Pourquoi enseigner l’informatique ?

1. Pourquoi enseigner l’informatique ? Antoine Petit Mai 2013

2. Pourquoi ne PAS enseigner l’informatique ?

3. Parce que ce n’est PAS une science !

4. Parce que ce sont des (sous-)mathématiques ! Les mentalités évoluent avec le temps…

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

6. Parce qu’il n’y a pas de professeur d’informatique ! • 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 ?

7. Parce que les horaires des élèves sont déjà trop lourds ! C’est vrai ! Les options sont possibles…. … et pas seulement pour l’informatique

8. Mais la SEULE VRAIE raison est …

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

10. Une autre encore plus mauvaise raison 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 …

11. Aujourd’hui,un certain consensus…… voire un consensus certain !

12. Des rapports (très) récents Rapport par ACM Europe et Informatics Europe, avril 2013 Informaticseducation: Europe cannot afford to miss the boat http://www.informatics-europe.org/images/documents/informatics-education-europe-report.pdf Rapport de l’Académie des Sciences, avril 2013 L’enseignement de l’informatique. Il est urgent de ne plus attendre. To bepublished

13. Executiveoverview, ACM-IE report(1/2) 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.

14. Executiveoverview, ACM-IE report (2/2) 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.

15. Recommandations, ACM-IE report (1/2) 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. Recommendation2. 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.

16. Recommandations, ACM-IE report (2/2) Recommendation3. 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. Recommendation4. 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).

17. Computationalthinking (Jeannette Wing, 2003) Computational thinking is a problem-solving process with distinctive problem-solving techniques and general intellectual practices.

18. Computationalthinking: problemsolving techniques Representinginformation through abstractions such as models and simulations. Logicallystructuring and analyzing data. Automatingsolutions 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 combinationof steps and resources, including both human and hardware resources. Formulatingproblems in a way that facilitates the use a computer and computerized tools to help solve them. Generalizingthe 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.

19. Computationalthinking: generalintellectual practices 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). Persistencein working with difficult problems. Tolerancefor ambiguity (to be reconciled with the necessary rigor in ensuring the correctness of the solutions). Abilityto deal with open-ended problems. Abilityto 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. Abilityto communicate and work with others to achieve a common goal or solution. Here too the benefits extend far beyond the confines of informatics.

20. Informatics Informatics fosters creativity, by illustrating the variety of ways to approach and solve a problem. Informaticsis constructive: designing algorithms is engineering work, producing visible (if virtual) artifacts. Informaticshelps master complexity: learning to solve informatics problems helps solve complex problems in other areas. Informaticsenhances accuracy and precise reasoning: writing successful programs requires exactness in every detail.

21. Une volonté marquée en UK… Imagine the dramaticchangewhichcould be possible in just a fewyears... Instead of childrenbored out of theirmindsbeingtaughthow to use Word and Excel by boredteachers, we couldhave 11-year-olds able to writesimple 2D computeranimations… By 16, theycouldhaveanunderstanding of formallogicpreviouslycoveredonly in universitycourses and be writingtheirownapps for smartphones. Michael Gove UK Education Secretary 11 January 2012

22. …et des actes ! General Certificate of Secondary Education

23. En France aussi !

24. 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 Comité de direction

25. Faire du numérique une chance pour la jeunesse 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 formationde 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 Comité de direction

26. Mesure 1 : L’entrée du numérique dans les enseignements scolaires • 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 Comité de direction

27. Mesure 2 : Une politique ambitieuse de formation des enseignants aux usages du numérique, avec notamment la formationde 150 000 enseignants en deux ans • 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) Comité de direction

28. Mesure 3Lancement du projet “France Universités Numériques” • 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) Comité de direction

29. Mesure 4Renforcer les formations aux métiers du numérique • 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’économietraditionnelle pour anticiper les besoins en emploi dans les métiers du numérique dans ces secteurs Comité de direction

30. Et les CPGE !?!?

31. Quelques remarques en vrac (1/2) 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 ?)

32. Quelques remarques en vrac (2/2) 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

33. Centres de recherche Inria • 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

34. Centres de recherche Inria Inria LILLE Nord Europe Inria Paris – Rocquencourt Inria NANCY Grand Est Inria SACLAY Île-de-France Inria RENNES Bretagne Atlantique Inria GRENOBLE Rhône-Alpes 1992 Inria BORDEAUX Sud-Ouest Inria SOPHIA ANTIPOLIS Méditerranée

35. Interstices: interstices.info

36. Interstices (suite) : ressources pour les lycées

37. Inriality : www.inriality.fr

38. SILO: science-info-lycee.fr

40. Quelques défis posés aux sciences du numériquePlan stratégique Inria 2013 – 2017Objectif Inria 2020 Objectif Inria 2020

41. Des défis des sciences du numérique Les systèmes Les données Les interactions et les usages Les modèles Objectif Inria 2020

42. Systèmes : quelques défis scientifiques • Cloud computing • Réseaux de capteurs • Machines exaflopiques • Dynamicité • Contraintesénergétiques • Erreurs et défaillances • Systèmes de systèmes • Modélisation et simulation • Sûreté et sécurité • Information centric networking - 42 Objectif Inria 2020

43. Données : quelques défis scientifiques • Big data • ChaîneDonnées – Informations – Connaissances. • Représentationsvisuelles/sonores/tactiles/olfactives. Apprentissage Localisation Données incertaines. Interopérabilité Protection des données Cohérence Droitàl'oubli - 43 Objectif Inria 2020

44. Interactions et usages : quelques défis scientifiques • Serious games • Robotique • Interfaces ouvertes et “individualisées” Apprentissage automatique Modélisation des usages Interfaces directes avec les sens Nouveaux périphériques de saisie Objets numériques. - 44 Objectif Inria 2020

45. Modèles : quelques défis scientifiques • Modélisation– Simulation - Expérimentation • ReprésentationsmathématiquesET informatiques • Valeurset précisions des paramètres des modèles Modèles déterministes/probabilistes. Approche hiérarchique Représentations multi-physiques, multi-échelles. Caractère incertain - 45 Objectif Inria 2020

46. 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

47. Pour la santé et le bien-être • Modéliser un systèmebiologique pour en analyser les données. 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. 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. - 47 Objectif Inria 2020

48. Pour la santé et le bien-être • Modèlescouplésà des donnéesdynamiques. Plateforme expérimentale de rééducation assistée de la marche à domicile. 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. - 48 Objectif Inria 2020

49. Pour l’énergie et les ressources naturelles • Contrôlesûr et robuste de systèmesaléatoirespartiellementconnus. Mesures de consommationd'une carte de calculafin de permettreuneoptimisation du code logiciel. 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 - 49 Objectif Inria 2020

50. Pour l’environnement et le développement • Modèlesprédictifs et simulation àplusieurséchelles. Détection des dégâts après un feu de forêt (juillet 2007, Massif des Maures) à partir d'une seule image SPOT 5. 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. - 50 Objectif Inria 2020