Lycée Vangogh

Projet d’ajustement du programme
d’enseignement de spécialité
Informatique et sciences du numérique
de la classe terminale scientifique

Membres du groupe

Laurent CHÉNO Inspecteur général de mathématiques
Xavier BUFF Professeur des universités, Membre du CSP
Gilles DOWEK Président du conseil scientifique de la SIF
Françoise TORT Maître de conférences
Charles POULMAIRE Professeur de mathématiques
David ROCHE Professeur de physique-chimie
Ahmed SALAMAT Professeur de STI
Pascal LETARD Professeur de mathématiques

Pas une réécriture du programme ISN.
Ajustement en fonction des nouveautés des programmes (notamment algorithmique en maths et en technologie au cycle 4),
Ajustement en fonction de la réalité du terrain.
Le document devra donc indiquer les points qui seront modifiés, et la justification des modifications proposées.

Questions

Quelles parties du programme ne traitez-vous pas, ou seulement partiellement ? pourquoi ?
Quelles évolutions vous paraîtraient souhaitables ?
Quelle place des items « non obligatoires » dans votre enseignement : algorithmes avancés, réseau, routage, robotique ?
Quelle place réservez-vous pour les questions éthiques, sociétales (nombre d’heures) ?
Le programme est-il trop lourd ?
Quel volume pris par les projets ?
Équilibre entre les 4 piliers du programme ?

Programme ISN

1 – Préambule

2 - Mise en activité de l'élève

3 - Les projets

4 – Culture scientifique et enjeux de société

5 - Éléments de programme

5.1 Représentation de l'information

5.2 Algorithmique

5.3 Langages et programmation

5.4 Architectures matérielles

1 – Préambule

L’objectif de l’enseignement de spécialité ISN en classe terminale scientifique est d’approfondir les connaissances et les compétences des élèves en s’appuyant sur les notions, les méthodes et la pratique qu’ils ont développées au collège, et en particulier au cycle 4 en mathématiques et en technologie, ainsi que durant les enseignements de mathématiques de seconde et de première.

2 - Mise en activité de l'élève

... il convient de les mettre en situation d'activité aussi souvent que possible, comme cela a déjà été fait au collège. Dans la continuité du cycle 4, une pédagogie par projets est à privilégier pour favoriser l'émergence d'une dynamique de groupe...

Pour autant, la gestion de projet n'est pas un objectif de la formation.

3 - Les projets

Nouvelle section qui permet de regrouper les questions liées à l’émergence d’une société numérique qui sont aujourd’hui éparpillées dans le programme.

Mettre en évidence que l’enseignement d’ISN avait ainsi toute sa place dans le développement d’une culture scientifique.

4 – Culture scientifique et enjeux de société

On propose ci-dessous une liste, ni exhaustive ni exigible, de problématiques susceptibles d’être exploitées en classe et dans les projets de fin d’année des élèves.

Persistance de l’information,Non-rivalité de l’information
Informatique verte
Apprentissage automatique
Informatique « dans le nuage » (cloud computing)

4 – Culture scientifique et enjeux de société

Les métiers qui disparaissent, les métiers qui apparaissent
L'évolution des outils de l’écriture d’un texte : de la plume d'oie au traitement de texte
L'informatisation de l'administration et le devoir de transparence
Des prothèses actives aux cyborgs : peut-on réparer et augmenter les capacités du corps ?

4 – Culture scientifique et enjeux de société

5 - Éléments de programme

Organisation : les éléments du programme sont présentés à l'aide d'un tableau en trois colonnes :

Savoirs, Capacités, Observations.

Savoirs	Capacités	Observations

5 - Éléments de programme

Supprimer l’étiquetage « optionnel » du losange noir

supprimer ceux de ces items qui, en réalité, ne sont pratiquement jamais enseignés en ISN.

Conserver les autres au même niveau que l’ensemble des items du programme.

5 - Éléments de programme

5.1 Représentation de l'information

5.2 Algorithmique

5.3 Langages et programmation

5.4 Architectures matérielles

5.1 Représentation de l'information

Mettre en premier « Numérisation ».
Reporter le traitement d’images dans la partie Algorithmique.
Supprimer la partie Compression.
Supprimer la partie Structuration et organisation de l’information.
Ajout sur la Taille de l’information.

Savoirs	Capacités	Observations
Numérisation L'ordinateur manipule uniquement des valeurs numériques.L'élève comprend qu'une étape de numérisation des objets du monde physique est donc indispensable.	Coder un nombre, un caractère au travers d'un code standard, un texte sous forme d'une liste de valeurs numériques.	Il est ici utile de faire référence à des notions technologiques introduites à propos des architectures matérielles. Les images et les sons peuvent être choisis comme contexte applicatif et sont manipulés via des logiciels de traitement ou de synthèse.

Savoirs	Capacités	Observations
Numérisation	Coder un nombre, un caractère ...
Représentation binaire	Manipuler à l'aide d'opérations élémentaires les trois unités de base : bit, octet, mot.
Formats	Identifier quelques formats de documents, d'images, de données sonores. Choisir un format approprié par rapport à un usage ou un besoin, à une qualité, à des limites.
Taille de l’information	Estimer la taille des données. Connaître les ordres de grandeur courants (périphériques usuels

5.2 Algorithmique

Evolution des programmes de mathématiques et de technologie du cycle 4, avec l’introduction d’un enseignement d’algorithmique et de programmation
Evolution possible des programmes de mathématiques de seconde et de première
Supprimer toute mention du losange noir.
Supprimer la distinction algorithmes simples/avancés.
Ajouter un item sur l’initiation à la complexité des algorithmes
reporter ici les algorithmes de traitement d’images.

Savoirs	Capacités	Observations
Algorithmes simples de référence -recherche dichotomique ; - addition de deux entiers exprimés en binaire ; - tri par sélection ; - tri par fusion ; - recherche d’un chemin dans un graphe par un parcours en largeur ou en profondeur.	Comprendre un algorithme et expliquer ce qu'il fait. Modifier un algorithme existant pour obtenir un résultat différent. Concevoir un algorithme. Programmer un algorithme. ♦S'interroger sur l'efficacité d'un algorithme.	On présente simultanément les notions d'algorithme et de programme, puis on les distingue On présente les complexités logarithmique, linéaire et quadratique sur les exemples de la recherche dichotomique, de l’addition de deux entiers et du tri par sélection.
Traitement d’image Programmation d’algorithmes simples sur les images bitmap.	Modifier format, taille, contraste ou luminance d’images numériques. Détecter des informations spécifiques.	L’objectif est d’appliquer effectivement des programmes simples à des images. On peut aussi étudier le floutage, la rotation, la recherche de contour, etc.

Prendre en compte la mise en œuvre dès le cycle 4 de la programmation parallèle, qui est le paradigme actuel de la programmation.

5.3 Langages et programmation

Comparaison de la programmation séquentielle et la programmation parallèle, en s’appuyant sur la programmation déjà développée au cycle 4 du collège.

Savoirs	Capacités	Observations
Types de données	Choisir un type de donnée en fonction d'un problème à résoudre.	On adapte la présentation de ces notions en fonction du langage de programmation retenu.
Fonctions	Concevoir l'entête (ou l'interface) d'une fonction, puis la fonction elle-même.	On adapte la présentation de ces notions en fonction du langage de programmation retenu.
Programmation séquentielle versus parallèle	Écrire un programme séquentiel. Écrire un programme parallèle simple.	En s’appuyant sur le travail mené au cycle 4, on met en évidence le fait que la majorité des programmes sont composés de processus qui s’exécutent en parallèle.
Correction d'un programme	Mettre un programme au point en le testant, en l'instrumentant. Utiliser un outil de mise au point.	On évoque les risques issus des programmes incorrects et des bugs qui en résultent, aux conséquences parfois graves.
Langages de description	Créer et analyser une page web	On met en évidence la diversité des langages utilisés en informatique : langages de programmation, de description, de requêtes, de spécification…

5.4 Architectures matérielles

Présentation des machines.
Connexion en réseau (méthodes de routage).
Remobiliser les acquis du programme de technologie du cycle 4.
Etude d’un système en interaction avec le monde physique.

Suppression du premier item (éléments d’architecture), qui est complètement intégré dans le programme de technologie du cycle 4.

Architecture des ordinateurs

Réseaux

Report à la nouvelle section 4 les questions liées à la supranationalité des réseaux.

Insister sur les notions fondamentales en jeu dans les réseaux : couches, adressage et routage, qui sont d’ailleurs déjà évoquées dans le programme de technologie du collège.

Supprimer le premier item « transmission point à point » qui correspond à des techniques en voie d’obsolescence.

Concernant le routage, la formulation a été retravaillée.

Initiation à la robotique

Savoirs	Capacités	Observations
Jeu d'instructions	Savoir dérouler l'exécution d'une séquence d'instructions simples de type langage machine.	On propose des activités sous forme d'exercices sur papier sans utiliser d'ordinateur.
Adressage sur un réseau	Décrire une situation d'adressage sur un type de réseau particulier.	On introduit ces notions en comparant différents types d'adressages existants (téléphone, courrier postal).
Routage	Décrire le chemin suivi par l'information sur un exemple de routage.	On peut prendre l’exemple du routage des courriels. On explique la différence entre les réseaux de type arborescent et de type graphe.
Structuration en couches des protocoles de réseau	Identifier des protocoles et les rattacher à une couche, sur des exemples simples.	On peut, au choix, s’appuyer sur le modèle TCP/IP ou le modèle OSI. On introduit ces notions en présentant divers protocoles. On évitera tout excès de technicité.
Découverte d'un système robotique et de sa programmation	Identifier les différents composants du système utilisé, comprendre leurs rôles respectifs et le programmer dans un langage de haut niveau	On propose des activités adaptées aux équipements et logiciels disponibles dans l'établissement.