Chapitre III REGARDS SUR L’INFORMATIQUE ET SON ENSEIGNEMENT EN
4. Enseignement de l’informatique en marge du système scolaire
Avec la prolifération des technologies informatiques, beaucoup de jeunes apprennent leurs utilisations en dehors du cadre scolaire, le plus souvent à la maison et/ou avec des pairs. Beaucoup de recherches ont montré le caractère limité de tels apprentissages (Fluckiger &
Bruillard, 2008 ; Archambault, 2010). La motivation constatée chez les jeunes face aux outils technologiques d’une part et la faible présence institutionnelle de l’organisation d’un ensei- gnement de l’informatique dans beaucoup de pays, a fait naître chez certaines gens, des convictions de l’existence d'« un véritable enjeu à faire découvrir aux jeunes l’informatique
autrement » (Tort & Dagiène, 2012 ; Drot-Delange, 2013) : différentes initiatives de sensibi-
lisation, d’encadrement et de formation des jeunes à l’informatique ont été créées et dévelop- pées dans des cadres extrascolaires avec une organisation le plus souvent différente et adaptée aux contextes des pays, des niveaux d’apprenants… Dans beaucoup d’initiatives, un rôle important est joué par des bénévoles passionnés de l’informatique qui s’engagent au côté des jeunes dans les associations pour les soutenir en multipliant exercices et cours pour leur entraînement (Février, Hiron, & Charguéraud, 2011).
Nées dans des contextes locaux, quelques-unes de ces organisations, ont vite conquis les na- tions et acquis des postures internationales. Nous présentons une liste non exhaustive de quelques-unes de ces initiatives : concours castor-informatique46, concours IOI47, concours Prologin48, concours Algorea49, concours « Agora programming Contest » (APC)50, concours FARIO51, concours USACO52 (USA Computing Olympiad).
Dans le paragraphe suivant, nous développerons les deux premières initiatives. Deux raisons ont motivé leur choix. D’une part, ce sont des initiatives connues pour être plus actives et, d’autre part, certaines des personnes actives qui y sont impliquées sont accessibles et peuvent nous donner d’informations complémentaires si besoin, que celles trouvées sur le site.
a. Le concours Castor informatique • Genèse, objectif et développement
Connu sous le nom de « Bebras53 Contest », le concours Castor est né en Lituanie en 2004 sur l’initiative d’une formatrice des enseignants et chercheuse en informatique : Valentina
46 http://www.castor-informatique.fr/, site consulté le 30 décembre 2013
47 http://www.france-ioi.org/ioi/index.php. C’est un concours d’Olympidades internationales d’informatique. Site consulté le 3 janvier 2014
48 http://www.prologin.org/association, site consulté le 3 janvier 2014
49 http://www.france-ioi.org/concours/algorea2013, site consulté le 30 décembre 2013 50 http://www.ginfo.ro/contest/, site consulté le 3 janvier 2014
51 http://orac.amt.edu.au/fario/, site consulté le 3 janvier 2014
52 http://www.france-ioi.org/concours/usaco.php. C’est un « USA Computing Olympiad. Site consulté le 3 janvier 2014
53 Le choix de ce nom Bebras qui signifie Castor en Lituanien a été motivé par les caractéristiques de cet animal qui combine à la fois l’ingéniosité, la ténacité et l’intelligence (Tort & Dagièné, 2012)
Dagiène. Sa motivation était de « sauver » la science informatique quand son enseignement venait d’être remplacé par un « enseignement des technologies de l’information » (Tort & Dagiène, 2012). Un projet inspiré du concours Kangourou54 de mathématiques, visant la réin- troduction et l’apprentissage de l’informatique de façon ludique au travers d’un concours, a été construit et présenté au ministère de l’Éducation, et l’a accepté. Organisé pour la pre- mière fois en octobre 2004, le concours Castor a connu un succès quant à son organisation et sa participation (Dagiene, 2005). Le succès de cette « expérience » a vite inspiré d’autres pays qui ont adhéré à cette initiative. Jusqu’en 2013, le concours était organisé dans 21 pays dont la France qui a rejoint l’initiative, sept ans après, en 2011.
Ayant pour but de faire découvrir aux jeunes scolarisés l’informatique et les sciences du nu- mérique, le concours Castor informatique s’intéresse plus particulièrement aux concepts fon- damentaux de l’informatique et la maîtrise des méthodes de résolutions propres à l’informatique (Tort, 2011). Tous les aspects de la science informatique55 y sont abordés : in- formation et représentation des données, pensée algorithmique, utilisations des logiciels, structures des données, jeux logiques, informatique et société. Il s’intéresse à tous les élèves de collèges et lycées sans distinction de filières. Son organisation se fait selon les niveaux scolaires. Les collégiens sont regroupés deux niveaux : niveau 1 (élèves de 6ᵉ et 5ᵉ) et, le ni- veau 2 (élèves de 4ᵉ et 3ᵉ). Comme au collège, les lycéens sont aussi regroupés en deux ni- veaux56 : niveau 3 (élèves de 2nde) et le niveau 4 (élèves de 1ère et terminale). Pour chaque classification d’élèves, les problèmes posés font intervenir trois niveaux de difficultés diffé- rents : facile, moyen et difficile.
En amont du concours, l’encadrement est assuré par des enseignants issus de diverses disci- plines enseignées (Tort et al., 2013) : mathématiques, technologie au collège et des sciences de l’ingénieur au lycée. L’implication des enseignants varie selon les niveaux de scolarité : au lycée, ce sont les enseignants de mathématiques qui sont les impliqués alors qu’au col- lège, ceux de technologie sont relativement plus nombreux. Le succès qu’a connu le concours est justifié par son intérêt sur la qualité des contenus abordés et l’approche utilisée :
54 http://www.mathkang.org/concours/kangpres2014.html. Consulté le 30 décembre 2103
Le Concours Kangourou est un concours des mathématiques, né en 1991. Plus grand jeu de concours scolaire qui réunit plus de six millions de jeunes au monde
55 http://castor-informatique.fr/index.php, site consulté le 30 décembre 2013
focalisé sur le programme de formation, les contenus sont abordés différemment qu’en contexte de classe.
Les résultats révèlent une évolution croissante annuelle autant en nombre d’élèves que d’éta- blissements qui participent57. Les effectifs d’élèves n’augmentent pas seulement mais, tendent aussi à doubler d’une année en année. Le succès de ce concours témoigne de la moti- vation et l’intérêt qu’ont les jeunes élèves et les établissements vis-à-vis de l’apprentissage de l’informatique. Organisée hors de l’école, cette initiative constitue une contribution à l’en- seignement/apprentissage de l’informatique chez les jeunes.
• Contenus des épreuves : des problèmes à résoudre
Plusieurs notions informatiques interviennent dans les épreuves sous forme de petits pro- blèmes à résoudre choisis dans des situations de la vie courante. Si leur résolution nécessite des notions informatiques, il n’y a pas de nécessité au préalable qu’elles soient acquises de façon structurée sous le modèle scolaire ou académique (Tort, 2011). Les problèmes ouverts sont rares, les questions sont essentiellement à choix multiples (QCM). Néanmoins, la réus- site à l’un ou l’autre problème exige une réflexion au préalable étant donné que le chemin à suivre dans leur résolution n’est pas immédiat (Cartelli et al., 2010). Comme le souligne Françoise Tort, les problèmes donnés requièrent une double exigence : chez les élèves, d’une part, ils nécessitent de mobiliser des notions et méthodes en rapport avec l’informatique et, chez les encadrants, d’autre part, ils doivent poser des problèmes adaptés et abordables selon les niveaux des « élèves n’ayant pas eu de formation spécifique en informatique ». De plus, les problèmes posés doivent couvrir de façon la plus large possible le champ de la discipline informatique (algorithmique, programmation, structures et représentation des données, lo- gique, utilisation des logiciels.), tout en mettant en relations l’informatique comme science et l’informatique comme usages de logiciels (Dagienė & Futschek, 2008).
b. Concours France-IOI
• Historique, but et organisation
L'« International Olympiad in Informatics » (IOI) est une compétition internationale ouverte aux jeunes pour l’algorithmique et la programmation. Inspirée du succès de l’Olympiade In- ternationale de Mathématique (IMO), l’idée de son organisation date de 1987, avant qu’elle ne soit mise en place (Février et al., 2011 ; Verhoeff et al., 2006). La première compétition
de ce genre a été organisée en 1989 en Bulgarie et depuis, ce concours a lieu chaque année. Aujourd'hui organisé dans plus de 90 pays (Burton, 2008), ce concours a connu la première participation de la France depuis 1996.
L’objectif principal de ce concours est de faire naître chez les jeunes collégiens et lycéens, un intérêt pour l’informatique, notamment en favorisant les rencontres pour les plus talentueux en vue d’échanger leurs diverses expériences scientifiques et culturelles (Février et al., ibi- dem.). Son organisation est faite à tour de rôle par chaque pays membre58. Chaque pays est représenté par quatre candidats sélectionnés59. L’éligibilité est soumise à certaines contraintes : un nombre important d’exercices doivent être faits pour espérer y participer.
• D’une formation sans limite à un encadrement hybride
Dans la compétition des olympiades, chaque épreuve comporte trois à quatre sujets d’algo- rithmique. De plus, les candidats doivent être capables de programmer. Les élèves qui parti- cipent à la compétition doivent être capables de programmer dans l’un des trois langages au choix : Pascal, C ou C++. Les problèmes posés contiennent des questions de difficultés diffé- rentes et croissantes (Burton & Hiron, 2008).
Malgré les contenus fixés par l’Olympiade (Forisek, 2008), si un accent particulier est mis sur des notions de base de la programmation (notion d’instruction, de variable, de condition, de boucle…), la formation donnée aux élèves n’a pas de limite. La préparation des candidats au concours suit trois étapes (Février et al., 2011). La première étape consiste en un cours et beaucoup d’exercices, orientés dans le sens d’un enseignement formel. Ces derniers sont pro- posés sur le site60 de telle sorte que leur succession rende possible un apprentissage en auto- nomie pour les élèves. La deuxième étape est dédiée aux notions algorithmiques relativement dures : « types de données, fonctions, logique booléenne et opérateurs binaires, tableaux et
structures », dans le but d’amener l’élève à les utiliser afin de se familiariser avec les prin-
cipes de la programmation, pour tout langage utilisé. La troisième étape concerne les aspects algorithmiques et, est plus orientée vers l’acquisition et le développement de la pensée algo- rithmique.
Dans tous les pays, une approche hybride est utilisée dans l’encadrement des élèves : une ap- proche en ligne et une approche en présentiel. Beaucoup d’exercices sous formes de pro-
58 http://www.france-ioi.org/ioi/index.php, site consulté le 3 janvier 2014
59 http://www.prologin.org/association : Prologin est ue association qui date de 1991 et, est œuvre en faveur du soutien des jeunes passionnés de la programmation
blèmes sont préparés pour les élèves et sont mis en ligne pour permettre leur accessibilité de chez eux. Ces problèmes doivent susciter la motivation des élèves : non seulement, ils sont diversifiés mais aussi, ils sont conçus de telle sorte que l’apprentissage soit amusant et pro- gressif au rythme de chacun avec un accès à des aides et même des corrections sont prévues si jamais l’élève est bloqué, précise Loïc Février.
En présentiel, les élèves sont rassemblés au même endroit pour faciliter leur encadrement. Durant une semaine, ils sont réunis en groupes de huit élèves pour des raisons d’efficacité. Comme en France, en Belgique, les organisateurs de cette compétition affirment donner une « formation théorique intensive »61 à leurs élèves, une formation justifiée par les exigences de la compétition notamment en programmation alors que l’informatique n’est pas enseignée dans la scolarité secondaire.
c. Conclusion : des apports complémentaires
Bien que totalement différentes en ce qui concerne leur identité et organisation, les deux ini- tiatives fonctionnent de façon complémentaire et permettent l’acquisition des connaissances complémentaires. Elles contribuent toutes à l’acquisition de la culture informatique chez les élèves de la scolarité secondaire. Si le concours castor s’intéresse plus aux élèves plus jeunes essentiellement de collège et focalise ses enseignements sur l’approche algorithmique, le concours France-IOI, lui, s’intéresse aux moins jeunes, surtout des lycéens et se focalise sur l’apprentissage de la programmation. Autant les contenus abordés dans les deux initiatives sont complémentaires, autant les approches utilisées le sont aussi. Il est, néanmoins, intéres- sant de constater une focalisation sur une compétence commune à tous les élèves dans les deux initiatives : la pensée algorithmique, acquise puis mobilisée dans la résolution des pro- blèmes. Se référant à Janet Wing (2006), Françoise Tort explique le rôle essentiel de cette compétence : « elle est utilisée dans des choix des modes de représentation, de sélection,
d’interprétation et de transformation des informations, considérés comme des modes fonda- mentaux du raisonnement informatique » (Tort, 2011, p. 225).
Située à l’interrelation entre les sciences mathématiques et informatiques, l’algorithmique et surtout la pensée algorithmique qu’elle permet de développer au travers des problèmes pres- crits permet aux élèves de développer un autre raisonnement en mathématiques et même plus tard en informatique. Simon Modeste qui s’est intéressé aux apports de la pensée algorith-
61 http://www.rtl.be/info/monde/europe/910830/deux-medailles-pour-la-belgique-a-l-olympiade- internationale-d-informatique, site consulté le 13 novembre 2014
mique dans la résolution des problèmes, trouve indispensable la caractérisation de ces pro- blèmes et des champs dans lesquelles cette pensée (algorithmique) peut être pleinement mise en œuvre (Modeste, 2012b). Il souligne aussi l’efficacité de la centration directe sur les algo- rithmes dans l’apprentissage de la résolution des problèmes plutôt que l’apprentissage direct des méthodes de résolution des problèmes. Il justifie ainsi, selon nous, le pourquoi des pro- blèmes posés par les initiatives Castor informatique et France-IOI autant pour les épreuves que pour les problèmes d’entraînement prescrits aux élèves doivent respecter des critères de choix bien déterminés pour arriver à construire efficacement la compétence attendue chez les élèves.
Les effectifs volontaires toujours croissants qui s’inscrivent à ces formations sont un signe de motivation des élèves à l’apprentissage de l’informatique. Ceci justifie la nécessité d’un en- seignement de la science informatique aux jeunes. Depuis un certain temps, cette urgence de l’enseignement de l’informatique est une question récurrente dans des recherches actuelles, demandant la généralisation de l’enseignement de l’informatique (Rapport de l’académie des sciences, 2013).
Si les initiatives en contextes privés apportent leurs contributions à l’acquisition d’une culture informatiques aux élèves, elles ne peuvent pas se substituer à des enseignements sco- laires. En attendant la généralisation de cette discipline scolaire informatique à toutes les fi- lières, de telles initiatives privées d’enseignement/apprentissage de l’informatique chez les élèves méritent d’être soutenues et encouragées.
4.2. Un rôle important des associations
En France, à côté des initiatives privées orientées concours informatique chez les élèves sco- larisés, et jouant un rôle important dans leur encadrement pour l’apprentissage de l’informa- tique, plusieurs autres associations militent en faveur de l’enseignement/apprentissage de l’informatique. Nous nous intéressons de trois associations pour les mêmes raisons que pré- cédemment : l’EPI, le SILO, la SIF. Cette section est consacrée au développement succinct de leur identité et contributions.
a. L’Association pour l’enseignement public de l’informatique (EPI)
L’Association « Enseignement Public et Informatique » (EPI)62 est née en 1971 au lendemain de la mise en place d’un enseignement scolaire d’informatique en France. Son rôle pour la
création et l’organisation de l’enseignement d’une discipline informatique en France a été est important.
Initialement connue comme une association d’enseignants des lycées formés en informa- tique, sa structure a évolué avec les différentes phases qu’a connues l’enseignement de l’in- formatique. Actuellement, l’EPI s’intéresse à tous les niveaux de la scolarité, de la maternelle à l’université63. Depuis sa création, elle plaide pour un enseignement de l’informatique, et prône la complémentarité des approches (Baudé, 2011) : informatique objet d’enseignement et informatique moyen d’enseignement.
Son site est devenu une plateforme des ressources pour l’enseignement de l’informatique, une archive des ressources sur l’histoire de l’enseignement de l’informatique et, un cadre de comparaison de la France avec les autres pays du monde, en matière de l’enseignement de l’informatique.
b. Science Informatique au Lycée Oui ! (SILO)
La SILO64 est une plateforme des ressources pédagogiques. Initialement créée en partena- riat65 par le centre national de documentation pédagogique (CNDP), l’Institut national de re- cherches en informatique et automatisme (INRIA) et l’associationPasc@line, l’initiative SILO a vite élargi ses partenaires qui ont été associés : la Société Informatique de France (SIF), la Fuscia66, l’EPI et ePrep, et beaucoup d’autres chercheurs et enseignants du secon- daire.
Son objectif est de contribuer à l’enseignement de la discipline informatique au lycée notam- ment par la conception et la mise à disposition des enseignants et des élèves des ressources nécessaires67. Par exemple, un logiciel Java's Cool68, a été conçu par INRIA sur demande de certains enseignants des lycées. Son intérêt dans l’apprentissage de la programmation chez les débutants est surtout justifié par son aspect ludique :
« On peut s’initier à la programmation de manière ludique, puisque les petits pro- grammes créés (dits « proglets »69) animent un élément visuel ou sonore. On peut donc
63 http://fr.wikipedia.org/wiki/Enseignement_public_et_informatique, site consulté le 4 janvier 2014 64 https ://science-info-lycee.fr/une-equipe-a-votre-service/, site consulté le 4 janvier 2014
65 http://isn.ac-amiens.fr/spip.php ? article25, site consulté le 4 janvier 2014
66 https ://fuscia.info/, site consulté le 5 janvier 2014 : c’est un partenaire entre INRIA et les universités numériques
67 https ://wiki.inria.fr/sciencinfolycee/Accueil, site consulté le 4 janvier 2014 68 http://javascool.gforge.inria.fr/index.php, site consulté le 3 janvier 2014
mieux comprendre ces objets numériques à travers une démarche expérimentale concrète, qui mène à la compréhension des notions abstraites des sciences de l’infor- mation. Des textes de base sur ce qu’est l’information, comment sont codés les objets numériques et sur les ingrédients des algorithmes, sont référencés »70.
Selon les informations données par la plateforme, si les versions de ce logiciel évoluent rapi- dement, sa récente version, version 4, a été conçue par deux élèves de lycée eux-mêmes : elle est une adaptation des versions précédentes adaptée à un apprentissage de la programmation chez les lycéens débutants par la création des jeux à deux dimensions (2D)71. Mais, son utili- sation peut s’étendre jusqu’au début de l’université.
c. Société Informatique de France (SIF)
Créée en 2012 pour succéder à la société des personnels enseignants et chercheurs en infor- matique de France (SPECIF), datant de 1985, la SIF72 est une association française régie par la loi de 190173. Elle est un espace d’échanges sur les enjeux de l’informatique et d’actions de la communauté. Son but se résume en quatre points suivants74 :
• favoriser le développement de l’enseignement et de la recherche en informatique, • développer les échanges entre les établissements d’enseignement de l’informatique,
les organismes et laboratoires de recherche et le monde socio-économique,
• plus généralement, favoriser, par la formation tout au long de la vie et la recherche, l’évolution professionnelle des acteurs, publics ou privés, du secteur,
• œuvrer à ce que l’informatique et les sciences du numérique contribuent au dévelop-
pement économique et social.
Pour remplir sa mission, elle procède à une organisation des rencontres scientifiques75 autour de l’informatique, des correspondances partenariales et des publications d’un bulletin trimes-
« en les programmant et non en cliquant, et qui concourent à la compréhension des notions abstraites au cœur des sciences des sciences informatiques : ce sont des « grains pédagogiques interactifs pour un apprentissage ludique d’une notion » donnée. http://javascool.gforge.inria.fr/index.php ?
page=proglets&action=info, site consulté le 7 janvier 2014
70 http://javascool.gforge.inria.fr/index.php, site consulté le 6 janvier 2014
71 http://javascool.gforge.inria.fr/? page=contact&action=credits, site consulté le 7 janvier 2014 72 http://www.societe-informatique-de-france.fr/, site consulté le 5 janvier 2014
73 http://fr.wikipedia.org/wiki/Loi_de_1901 : loi régissant des associations sans but lucratif
74 http://fr.wikipedia.org/wiki/Soci%C3 %A9t%C3 %A9_informatique_de_France, site consulté le 5 janvier 2014
triel76 sur l’informatique. Elle rend aussi officiel ses positions par rapport aux décisions prises relativement à l’enseignement de l’informatique en France ou ailleurs. Pour illustra- tion, deux exemples, l’un national et l’autre international, peuvent être donnés. Un exemple, national, est celui d’un communiqué sur un projet d’une éventuelle mention Mathématique-