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Vision 20/20

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Vision 20/20. Vivre dans un monde scientifique et technologique. Jacques Allard, Ph.D. Le XX e siècle: le siècle de la physique. Le rayon X (Roentgen Nobel 1901) La relativité (Einstein 1904) La théorie quantique (Planck 1900) Énergie atomique Transistor, ordinateur Laser

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Presentation Transcript
vision 20 20

Vision 20/20

Vivre dans un monde scientifique et technologique

Jacques Allard, Ph.D.

le xx e si cle le si cle de la physique
Le XXe siècle:le siècle de la physique
  • Le rayon X (Roentgen Nobel 1901)
  • La relativité (Einstein 1904)
  • La théorie quantique (Planck 1900)
    • Énergie atomique
    • Transistor, ordinateur
    • Laser
    • Imagerie par résonnance magnétique
science technologie du xx e si cle
Science/technologie du XXe siècle
  • Conception par modélisation
    • Objectif
    • Modèle mathématique
    • Problème d’optimisation
    • Solution
science technologie du xx e si cle1
Science/technologie du XXe siècle
  • Conception par modélisation
    • Lentilles optiques
    • Aéronautique (Boeing 777)
    • Automobiles
    • Pneu
science technologie du xx e si cle2
Science/technologie du XXe siècle
  • Conception par modélisation
les maths du xx e si cle
Les maths du XXe siècle
  • Au service de la physique
      • Calcul différentiel et intégral (Newton, Leibnitz – 16XX)
      • Équations différentielles
        • Topologie algébrique (Poincaré ~ 1900)
        • Méthodes des éléments finis
      • Calcul vectoriel
        • Espaces de Hilbert (mécanique quantique)

(… et les maths « pures »)

le future extr me
« Le future extrême »
  • Importance de la science
  • Économie de l’innovation
  • Progrès de la médecine
  • Défis énergétiques
  • Changement climatique

+Socio-économique

James Canton The Extreme Future – Penguin 2006

le future extr me1
« Le future extrême »
  • Technologie de l’information
    • Aujourd’hui, nouvelle-née à 25 ans
  • Communication: connectivité universelle
    • Partout/en tout temps/sur demande
  • Nanotechnologie
  • Bio-XXXX
    • XXXX = chimie, info, physique, math, génie, etc…

James Canton The Extreme Future – Penguin 2006

le xxi e si cle le si cle de la biologie
Le XXIe siècle:le siècle de la biologie
  • Génomique
  • Protéonomique
  • Biochimie, bioinformatique,biomathématique, biophysique, etc.
    • Médicaments sur mesure ???
    • Virus et bactéries sur mesures ???
    • Cellules sur mesures ???
    • Modifications génétiques ???
    • Organismes sur mesures ???
biologie au xxi e si cle
Biologie au XXIe siècle
  • Prédiction: si … alors …
    • Si le gène ABC du virus H5N1 est devient XYZ, H5N1 pourra se transmettre entre humains
  • Construction
    • Construire un virus qui produit de l’insuline selon les besoins de son hôte
    • Construire un pesticide spécifique à un seul organisme (une espèce invasive, par exemple)
biologie au xxi e si cle1
Biologie au XXIe siècle
  • Conception par modélisation en BIOLOGIE
    • Objectif
    • Modèle mathématique
    • Problème d’optimisation
    • Solution
biologie au xxi e si cle2
Biologie au XXIe siècle
  • Conception par modélisation en pharmacologie
    • Protéine cible
    • Action désirée
    • Conception de la molécule
    • Modélisation de l’activité
    • Prédire les effets secondaires
  • Modélisation de l’ingestion du comprimé jusqu’à l’impact épidémiologique
biologie au xxi e si cle3
Biologie au XXIe siècle
  • Analgésique efficace
  • Cause crises cardiaques et embolies

4-[4-(methylsulfonyl)phenyl]-3-phenyl-2(5H)-furanone

mod lisation math matique dans le d veloppement pharmaceutique
Modélisation mathématique dans le développement pharmaceutique

Projet MITACS

  • Dr. Jack A. Tuszynski, (U of A - Physique)
  • Dr. Thoms Hillen, (U of A – Mathématiques et statistique)
  • Dr. Gerda de Vries, (U of A – Mathématiques et statistique)
  • Dr. Michael Y. Li, (U of A – Mathématiques et statistique)
  • Dr. D. Peter Tieleman, (U Calgary - Biologie)
  • Dr. Lukasz Kurgan, (U of A – Génie informatique)
  • Dr. Eric Cytrynbaum, (U of British Columbia - Mathématiques)
  • Dr. Stephanie Portet, (U of Manitoba - Mathématiques)
  • Dr. Siv Sivaloganathan, (U of Waterloo – Mathématiques appl.)
  • Dr. Roderick Melnik, (Wilfrid Laurier U - Mathématiques)
objectif
Objectif
  • Modéliser
    • Une cellule
    • Un organe
    • Un organisme
    • Une population
    • Un écosystème
objectif1
Objectif
  • Modéliser
    • La communication intracellulaire
    • La communication inter-bactérielle
      • « Perception du quorum »
    • La communication intra-organisme
    • Etc.
les maths du xxi e si cle
Les maths du XXIe siècle
  • Au service des systèmes complexes
    • et, en particulier, de la biologie
    • Échelles multiples
    • Complexité inédite
    • Solutions numériques, par simulation, etc.
l univers politico conomique
L’univers politico-économique
  • La Globalisation
  • La Chine

Le nombre d’étudiants chinois « brillants »>Le nombre TOTAL des étudiants nord-américains

  • Les Indes
    • Employés IBM aux Indes :
      • 2004: 9,000
      • 2006: 43,000

Karl Fish - http://www.youtube.com/watch?v=xHWTLA8WecI

alvin toffler f vrier 2007 choc du futur 1970
Alvin Toffler Février 2007« Choc du futur » - 1970

Interviewer

“You've been writing about our educational system for decades. What's the most pressing need in public education right now?”

Toffler

“Shut down the public education system.”

Edutopia 2007/02

l apprentissage des maths et des sciences objectifs
L’apprentissage desmaths et des sciences: Objectifs
  • Apprendre à:
    • Comprendre
    • Rechercher
    • Évaluer
    • Intégrer des « boîtes noires »
    • Partager et coopérer
l apprentissage des maths et des sciences objectifs1
L’apprentissage desmaths et des sciences: Objectifs
  • Comprendre
    • Qualité de la connaissance plutôt que quantité
l apprentissage des maths et des sciences objectifs2
L’apprentissage desmaths et des sciences: Objectifs
  • Chercher
    • L’information
    • Les méthodes
    • Les collaborateurs
l apprentissage des maths et des sciences objectifs4
L’apprentissage desmaths et des sciences: Objectifs
  • Intégrer les « boîtes noires »
    • Intégrer des connaissances profondes et des connaissances « fonctionnelles »
    • Savoir comment choisir une « boîte noire »
    • Savoir comment utiliser une « boîte noire »
l apprentissage des maths et des sciences objectifs5
L’apprentissage desmaths et des sciences: Objectifs
  • Coopérer
    • Travail en équipe, localement et à distance
    • Partager les responsabilités
l apprentissage des maths et des sciences contenu
L’apprentissage desmaths et des sciences: contenu
  • Contenu: Base
    • Lire, écrire, communiquer
    • Mathématiques
    • Technologie de l’information et des communications
  • Contenu: Occasion d’apprentissage
    • Le message est le médium
l apprentissage des maths et des sciences comment
L’apprentissage desmaths et des sciences: comment
  • Comment
    • En faisant…
    • Dans un contexte multidisciplinaire
exemple bo te noire en math
Exemple: « boîte noire » en math
  • Analytique et graphique
    • a1x + b1y = c1
    • a2x + b2y = c2
  • Graphique et « boîte noire »
    • a1x + b1y = c1
    • a2x + d2x2 + b2y = c2
  • Boîte noire seulement
    • Tout autre système d’équations

Boîte noire = technologie appropriée

les maths
Les maths

« Si la chimie était enseignée comme les maths le sont, nous serions toujours au … moyen-âge. »

slide31
Qui ?
  • Tous les élèves!
    • Déplacer « la cloche »
    • L’effet d’entraînement
la technologie
La technologie
  • Un outil
  • Pas une solution
    • Nouveau contenu
      • Comment utiliser la technologie

New York Times - May 4, 2007

Seeing No Progress, Some Schools Drop Laptops

Un enseignant: "The art of thinking is being lost. Because people can type in a word and find a source and think that's the be all end all."

l environnement technologique
L’environnement technologique
  • Centré sur le Web
  • Matériel du « domaine publique »
    • Manuel remplacé?
  • Accessible?
    • Warcraft, Sim City, Second Life, etc…
la cl
La clé
  • Les intervenants
    • Les enseignants
    • La formation continue des enseignants
    • Insertion d’autres intervenants
  • Comparer au privé
    • La sélection à l’embauche
    • La motivation
    • La formation continue
    • L’utilisation de consultants
l urgence
L’urgence
  • L’Asie (et les « privilégiés »)
    • Système stratifié par niveau d’habileté
    • Formation supplémentaire (« juku »)
    • Formation individuelle
      • Camps d’été en sciences, math et technologie
      • Entraîneur particulier pour le « SAT »
      • « Profile Harvard »
vision 20 201

Vision 20/20

S’inscrire dans le monde multiculturel et multilingue

de demain