Nouveaux programmes SI-CIT SI SNT et NSI

Présentation au sujet: "Nouveaux programmes SI-CIT SI SNT et NSI"— Transcription de la présentation:

1 Nouveaux programmes SI-CIT SI SNT et NSI
Séminaire académie de Paris 19 février 2019

2 Réforme du lycée GT : les options SI et CIT en seconde
Organisation de la classe de seconde Positionnement des deux EDE à la rentrée 2010 Les évolutions majeures pour la rentrée 2019 Un positionnement spécifique Le mixage des démarches En résumé CIT

3 Réforme du lycée GT Organisation de la classe de seconde
ENSEIGNEMENTS COMMUNS Rappel : l’évolution en 2nde aurait dû se faire dès la rentrée Mais rythme pas tenable -> report à 2019. A noter que parmi les EDE, un des deux EDE d’économie-gestion était obligatoire (SES/PFEG). Les élèves choisissaient à 90% SES, qui a donc basculé dans le tronc commun. Possibilité de prendre 1 enseignement optionnel général et 1 enseignement optionnel technologique, et encore en plus LCA si pas déjà pris. Attention, l’enveloppe de 12h sert à financer : dédoublements/AP/orientation/options Invitation forte à faire l’enseignement optionnel sous forme de club, le midi par exemple. Enveloppe de 12 h par semaine et par division Accompagnement personnalisé Accompagnement au choix de l’orientation (54 h) Heures de vie de classe 

4 Positionnement des deux EDE à la rentrée 2010
Pour découvrir comment un produit répond à un besoin et comment il fonctionne Pour découvrir comment et pourquoi un produit technique évolue SI Positionnement des deux EDE à la rentrée 2010 CIT Pour une découverte des lois d’évolutions des systèmes Pour une analyse au cœur des systèmes SI avait pour objectif de rentrer dans le cœur des systèmes, en analysant les solutions constructives employées, puis à simuler le comportement des systèmes à partir d’une modélisation fournie, et à évaluer les performances obtenues en faisant évoluer les paramètres du modèle. CIT : principalement des études de cas qui portaient sur l’analyse et la caractérisation de l’innovation. Un seul projet mettant en œuvre une démarche de créativité. Les 3 champs M-E-I apparaissaient comme dissociés.

5 Démarche scientifique Démarche de créativité
SI Les évolutions majeures pour la rentrée 2019 CIT SI CIT Création et Innovation Technologiques Sciences de l’Ingénieur Approche « Recherche Développement » Approche « Ingénierie-Design » Problématique très ciblée à résoudre collectivement Relation avec les lois de la physique Fablab pour réaliser le support expérimental Démarche scientifique Activités expérimentales Cahier des charges succinct Approche design des produits Fablab pour matérialiser la solution Démarche de créativité Activités de projets On est dans une relative continuité par rapport aux EDE, mais… CIT privilégié une démarche de projet et de créativité. On voit la nécessité de disposer d’un FabLab = environnement de créativité et de réalisation. Suppression de l’approche TRIZ : les approches de créativité sont non formelles SI privilégie une approche de type R&D. La démarche est très scientifique. On privilégie les activités expérimentales à partir de problématiques très ciblées, à résoudre collectivement. Relation avec les lois physiques. Démarche pédagogique d’investigation. On conçoit un dispositif expérimental. D’où également la nécessité d’accès au fablab Démarche pédagogique d’investigation Démarche pédagogique de projet

6 Mettre en œuvre une démarche de projet et de créativité
SI Un positionnement spécifique CIT Travailler en équipe Communiquer ses intentions Mettre en œuvre une démarche de projet et de créativité Utiliser une ou des méthodes de créativité. Appréhender les méthodologies en design de produit. Formuler des propositions et retenir les solutions les plus pertinentes. Identifier les contraintes réglementaires, environnementales et économiques liées à un contexte donné. Matérialiser une solution innovante. CIT Raisonner, argumenter, pratiquer une démarche scientifique, expérimenter Mettre au point un protocole expérimental (formuler des hypothèses, hiérarchiser, sélectionner, expliciter, contextualiser). Manipuler et expérimenter. Simuler à partir d’un modèle donné. Analyser les résultats obtenus. Identifier un principe scientifique en rapport avec le fonctionnement d’un système. Matérialiser un support d’expérimentation. SI structurale génétique et générale générique Dimension scientifique et technique Dimension socioculturelle Dimension ingénierie design SI CIT Fablab Le FabLab au cœur des enseignements optionnels.

7 Démarche de créativité Activités expérimentales Démarche scientifique
SI Le mixage des démarches CIT Activités de projets Dans une démarche englobante de projet Approche Ingénierie-Design Innovation Activités créatives Démarche de créativité Approche Recherche développement Investigation Activités expérimentales Démarche scientifique Approche design des produits Cahier des charges succinct Problématique très ciblée à résoudre collectivement Fablab pour réaliser le support expérimental Fablab pour matérialiser et réaliser En SI et en CIT, on est dans les deux cas dans des activités de projets. CIT se centre plus sur l’activité de créativité/innovation de l’ingénieur, alors que SI est plus dans l’activité d’investigation pour modéliser, simuler et résoudre. Les deux sont liés, et il faudrait donc idéalement alterner les démarches CIT et SI. Il vaut mieux mixer les deux approches que n’en faire qu’une.

8 SI/CIT En résumé SI CIT C’est pratiquer une démarche scientifique en relevant des défis C’est vivre la démarche de créativité en menant des projets Un Fablab pour expérimenter et créer Expérimenter Simuler Communiquer Innover Créer Communiquer Remarque : défi = terme employé par l’académie des sciences. Option = club le midi indépendamment des classes Ne pas faire 2x1h30, mais mixer les deux, ce qui est d’ailleurs déjà le cas dans beaucoup d’établissements. Un mixage possible entre les deux enseignements

9 Programme de la spécialité Sciences de l’Ingénieur

10 Réforme du lycée GT L’écriture de ce programme des Sciences de l’ingénieur pour le cycle terminal du lycée général intègre les contraintes suivantes : Prendre en compte l’évolution du volume horaire (15 heures actuellement, heures pour le nouveau cycle). Positionner le programme en cohérence avec les contenus scientifiques de physique et de mathématiques, dans un continuum d’enseignement du collège et de la seconde vers les études supérieures. Intégrer dans les sciences de l’ingénieur les fortes évolutions générées par le développement des sciences et technologies du numérique. Affirmer la démarche scientifique de l’enseignement de sciences de l’ingénieur dans la voie générale du lycée. Inscrire dans les enseignements un projet scientifique interdisciplinaire, support possible du grand oral terminal.

11 Les sciences de l’ingénieur dans un continuum de formation de l’école à l’enseignement supérieur
Positionner le programme en cohérence avec les contenus scientifiques de physique et de mathématiques, dans un continuum d’enseignement du collège et de la seconde vers les études supérieures. Poursuites d’études Les élèves qui suivront cet enseignement de sciences de l’ingénieur au cycle terminal du lycée se destinent à poursuivre vers des études d’ingénieur. Les parcours qui le permettent sont nombreux : CPGE Classes préparatoires intégrées dans les écoles d’ingénieur en cinq ans, L’université à l’issue d’un DUT et l’intégration en 3ème année. L’enseignement scientifique au lycée En 1ère et terminale le nouvel enseignement de sciences de l’ingénieur  : 4h de SI en classe de première 6h de SI en classe de terminale et 2 heures de physique. En seconde Nouvel enseignement commun « Sciences Numériques et Technologie » (SNT) Option « Sciences de l’ingénieur » (SI) Le cycle 4 : la découverte de la technologie Les cycles 2 et 3 : une initiation à la technologie Dans la continuité école-collège-lycée-supérieur, apparition d’un enseignement pour tous en 2nde : SNT avec le T de Technologie. École Collège Lycée Enseignement supérieur

12 Les compétences au cycle 4
Les compétences s’appuient sur les acquisitions des cycles précédents et préparent celles attendues pour l’enseignement supérieur. Compétences Thématiques Pratiquer des démarches scientifiques et technologiques Design, innovation et créativité Concevoir, créer, réaliser Les objets techniques, les services et les changements induits dans la société S’approprier des outils et des méthodes Pratiquer des langages La modélisation et la simulation des objets et systèmes techniques Mobiliser des outils numériques Adopter un comportement éthique et responsable L’informatique et la programmation Se situer dans l’espace et dans le temps

13 Les compétences en SI Les compétences s’appuient sur les acquisitions des cycles précédents et préparent celles attendues pour l’enseignement supérieur. Compétences Objectifs de formation Innover Créer des produits innovants Analyser Analyser les produits existants pour appréhender leur complexité. Modéliser & Résoudre Modéliser les produits pour prévoir leurs performances Apparition de la compétence « Innover » qui était absente de l’ancien programme. L’innovation apparaissait très succinctement dans les objectifs généraux mais ne se retrouvait pas du tout en terme de compétences. Expérimenter est reprécisé car l’expérimentation peut se faire sur un prototype virtuel, à partir de simulations. Expérimenter & Simuler Valider les performances d’un produit par les expérimentations et les simulations numériques Communiquer S’informer, choisir, produire de l’information pour communiquer au sein d’une équipe ou avec des intervenants extérieurs

14 Une prise en compte de l’évolution des SI
Intégrer dans les sciences de l’ingénieur les fortes évolutions générées par le développement des sciences et technologies du numérique. Population mondiale connectée 2020 75% 1milliard de sites web 5G Bande passante 50% 2015 40% 2005 4G Inutile d’insister sur le développement des technologies du numérique qui ont explosé en 50 ans. On parle en 2018 de 1,4 milliards de sites web. 54% de la population mondiale connectée en 2018, 88% en France. Des sauts dans les débits de quelques kbit/s pour la 2G, à quelques centaines de kbit/s pour la 3G, aujourd’hui quelques dizaines voire centaines de Mbit/s avec la 4G, et demain des Gbits/s voire dizaine de Gbit/s pour la 5G. Des évolutions très fortes qui doivent nécessairement être prises en compte dans un programme de Sciences de l’Ingénieur. 1995 30% 1980 1960 3G 15% 6% 2% 2G Source :

15 Une prise en compte de l’évolution des SI
Intégrer dans les sciences de l’ingénieur les fortes évolutions générées par le développement des sciences et technologies du numérique. La révolution numérique modifie les rapports aux objets La dématérialisation de l’information et des services a des conséquences sur le rapport aux objets matériels. Une démarche d’ingénierie design valorisera l’usage partagé et les services rendus, en termes de qualités et de performances. Objets Le bénéfice de l’usage d’un objet ou d’un système devient parfois plus important que de le posséder. Ses performances et la qualité de son usage partagé devront être valorisées dans une démarche d’ingénierie design pratiquée par les ingénieurs. On passe actuellement d’une société de possédants à une société d’usagers. Les produits sont aujourd’hui envisagés en intégrant les services qui leur sont associés. Passage d’une industrie de biens à une industrie de services. Un exemple possible est celui du développement du véhicule autonome, pour lequel on imagine pour le futur le développement de flottes de véhicules dont on pourrait louer les services. Cette évolution impose la prise en compte d’une démarche d’ingénierie-design qui intègre l’usage et les services rendus. Source :

16 Une prise en compte de l’évolution des SI
Intégrer dans les sciences de l’ingénieur les fortes évolutions générées par le développement des sciences et technologies du numérique. La révolution numérique modifie le rapport à l’environnement. L’environnement et plus précisément celui des villes, sera profondément bouleversé par l’explosion du nombre d’objets communicants. L’Humain, occupant d’une citée sensible, fera lui-même partie intégrante de cet environnement, capable de recevoir et fournir de nombreuses données pour assurer son bien-être et sa sécurité. La place des objets connectés est exponentielle. La multiplication des capteurs, dialoguant via internet ouvre de nouvelles perspectives dans la gestion et l’aménagement des territoires. Selon les études, on estime qu’il y aura à l’horizon 2020 entre 20 et 80 milliards d’objets connectés dans le monde. Cela introduit donc la question des réseaux capables de supporter cette massification des objets connectés. Environnement La formation des futurs ingénieurs devra intégrer des compétences sur l’IOT et les nombreux réseaux d’une ville  « intelligente et sensible ». Source :

17 Une prise en compte de l’évolution des SI
Intégrer dans les sciences de l’ingénieur les fortes évolutions générées par le développement des sciences et technologies du numérique. La révolution numérique modifie le rapport au vivant Les moyens de miniaturisation électronique, les possibilités de contrôle-commande qu’offrent les technologies numériques, rendent possible l’intégration d’objets numériques aux organes vivants, pour les réparer ou pour en augmenter les capacités. Vivant Les enseignements de sciences de l’ingénieur comme la commande et la régulation des systèmes pourront être associés à la compensation du handicap et à l’assistance humaine Les évolutions des technologies pour la santé sont également considérables. Les exemples sont légions : miniaturisation de microrobots qui permettent d’agir directement à l’intérieur du vivant (exemple de pilules mesurant le pH pour délivrer de l’insuline) Réalisation de prothèses qui utilisent des matériaux de plus en plus techniques et deviennent actives (exemple des implants cochléaires) Dans l’assistance au diagnostic où l’IA permet aujourd’hui d’être plus précis qu’un radiologue dans l’analyse d’une IRM pour diagnostiquer un cancer (peau, cerveau…) Derrière l’assistance humaine, on entend par exemple les nombreux dispositifs de type exosquelettes qu’on commence à voir apparaître expérimentalement sur les chantiers du BTP Source :

18 Des thématiques pour contextualiser l’enseignement
Trois grandes thématiques sont proposées pour contextualiser l’enseignement Les territoires et les produits intelligents, la mobilité des personnes et des biens : les structures et les enveloppes ; les réseaux de communication et d’énergie ; les objets connectés, l’internet des objets ; les mobilités des personnes et des biens. L’Humain assisté, réparé, augmenté : les produits d’assistance pour la santé et la sécurité ; l’aide et la compensation du handicap ; l’augmentation des performances du corps humain. On retrouve ces trois thématiques exposées dans le préambule du programme. Ces thématiques sociétales ne sont pas exhaustives, mais constitue le point d’entrée des enseignements, qui permettent de fixer le pourquoi ? Des savoirs qui seront apportés et des compétences développées. L’Éco-Design et le prototypage de produits innovants : l’ingénierie design de produits innovants ; le prototypage d’une solution imaginée en réalité matérielle ou virtuelle ; les applications numériques nomades.

19 Le programme : ses principales évolutions
Les approches d’analyse SADT sont remplacées par un outil d’ingénierie système plus généraliste et compatible avec un environnement numérique SysML (Système Modeling Langage). Les outils de description des systèmes à évènements discrets évoluent vers les graphes d’états, compatibles avec un environnement numérique. La chaine d’énergie est complété par la une chaine de puissance présentée à partir de la notion de grandeurs de flux et d’effort. L’étude des systèmes asservis est renforcée. La modélisation des matériaux est très allégée. L’approche mécatronique évolue en intégrant les structures et ouvrages. Chaîne d’information Chaîne de puissance Dans les nouveautés apparaissent : l’ingénierie système. C’est bien le principe d’ingénierie système qui est important plus que l’outil. Aujourd’hui, le seul outil identifié est le SysML, mais ça peut évoluer dans le temps. Exit SADT, FAST, diagramme des interacteurs. Systèmes à événements discrets : le GRAFCET disparait au profit des graphes d’états -> rejoint le diagramme état-transition du sysML Chaîne d’énergie remplacée par chaîne de puissance, mais grandeur effort et flux déjà présentes dans l’ancien programme. Systèmes asservis. On ne rentre pas dans l’écriture des équations (équations différentielles peut-être que au programme de maths experts, transformée de Laplace, nombre complexe peut-être en spé maths de terminale). On est plus dans l’exploitation des outils de modélisation multi-physique pour analyser le comportement. Modélisation des matériaux : disparition de la RdM Attention à l’apparition des structures et ouvrages qui étaient complètement oubliés dans l’ancien programme -> traiter d’applications qui les prennent comme supports d’études, pas un cours de génie civil en tant que tel

20 Le programme : ses principales évolutions
Les contenus sur les systèmes numériques sont renforcés avec de nouvelles notions sur : les réseaux de communication; un langage de programmation (langage python) ; l’internet des objets ; des éléments liés à l’Intelligence artificielle ; les notions sur la modulation et la démodulation des signaux. La modélisation des systèmes est renforcée par l’approche multiphysique Programme approfondi sur les réseaux de communication. Bien penser qu’ils sont au programme de collège, et bientôt au programme de SNT dans le thème « l’internet » Langage de programmation explicitée = Python. Permet d’être en cohérence avec Maths-SPC, mais aussi SNT. Pas exclusif de l’utilisation d’autres langages. IA : un des points les plus délicats. L’idée était plutôt de l’inscrire dans le programme en anticipation de la dizaine d’années à venir. Nouvelles activités à construire progressivement au fur et à mesure que notre compréhension s’améliore. Les transmissions numériques avec les notions de modulation-démodulation de signaux numériques. Une technologie est explicitement citée : lora. La modélisation multi-physique n’était pas citée dans les anciens programmes, mais déjà largement utilisée dans les établissements. Maintenant citée à de nombreuses reprises dans le programme comme un tout englobant.

21 Le programme : ses principales évolutions
Une nouvelle compétence apparaît, la compétence « Innover ». Elle introduit des éléments d’histoire liés aux innovations et mobilise des méthodes de créativité : méthodes agiles ; cartes heuristiques ; brainstorming , analogies, de détournement d’usage ; scénarios d’usage et expériences utilisateurs. Les méthodes agiles qui amènent à être dans un cycle de développement itératif, incrémental et adaptatif se distingue du cycle mieux connu : le cycle en V. Dans les approches design, on peut faire référence au design thinking qui a déjà fait l’objet de journées de travail dans l’académie. On est vraiment sur ces méthodes dans la dimension de l’expérience utilisateur.

22 Le programme : ses principales évolutions
Des allégements apparaissent sur le programme existant Allégement sensible de la compétence analyser, notamment sur la chaine d’énergie et les matériaux Dans la compétence modélier allégement sur l’approche matériaux , le comportement du solide déformable et le Grafcet Peu d’allègement sur les compétences Expérimenter, Simuler et Communiquer Allégement de la compétence analyser : Disparition de l’AF externe Idem pour les outils d’analyse interne (FAST, SADT) Suppression de la chaîne d’énergie Suppression du grafcet Considérer la chaîne d’énergie comme acquise à la sortie du collège Réseaux déjà abordés en collège Analyse des sollicitations, déformations, contraintes supprimée Compétence résoudre et simuler : Allègement sur GRAFCET Suppression de la RdM

23 Sciences Numériques et Technologie Numérique et Sciences Informatiques
SNT : sciences numériques et technologie • enseignement de tronc commun en seconde GT • 1,5 h hebdomadaire NSI : numérique et sciences informatiques • enseignement de spécialité du cycle terminal de la voie générale • 4 h hebdomadaires en première et 6 h en terminale

24 Etat des lieux avant la réforme
ICN : informatique et création numérique enseignement d’exploration en 2nde 1 h 30 hebdomadaire élèves (environ 6 %) dans lycées ICN : informatique et création numérique optionnel 1re L, ES et S, et terminale L, ES 2 h hebdomadaire 3 650 élèves (0,7 %) dans 365 lycées ISN : informatique et sciences du numérique spécialité de terminale S 2 h hebdomadaire élèves (environ 11,4 %) dans lycées

25 Les concepts fondamentaux (SNT et NSI)
Enseignement s’appuyant sur l’universalité de quatre concepts fondamentaux : les données, qui représentent sous une forme numérique unifiée des informations les algorithmes les langages, qui permettent de traduire les algorithmes abstraits en programmes  les machines, et leurs systèmes d’exploitation. On y inclut les objets connectés et les réseaux. À ces concepts s’ajoute un élément transversal : les interfaces. Rédaction des programmes sur les 4 piliers de l’informatique déjà effective dans ISN.

26 Programme de seconde : SNT
L’enseignement « sciences numériques et technologie » en classe de seconde a pour objet de permettre d’appréhender les principaux concepts des sciences numériques, mais également de permettre aux élèves, à partir d’un objet technologique, de comprendre le poids croissant du numérique et les enjeux qui en découlent. Notions transversales de programmation Enseignement organisé autour de sept thèmes : internet le Web les réseaux sociaux les données structurées et leur traitement localisation, cartographie et mobilité informatique embarquée et objets connectés la photographie numérique Pour chaque thème : Introduction  Repères historiques Les données et l’information Les algorithmes et les programmes Les machines Impacts sur les pratiques humaines Suivis des contenus, capacités attendues et exemple d’activités A noter que l’IA était dans le projet initial, mais a finalement été supprimée. L’IA est en revanche présente dans le programme de SI. SNT n’est pas un cours de codage, même s’il y en a forcément une partie. On est un peu dans l’esprit de l’informatique pour tous.

27 Programme de seconde : SNT
Exemple : informatique embarquée et objets connectés

28 Programme de seconde : SNT
Points de vigilance SNT est un enseignement de culture générale un enseignement pour tous, quelle que soit la poursuite d’études il ne doit pas être présenté comme un enseignement centré sur des techniques, des normes, des détails mais sur des concepts pour expliquer un monde numérique aucune norme n’est au programme ! la place de la programmation est modulable selon les disponibilités des équipements et les compétences des professeurs il s’agit d’éclairer les élèves sur leurs usages et les technologies qu’ils utilisent quotidiennement

29 Programme de seconde : SNT
Points de vigilance SNT est très différent de ICN, à ne pas reproduire, et n’a rien à voir avec ISN un programme impératif et non « à la carte » éventuellement en classe entière pas la même place pour la création, mais des activités élèves très variées Attention à ne pas le lier à la discipline d’origine du professeur SNT a quelques similitudes avec ICN dans ses contenus, mais pas du tout la même liberté -> programme impératif. Dimension très artistique dans le programme d’ICN qu’on ne retrouve pas dans SNT.

30 Programme de 1ère : NSI Démarche de projet
Une part de l’horaire de la spécialité d’au moins un quart du total en classe de première et d'au moins un tiers en classe de terminale doit être réservée à la conception et à l’élaboration de projets conduits par des groupes de deux à quatre élèves.

31 Programme de 1ère : NSI Programme en huit rubriques
Histoire de l'informatique Représentation des données : types et valeurs de base Représentation des données : types construits Traitement de données en tables Interactions homme-machine sur le Web Architectures matérielles et systèmes d’exploitation Langages et programmation Algorithmique