L’option ISN par les enseignants du lycée

Option ISNNouvel enseignement de spécialité en terminale S !
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Option Informatique et sciences du numérique (ISN)

folderL’option Informatique et sciences du numérique est ouverte au lycée Montesquieu depuis la rentrée 2012 en classe de terminale S. Par la conduite de projets innovants, cet enseignement de spécialité vise la maîtrise des mécanismes fondamentaux qui régissent les mutations technologiques, culturelles et économiques envahissant aujourd’hui nos vies professionnelles et personnelles.

Présentation de l’option ISN

flecheObjectif

L’objectif de l’enseignement de spécialité ISN en classe terminale de la série S n’est pas de former des experts en informatique, mais plutôt de fournir aux élèves quelques notions fondamentales et de les sensibiliser aux questions de société induites. Il s’agit d’un enseignement d’ouverture et de découverte des problématiques actuelles, adapté à la société d’aujourd’hui, qui valorise la créativité et contribue à l’orientation.

Interviewé dans Le Monde du 1er décembre 2011, Gérard Berry – directeur de l’INRIA et auteur de Pourquoi et comment le monde devient numérique (Fayard, collection « Collège de France », 2008) –, déclarait : « Une bonne nouvelle : en 2012, un premier enseignement de vraie informatique va être introduit au lycée. Ce qu’il faudra y enseigner, ce n’est pas à se servir de Word ou d’Excel avec quelques ajouts de nature morale ou sociologique ; ce sont les principes informatiques, la familiarité avec les algorithmes et le calcul automatique, et le pourquoi de leur extraordinaire puissance. II est indispensable d’avoir une bonne compréhension de ce mode de pensée et de ses techniques si nous voulons non seulement en tirer parti, mais ne pas en être dépendants, agir sur lui et faire partie de ses créateurs. »

flecheTypes d’activités

Option ISN du lycée Montesquieu - BordeauxAfin de refléter le caractère scientifique et technique propre à la discipline et de développer une attirance en faveur de cet enseignement nouveau, les élèves sont placés en situation d’activité aussi souvent que possible. Une pédagogie de projet est privilégiée pour favoriser l’émergence d’une dynamique de groupe. Dans ce cadre, l’équipe des professeurs joue un rôle central : elle impulse et coordonne les projets, anime les débats et met en place l’évaluation et ses modalités.

L’informatique étant connexe à de nombreux domaines, on envisage un travail pluridisciplinaire : la complémentarité des approches, associée à la richesse d’un travail collaboratif, joue un rôle stimulant pour les élèves et les équipes pédagogiques. Le professeur peut s’appuyer sur la mise en place d’exposés suivis de débats au sein de la classe pour introduire des questions sociétales liées à la généralisation du numérique. Enfin, lors de la préparation des exposés, comme lors du développement des projets, le professeur guide les élèves dans leurs recherches documentaires s’appuyant sur des livres ou des ressources présentes sur le Web.

Option ISN du lycée Montesquieu - BordeauxLa progression peut suivre un rythme annuel construit autour de périodes spécifiques favorisant une alternance entre différents types d’activités (acquisition de nouveaux savoirs, exposés, projets) permettant d’entretenir l’intérêt des élèves et de développer leur autonomie.

Les activités pratiques et la réalisation de projets sont organisées dans une salle de travaux pratiques qui permet d’enseigner les bases et notions théoriques fondamentales, avec un recours possible aux outils numériques de présentation adaptés. Un environnement numérique suffisamment ouvert est choisi pour favoriser cette dynamique de projet.

Classe de terminale S - enseignement de spécialité

Les projets réalisés par les élèves, sous la conduite de l’équipe enseignante, constituent un apprentissage fondamental tant pour la compréhension de l’informatique et des sciences du numérique que pour l’acquisition de compétences variées. Ils peuvent porter sur des problématiques issues d’autres disciplines et ont essentiellement pour but d’imaginer des solutions répondant à l’expression d’un besoin.

Les compétences mises en jeu au cours du développement d’un projet peuvent être regroupées ainsi :

  • proposer une approche fonctionnelle qui réponde aux besoins ;
  • conduire des recherches documentaires ;
  • concevoir des programmes en autonomie ;
  • gérer les étapes de l’avancement du projet en dialogue et en interaction avec un professeur.

Les activités des élèves sont organisées autour d’une équipe de projet formée de deux ou trois élèves et dont le fonctionnement est guidé par une démarche incluant des points d’étape pour faire un bilan avec un professeur, valider des éléments, contrôler ou modifier l’avancement du projet, voire le redéfinir partiellement.

L’équipe enseignante veille à ce que les projets choisis par les élèves restent d’une ambition raisonnable afin de ne pas empiéter sur le temps consacré aux autres disciplines. Un projet mené durant la seconde partie d’année permet de mettre en œuvre les savoirs et capacités acquises et donne lieu à un rapport écrit d’une dizaine de pages au maximum.

Au long de l’année, l’évaluation du travail de l’élève s’appuie sur les capacités mentionnées ci-dessous, sans nécessairement les mettre toutes en jeu.

fleche3Représentation de l’information

Option ISN du lycée Montesquieu - BordeauxDans un contexte informatique, l’information est représentée par des suites de nombres. La numérisation est l’opération qui associe à un objet réel du monde physique une description à l’aide d’un ensemble d’informations exploitables par un ordinateur ou, plus généralement, une machine numérique. À cause de l’échantillonnage sous-jacent, la numérisation induit des effets importants sur la qualité de l’information numérique. Elle entraîne des conditions spécifiques de création, de stockage, de traitement et de circulation de l’information.

Les capacités de traitement et de stockage des ordinateurs croissent de façon continue depuis leur apparition. Il est donc crucial d’organiser ces flux d’informations en local sur une machine ou de façon distribuée sur un réseau.

L’intégration croissante du numérique dans les activités humaines et la numérisation de l’information suscitent des transformations culturelles, socio-économiques, juridiques et politiques profondes qui font apparaître de nouvelles opportunités, de nouveaux risques et de nouvelles contraintes qu’il convient d’étudier.

fleche3Algorithmique

Option ISN du lycée Montesquieu - BordeauxUn algorithme se définit comme une méthode opérationnelle permettant de résoudre, en un nombre fini d’étapes clairement spécifiées, toutes les instances d’un problème donné. Cette méthode peut être exécutée par une machine ou par une personne.

Les élèves ont été confrontés aux algorithmes très tôt dans leur parcours scolaire (avec les quatre opérations arithmétiques) et régulièrement de nouvelles situations de nature algorithmique leur ont été proposées ; ainsi, la construction de figures en géométrie euclidienne, la transcription des « formules » moléculaires en chimie, le code génétique ou encore l’analyse fonctionnelle en technologie sont autant de situations évoquant des algorithmes. Les programmes de mathématiques des classes de seconde et première contiennent une initiation à l’algorithmique sur laquelle il convient de s’appuyer.

À travers l’étude de quelques algorithmes, on développe la faculté de lire et comprendre un algorithme conçu par d’autres, puis d’en concevoir de nouveaux. Ces algorithmes sont exprimés dans un langage de programmation et exécutés sur une machine ou bien définis de manière informelle.

fleche3Langages et programmation

Option ISN du lycée Montesquieu - BordeauxLa programmation est l’expression d’un algorithme dans un langage exécutable par une machine et joue un rôle central dans le développement des systèmes et produits informatiques.

L’apprentissage de la programmation vise d’une part à savoir programmer un algorithme décrit en langue naturelle et d’autre part à comprendre un programme et exprimer en langue naturelle l’algorithme sous-jacent.

On commence par rappeler les éléments de base de tout langage de programmation (affectation, séquence, test et boucle) tels qu’ils ont été présentés en mathématiques en classe de seconde et consolidés en classe de première. On introduit alors la notion de fonction qui permet d’éviter des redondances, de structurer les programmes et d’organiser leur conception. Enfin, on met en évidence la qualité des programmes en les testant sur différents jeux de données.

On insiste sur la clarté et la documentation qui facilitent la reprise du code par d’autres programmeurs. On montre enfin l’universalité de la notion de langage au-delà de la programmation.

L’équipe enseignante choisit un langage de programmation selon les critères suivants : simplicité d’utilisation, liberté d’installation, présence d’outils associés, existence d’une communauté d’utilisateurs et de bibliothèques facilitant le développement.

fleche3Architectures matérielles

Option ISN du lycée Montesquieu - BordeauxExprimer un algorithme dans un langage de programmation a pour but de le rendre exécutable par une machine numérique. La découverte de l’architecture de ces machines constitue une étape essentielle d’une initiation à l’informatique. De plus, mieux comprendre cette organisation est nécessaire pour programmer de manière efficace, en tenant compte des capacités et limitations des machines numériques.

La progression pédagogique suit la chronologie du développement des systèmes informatiques : d’abord centralisés autour des machines à accès direct, ensuite connectés par l’intermédiaire d’une liaison série point à point et enfin répartis grâce aux réseaux où le transport des informations repose sur des méthodes de routage. Le développement de ces réseaux et leur utilisation massive ont induit des questions sociétales majeures qu’il est préférable d’aborder sous forme d’activités pluridisciplinaires. Finalement, l’étude d’un minirobot permet de découvrir les mécanismes de pilotage et de communication dans l’exécution de tâches complexes, interférant directement avec le monde physique.

Épreuve du baccalauréat

Évaluation en cours d’année

flecheObjectifs de l’épreuve

L’épreuve d’évaluation de l’enseignement de spécialité Informatique et Sciences du Numérique (ISN) a pour objectif d’évaluer les compétences du candidat en lien avec le programme correspondant.

flecheModalités de l’évaluation

Cette évaluation se déroule pendant le temps scolaire dans l’établissement de formation du candidat et dans une salle munie d’un dispositif permettant la projection de documents informatiques.

La commission d’évaluation est composée d’un professeur ayant suivi et formé l’élève pendant l’année et, dans la mesure du possible, d’un autre enseignant n’ayant pas été associé à l’enseignement de spécialité suivi par le candidat.

flecheStructure de l’épreuve

Durée : 20 minutes maximum
Coefficient : 2
Notée sur 20 points

À la date fixée par le professeur chargé de l’enseignement d’Informatique et Sciences du Numérique, le candidat se présente à l’entretien muni de son dossier-projet. Celui-ci sert uniquement de support à l’épreuve et n’est pas évalué en tant que tel.

L’épreuve est composée de deux parties qui se déroulent consécutivement. Chacune des deux parties de l’épreuve est évaluée et notée par référence à une grille d’évaluation.

• Première partie - Évaluation d’un projet et soutenance orale

Durée : 8 minutes maximum
Notée sur 8 points

Le candidat effectue une présentation orale de son projet, d’une durée maximale de 8 minutes, pendant laquelle il n’est pas interrompu. Il s’appuie pour cela sur un dossier-projet de 5 à 10 pages, hors annexes, élaboré à l’aide de l’outil informatique.

Ce projet est structuré de façon à mettre en évidence :

  • le but visé et les moyens choisis pour atteindre ce but ;
  • la démarche de projet qui a conduit au résultat tel que présenté ;
  • la dimension collaborative du projet liée au travail en équipe (2 à 3 élèves).

Tout candidat se présentant sans dossier-projet ou avec un dossier-projet non conforme à la définition de l’épreuve (quelle qu’en soit la raison) doit être considéré comme présent. La commission d’évaluation lui fait constater l’absence de dossier-projet ou sa non-conformité. La note de zéro pour cette partie de l’évaluation lui est alors attribuée.

Un dossier-projet est considéré non conforme s’il n’est pas personnel ou n’est pas réalisé avec l’outil informatique, ou comporte moins de 5 pages, hors annexes.

• Deuxième partie - Dialogue argumenté avec la commission d’évaluation

Durée : 12 minutes minimum
Notée sur 12 points

La commission d’évaluation interroge le candidat sur différents aspects de son projet et sur son lien avec les compétences fixées par le programme, puis élargit ce questionnement aux autres compétences spécifiées dans le programme. Cette interrogation a notamment pour but de vérifier que le candidat s’est approprié les notions fondamentales, sait les utiliser dans un contexte particulier ou les relier aux autres enseignements scientifiques spécifiques de la série.

flecheCandidats individuels et des établissements privés hors contrat

Les candidats sont soumis à un contrôle ponctuel prenant la forme d’une épreuve orale d’une durée de vingt minutes maximum et portant sur les compétences figurant dans le programme de la spécialité informatique et sciences du numérique.

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