Pour une option informatique à Marseilleveyre en 2009

Hervé Milliard
 

I La nécessité du projet

   La seconde est une classe qui doit permettre à l'élève d'affiner ses choix pour construire son parcours de formation. Cette option veut participer à « l'acquisition par chaque élève de la culture nécessaire à la vie en société et à la compréhension du monde ».

   L'informatique, si ce mot a encore un sens, était à l'origine une science réservée à des spécialistes, scientifiques purs et durs.

   Elle est devenue aujourd'hui un outil efficace au service de l'information et de la communication, et elle intervient dans tous les secteurs d'activité, activités professionnelles mais aussi vie de tous les jours du citoyen.

   Cette option de seconde doit être un enseignement général à caractère méthodologique et ne se cantonnera pas à une simple utilisation de logiciels ; elle ne prétend pas être une initiation à un outil professionnel, mais doit apporter des éléments d'une formation conduisant les élèves de tous profils à comprendre les possibilités et les limites du traitement informatisé de l'information. Elle a pour objectif de permettre à chacun d'en faire une utilisation raisonnée et d'exercer dans ce domaine son esprit critique de jeune citoyen.

   Certes, les compétences indispensables sont souvent communes à celles exigées pour l'enseignement des mathématiques :
(Extrait des objectifs du nouveau programme de mathématiques de seconde)

  • modéliser et s'engager dans une activité de recherche ;
  • conduire un raisonnement, une démonstration ;
  • pratiquer une activité expérimentale ou algorithmique ;
  • faire une analyse critique d'un résultat, d'une démarche ;
  • pratiquer une lecture active de l'information (critique, traitement), en privilégiant les changements de registre (graphique, numérique, algébrique, géométrique) ;
  • utiliser les outils logiciels (ordinateur ou calculatrice) adaptés à la résolution d'un problème ;
  • communiquer à l'écrit et à l'oral.

   Cela explique en grande partie l'implication des professeurs de mathématiques dans cet enseignement, et depuis toujours, mais on ne saurait limiter cet enseignement à un simple chapitre du cours de mathématiques, mais au contraire se veut largement ouvert :

   Des professeurs de plusieurs disciplines interviendront sur des domaines variés du monde numérique, (Professeurs de Physique, de Svt, Documentaliste) ; des visites de centre de recherche sont prévues ainsi que des interventions de professionnels qui exposeront les divers aspects de leur métier d'informaticien.

Les jeunes filles, qui se sentent traditionnellement moins attirées par les métiers de l'informatique, doivent trouver en particulier dans cet enseignement la découverte d'un secteur d'activité attractif.

   Cette option vise trois objectifs, plus ou moins développés selon les orientations et les spécialités des élèves :

  • un apport de connaissances scientifiques et techniques, avec une prise de conscience des enjeux économiques, sociaux et culturels,
  • un apprentissage de méthodes et de techniques,
  • une initiation à la recherche, avec en particulier un travail en équipe sur projet.

   Enfin, cet enseignement ne se veut pas isolé, mais au contraire s'inscrit dans une démarche sur le long terme qui commence à l'école primaire et au collège, et se poursuit au lycée puis à l'université. Ainsi, il tiendra compte de l'introduction toute nouvelle de l'enseignement de l'algorithmique en seconde et contribuera à développer des ressources pour aider les collègues à y faire face ; il contribuera à la validation du BII lycée, et au développement de l'utilisation des outils TICE dans diverses disciplines ; il fournira aux élèves des outils intéressants pour leur futur TPE en classe de première, etc.

II La structure du projet

  • Suite à l'appel à projet innovant du rectorat d'Aix-Marseille, le lycée Marseilleveyre a déposé six projets dont l'option informatique de seconde, seul retenu et doté de trois fois 36 heures, soit 108 heures.

  • Il s'adresse à tous les élèves de seconde du lycée Marseilleveyre qui comporte une multitude d'options obligatoires : MPI, ISI, Cinéma, audio visuel, Théâtre, SES, etc.

  • Toutes les séances ont lieu en salle informatique.

  • Les élèves bénéficient de deux heures 30 par semaine selon un emploi du temps très variable en fonction des tâches proposées et des intervenants successifs.

  • L'interdisciplinarité et l'ouverture au monde en est une composante essentielle.

  • Le maximum sera fait pour motiver les jeunes filles à cette option.

  • Les logiciels employés sont presque exclusivement ceux habituellement utilisés par les élèves.

  • La programmation a une place importante, mais non exclusive.

  • Le tableur est de loin le logiciel le plus utilisé par toutes les professions et cette option tient largement compte de cette spécificité.

  • La recherche en autonomie, particulièrement adaptée à ce type d'enseignement, prend une part très importante dans les diverses activités. À ce titre, la deuxième partie de l'année sera consacrée à un projet personnel, étroitement encadré par les professeurs, avec des sujets qui peuvent être assez variés, mais tous liés au monde de l'informatique.

  • La découverte des métiers de l'informatique est l'un des objectifs fondamentaux.

III Essentiel du programme

   Les propositions qui suivent correspondent à un module de 75 heures réparties sur l'année complète : 2 heures et demie hebdomadaire en salle informatique. 

1) Le fondement d'un ordinateur et les logiciels fondamentaux
Volume horaire indicatif : 6 heures

   Structure d'un ordinateur. Processeur, mémoire, disque dur. Base deux. Définition de bit, de l'octet, vitesse de transmission. Taille d'un fichier. Compression.
Généralités sur les images. Le vectoriel et le bitmap. Codage d'un pixel.
Traitement de texte. Présentation. Tableur : Bases et fonctions avancées.

2) Programmation et algorithmique
Volume horaire indicatif : 30 heures

   L'objectif est ici que les élèves comprennent la notion de programme et sachent écrire des programmes simples.

  • Écriture et exécution d'un programme simple sur un ordinateur ;
  • Variable, déclaration et affectation ;
  • Types scalaires (entier, flottant, caractère, booléen),
  • Type chaîne de caractères, types tableaux ;
  • Opérations arithmétiques et logiques ;
  • Ordre d'exécution des instructions : séquence, test et boucle ;
  • Primitives d'entrée et de sortie ;
  • Les tableaux ;
  • Programmation sous le tableur Excel. Les macros. Le VBA.

3) Représentation des informations
Volume horaire indicatif : 6 heures

   L'objectif est ici que les élèves comprennent la manière dont les informations (textes, images, sons, données structurées) sont représentées, en insistant sur l'indépendance des algorithmes de chiffrement, compression, transmission... par rapport à la nature de ces informations. Différence analogique / numérique, discrétisation, numérisation ; représentation uniforme des données comme des suites de 0 et de 1, exemples avec les textes (ASCII, unicode...), les images, les sons ;
Données brutes et structurées (exemple image pixelique et vectorielle).

4) Une idée plus globale de ce qu'est l'informatique
Volume horaire indicatif : 6 heures

   Quatre ou cinq fois au cours du semestre, une séance est consacrée à un thème qui permet aux élèves de prendre un peu de recul et d'avoir un aperçu de questions plus complexes sur l'informatique : les sujets traités seront déterminés par les questionnements des élèves. Chaque séance pourra s'appuyer sur un exposé préparé par un élève, sur un exposé synthétique fait par un enseignant (éventuellement par un intervenant extérieur) ou sur l'étude d'un document.

Informatique et communication
Volume horaire indicatif : 6 heures

   L'objectif est ici de montrer comment le développement de l'informatique s'inscrit dans une histoire des outils de communication (dont les grandes étapes sont l'écriture, l'alphabet, le codex et l'imprimerie). Mais aussi comment l'informatique et Internet ont bouleversé la manière dont on crée et reçoit de la musique et des images, et partant les marchés de ces biens. Une des activités de ce thème sera d'organiser une vidéoconférence.

Informatique et arithmétique
Volume horaire indicatif : 2 heures

   L'objectif est ici d'apporter un peu de culture générale sur la notion même d'algorithme : on montrera que la notion d'algorithme est beaucoup plus ancienne que les ordinateurs et les langages de programmation et que l'effort de développement de nouveaux algorithmes a été constant au cours de l'histoire des mathématiques : bref historique de la représentation des nombres, différents types de numération, traces de cette histoire dans le vocabulaire (zéro, chiffre, algorithme...).

   Découverte de quelques algorithmes historiques, impact de l'algorithmique sur la définition des objets mathématiques et sur la démonstration.

Informatique et gestion de grandes quantités d'information
Volume horaire indicatif : 4 heures

   À l'aide de l'exemple des moteurs de recherche, que tous les lycéens connaissent, on aborde la question de la gestion de grandes quantités d'information.

   Un premier problème est celui de l'indexation du web entier sur les disques d'un ordinateur, qui demande à la fois un grand nombre de disques et des algorithmes de parcours du web. Un second est celui de l'attribution d'un rang à chacune des pages.

   Enfin, cette séance est l'occasion d'apprendre aux élèves à affiner leurs méthodes d'interrogation en utilisant des opérateurs logiques, de montrer les limites de la méthode d'interrogation consistant grosso modo a donner les pages de plus haut rang contenant les mots de la requête, qui exclut, par exemple, de formuler une relation logique entre ces mots.

Informatique et droit
Volume horaire indicatif : 4 heures

   Examen de la charte informatique du lycée : le droit et internet ; le droit à l'image, les sites internet, le téléchargement, la loi HADOPI.

C'est la documentaliste de l'établissement qui interviendra sur ces questions.

5) Le projet personnel des élèves
Volume horaire indicatif : 20 heures

   C'est un travail long engageant l'élève à développer un projet informatique qui devra comporter une partie importante de programmation, mais qui pourra aborder d'autres aspects, juridiques, algorithmiques, techniques, sociaux etc.

   Ces projets feront l'objet d'exposés devant les professeurs et seront appréciés par une note écrite et une analyse du travail.

   Ce travail s'inscrit à la suite de l'apprentissage complet du premier semestre, car il est nécessaire d'avoir acquis la culture, le savoir et le recul indispensables au choix et au traitement d'un exposé de qualité.

Progression envisagée à la date du 10 septembre 2009, qui sera modifiée en fonction de l'avancement ou des observations faites.

* Structure d'un ordinateur. Processeur, mémoire, disque dur. Base deux. Définition de bit, de l'octet, vitesse de transmission. Taille d'un fichier. Compression.

* Généralités sur les images. Le vectoriel et le bitmap. Codage d'un pixel.

Logiciels de Base. 6h M. Milliard.
Observation et analyse de petits programmes (vocabulaire spécifique, instructions),

* écriture et exécution de programmes simples sur un ordinateur (ex : faire la somme de deux nombres, tester ses tables de multiplication) :
- présentation des éléments principaux du langage : différents types de variable, opération arithmétique,
- entrée et sortie sur une Userform,
- objets (propriétés, méthodes),
- fonction randomize

Visual Basic 2h

Mme Espariat

* amélioration du programme « table de multiplication » et élaboration d'un programme « plus petit ou plus grand » en utilisant :
- compteur et boucles, tests d'arrêt et conditions, booléens, opérateurs logiques
- événements déclencheurs de procédures.
- fonctions de conversion entre chaine de caractères et valeurs numériques
- gestion des cas d'erreurs (contrôle de la saisie utilisateur)
Visual Basic 2h Mme Espariat
* créer une fonction (syntaxe, appel, utilité, argument) et boucles imbriquées : « recherche des diviseurs d'un nombre », « déterminer s'il est premier ou non », « simplification d'une fraction », fonctions MOD

* gestion des erreurs (points d'arrêt, contrôle des valeurs des variables)

Visual Basic 2h Mme Espariat
* tableaux : éventuellement abordés précédemment dans les différents programmes (affichage des diviseurs par exemple), exercice plus spécifique ? Visual Basic 2h Mme Espariat
Reprise des acquis précédents avec le logiciel Scratch et la calculatrice, avec des situations nouvelles. Scratch 4h Mme Combelles.
Algorithmique. Algorithme de tri. Récursivité simple. 2h Mme Combelles.
Lien entre tableur et VBA. 4h M. Milliard
Le VB. Fonctions avancées. Contrôles graphiques et images.
Objets, propriétés, événements,
Compléments de code,
Gestion de fichiers,
Distribuer une application,
Les contrôles à la chaîne
Initiation à la POO.

4h

M. Milliard
Réalisation de programmes élaborés avec Excel et son VBA. 4h M. Milliard
Représentation des informations. 6h M. Milliard
M. Vergnenegre
Etudes de thèmes exposés par les élèves. 6h Divers
Informatique et communication. 4h SES et ECJS
Informatique et arithmétique. 2h Mme Combelles
Informatique et gestion de grandes quantités d'information. 4h M. Milliard
Informatique, droit et société. 4h Documentaliste
Philosophie
Le projet personnel des élèves. 20h Divers
Exposés des projets. 4h Divers
Total   84 heures  

   Hormis tous les travaux de conception de la structure, de mise en place des cours et des intervenants divers, une concertation d'une heure par semaine est prévue pour solutionner les problèmes, modifier la progression, supprimer ou au contraire, augmenter le volume des connaissances à acquérir.

Coordonnateur du projet : Hervé Milliard, professeur agrégé au lycée Marseilleveyre, bénéficiaire du stage lourd d'un an d'informatique, animateur à l'IREM d'Aix-Marseille du groupe stats-probas et du groupe algorithmique de seconde.

En charge des classes de 1ere S, Terminale S et terminale ES.

Associés :

  • Catherine, Combelles, professeur agrégée hors classe au lycée Marseilleveyre, bénéficiaire du stage lourd d'un an d'informatique, animatrice à l'IREM d'Aix-Marseille du groupe stats-probas et du groupe algorithmique de seconde.
    En charge des classes de 1ere S, Terminale S avec spécialité.

  • Bénédicte Espariat, professeur certifiée au lycée Marseilleveyre, en charge des classes de seconde et Terminale S, diplômée en informatique de la faculté de Luminy.

Hervé Milliard
professeur agrégé au lycée Marseilleveyre

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Association EPI
Avril 2010

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