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La robotique dans les programmes du lycée

Proposé par fbonvoisin, Pierre Bézanger


Au lycée, la programmation est présente dans toutes les voies, générales, technologiques et professionnelles depuis la classe de seconde.

Seconde GT (programme : science numérique et technologie)

L’arrêté MENE1901641A du 17 janvier 2019, publié au bulletin officiel spécial n° 1 du 22 janvier 2019, fixe le programme d’enseignement de « sciences numériques et technologie » de la classe de seconde générale et technologique.

Un des sept thèmes du programme est « informatique embarquée et objets connectés »

  • Contenus et capacités attendues :
    • Identifier des algorithmes de contrôle des comportements physiques à travers les données des capteurs
    • Commande d’un actionneur, acquisition des données d’un capteur ;
    • Écrire des programmes simples d’acquisition de données ou de commande d’un actionneur.
  • Exemples d’activités :
    • Réaliser une IHM pouvant piloter deux ou trois actionneurs et acquérir les données d’un ou deux capteurs ;
    • Gérer des entrées/sorties à travers les ports utilisés par le système ;
    • Utiliser un tableau de correspondance entre caractères envoyés ou reçus et commandes physiques (exemple : le moteur A est piloté à 50 % de sa vitesse maximale lorsque le robot reçoit la chaîne de caractères « A50 »).

Seconde GT (programme : mathématiques)

Source : BO du 22 janvier 2019 — Programme de mathématiques de seconde générale et technologique

L’utilisation de logiciels (calculatrice ou ordinateur), d’outils de visualisation et de représentation, de calcul (numérique ou formel), de simulation, de programmation développe la possibilité d’expérimenter, ouvre largement le dialogue entre l’observation et la démonstration et change profondément la nature de l’enseignement.

La démarche algorithmique est, depuis les origines, une composante essentielle de l’activité mathématique (partie « Algorithmique et programmation »).

Dans le cadre de cette activité, les élèves s’exercent à :

  • décrire des algorithmes en langage naturel ou dans un langage de programmation ;
  • en réaliser quelques-uns à l’aide d’un programme simple écrit dans un langage de programmation textuel ;
  • interpréter, compléter ou modifier des algorithmes plus complexes.

Un langage de programmation simple d’usage est nécessaire pour l’écriture des programmes informatiques. Le langage choisi est Python, langage interprété, concis, largement répandu et pouvant fonctionner dans une diversité d’environnements. Les élèves sont entraînés à passer du langage naturel à Python et inversement.
L’algorithmique a une place naturelle dans tous les champs des mathématiques et les problèmes ainsi traités doivent être en relation avec les autres parties du programme (fonctions, géométrie, statistiques et probabilité, logique) mais aussi avec les autres disciplines ou la vie courante.
À l’occasion de l’écriture d’algorithmes et de petits programmes, il convient de transmettre aux élèves l’exigence d’exactitude et de rigueur, et de les entraîner aux pratiques systématiques de vérification et de contrôle. En programmant, les élèves revisitent les notions de variables et de fonctions sous une forme différente.

Utiliser les variables et les instructions élémentaires

Contenus

  • Variables informatiques de type entier, booléen, flottant, chaîne de caractères.
  • Affectation (notée ← en langage naturel).
  • Séquence d’instructions.
  • Instruction conditionnelle.
  • Boucle bornée (for), boucle non bornée (while).

Capacités attendues

  • Choisir ou déterminer le type d’une variable (entier, flottant ou chaîne de caractères).
  • Concevoir et écrire une instruction d’affectation, une séquence d’instructions, une instruction conditionnelle.
  • Écrire une formule permettant un calcul combinant des variables.
  • Programmer, dans des cas simples, une boucle bornée, une boucle non bornée.
  • Dans des cas plus complexes : lire, comprendre, modifier ou compléter un algorithme ou un programme.

Notion de fonction

Contenus

  • Fonctions à un ou plusieurs arguments.
  • Fonction renvoyant un nombre aléatoire. Série statistique obtenue par la répétition de l’appel d’une telle fonction.

Capacités attendues

  • Écrire des fonctions simples ; lire, comprendre, modifier, compléter des fonctions plus complexes. Appeler une fonction.
  • Lire et comprendre une fonction renvoyant une moyenne, un écart type. Aucune connaissance sur les listes n’est exigée.
  • Écrire des fonctions renvoyant le résultat numérique d’une expérience aléatoire, d’une répétition d’expériences aléatoires indépendantes.

Classe de première de la voie générale (programme : numérique et sciences informatiques)

L’arrêté MENE1901633A du 17 janvier 2019, publié au bulletin officiel spécial n° 1 du 22 janvier 2019, fixe le programme d’enseignement de « numérique et sciences informatiques » de la classe de première de la voie générale.

Un enseignement d’informatique ne saurait se réduire à une présentation de concepts ou de méthodes sans permettre aux élèves de se les approprier en développant des projets applicatifs. Une part de l’horaire de l’enseignement d’au moins un quart du total en classe de première doit être réservée à la conception et à l’élaboration de projets conduits par des groupes de deux à quatre élèves.

  • projet autour d’un objet connecté ou d’un robot ;
  • périphériques d’entrée et de sortie, IHM : Les activités peuvent être développées sur des objets connectés, des systèmes embarqués ou robots.

Baccalauréat professionnel

Source : programme d’enseignement de mathématiques des classes de seconde préparant au baccalauréat professionnel ; arrêté du 3 avril 2019, publié au bulletin officiel spécial n° 5 du 11 avril 2019.

Algorithmique et programmation

Ce module permet aux élèves de consolider et d’approfondir l’étude de l’algorithmique et de la programmation commencée dans les classes antérieures (...) L’algorithmique trouve naturellement sa place dans tous les domaines du programme.
En seconde, les élèves passent progressivement de l’utilisation du langage de programmation visuel qu’ils ont utilisé dans les classes antérieures au langage interprété Python. Ce dernier a été choisi pour sa concision, sa simplicité, son implémentation dans de multiples environnements et son utilisation dans l’enseignement supérieur.

(rien de spécifique concernant la robotique, mais de nombreuses capacités et connaissances transférables : itérations, conditions, déplacements, etc.)