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Informatique

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1. Objectifs généraux de formation

L’objectif de l’enseignement de la discipline fondamentale « informatique » est de transmettre à tous les élèves des compétences de base qui leur permettent de s’orienter dans un monde numérique. Ils sont ainsi amenés à en comprendre le fonctionnement, à en estimer l’impact et à prendre part aux évolutions techniques et sociales. L’informatique met aussi l’accent sur le lien entre le travail scientifique, l’expression créative et l’ingénierie.

Par l’acquisition des bases en informatique, les élèves développent d’autres compétences telles que :

une approche formelle et systématique de la résolution de problèmes ;

l’interprétation et l’évaluation des résultats produits ;

l’utilisation créative d’outils numériques ;

l’établissement de liens entre différents domaines d’études ;

la modélisation et la programmation dans un contexte multidisciplinaire ;

l’abstraction et la réduction ;

l’autonomie et la capacité de travailler en équipe.

Ces compétences sont déterminantes dans presque tous les domaines scientifiques et toutes les professions. La discipline fondamentale « informatique » prépare aux études dans différentes orientations disciplinaires. Elle est particulièrement utile pour les filières d’études dans les domaines des mathématiques, de l’informatique, des sciences naturelles et de la technique (MINT), mais peut également transmettre des connaissances et compétences précieuses pour suivre des études dans d’autres disciplines, telles les sciences humaines.

L’enseignement de la discipline fondamentale est conçu de manière à motiver les élèves et à stimuler leur créativité, en intégrant par exemple des tâches proches de la réalité et issues de la vie courante. Une approche itérative de la résolution de problèmes tout comme une culture constructive de l’erreur permet aux élèves de faire l’expérience de leur efficacité personnelle, de développer leur curiosité ainsi que leur plaisir pour la matière elle‑même.

2. Contribution de la discipline à l'encouragement des compétences transversales

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2.1. Compétences méthodologiques transversales

Les titulaires d’un certificat de maturité gymnasiale sont capables :

de réduire la complexité, d’identifier des relations (stratégies de planification, pensée abstraite, pensée déductive, pensée analogique) ;

de structurer et modéliser (pensée analytique, pensée en réseau) ;

de considérer, évaluer et résoudre des problématiques sous différentes perspectives (pensée critique, pensée créative et divergente) ;

d’utiliser efficacement et évaluer de manière critique des outils numériques (NUM).

2.2. Compétences personnelles

Les titulaires d’un certificat de maturité gymnasiale sont capables :

d’élaborer des solutions créatives et inédites (créativité, curiosité).

de fixer des priorités de manière autonome et pratiquer l’autorégulation (réflexion sur soi, efficacité personnelle).

de formuler des questions relevant de la durabilité dans le domaine de l’informatique (compétence normative).

2.3. Compétences socio-communicatives

Les titulaires d’un certificat de maturité gymnasiale sont capables :

de communiquer et coopérer, par exemple en élaborant des solutions en groupe (capacité à dégager un consensus, capacité à gérer les conflits, capacité à travailler en équipe).

de présenter le résultat de leur travail (aisance verbale, capacité à se présenter devant un public).

3. Contribution de la discipline aux compétences disciplinaires de base constitutives de l'aptitude générale aux études

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3.1. Contribution de la discipline aux compétences de base constitutives de l'aptitude générale aux études dans la langue d'enseignement

Les titulaires d’un certificat de maturité gymnasiale sont capables :

d’identifier les points essentiels et de résumer avec leurs propres mots les informations centrales dans la documentation relative aux langages de programmation et aux outils logiciels ;

d’analyser la structure de codes de programmation et de textes techniques.

3.2. Contribution de la discipline aux compétences de base constitutives de l'aptitude générale aux études en mathématiques

Les titulaires d’un certificat de maturité gymnasiale sont capables :

de traduire des opérations arithmétiques et logiques ainsi que des fonctions de base en langage de programmation ;

d’utiliser des méthodes statistiques pour analyser, interpréter et visualiser des ensembles de données à l’aide d’applications informatiques.

4. Autres domaines transversaux de l'enseignement

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4.1. Propédeutique scientifique

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4.2. Numérique

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4.3. Interdisciplinarité

L’informatique est présente dans presque tous les aspects de la vie. Les possibilités d’enseignement interdisciplinaires existent avec toutes les branches, par exemple :

arts visuels : publication sur Internet, graphiques, présentations
langues : communication, documentation, linguistique et sémantique, traduction automatique
philosophie, histoire, psychologie : éthique, aspects sociaux et sociétaux de l’informatique, cognition
économie & droit : droit de l’informatique, informatique de gestion, modèles économiques, simulations démographiques
mathématiques, physique : procédures numériques, électronique, simulations de processus aléatoires, simulations de chocs élastiques
sciences naturelles : mesures et traitements de données, logiciels de modélisation, simulations de systèmes dynamiques
projets interdisciplinaires impliquant de la gestion de projet et des processus de modélisation

4.4. Éducation au développement durable

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4.5. Éducation à la citoyenneté

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5. Domaines de formation et compétences disciplinaires

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Dotation horaire

Années	1^ère année	2^ème année	3^ème année	4^ème année
Nombre de leçons par an	2	2	0	0

Tableau des compétences

Structure primaire		Structure secondaire
Domaines de formation et domaines partiels	Compétences disciplinaires PEC	Domaines d'enseignement transversaux
1. Données et information	Les titulaires d'un certificat de maturité gymnasiale sont capables de:
1.1 Représentation des données	expliquer différentes représentations de l’information et analyser leurs spécificités et leurs limites (par ex. nombres, images, textes, sons)
	expérimenter différents types de codage et leurs limites inhérentes (par ex. conversion dans les différents systèmes de numération, compression et décompression)
	comprendre et appliquer les concepts de base des langages de balisage (par ex. HTML, XML, etc.).
1.2 Gestion des données	comparer différents systèmes d’organisation et de stockage des données (par ex. système de gestion de base de données, système de fichiers).
	évaluer les caractéristiques de différents systèmes de stockage de données (par ex. centralisé/décentralisé, local/en ligne)	EDD
1.3 Science des données	extraire des informations de données et discuter des résultats (par ex. nuages de points, diagrammes).	EC
	étudier des systèmes automatiques de traitement de l’information.	EC
1.4 Intelligence artificielle	expliquer les principes fondamentaux de l’intelligence artificielle (par ex. apprentissage profond, réseaux neuronaux, apprentissage automatique).	EC
2. Systèmes et réseaux	Les titulaires d'un certificat de maturité gymnasiale sont capables de:
2.1 Systèmes informatiques	décrire l’architecture d’un ordinateur et le fonctionnement de ses principaux composants
	expliquer l’interaction entre le matériel, le système d’exploitation et les programmes d’application.
2.2 Réseaux	décrire les composants (par ex. matériel, protocoles) des réseaux.
	expliquer le fonctionnement des réseaux (par ex. ouverture d’un lien Web, envoi d’un courrier électronique).
	comparer les architectures des réseaux (par ex. modèle client-serveur, cloud computing, P2P).
2.3 Principes liés à la sécurité	expliquer différents types de menaces (par ex. logiciels malveillants, ingénierie sociale), les stratégies de défense et les mesures de précaution.	NUM EC
	présenter les principes de la sécurité de l’information (disponibilité, intégrité, confidentialité).
	expérimenter différentes méthodes de sécurité de l’information
3. Algorithmique et programmation	Les titulaires d'un certificat de maturité gymnasiale sont capables de:
3.1 Bases théoriques	définir la notion d’algorithme et d’en énoncer les propriétés
	appliquer et de développer des algorithmes
3.2 Algorithmique et résolution de problèmes	résoudre des problèmes en les décomposant en sous-problèmes
	concevoir des algorithmes simples pour résoudre des problèmes ou pour s’exprimer de manière créative	ID
	décrire, appliquer et comparer des algorithmes classiques (par ex. de tri ou de recherche) pour résoudre un problème
3.3 Programmation	écrire et documenter un code de programmation lisible, structuré et modulaire
	exécuter manuellement une séquence d'instructions (étape par étape) et en déterminer le résultat
	modifier et compléter de manière judicieuse des programmes existants
	identifier et corriger les erreurs dans un programme à l’aide de tests systématiques
	utiliser judicieusement des types et des structures de données
4. Perspectives historiques et enjeux contemporains	Les titulaires d'un certificat de maturité gymnasiale sont capables de:
4.1 Perspectives historiques	présenter l’origine et le contexte historique de thèmes choisis parmi les domaines de formation de la discipline informatique	EDD NUM EC
4.2 Enjeux contemporains	identifier des problématiques et des enjeux contemporains ou futurs liés à des thèmes choisis parmi les domaines de formation de la discipline informatique, et en discuter	EDD NUM EC

6. Orientations méthodologiques et didactiques

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6.1. Dispositifs temporels, formats d'enseignement et d'apprentissage

L’informatique scientifique est une branche dans laquelle l’apprentissage se fonde essentiellement sur la pratique (learning by doing). Elle nécessite l’utilisation par l’élève d’un ordinateur chaque semaine. Il est donc nécessaire que chaque élève dispose d’un ordinateur pour toutes les périodes du cours.
Les thématiques seront abordées à l’aide de sujets qui touchent directement le quotidien des élèves et leurs préoccupations.
Dans la mesure du possible, les notions de programmation devraient dans un premier temps être introduites de manière indépendante d’un langage de programmation, par exemple au moyen d’un langage de programmation visuel.
Au-delà de sa présence en tant qu’objet d’apprentissage, la robotique peut jouer un rôle déterminant en tant qu’outil transversal d’apprentissage dans de nombreux thèmesdu plan d’études informatique, notamment la programmation, l’algorithmique, etc.
De manière générale, les thèmes peuvent être traités parallèlement, en illustrant les concepts par des applications pratiques issues d’autres thèmes.
Lorsque le thème s’y prête, les notions seront abordées avec une approche historique.
Le travail en projets sera favorisé, en donnant l’occasion d’aborder une méthodologie de projet.

6.2. Évaluation fondée sur les compétences

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