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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

Le , par Patrick Ruiz

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11  0 
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 ?

Voir aussi :

Éducation : Python bientôt langage officiel de programmation en France ? Un projet dans le cadre de la réforme du Bac et du lycée
Réussite en licence : le passé scolaire joue plus que l'origine sociale, d'après une étude, qu'en est-il dans les filières informatiques ?
Les professeurs des classes prépas alertent sur le faible niveau en sciences du bac S, une menace pour l'enseignement supérieur en informatique ?
Les Français auraient perdu en moyenne 3,8 points de QI en l'espace de 10 ans, une menace pour l'enseignement supérieur en informatique ?
France : en 20 ans, le niveau en maths des élèves de terminale S est en baisse de 20 %, une menace pour l'enseignement supérieur en informatique ?

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Avatar de Tanage
Membre à l'essai https://www.developpez.com
Le 23/01/2021 à 16:42
Citation Envoyé par Jeff_67 Voir le message
Aux aspirants ingénieurs, il est plus que recommandé de faire vos études dans un des pays signataires de l'Accord de Washington.
Bonjour Jeff_67,

Je me dois d'appuyer les propos d'Irbyk, et vous dire mon profond désaccord quant à vos propos, faux à plusieurs titres.

D'abord, la France protège la profession d'ingénieur bien plus que de nombreux pays. Cela grâce à la CTI (Commission des titres d'ingénieur) qui délivre une accréditation à un nombre limité d'écoles et cursus universitaires. Mais aussi parce que dans de nombreux pays (surtout les anglo-saxons, où je travaille actuellement, mais aussi les russes par ex.), être ingénieur se rapproche d'avantage d'un métier de technicien qualifié. L'ingénieur français, en ce sens, est plus proche d'un PhD anglo-saxon (même si le débat que doit occuper la formation par la recherche dans les cursus ingés est loin d'être tranché).

Ensuite, pour la comparaison à l'international, là aussi c'est très discutable. D'abord parce qu'un diplôme d'ingénieur français vient avec une équivalence du grade de Master (et non bachelor comme dans le monde anglo-saxon). D'autre part, même si les écoles françaises sont de plus petite taille, les entreprises finissent par connaître la valeur de leurs diplômés après que l'un d'entre eux y a travaillé, et sont très enclines à ré-embaucher par la suite. Encore une fois, c'est quelque chose dont de nombreuses connaissances sorties d'école d'ingé et moi-même avons fait l'expérience dans différents pays.

Comme le dit Irbyk, les formations d'ingénieries équivalentes à l'étranger sont à de rares exceptions très chères ! On parle de ~15-20k€/an pour l'Imperial College, McGill et 2 à 4 fois plus pour Columbia, MIT, Caltech... sans compter des aides au logement souvent inexistantes. Là où en France les cursus d'ingénieurs sont très abordables voire gratuits pour les boursiers ! Avec APL, CROUS... Et à une époque où on parle beaucoup (à très juste titre) d'égalité des chances, de diversité, je trouve ça très malhonnête et hypocrite de vanter ce genre d'établissement. Et je ne parle même pas du niveau qui y est bien souvent très moyen en bachelor... Ces établissements font leur réputation sur les cursus type doctorat et la recherche académique, pas sur leur bachelor. De nombreux camarades (pour ne pas dire la totalité) qui ont fait un double diplôme à l'étranger on été (très) déçu du niveau des cours. Moi-même, j'ai étudié et enseigne au Canada et je peux vous dire qu'en France on est loin d'avoir à rougir de nos formations !

Enfin, votre dernier paragraphe témoigne d'une méconnaissance du remarquable tissu industriel français. C'est un des rares payes à avoir une industrie de la défense complète ! On est les seuls avec les américains à savoir fabriquer un porte-avion à propulsion nucléaire... Cet exemple n'est pas banal car c'est le résultat d'un demi-siècle d'investissement d'ingénieurs de tous bords ! On a des entreprises leaders dans l'aérospatial, la cyber-sécurité, le cloud, le quantique (plan de 1.8G€ annoncé ~hier), l'énergie, les transports, la santé et on a la chance d'être dans un éco-système européen qui finance la recherche (les ERC) et permet des projets industriels de grande ampleur (dont un des meilleurs exemples est airbus, mais c'est loin d'être le seul).

Alors oui, il reste des choses à faire, et oui parfois les décisions politiques à l'échelle française comme européenne ne semblent pas toujours aller dans le bon sens. Mais c'est loin d'être une généralité.

Enfin, c'est aussi à titre individuel que l'on participe à la création de ce tissu industriel notamment en entreprenant. Et je crois que là encore, il y a eu un sacré sursaut en France ! Regardez les rapports de BpiFrance sur 20 ans pour vous en convaincre
Et je crois que le propos de l'article est en soi une nouvelle positive pour la formation des nouvelles générations, nouvelles générations que j'encourage très vivement à tenter l'aventure prépas si la formation les intéresse. Je suis bien entendu ouvert au débat, pourvu qu'il soit argumenté
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Avatar de Irbyk
Nouveau membre du Club https://www.developpez.com
Le 23/01/2021 à 15:19
Aux aspirants ingénieurs, il est plus que recommandé de faire vos études dans un des pays signataires de l'Accord de Washington.


Je ne suis pas d'accord, au contraire il plus avantageux de passer dans une école d'ingénieur française réputée car il existe une multitude d'accords entre nos grandes écoles et les universités/écoles d'autres pays. Ainsi il est "simple" (une fois le concours passé, ce qui est de loin le plus difficile) d'avoir un diplôme français ET un diplôme étranger. La plupart des écoles d'ingénieur sont gratuites pour les boursiers et peu chers pour les autres. Même si la tendance est à l'augmentation des frais à cause de réformes gouvernementales, il ne faut pas négliger le coût des études pour les étudiants. Or faire un double diplôme permet de ne pas avoir à payer l'école étrangère et surtout de profiter de pas mal d’aides pour le logement et ses besoins quotidiens.
De plus le niveau de nos écoles est vraiment excellent (d'un point de vue académique, après dans la vie pro beaucoup d'autres facteurs rentrent en jeu) et quand on se retrouve à l'étranger la validation des cours est presque une formalité.

D'un point de vue plus personnelle je trouve que cette tendance à dire "la France n'a pas d'avenir/ C'est tellement mieux ailleurs" sans argumenter plus que ça est des plus affligeantes.
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Avatar de
https://www.developpez.com
Le 27/01/2021 à 15:52
Citation Envoyé par vivid Voir le message
Les sciences étudies les phénomènes qui entoure l'humain, l'informatique a été inventé par l'humain (grâce aux sciences).
Donc les maths ne sont pas une science mais juste un outil : elles n'étudient aucun "phénomène qui entoure l'humain" et elles ont été "inventées par l'humain".

Mais il faudrait peut-être déjà définir "informatique". D'après Michael R. Fellows et Ian Parberry : "L'informatique n'est pas plus la science des ordinateurs que l'astronomie n'est celle des télescopes".
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Avatar de Barad
Nouveau membre du Club https://www.developpez.com
Le 23/01/2021 à 16:23
Aux aspirants ingénieurs, il est plus que recommandé de faire vos études dans un des pays signataires de l'Accord de Washington.

Dans beaucoup de pays, et contrairement à la France, la profession d'ingénieur est protégée au même titre que médecin ou avocat. Et les associations professionnelles locales se fichent bien que vous ayez trimé en prépa pour faire une école qui caracole en tête des classements de l'Etudiant et de l'Usine Nouvelle. Sans Bachelor ou Master reconnus par le dit accord, vous n'êtes rien pour eux.

Le futur de l'industrie ne se situe pas en France où son déclin est déjà largement amorcé. Un diplôme d'ingénieur franco-français ne vous donnera que peu d'opportunités à l'étranger, alors que vous pourrez travailler comme ingénieur en France sans problème avec un diplôme étranger. Réfléchissez-y avant de vous lancer tête baissée.
Ce que tu racontes est totalement faux. Il n'y a qu'à voir le pourcentage d'ingénieur français dans les entreprises technologiques étrangères. Le diplôme d'ingénieur en France a bien plus de valeur pour une entreprise étrangère que leur propre diplôme car il est gage d'une qualité importante. Ce n'est d'ailleurs pas pour rien que les ingénieurs français fuient à l'étranger car les opportunités sont plus importantes. Je dis ça en étant moi même élève ingénieur et en regardant les statistiques proposées par mon école sur le pourcentage de stage de fin d'étude et de poursuite faite à l'étranger une fois le diplôme obtenu.
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Avatar de yolle
Membre extrêmement actif https://www.developpez.com
Le 01/02/2021 à 12:06
Citation Envoyé par kunnskap Voir le message
après 4 mois de tentatives, on a abandonné le recrutement là ou je suis, on ne trouve pas de jeunes diplômés avec assez de bagage technique pour s'en sortir en arrivant, et on ne leur demande pas de faire dès leur arrivée des conceptions objets avec polymorphisme, mais juste de gérer des vm, des prises de main à distance multiples, des serveurs de BDD à un niveau assez bas (ils ne sont pas DBA non plus), bref, des choses pas difficiles mais que l'école a laissé de côté. Même la sécurité ne leur est pas enseignée suffisamment, ce qui pourtant, vu toutes les attaques que les institutions du pays sont en train de se manger, ne serait pas du tout un luxe.
Bref comme toutes les boites, vous voulez du très bien formé (mouton a 5 pattes) payé au prix d'un bac + 2. Puisque ce n'est pas si difficile comme Taf, pourquoi ne pas former ?
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Avatar de professeur shadoko
Membre chevronné https://www.developpez.com
Le 01/02/2021 à 12:31
Citation Envoyé par kunnskap Voir le message

Je dirais pour résumer que l'école s'est déconnectée de l'informatique d'aujourd'hui surtout de celle en entreprise, et de leurs besoins: les besoins académiques ne sont pas ceux des entreprises.
C'est une remarque que j'entends depuis 50ans! (Et dans bien des domaines hors de l'info)
Encore une fois Il me semble qu'on confond deux choses: la prise en main pratique qui relève d'un apprentissage de terrain et l'école qui vous donne les armes fondamentales pour survivre aux évolutions de cette pratique.
oui bien sûr on peut constater des tonnes de lacunes dans la réelle prise en compte de ces principes.
Mais les boites ont aussi un rôle à jouer pour confronter leurs employés aux dures réalités (j'ai formé des centaines de gens dans ce cadre).
On ne peut pas (on ne doit pas!) demander à l'école de préformer des gens dans un cadre étroit (ouais d'accord on demande toujours des programmeurs COBOL).

(tiens ça me rappelle un de mes interviews d'embauche: c'était une boite américaine pourtant, plusieurs candidats pour une seule place , j'ai carrément déclaré que je ne connaissais pas un aspect essentiel de leur technologie ... et c'est moi qu'on a choisi!)
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Avatar de professeur shadoko
Membre chevronné https://www.developpez.com
Le 26/01/2021 à 17:54
à mon pas très humble avis: l'informatique relève à la fois de la science, de la technique est de l'art (voir TAOCP pour mieux s'en convaincre - et de briller en société -). Ben oui: la recherche en algorithmique ça existe et si vous pensez que c'est de la fumée sans consistance... libre à vous!
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Avatar de professeur shadoko
Membre chevronné https://www.developpez.com
Le 23/01/2021 à 17:03
merci pour le message initial : il répond parfaitement à ma question sur "que faire après une terminale N.S.I" !
pour le contenu du programme il faut que je regarde plus en détail: par ex. je ne vois pas où on parle de la problématique des processeurs (je dis ça parce qu'étant javaïste je constate que beaucoup de choses en Java ne sont pas immédiatement comprises si on ne connait pas ce qui se passe avec les processeurs -oui je sais ça semble paradoxal!-)
Pour ce qui est des autres posts: ayant travaillé aux U.S. je confirme bien 1) que les ingénieurs français sont très appréciés -quand ils sont capables et dynamiques bien sûr- 2) qu'une grande majorité des programmeurs américains sont d'un niveau incroyablement bas (les élites existent heureusement mais ne sont pas très nombreuses) de plus c'est difficile de bien travailler avec eux car ils passent leur temps à se protéger de toute menace pour leur carrière. Les indiens, les chinois, les européens (et les russes!) sont bien appréciés!
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Avatar de
https://www.developpez.com
Le 28/01/2021 à 9:13
Citation Envoyé par vivid Voir le message
Si les mathématiques sont partout dans la nature... les fractals, la formations des cristaux, chez les végétaux... les mathématiques, pour moi n'est qu'une représentation de ce qui existe depuis toujours.
Et donc quelle est la différence entre une description mathématique d'une fractale et un algorithme ?
Et le lambda-calcul, c'est des maths ou de l'informatique ?
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Avatar de Sarwen
Membre à l'essai https://www.developpez.com
Le 28/01/2021 à 14:34
Citation Envoyé par vivid Voir le message
une technique de l'information, une activité, un outil.
L'informatique et un traitement de l'information, un support pour les sciences, un outil pour; les maths, la chimie... mais en aucune maniéré une science.
Les sciences étudies les phénomènes qui entoure l'humain, l'informatique a été inventé par l'humain (grâce aux sciences).
Toutes les sciences ont une partie technique. L'opposition technique/science n'a pas de fondement. Est une science toute discipline qui pratique la méthode scientifique: étudier des phénomènes, construire des modèles/théories, objectiver au maximum le processus de recherche du savoir, tester des hypothèses, faire des expériences. C'est complètement le cas en informatique:

1. Étude de phénomènes.

Il y a de nombreux phénomènes à étudier en informatique: est ce que P=NP? existe t'il un programme pouvant déterminer si un logiciel est sans bug? peut on trouver des algorithmes efficaces pour telle ou telle tâche? Y'a t'il une limite à la performance des algorithmes pour telle ou telle tâche? Chaque branche de l'informatique est un domaine à part entière rempli de phénomènes à étudier: logique, calcul parallèle, théorie des modèles, etc ...

2. Construire des modèles/théories

Les physicien.ne.s ont construit plein de modèles/théories, de plus en plus précis: théorie des champs, théorie de la nature de la matière, mécanique Newtonnienne, relativiste, etc. L'informatique aussi: machine de Turing, de Church, et bien d'autres. Pleins de logiques aussi: logique des prédicats, d'ordre 1, d'ordre 2, temporelle, linéaire, ... Tout comme en physique il y a des questions existentielle sur la nature de la réalité: est il possible de concevoir des machines dont la puissance calculatoire soit strictement plus puissante que les machines de Turing? On en sait rien. La thèse de Church postule que c'est impossible, mais il n'y a aucune preuve. Peut être que dans un avenir quelconque on trouvera une manière révolutionnaire de calculer. Evidemment ce sujet est très proche de la physique, mais d'autres en sont plus éloignés comme le fameux P=?NP.

3. Objectiver au maximum le processus de recherche du savoir

Regardez les publications en informatique (par exemple ici: https://www.springer.com/gp/computer...mputer-science ). En informatique aussi il y a des articles de recherche, avec des commités de relectures, des expériences, des preuves, etc.

4. Tester des hypothèses, faire des expériences.

En informatique aussi de nombreuses expériences sont faites. Quand on veut savoir si une théorie à des chances d'être fondée, on l'étudie sur des cas concrets, parfois même beaucoup! Encore une fois je vois à la littérature sur le sujet.

La réalité de ce qu'est l'informatique dépasse largement ce que vous évoquez dans vos propos. Biensur que l'informatique est un domaine technique, mais toute science à de la technique, car toute science comporte des savoir faire qui forment cette technique. Par exemple, en science sociale, la manière de mener une étude est très technique! Ça demande une vraie méthodologie, s'appuyant sur du vrai savoir, et des vraies études passées sérieuses pour éviter les biais, poser les bonnes questions, savoir interpréter les réponses, etc. Il en va de même en informatique: le développement est une activité technique mais reposant sur un bon nombre de résultats de la science informatique: modèles de calculs, théorie des langages, algorithmique, structures de données, logique, calcul parallèle, ...

Si vous ne connaissez pas, je vous invite à vous renseigner sur la correspondance de Curry-Howard.
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