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Page 1 PR OG RA M ME ET INSTR UC TION S OFFICI E LLES POUR L’ENSEIGNEMENT DE L’

Page 1 PR OG RA M ME ET INSTR UC TION S OFFICI E LLES POUR L’ENSEIGNEMENT DE L’INFORMATIQUE Première année des classes préparatoires scientifiques Mathématique, physique et sciences de l’ingénieur (MPSI) Physique, chimie et sciences de l’ingénieur (PCSI) Technologie et sciences de l’ingénieur (TSI) Septembre 2013 Page 2 PREAMBULE Les technologies de l’information et les sciences du numérique étant en perpétuelle évolution, le programme d’enseignement relatif à ces disciplines est amené aussi à être modifié continuellement afin de s’adapter à cette évolution permanente. Ainsi, le Ministère de l’Education Nationale entreprend régulièrement d’importants efforts pour réviser les programmes d’informatique dans les classes préparatoires marocaines. A cet effet, ce présent document a été élaboré pour permettre de :  définir la nature et les caractéristiques de l’informatique en tant que discipline d’enseignement en CPGE,  délimiter le cadre et la vision du programme d’informatique en CPGE,  indiquer les compétences à développer chez les apprenants,  fixer les finalités et les objectifs de chaque partie du programme,  préciser les approches pédagogiques servant de référence pour préparer les activités d’apprentissage relatives à la discipline informatique,  présenter le programme ainsi que la progression qui lui est attachée;  proposer des exemples illustratifs des notions fondamentales de ce programme,  suggérer quelques méthodes et moyens permettant à l’enseignant de planifier, d’animer et d’évaluer les apprentissages des élèves,  conseiller des exercices et des exemples d’applications relatifs aux différents éléments de ce programme. Page 3 SOMMAIRE A- Contexte de la nouvelle réforme de l’informatique en C.P.G.E page 4 B- Compétences requises page 6 C- Structure et objectifs du programme page 7 D- Programme de la première année page 11 Page 4 A-Contexte de la nouvelle réforme de l’informatique en C.P.G.E Le programme d’informatique des classes préparatoire aux grandes écoles d’ingénieurs tient compte des évolutions de l’enseignement des sciences et technologies du numérique dans l’enseignement secondaire et les écoles d’ingénieurs. Il vise à doter les élèves des CPGE de méthodes, d’outils et de concepts nécessaires à la résolution informatique d’un problème donné. Ce problème peut s’appuyer sur les disciplines des mathématiques, de la physique, de la chimie ou des sciences industrielles. Cette résolution informatique est selon les cas soit la conception d’un algorithme qui peut être traduit en programme informatique, soit l’utilisation d’un logiciel de simulation numérique ou encore la gestion d’une base de données. L'élève devra savoir appréhender un problème simple du monde naturel pour le traduire, l'implémenter en une solution informatique. Il devra se familiariser avec différents concepts comme la faisabilité d'une solution donnée, la précision des calculs numériques, l'efficacité d'un programme, etc. Les élèves devront suivre aussi bien une formation à caractère théorique qu'une formation à caractère pratique. Ce sont ces 3 aspects, à savoir l’algorithmique et programmation, la simulation numérique et la gestion des bases de données qui constituent le fondement de ce programme d’enseignement d’informatique en CPGE dans les filières MP, PSI, PC et TSI. Page 5 B-Compétences requises Ce programme d’informatique, n’a pas vocation seulement d’apprendre aux élèves les concepts liés au domaine des technologies de l’information mais aussi les aider à adopter des démarches scientifiques et des approches appuyées sur des raisonnement rigoureux conduisant aux solutions des problèmes posés. Ainsi, l’enseignement de l’informatique doit permettre de développer chez les élèves les compétences et les aptitudes suivantes : - comprendre, analyser et modéliser un problème ou une situation pouvant être traité par l’informatique, - adopter une démarche de travail (définir le cahier de charge (les données, les résultats attendus, les traitements à effectuer, …), - comprendre un algorithme et expliquer son déroulement et son rôle, - choisir les structures pouvant représenter les données dans la mémoire r - découper le problème en plusieurs parties (modules), - concevoir l’algorithme de résolution relatif à chaque module du problème en spécifiant de façon rigoureuse et structurée l’ensemble des étapes, - mettre en pratique l’algorithme en le traduisant en programme à l’aide d’un langage informatique, - tester, vérifier et éventuellement corriger les algorithmes et les programmes résultants, - valider la solution algorithmique par des jeux d'essais, - exploiter les fonctionnalités et les performances qu’offre un logiciel de simulation numérique, - gérer et interroger une base de données, - critiquer, modifier, les données manipulées, - spécifier les modules mis en œuvre, - évaluer la complexité des différentes fonctions et des divers programmes réalisés. La résolution des problèmes par une approche algorithmique procure aux élèves une rigueur, une capacité d'abstraction, un raisonnement et une logique, qui sont les éléments essentiels pour toute résolution d’un problème scientifique. Ces compétences acquises, permettront leur intégration dans les autres enseignements scientifiques ainsi que dans l’élaboration des travaux d’initiative personnelle encadrée (TIPE). Page 6 C- Structure, objectifs et méthodologie du programme C-1 Structure et organisation du programme Le programme de l’informatique des deux années des CPGE scientifiques, est organisé en 5 parties, comme suit : - Partie I : Généralités et algorithmique de base - Partie II: Algorithmique et programmation - Partie III : Ingénierie numérique et simulation - Partie IV : Introduction aux bases de données relationnelles - Partie V : Algorithmique avancé et programmation Les trois premières parties (partie I, II et III) seront dispensées durant la première année alors que les deux dernières parties (partie IV et V) concerneront la deuxième année. C-2/ Objectifs fixés L’enseignement de l’informatique aux CPGE vise plusieurs objectifs permettant d’inculper aux élèves des outils et des méthodes nécessitant l’application des règles de logique absolue et favorisant la réflexion, l’analyse et la synthèse. Ces capacités sont nécessaires pour résoudre tout problème d’ordre scientifique. Ainsi ce nouveau programme d’informatique, n’a pas vocation seulement d’apprendre aux élèves les concepts liés au domaine des technologies de l’information mais aussi les aider à adopter des démarches scientifiques et des approches appuyées sur des raisonnement rigoureux conduisant aux solutions des problèmes posés. Les principaux objectifs de cette nouvelle réforme de l’enseignement de l’informatique aux CPGE, peuvent se résumer aux points suivants :  apprentissage d’un ensemble de concepts de base de l'algorithmique,  résolution de problème par approche algorithmique,  conception rigoureuse d’algorithme,  choix des représentations appropriées des données,  familiarisation avec la syntaxe élémentaire et les règles de base d’un langage de programmation,  mise en œuvre d’un programme informatique (édition, exécution, test),  pratique de la programmation,  utilisation d’un logiciel de simulation numérique,  exploitation des résultats de calculs numériques,  initiation à l’utilisation d’un SGBD,  manipulation de données organisées dans une base de données,  évaluation de l’efficacité algorithmique (mesure de la complexité),  maitrise de l’approche récursive d’un algorithme. Page 7 C.3/ Méthodologie * Il est recommandé de mettre l’accent sur le raisonnement algorithmique beaucoup plus que sur la syntaxe du langage de programmation. * Il est conseillé de donner des exemples et de proposer des exercices inspirés des autres disciplines scientifiques (mathématiques, physique, sciences de l’industrielle et chimie). * II est nécessaire de transcrire les algorithmes vus pendant les séances de cours en langage de programmation. * Il est souhaitable d’intégrer des éléments de la discipline informatique dans l’élaboration des travaux d’initiative personnelle encadrée(TIPE). * Il n’est pas demandé d’aborder les aspects théoriques qui relèvent des autres disciplines scientifiques, mais de mettre en œuvre les algorithmes permettant l’analyse des résultats surtout concernant l’utilisation du logiciel de simulation. * Il est à noter que le langage de programmation, le logiciel de simulation numérique ainsi que le système de gestion de bases de données (SGBD) qui seront utilisés dans le cadre de ce cours feront l’objet d’une note de service émanant de l’autorité gouvernementale chargée des classes préparatoires aux grandes écoles. Page 8 D-Programme de la première année (MPSI, PCSI, TSI) Le programme de la première année est divisé en 3 parties (I, II et III) D.I Partie I : Généralités et algorithmique de base La partie I du programme sera enseignée durant le premier trimestre de la 1ère année. Le but de ce paragraphe est d’initier les élèves à la conception d’algorithmes élémentaires manipulant des variables de types simples, des expressions et des structures de contrôle, puis convertir ces algorithmes en programmes à l’aide d’un langage de programmation. D.I.a/Capacités visées  identifier l’ensemble des ressources physiques constituant le système informatique,  utiliser les principales commandes d’un système d’exploitation,  comprendre la représentation des données numériques dans la mémoire et les limitations (en valeur et en précision) de leur représentation,  expliquer ce que fait un algorithme élémentaire,  décomposer une tâche complexe en tâches élémentaires  concevoir un algorithme répondant à un problème simple,  savoir adopter l’approche de la programmation descendante et la programmation structurée,  se familiariser avec la syntaxe de base d’un langage de programmation,  traduire un algorithme en programme écrit avec un langage informatique,  vérifier la terminaison d’une boucle,  tester un programme en l’éditant et en l’exécutant dans un environnement intégré d’un langage de programmation,  appeler quelques fonctions élémentaires du langage de programmation. D.I.b/ Outils utilisés Les vacations de cours théoriques seront alternées avec de séances de travaux dirigés et de travaux uploads/Science et Technologie/ info-mpsi-v-10-09-13.pdf