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Pourquoi enseigner l’informatique ? Antoine Petit Mai 2013

Pourquoi enseigner l’informatique ?

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Pourquoi enseigner l’informatique ? . Antoine Petit Mai 2013. Pourquoi ne PAS enseigner l’informatique ? . Parce que ce n’est PAS une science !. Parce que ce sont des (sous-)mathématiques !. Les mentalités évoluent avec le temps…. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Pourquoi enseigner l’informatique ?

Antoine PetitMai 2013

Page 2: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Pourquoi ne PAS enseigner l’informatique ?

- 2

Page 3: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Parce que ce n’est PAS une science !

- 3

Page 4: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Parce que ce sont des (sous-)mathématiques !

- 4

• Les mentalités évoluent avec le temps…

Page 5: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Parce que les évolutions sont trop rapides et qu’il n’est donc pas possible de faire des programmes stables !

- 5

• Il n’est pas nécessaire d’avoir un avis quand on n’y

connaît rien !

• L’informatique est enseignée à l’Université depuis une

cinquantaine d’années sans que les programmes aient

eu plus de mal à évoluer que dans d’autres disciplines.

• Il n’est pas interdit d’aller voir ailleurs (hors l’hexagone)

ce qui se passe.

Page 6: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Parce qu’il n’y a pas de professeur d’informatique !

- 6

• Il y en a BEAUCOUP dans les Universités et Ecoles

• Combien de temps la bivalence restera-t-elle un sujet tabou en France ?

• Et pourquoi pas un CAPES et/ou une agrégation d’informatique ?

Page 7: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Parce que les horaires des élèves sont déjà trop lourds !

- 7

• C’est vrai !

• Les options sont possibles….

… et pas seulement pour l’informatique

Page 8: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Mais la SEULE VRAIE

raison est …

- 8

Page 9: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Parce que cela risque d’enlever des heures à MA matière !

- 9

• C’est à nouveau vrai !

• Pas seulement aux mathématiques ou aux STI

• Mais l’école est-elle faite avant tout pour les professeurs…

… ou les élèves, futurs citoyens et futur travailleurs

Page 10: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Une autre encore plus mauvaise raison

- 10

• Oui, vous avez raison, il faudrait enseigner l’informatique mais

cela va être bien compliqué à mettre en œuvre, en raison des

autres disciplines, des professeurs, des horaires, des parents,

des principaux et proviseurs, de …

Page 11: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Aujourd’hui,

un certain consensus…

… voire un consensus certain !

- 11

Page 12: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Des rapports (très) récents

- 12

• Rapport par ACM Europe et Informatics Europe, avril 2013Informatics education: Europe cannot afford to miss the boathttp://www.informatics-europe.org/images/documents/informatics-education-europe-report.pdf

• Rapport de l’Académie des Sciences, avril 2013L’enseignement de l’informatique. Il est urgent de ne plus attendre.

To be published

Page 13: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Executive overview, ACM-IE report(1/2)

- 13

1. All of Europe’s citizens need to be educated in both digital literacy and informatics.

2. Digital literacy covers fluency with computer tools and the Internet.

3. Informatics covers the science behind information technology. Informatics is a distinct science, characterized by its own concepts, methods, body of knowledge and open issues. It has emerged, in a role similar to that of mathematics, as a cross-discipline field underlying today’s scientific, engineering and economic progress.

4. Informatics is a major enabler of technology innovation, the principal resource for Europe’s drive to become an information society, and the key to the future of Europe’s economy.

Page 14: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Executive overview, ACM-IE report (2/2)

- 14

5. European countries are making good progress in including digital literacy in the curriculum. The teaching of this topic should emphasize the proper use of information technology resources and cover matters of ethics such as privacy and plagiarism.

6. Informatics education, unlike digital literacy education, is sorely lacking in most European countries. The situation has paradoxically worsened since the 70s and 80s.

7. Not offering appropriate informatics education means that Europe is harming its new generation of citizens, educationally and economically.

8. Unless Europe takes resolute steps to change that situation, it will turn into a mere consumer of information technology and miss its goal of being a major player.

Page 15: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Recommandations, ACM-IE report (1/2)

- 15

Recommendation 1. All students should benefit from education in digital literacy,

starting from an early age and mastering the basic concepts by age 12. Digital

literacy education should emphasize not only skills but also the principles and

practices of using them effectively and ethically.

Recommendation 2. All students should benefit from education in informatics as an

independent scientific subject, studied both for its intrinsic intellectual and

educational value and for its applications to other disciplines.

Page 16: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Recommandations, ACM-IE report (2/2)

- 16

Recommendation 3. A large-scale teacher training program should urgently be

started. To bootstrap the process in the short term, creative solutions should be

developed involving school teachers paired with experts from academia and

industry.

Recommendation 4. The definition of informatics curricula should rely on the

considerable body of existing work on the topic and the specific recommendations

of the present report (section 4).

Page 17: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Computational thinking (Jeannette Wing, 2003)

- 17

Computational thinking is a problem-solving process with distinctive problem-solving

techniques and general intellectual practices.

Page 18: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Computational thinking: problem solving techniques

- 18

• Representing information through abstractions such as models and simulations.• Logically structuring and analyzing data. • Automating solutions through algorithmic thinking, involving carefully described

sequences of steps taken from a well-defined catalog of basic operations.• Identifying, analyzing and implementing possible solutions with the goal of

achieving the most efficient combination of steps and resources, including both human and hardware resources.

• Formulating problems in a way that facilitates the use a computer and computerized tools to help solve them.

• Generalizing the problem-solving process to a wide variety of problems.

These techniques are of value to all citizens not only for their direct application to dealing with computers, networks, software and tools but as tools for dealing with many different kinds of problems in many disciplines.

Page 19: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Computational thinking: general intellectual practices

- 19

• Confidence in dealing with complexity (since software systems commonly reach a degree of complexity far beyond what is routinely handled in other forms of engineering).

• Persistence in working with difficult problems. • Tolerance for ambiguity (to be reconciled with the necessary rigor in ensuring the

correctness of the solutions). • Ability to deal with open-ended problems. • Ability to deal with a mix of both human and technical aspects; the human

dimension (user needs, quality user interfaces, appropriate training, user psychology…) is always essential in IT systems.

• Ability to communicate and work with others to achieve a common goal or solution.

Here too the benefits extend far beyond the confines of informatics.

Page 20: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Informatics

- 20

• Informatics fosters creativity, by illustrating the variety of ways to approach and solve a problem.

• Informatics is constructive: designing algorithms is engineering work, producing visible (if virtual) artifacts.

• Informatics helps master complexity: learning to solve informatics problems helps solve complex problems in other areas.

• Informatics enhances accuracy and precise reasoning: writing successful programs requires exactness in every detail.

Page 21: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Une volonté marquée en UK…

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Imagine the dramatic change which could be possible in just a few years... Instead of children bored out of their minds being taught how to use Word and Excel by bored teachers, we could have 11-year-olds able to write simple 2D computer animations… By 16, they could have an understanding of formal logic previously covered only in university courses and be writing their own apps for smartphones.

Michael Gove

UK Education Secretary

11 January 2012

Page 22: Pourquoi enseigner l’informatique ?

…et des actes !

- 22

GeneralCertificateof SecondaryEducation

Page 23: Pourquoi enseigner l’informatique ?

En France aussi !

- 23

Page 24: Pourquoi enseigner l’informatique ?

19 mars 2013Comité de direction

• Faire du numérique une chance pour la jeunesse

• Renforcer la compétitivité de nos entreprises grâce au numérique

• Promouvoir nos valeurs dans la société et l’économie numériques

- 24

Page 25: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Faire du numérique une chance pour la jeunesse

19 mars 2013Comité de direction

Mesure 1 : L’entrée du numérique dans les enseignements scolaires

Mesure 2 : Une politique ambitieuse de formation des enseignants aux usages du numérique, avec notamment la formation de 150 000 enseignants en deux ans

Mesure 3 : Lancement du projet “France Universités Numériques”

Mesure 4 : Renforcer les formations aux métiers du numérique

Mesure 5 : Faire du numérique une chance pour les jeunes peu qualifiés

- 25

Page 26: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Mesure 1 : L’entrée du numérique dans les enseignements scolaires

19 mars 2013Comité de direction

• Former à l’utilisation des instruments et ressources numériques de l’école primaire au lycée (avec intégration d’une dimension d’éducation aux médias)

• Réfléchir à la place que doit prendre la science informatique, à tous les niveaux d’enseignement

• Généraliser l’option de spécialité “Informatique et sciences du numérique”, en terminale de toutes les séries de l’enseignement général et technologique (à la rentrée 2014)

• Un appel à projets doté de 10 M€ sera lancé au 2e trimestre par le Commissariat

général à l’investissement pour le développement de moyens numériques dédiés aux apprentissages fondamentaux

- 26

Page 27: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Mesure 2 : Une politique ambitieuse de formation des enseignants aux usages du numérique, avec notamment la

formation de 150 000 enseignants en deux ans

19 mars 2013Comité de direction

• Former l’ensemble des nouveaux enseignants “au” et “par” le numérique dans les écoles supérieures du professorat et de l’éducation (ESPE), (dès la rentrée 2013)

• Former les enseignants du premier et du second degré, dans le cadre de leur

formation continue, aux apports du numérique dans leurs pratiques pédagogiques (au cours de l’année scolaire 2013/2014)

- 27

Page 28: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Mesure 3Lancement du projet “France Universités Numériques”

19 mars 2013Comité de direction

• Mettre en place ce projet au service de la mutualisation entre acteurs de l’enseignement supérieur (avant la fin du premier semestre 2013)

• Identifier un premier ensemble de sites territoriaux “pilotes” (à l’été)

• Engager une discussion avec le Commissariat général à l’investissement et la Caisse des dépôts pour la construction d’un fonds de financement dédié

• Associer les établissements d’enseignement supérieur par une Initiative européenne (avant la fin de l’année 2013)

• Préciser la place du numérique dans l’enseignement supérieur (loi sur l’enseignement supérieur et la recherche)

- 28

Page 29: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Mesure 4Renforcer les formations aux métiers du numérique

19 mars 2013Comité de direction

• Orienter plus de jeunes vers les métiers du numérique dont ont besoin les entreprises du secteur (plan d’action présenté à la rentrée 2013)

• Faciliter l’émergence, la reconnaissance et la préparation par la formation aux nouveaux métiers du secteur (signature en 2013 d’un contrat d’études prospectives entre le Syntec numérique et le ministère du travail)

• Identifier les besoins en main d’œuvre pour le déploiement du très haut débit et élaborer un plan d’action (étude prospective lancée en février 2013 par le ministère du travail, Constructys et les organisations professionnelles de la filière fibre optique)

• Accompagner les secteurs de l’économie traditionnelle pour anticiper les besoins en emploi dans les métiers du numérique dans ces secteurs

- 29

Page 30: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Et les CPGE !?!?

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Page 31: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Quelques remarques en vrac (1/2)

- 31

• Aucune évolution notable depuis 1995, c’est long !

• Une réflexion avec quelques forces conservatrices agissant plus ou moins dans l’ombre…

• … et malheureusement un peu polluée par des considérations boutiquières (quid de mes 23’ de colle ?)

Page 32: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Quelques remarques en vrac (2/2)

- 32

• Un résultat pas parfait mais plus qu’honorable…

• … qu’il ne faudra cependant pas attendre à nouveau plus de 15 ans pour faire évoluer, tant en ce qui concerne les programmes que les volumes horaires

• Une bonne occasion de rapprocher CPGE et les acteurs de l’enseignement supérieur et de la recherche

• Prise en compte dans les concours va être (malheureusement) essentielle

Page 33: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Centres de recherche Inria

- 33

•Une porte d’entrée simple dans le monde de l’enseignement supérieur et de la recherche

•Des formations possibles

•Des personnes ressources

•Des accueils des élèves pour des visites, voire des stages

Page 34: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Centres de recherche Inria

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Inria RENNESBretagne Atlantique

Inria BORDEAUXSud-Ouest

Inria Paris – Rocquencourt

Inria LILLENord Europe

Inria NANCYGrand Est

Inria SACLAYÎle-de-France

Inria GRENOBLE Rhône-Alpes1992

Inria SOPHIA ANTIPOLISMéditerranée

Page 35: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Interstices: interstices.info

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Page 36: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Interstices (suite) : ressources pour les lycées

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Page 37: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Inriality : www.inriality.fr

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Page 38: Pourquoi enseigner l’informatique ?

SIL

O: s

cien

ce-in

fo-ly

cee.

fr

Page 39: Pourquoi enseigner l’informatique ?
Page 40: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Objectif Inria 2020

Quelques défis posés aux sciences du numérique

Plan stratégique Inria 2013 – 2017Objectif Inria 2020

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Page 41: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Des défis des sciences du numérique

• Les systèmes

• Les données

• Les interactions et les usages

• Les modèles

Objectif Inria 2020 41

Page 42: Pourquoi enseigner l’informatique ?

- 42

Systèmes : quelques défis scientifiques

Objectif Inria 2020 - 42

Cloud computingRéseaux de capteursMachines exaflopiques

Contraintes énergétiques Erreurs et défaillances

Systèmes de systèmes

Sûreté et sécurité

Modélisation et simulation

Information centric networking

Dynamicité

Page 43: Pourquoi enseigner l’informatique ?

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Protection des données

Données : quelques défis scientifiques

Cohérence

Données incertaines.Interopérabilité

Localisation

Objectif Inria 2020 - 43

Big dataChaîne Données – Informations – Connaissances.Représentations visuelles/sonores/tactiles/olfactives.

Droit à l'oubli

Apprentissage

Page 44: Pourquoi enseigner l’informatique ?

- 44

Serious games Robotique Interfaces ouvertes et “individualisées”

Interactions et usages : quelques défis scientifiques

Objets numériques.

Modélisation des usagesApprentissage automatique

Objectif Inria 2020 - 44

Nouveaux périphériques de saisie

Interfaces directes avec les sens

Page 45: Pourquoi enseigner l’informatique ?

- 45

Modélisation – Simulation - Expérimentation

Représentations mathématiques ET informatiques

Valeurs et précisions des paramètres des modèles

Modèles : quelques défis scientifiques

Caractère incertain

Représentations multi-physiques, multi-échelles.

Modèles déterministes/probabilistes.

Objectif Inria 2020 - 45

Approche hiérarchique

Page 46: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Des défis posés au numérique par les autres sciences et la société

• La santé et le bien-être

• L’énergie et les ressources naturelles

• L’environnement et le développement durable

• La société et l’éducation

Objectif Inria 2020 - 46

Page 47: Pourquoi enseigner l’informatique ?

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Pour la santé et le bien-être

Modéliser un système biologique pour en analyser les données.

L’objectif de ce système est d’obtenir une véritable sensation d’immersion pour observer des données biologiques et scientifiques complexes.

Outil de neuronavigation 3D temps réel pour faciliter l'utilisation de la stimulation magnétique transcranienne (TMS) dans la thérapie de la dépression.

Logiciel d'interface cerveau-ordinateur permet à son utilisateur d’envoyer des commandes à un ordinateur ou à une machine uniquement à partir de son activité cérébrale.

Objectif Inria 2020 - 47

Page 48: Pourquoi enseigner l’informatique ?

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Pour la santé et le bien-être

Modèles couplés à des données dynamiques.

L’objectif de ce système est de compenser automatiquement les mouvements de respiration du patient afin d'assister le geste du chirurgien.

Simulation électrique (électrocardiogramme) et mécanique (imagerie ultrasons ou IRM) de l'onde électrique dans le muscle cardiaque, avec simulation de pathologie.

Plateforme expérimentale de rééducation assistée de la marche à domicile.

Objectif Inria 2020 - 48

Page 49: Pourquoi enseigner l’informatique ?

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Contrôle sûr et robuste de systèmes aléatoires partiellement connus.

Mesures de consommation d'une carte de calcul afin de permettre une optimisation du code logiciel.

Pour l’énergie et les ressources naturelles

Simulation du comportement d'un plasma dans un réacteur à fusion, en remplacement des réacteurs nucléaires actuels.

Etude de l'écoulement de l'air de la climatisation dans l'habitacle d'une voiture

Objectif Inria 2020 - 49

Page 50: Pourquoi enseigner l’informatique ?

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Modèles prédictifs et simulation à plusieurs échelles.

Détection des dégâts après un feu de forêt (juillet 2007, Massif des Maures) à partir d'une seule image SPOT 5.

Pour l’environnement et le développement

Représentation paysagère réaliste, ar modélisation stochastique de la distribution spatiale d'un peuplement hétérogène.

Etude par simulation numérique multirésolution des transferts de masses d'eaux de l'océan Indien vers l'océan Atlantique, dans le contexte du changement climatique global.

Objectif Inria 2020 - 50

Page 51: Pourquoi enseigner l’informatique ?

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Modélisation / simulation de comportements collectifs.

Calcul et visualisation de graphe de très grande taille, par exemple liés à des interactions sur un réseau social.

Pour les sciences sociales et de l'éducation

Étude de phénomènes collectifs bio-inspirés à travers un essaim de robots mobiles en interaction.

Système de table tactile multi-points pour la manipulation, l'exploration et le partage de données, par exemple enseignant/apprenant.

Objectif Inria 2020 - 51

Page 52: Pourquoi enseigner l’informatique ?

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Outils d'apprentissage participatifs.

Prototype d'interface pour la sculpture virtuelle : un exemple d’outil numérique de création d'oeuvres d'art.

Pour les sciences sociales et de l'éducation

Apprentissage des robots en s'inspirant de la psychologie développementale, robotique environnementale et sociale.

Présentation de fondements de l'informatique à travers une approche ludique au cours d'une action de médiation scientifique devant des élèves.

Objectif Inria 2020 - 52

Page 53: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Conclusion

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• D’innombrables beaux et passionnants problèmes au cœur de l’informatique, et aussi aux interfaces entre informatique et toutes les autres sciences.

• De nombreuses retombées économiques possibles. La création de valeurs passe beaucoup par le numérique.

• Il faut des chercheurs et des ingénieurs bien formés, et aussi des citoyens éduqués !

Page 54: Pourquoi enseigner l’informatique ?

Merci !