № 1-1
« Philosophie »; sous-système № 1-2 « Lange étrangère »; ...; sous-système № 1-i; sous-système № 1-n.

Système № 2 « Disciplines fondamentales théoriques » : sous-système № 2-1
« Mathématiques supérieures » ; sous-système № 2-2 « Physique » ; sous-système № 2-3 « Mécanique » ; ... sous-système № 2-n.

Système № 3 « Disciplines théoriques de base d'électricité » : sous-système № 3-1 « Fondements théoriques d'électricité » ; sous-système № 3-2 « Machines électriques » ; ... sous-système № 3-n.

Système № 4 « Cours de spécialisation » : sous-système № 4-1 « Systèmes et réseaux électriques » ; sous-système № 4-2 « Centrales électriques et sous-stations » ; sous-système № 4-3 « Consommateurs d'énergie électrique» ; sous-système № 4-n.

Ce modèle reflète la composition du système « Disciplines de la spécialité des systèmes d'alimentation électrique ». Certaines difficultés résident dans le fait que chaque enseignant doit déterminer lui-même les relations entre les thèmes du cours qu'il fait et les thèmes des cours dans la composition des sous-systèmes №°1 – №°4. Et souvent pour cela, il ne dispose pas des données initiales nécessaires.

Autre difficulté. Une discipline est enseignée aux quatre spécialisations (par exemple, le cours « Centrales électriques et sous-stations ») et la réalisation du projet de cours dans cette discipline n'est prévue qu'une seule spécialisation (« Systèmes d'alimentation électrique »). Dans ce cas, la complexité du modèle et de sa mise en œuvre pratique réside dans le fait que pour la spécialisation « SAÉ », il n'y a pas de cours en classe pour la mise en œuvre du projet de cours.

**Conclusions.** La formation du contenu des disciplines individuelles selon les modèles structurels construits avec un certain niveau de détail des connexions interdisciplinaires aide les enseignants à faire face aux complexités d'une telle situation.

Références:

[1] Article Approche Systémique de Wikipédia en français [En ligne]. https://fr.wikipedia.org/wiki/Approche_systémique.

[2] Diemer, A. (2014). L'éducation systémique, une réponse aux défis posés par le développement durable. *Éducation relative à l'environnement* [En ligne]. V. 11. https://doi.org/10.4000/ere.805.

[3] Okhrimenko, V., Perhun, O. (2021). Aproches conceptuelles d'obtention des compétences pratiques en conception des systèmes d'approvisionnement en électricité. *ΛΟΓΟΣ. Der sammlung wissenschaftlicher arbeiten*. p. 125–127. https://doi.org/10.36074/logos-10.09.2021.34.

[4] Bennoui-Dervieux, K. (2019). Lier approche systémique et pédagogie de projet au service du transfert des savoirs : un projet d'éducation au développement durable au cycle 2. *Education* [En ligne]. https://dumas.ccsd.cnrs.fr/dumas-02289199/document.

[5] Pouvreau, D. (2013). Une histoire de la 'systémologie générale' de Ludwig von Bertalanffy : Généalogie, genèse, actualisation et postérité d'un projet herméneutique (thèse de doctorat). *Paris, École des Hautes Études en Sciences Sociales*. 1138 p. https://theses.hal.science/tel-00804157.

[6] Article *Systémique* de Wikipédia en français [En ligne]. https://fr.wikipedia.org/wiki/Systémique.