Remerciez-le!

Remerciez @Admin pour avoir partagé cet document gratuitement, de la manière la plus simple, en partageant sur les réseaux sociaux.

Numérique et sciences informatiques, enseignement de spécialité, classe termina

Numérique et sciences informatiques, enseignement de spécialité, classe terminale, voie générale. Numérique et sciences informatiques Classe terminale, enseignement de spécialité, voie générale Mai 2019 Numérique et sciences informatiques, enseignement de spécialité, classe terminale, voie générale. 2 Sommaire Préambule 3  Démarche de projet ................................................................................................................. 4  Modalités de mise en œuvre .................................................................................................... 5 Éléments de programme 6  Histoire de l’informatique ........................................................................................................ 6  Structures de données.............................................................................................................. 7  Bases de données ..................................................................................................................... 8  Architectures matérielles, systèmes d’exploitation et réseaux ............................................... 9  Langages et programmation ................................................................................................. 10  Algorithmique ........................................................................................................................ 11 Numérique et sciences informatiques, enseignement de spécialité, classe terminale, voie générale. 3 Préambule L’enseignement de spécialité de numérique et sciences informatiques du cycle terminal de la voie générale vise l’appropriation des fondements de l’informatique pour préparer les élèves à une poursuite d’études en les formant à la pratique d’une démarche scientifique et en développant leur appétence pour des activités de recherche. L’objectif de cet enseignement général est l’appropriation des concepts et des méthodes qui fondent l’informatique, dans ses dimensions scientifiques et techniques. Il s’appuie sur l’universalité de quatre concepts fondamentaux et la variété de leurs interactions :  les données, qui représentent sous une forme numérique unifiée des informations très diverses : textes, images, sons, mesures physiques, sommes d’argent, etc. ;  les algorithmes, qui spécifient de façon abstraite et précise des traitements à effectuer sur les données à partir d’opérations élémentaires ;  les langages, qui permettent de traduire les algorithmes abstraits en programmes textuels ou graphiques de façon à ce qu’ils soient exécutables par les machines ;  les machines, et leurs systèmes d’exploitation, qui permettent d’exécuter des programmes en enchaînant un grand nombre d’instructions simples, assurent la persistance des données par leur stockage et gèrent les communications. Y sont inclus les objets connectés et les réseaux. À ces concepts s’ajoute un élément transversal : les interfaces qui permettent la communication, la collecte des données et la commande des systèmes. Cet enseignement prolonge les enseignements d’informatique dispensés à l’école primaire, au collège en mathématiques et en technologie et, en classe de seconde, l’enseignement commun Sciences numériques et technologie. Il s’appuie aussi sur l’algorithmique pratiquée en mathématiques en classe de seconde. Il approfondit les notions étudiées et les compétences travaillées en classe de première dans l’enseignement de spécialité. Il autorise tous les choix de couplage avec les autres spécialités. L’enseignement de spécialité de numérique et sciences informatiques permet de développer les compétences suivantes, constitutives de la pensée informatique :  analyser et modéliser un problème en termes de flux et de traitement d’informations ;  décomposer un problème en sous-problèmes, reconnaître des situations déjà analysées et réutiliser des solutions ;  concevoir des solutions algorithmiques ;  traduire un algorithme dans un langage de programmation, en spécifier les interfaces et les interactions, comprendre et réutiliser des codes sources existants, développer des processus de mise au point et de validation de programmes ;  mobiliser les concepts et les technologies utiles pour assurer les fonctions d’acquisition, de mémorisation, de traitement et de diffusion des informations ;  développer des capacités d’abstraction et de généralisation. Numérique et sciences informatiques, enseignement de spécialité, classe terminale, voie générale. 4 Cet enseignement se déploie en mettant en activité les élèves, sous des formes variées qui permettent de développer des compétences transversales :  faire preuve d’autonomie, d’initiative et de créativité ;  présenter un problème ou sa solution, développer une argumentation dans le cadre d’un débat ;  coopérer au sein d’une équipe dans le cadre d’un projet ;  rechercher de l’information, partager des ressources ;  faire un usage responsable et critique de l’informatique. La progression peut suivre un rythme annuel construit autour de périodes spécifiques favorisant une alternance entre divers types d’activités. L’enseignement de numériques et sciences informatiques permet l’acquisition des compétences numériques qui font l’objet d’une certification en fin de cycle terminal. Comme tous les enseignements de spécialité, il contribue au développement des compétences orales à travers notamment la pratique de l’argumentation. Celle-ci conduit à préciser sa pensée et à expliciter son raisonnement de manière à convaincre. Elle permet à chacun de faire évoluer sa pensée, jusqu’à la remettre en cause si nécessaire, pour accéder progressivement à la vérité par la preuve.  Démarche de projet Un enseignement d’informatique ne saurait se réduire à une présentation de concepts ou de méthodes sans permettre aux élèves de se les approprier en développant des projets. Un tiers au moins de l’horaire total de la spécialité est réservé à la conception et à l’élaboration de projets conduits par des petits groupes d’élèves. Les projets réalisés par les élèves, sous la conduite du professeur, constituent un apprentissage fondamental tant pour l’appropriation des concepts informatiques que pour l’acquisition de compétences. En classe de première comme en classe terminale, ils peuvent porter sur des problématiques issues d’autres disciplines et ont essentiellement pour but d’imaginer des solutions répondant à un problème ; dans la mesure du possible, il convient de laisser le choix du thème du projet aux élèves. Il peut s’agir d’un approfondissement théorique des concepts étudiés en commun, d’une application à d’autres disciplines telle qu’une simulation d’expérience, d’exploitation de modules liés à l’intelligence artificielle et en particulier à l’apprentissage automatique, d’un travail sur des données socioéconomiques, du développement d’un logiciel de lexicographie, d’un projet autour d’un objet connecté ou d’un robot, de la conception d’une bibliothèque implémentant une structure de données complexe, d’un problème de traitement d’image ou de son, d’une application mobile, par exemple de réalité virtuelle ou augmentée, du développement d’un site Web associé à l’utilisation d’une base de données, de la réalisation d’un interpréteur d’un mini-langage, de la recherche d’itinéraire sur une carte (algorithme A*), d’un programme de jeu de stratégie, etc. Numérique et sciences informatiques, enseignement de spécialité, classe terminale, voie générale. 5 La conduite d’un projet inclut des points d’étape pour faire un bilan avec le professeur, valider des éléments, contrôler l’avancement du projet ou en adapter les objectifs, voire le redéfinir partiellement, afin de maintenir la motivation des élèves. Les professeurs veillent à ce que les projets restent d’une ambition raisonnable afin de leur permettre d’aboutir.  Modalités de mise en œuvre Les activités pratiques et la réalisation de projets supposent que chaque élève ait un accès individuel à un équipement relié à internet. Un langage de programmation est nécessaire pour l’écriture des programmes : un langage simple d’usage, interprété, concis, libre et gratuit, multiplateforme, largement répandu, riche de bibliothèques adaptées et bénéficiant d’une vaste communauté d’auteurs dans le monde éducatif est à privilégier. Au moment de la conception de ce programme, le langage choisi est Python version 3 (ou supérieure). L’expertise dans tel ou tel langage de programmation n’est cependant pas un objectif de formation. Numérique et sciences informatiques, enseignement de spécialité, classe terminale, voie générale. 6 Éléments de programme Le programme, organisé en six rubriques, ne constitue pas un plan de cours. Il appartient aux professeurs de choisir leur progression, sans faire de chaque partie un tout insécable et indépendant des autres. Les mêmes notions peuvent être développées et éclairées dans différentes rubriques et leurs interactions mises en évidence.  Histoire de l’informatique Cette rubrique transversale se décline dans chacune des cinq autres. Comme tous les concepts scientifiques et techniques, ceux de l’informatique ont une histoire et ont été forgés par des personnes. Les algorithmes sont présents dès l’Antiquité, les machines à calculer apparaissent progressivement au XVIIe siècle, les sciences de l’information sont fondées au XIXe siècle, mais c’est en 1936 qu’apparaît le concept de machine universelle, capable d’exécuter tous les algorithmes, et que les notions de machine, algorithme, langage et information sont pensées comme un tout cohérent. Les premiers ordinateurs ont été construits en 1948 et leur puissance a ensuite évolué exponentiellement. Parallèlement, les ordinateurs se sont diversifiés dans leurs tailles, leurs formes et leurs emplois : téléphones, tablettes, montres connectées, ordinateurs personnels, serveurs, fermes de calcul, méga-ordinateurs. Le réseau internet, développé depuis 1969, relie aujourd’hui ordinateurs et objets connectés. Contenus Capacités attendues Commentaires Événements clés de l’histoire de l’informatique. Situer dans le temps les principaux événements de l’histoire de l’informatique et leurs protagonistes. Identifier l’évolution des rôles relatifs des logiciels et des matériels. Ces repères viennent compléter ceux qui ont été introduits en première. Ces repères historiques sont construits au fur et à mesure de la présentation des concepts et techniques. Numérique et sciences informatiques, enseignement de spécialité, classe terminale, voie générale. 7  Structures de données L’écriture sur des exemples simples de plusieurs implémentations d’une même structure de données permet de faire émerger les notions d’interface et d’implémentation, ou encore de structure de données abstraite. Le paradigme de la programmation objet peut être utilisé pour réaliser des implémentations effectives des structures de données, même si ce n’est pas la seule façon de procéder. Le lien est établi avec la notion de modularité qui figure dans la rubrique « langages et programmation » en mettant en évidence l’intérêt d’utiliser des bibliothèques ou des API (Application Programming Interface). Contenus Capacités attendues Commentaires Structures uploads/Science et Technologie/ programme-nsi-coursthales.pdf