France : une classe prépa en mathématiques, physique, ingénierie et informatique ouverte dans les lycées

Pour les élèves désireux de bénéficier d'un enseignement renforcé en sciences informatiques

Enquêtes TIMSS, PISA et autres, tous les baromètres internationaux de l'éducation s'accordent sur le fait que le niveau général des Français et en sciences en particulier est en baisse ces dernières années. C’est l’une des explications plausibles à la difficulté à recruter de bons ingénieurs en informatique dans le pays. Les initiatives allant dans le sens de changer la donne se multiplient. La plus récente : une nouvelle classe prépa en mathématiques, physique, ingénierie et informatique (MP2I) – 18 heures hebdomadaires en maths et sciences physiques, mais surtout la promesse d’un enseignement renforcé en sciences informatique.



Menu des apprentissages : les élèves utilisent deux langages de programmation en parallèle, C et Ocaml. En sus, l'enseignement aborde de nombreux champs de la discipline : récursivité, structures de données, algorithmique, programmation dynamique, gestion de la mémoire et des fichiers, bases de données. Les travaux d'initiative personnelle encadrés viennent en complément. Cette nouvelle classe préparatoire est proposée dans une vingtaine de lycées. L’option informatique mène de façon obligatoire à la prépa mathématiques, physique et informatique (MPI), qui sera mise en place à la rentrée 2022. Elle s’adresse aux bacheliers généraux ayant déjà suivi ou non un enseignement aux technologies numériques. C’est pour les profils issus des technologies numériques que la plus-value de cette classe de préparation semble difficile à cerner.

En effet, la disponibilité de cette nouvelle classe prépa fait suite à la création de la spécialité « Numérique et sciences informatiques » ouverte au lycée. Ses programmes sont disponibles depuis la mi-octobre 2018, période à laquelle le Conseil supérieur des programmes (CSP) de France rendait publics les programmes des classes de seconde et de première générale et technologique. Le programme de terminale de la spécialité « Numérique et sciences informatiques » est pour sa part disponible depuis mi-mai 2019. Il est organisé en six rubriques :

• histoire de l’informatique : il s'agit de présenter aux élèves les événements clés de l’histoire de l’informatique. Les élèves apprennent par exemple que les algorithmes étaient présents dès l’Antiquité. À la fin de cette rubrique, ils doivent notamment être capables de situer dans le temps les principaux événements de l’histoire de l’informatique (apparition des machines à calculer, la naissance des sciences de l’information, la naissance des premiers ordinateurs, comment leur puissance a ensuite évolué exponentiellement et comment ils se sont diversifiés dans leurs tailles, leurs formes et leurs emplois : téléphones, tablettes, montres connectées, ordinateurs personnels, serveurs, fermes de calcul, mégaordinateurs) et leurs protagonistes ;
• structures de données : il s'agit en premier de présenter les structures de données proprement dites. À la fin, les élèves doivent être capables de spécifier une structure de données par son interface, distinguer interface et implémentation et écrire plusieurs implémentations d’une même structure de données. Cette rubrique traitera aussi du vocabulaire de la programmation objet (classes, attributs, méthodes, objets), des listes, piles et files, mais aussi des arbres et graphes ;
• bases de données : cette rubrique d'enseignement aborde le modèle relationnel, les systèmes de gestion de bases de données relationnelles et le langage SQL ;
• architectures matérielles, systèmes d’exploitation et réseaux : au menu, il y a les composants intégrés d’un système sur puce - les élèves doivent à la fin être capables d'identifier les principaux composants sur un schéma de circuit et les avantages de leur intégration en termes de vitesse et de consommation. Mais cette rubrique traite aussi de la gestion des processus et des ressources par un système d’exploitation, des protocoles de routage et la sécurisation des communications ;
• langages et programmation : il s'agit d'aborder la notion de programme en tant que donnée (faire comprendre aux élèves que tout programme est aussi une donnée), mais également les questions de récursivité, modularité, les paradigmes de programmation, la mise au point de programmes et la gestion des bogues ;

Le 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 ont essentiellement pour but d’imaginer des solutions répondant à un problème. 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 socio-économiques, 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.

Sources : Parcoursup, Programme de Terminale (Numérique et sciences informatiques)

Et vous ?

La création de cette nouvelle prépa est-elle pertinente au vu de l’existence de la spécialité Numérique et sciences informatiques au lycée ?
Quels sont les ingrédients qui ne devraient pas être absents d’une formation de niveau secondaire ou d’une prépa en vue d’une poursuite d’études universitaires dans la filière des technologies de l’information ?

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