C’est une communication qui a été faite lors du séminaire ISN du 22 Avril 2014, à l’Université de la Réunion, par Nathalie Carrié.

Voici une carte mentale qui a servi de support à cette communication et qui permet de retracer une année et demie de pratique de l’ISN au Lycée Antoine Roussin.
Les liens mèneront aux documents présentés ce jour là.
ISN au lycée Antoine Roussin, Une année et demie de pratique

 

Le programme officiel, vaste et passionnant, laisse un grand champ de liberté à l’enseignant qui aime l’informatique.

Classiquement, les premières notions vues ont été le binaire, l’hexadécimal, le code ASCII, la logique.

Cet extrait du BO, a guidé mon enseignement :
« L’objectif de l’enseignement de spécialité ISN n’est pas de former des experts en informatique mais de fournir aux élèves quelques notions fondamentales et de les sensibiliser aux questions de société induites. »

C’est pourquoi les bases de l’algorithmique vues n’ont pas été plus loin que celles déjà vues depuis la seconde, afin d’homogénéiser le socle des connaissances de base des élèves de la classe. Le langage Python a été abordé par l’apprentissage de sa syntaxe, des types de données strictement nécessaires pour une utilisation purement scientifique du langage, la définition de la notion de fonction, et par la mise en oeuvre en Python de nombreux algorithmes simples faisant appel aux premières notions essentielles que doit connaître tout programmeur :
– affectations de variables, initialisations,
– notion de boucles répétitives dont on connaît à l’avance le nombre d’itérations à exécuter,
– conditions
– boucles avec condition
Le type Booléen de Python a permis d’asseoir des notions de logique souvent mal comprises par les élèves, comme par exemple faire la différence entre le ET et le OU, comprendre ce qu’est la négation d’une proposition.
Une certaine autonomie a été demandée aux élèves lors de l’exécution de programme Python faisant appel à des bibliothèques externes au langage.

A partir d’une carte mentale collective de la classe, les élèves ont pu reconstituer l’architecture d’un ordinateur. L’utilisation d’un Raspberry Pi a permis de mieux visualiser chaque élément.

Le langage html a été vu en demandant à chaque élève de concevoir un mini site web sur le thème qu’il avait envie de développer. Cela a permis aux élèves d’être très créatifs.

Grâce à l’utilisation de cartes Arduino, les élèves ont pu aborder le B-A-BA du monde de l’électronique. Des programmes très simples comme allumer des leds se font à travers l’interface de programmation de la carte Arduino, qui utilise un langage basé sur le langage C.

La robotique a pu être abordée la première année par l’utilisation du robot Lego Mindstorm, la deuxième année grâce à des petits robots Thymio. L’utilisation des robots Thymio a été beaucoup plus efficace quant à la compréhension des notions de capteurs, que nous avons fait étalonner par les élèves.

Des exposés suivis de débats au sein de la classe ont été demandés aux élèves afin d’introduire des questions sociétales liées à la généralisation du numérique et afin d’aborder des parties du programme que nous avons jugées intéressantes de faire présenter par les élèves (comme, par exemple, le codage d’une image, le codage de la couleur).
5 exposés ont été effectués la première année, et 10 seront effectués la deuxième année.
Ces séries d’exposés ont permis aux élèves de s’habituer à effectuer des recherches en groupe, à les synthétiser sous forme de pages Web, et à exposer à un public le résultat de leurs recherches. Des sujets choisis dans ce but ont permis de les sensibiliser à une utilisation responsable de l’Internet, d’introduire la notion essentielle de logiciels libres et de l’opposer à la notion de logiciels privateurs (qualificatif utilisé par RMS).
Cela leur a fait aussi un entraînement pour la présentation de leur projet au BAC.

Des projets variés demandant une analyse d’un problème concret à résoudre ont été proposés. Nous avons préféré la deuxième année écourter le temps consacré à ces projets, afin d’agrandir le champ de notions abordées.

Tout au long de cet enseignement, l’accent a été mis sur le travail de groupe et cela a créé à chaque fois une réelle dynamique de classe. L’enseignement de l’ISN a permis de rendre les élèves beaucoup plus autonomes et matures, dans leur utilisation de l’informatique. Un exemple simple s’illustre par l’utilisation de leur messagerie personnelle pour échanger : apprendre à mettre un objet dans un mail, apprendre à compresser dans un dossier plusieurs fichiers que l’on veut envoyer en pièce jointe. De nombreux autres exemples peuvent être cités : savoir utiliser une liste d’échange, comprendre la différence entre chemin relatif et chemin absolu, etc…
Enfin, l’utilisation permanente d’un système d’exploitation GNU-Linux, notamment à travers le terminal, a permis aux élèves de réaliser la puissance de cet outil, et à initier des passions.

Voici un aperçu en images du détail des notions abordées lors de cette communication.

Qui ?
15 élèves les 2 années, 1 puis 2 enseignants

Quoi ?

Exposés

Productions des élèves

Comment ?

Avec quoi ?

Pourquoi ? But ? Conséquences et Bilan

Voici le cahier de textes donnant le contenu des séances 2013-2014 au format PDF.

Et pour terminer, tout n’est évidemment pas rose :
La face cachée de l’Iceberg…
En vrac…
– recrutement des élèves ISN :
* tous les redoublants
* pas de choix : les plus faibles sont quasi obligés…
– 1h pour 2h de présence chaque semaine
cette heure est donnée en heures supplémentaires, donc elle n’apparaît pas dans le VS.
– pas de budget de fonctionnement propre (pris sur les maths l’année dernière, maths et physique cette année)
– idem pour les gros achats de matériel donc ce fut le parcours du combattant pour acheter du matériel
– problème pour acheter en ligne (mauvaise volonté de la part de la gestionnaire) (une vraie galère pour acheter des numéros de Linux Pratique numériques)
– Problèmes matériels pour fonctionner énormes…
* Internet ne fonctionne pas
* machines non opérationnelles si je ne m’occupe pas de la maintenance…
A ce sujet, on pourra lire : « Enseigner l’informatique » chez Springer
Hartmann, Werner, Näf, Michael, Reichert, Raimond (équipe d’enseignants universitaires Suisses)
– Veille technologique chronophage
C’est passionnant d’être des pionniers mais c’est fatiguant !!!

Mon but principal de cet enseignement a été de faire de nos élèves des citoyens numériques libres.

Retrouver les supports numériques fournis par les élèves pour leur Projet BAC ISN 2014 au Lycée Antoine Roussin par ce lien.

Les projets présentés sont :

Arduino

Programmation d’un afficheur 7 segments pour décoder un message envoyé en hexadécimal

Equation Bilan

Équilibrer une équation bilan, à mettre en oeuvre en Python

Dossier papier

Raspberry Pi

Développer une petite application Web sur le Raspberry Pi

Dossier papier

Robot Thymio

Programmation du robot Thymio en fonction des informations extérieures reçues

Le Thymio au démarrage

Dossier papier

Convertisseur RGB

Programmation Python : convertisseur RGB hexadécimal avec affichage des couleurs

Dossier papier

Un grand merci à mes élèves pour la finalisation aboutie de leurs travaux, ce qui a permis leur mise en ligne.
 

Deux Talks de TED sur le sujet sont très édifiantes. Elles donnent froid dans le dos. Vous ne sortirez pas indemnes après les avoir visualisées (à moins que vous ne les connaissiez déjà).
De quoi entamer un débat avec nos élèves sur le surf safe et secure, l’encryptage des mails, et leur authentification, grâce à une signature numérique.

– Alessandro Acquisti : Pourquoi le respect de la vie privée est-il important ?
– Malte Spitz : Votre opérateur de téléphonie vous surveille

TED propose aussi un dossier complet sur le sujet : une play-list de 11 conférences intitulée « The dark side of data ».

Jusqu’alors, j’envoyais des cartes postales en guise de mails, je vais maintenant poster des cartes sous enveloppes si mes destinataires jouent le jeu…
Mozilla propose des outils multi-plateformes pour obtenir une signature numérique, signer et chiffrer ses messages.
https://support.mozillamessaging.com/fr/kb/signature-numerique-et-chiffrement-des-messages

Les liens ne marchant pas pour Mac et Linux, voici GPGTools des outils bien évidemment open-source.

Je n’ai pas encore compris comment chiffrer ou signer numériquement un message dans Gmail, mais en tout cas, la procédure pour Thunderbird pourrait constituer un TP sympa pour les élèves, après avoir parlé de chiffrement RSA (http://fr.wikipedia.org/wiki/Chiffrement_RSA), le but n’étant pas de faire un cours de maths… Cela leur permettra de comprendre l’histoire de paire de clés…

On lira aussi avec intérêt cette page http://openpgp.vie-privee.org/.

Big Data : chiffres et ISN : là où les maths, les stats et l’informatique deviennent incontournables…

Qu’est-ce que le Big Data ?

C’est parfaitement bien expliqué dans une émission de la Tête au carré :
http://www.franceinter.fr/emission-la-tete-au-carre-big-data-forum-fondamentales-du-cnrs

Quelques chiffres sur Wikipédia :
Le volume des données stockées aujourd’hui est en pleine expansion, ainsi les données numériques créées dans le monde seraient passées de 1,2 zettaoctets par an en 2010 à 1,8 zettaoctets en 2011, puis 2,8 zettaoctets en 2012 et s’élèveront à 40 zettaoctets en 2020. À titre d’exemple, Twitter génère à l’heure actuelle 7 teraoctets de données chaque jour et Facebook 10 teraoctets.

On entend dans l’émission que :

– Les capacités de stockage doublent tous les ans.
– Les capacités de calcul doublent tous les 2 ans…

Cette numérisation du monde induit le traitement d’énormes masses de données qui nous font découvrir des relations que l’on ne soupçonnait pas.
C’est une mini-révolution scientifique appelée 4ème paradigme , ces paradigmes étant :

– 1er paradigme : la découverte de faire des expériences et les reproduire
– 2ème paradigme : les théories mathématiques
– 3ème paradigme : simuler le monde sur les ordinateurs
– 4ème paradigme : utiliser les données massives existantes pour prévoir des comportements futurs
http://ticri.univ-lorraine.fr/wicri.fr/index.php/Quatri%C3%A8me_paradigme_de_la_science

Le meilleur système de traitement de Big data est notre cerveau. Le but aujourd’hui des équipes de recherche est d’apprendre aux machines à traiter les données aussi bien que notre cerveau. On en est évidemment très loin.

Le problème de la pérennité des supports mémoire des informations est aussi soulevé.

Pour gérer la complexité de ces Big data en mathématiques, il faut faire appel à « la très grande dimension », et donc une géométrie de grande dimension.
Les maths deviennent incontournables au coeur du Big data…

Il y a une explosion des formations de « Data scientist » dans le monde (spécialistes des Big Data).
Par exemple, un master « Data science » vient de s’ouvrir à l’université de New-York qui fournit une combinaison-formation en informatique, mathématiques et statistiques.

La courbe de croissance de ce qu’il est possible d’extrapoler à partir des Big Data est exponentielle, ainsi il était impensable il y a 5 ans que l’on soit capable aujourd’hui d’effectuer des reconnaissances faciales telles qu’elles existent aujourd’hui.

Je crois vraiment que c’est une émission à faire écouter à nos élèves pour susciter un débat autour de toutes les questions soulevées par l’évolution de la place prise par le numérique dans notre société.

Visualisations de données traitées par le robot Pearle de Wikipédia

2048, le jeu qui rend addict dès le premier essai…
Déjà que le temps nous est compté…
Sur wikipédia
« 2048 », stop ou encore ?

Quelques liens de téléchargement sur le site de l’IREM de la Réunion et des informations supplémentaires.

En analysant le code source de la page du jeu en ligne originel développé par Gabriele Cirulli, UI designer et développeur Web, le code source du jeu est entièrement accessible, écrit en javascript.

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Exposé sur la persistance de l’information par 3 élèves de Terminale S2, Lycée Antoine Roussin, le jeudi 6 février 2014

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