Informatique avant l’université

Élémentaire

Les jeunes enfants ont un don naturel pour apprendre une langue étrangère. Les défenseurs de l’enseignement de l’espagnol ou du chinois dans les programmes élémentaires affirment que les enfants s’imprègnent des concepts et du vocabulaire de manière plus organique que les adultes. La programmation informatique, appelée « codage », comprend des éléments très similaires et intègre plusieurs langues. Le codage facilite également la collaboration, la créativité, la conception, la présentation et la résolution de problèmes des élèves. De nombreux parents se posent donc la question suivante : Pourquoi les enfants n’apprennent-ils pas les bases de l’informatique et de la programmation à l’école ? Common Core et No Child Left Behind peuvent sembler être des obstacles, mais des alternatives existent.

Pourquoi commencer à l’école élémentaire

Les enseignants, les administrateurs et les directeurs intéressés par l’informatique et le codage peuvent se tourner vers des programmes d’études open-source pour aider à apporter des programmes basés sur le volontariat dans leurs écoles. CodeEd, un programme bénévole à but non lucratif qui enseigne les principes de l’informatique et de la programmation aux filles à New York, Boston et San Francisco, commence dès la sixième année. Ses fondateurs comprennent que l’intérêt pour l’informatique et l’attitude « je peux le faire » doivent être nourris très tôt.

« Nous avons constaté que les enfants ont clairement la capacité d’apprendre des concepts informatiques complexes dès le plus jeune âge », déclare Angie Schiavoni de CodeEd.

L’informatique peut être présentée aux élèves dès le plus jeune âge, mais les concepts doivent être simples à comprendre, rapporte la Computer Science Teachers Association. Charlie King, de CLEARLINK, suggère que les enfants devraient commencer à coder et à se plonger dans l’informatique dès qu’ils montrent un intérêt. L’âge spécifique peut ne pas être aussi important.

« La quatrième ou la cinquième année est un endroit amusant », dit-il. « Ils ont une imagination débordante et ne croient pas aux limites. Mon fils est en cinquième année et il adore ça. »

Voici quelques raisons d’ajouter l’informatique et le codage à l’éducation au niveau de l’enseignement élémentaire.

• D’ici 2020, il y aura un excès de 100 000 emplois en informatique disponibles au-delà du nombre de diplômés du collège qualifiés pour travailler dans le domaine, rapporte The Educators Room.
• La plupart des enfants ont un fonctionnement élevé lorsqu’il s’agit d’utiliser des ordinateurs, mais seulement 57 % des écoles élémentaires ont une connectivité Internet sans fil, selon la Computer Science Teachers Association.

Ressources pour les bases du codage

Plusieurs organisations différentes offrent une éducation au codage pour les jeunes enfants. Qu’il s’agisse de camps d’été ou de programmes en ligne, ils offrent aux enfants la possibilité de développer des connaissances et des compétences pratiques en informatique.

« La meilleure façon pour les jeunes enfants d’apprendre la programmation est simplement de commencer à la faire de manière très concrète », déclare Angie Schiavoni de CodeEd. « C’est un peu comme si la meilleure façon pour les enfants de jouer au football n’était pas seulement d’apprendre à dribbler ou à passer le ballon, mais d’aller sur le terrain et de jouer au football, beaucoup. Ensuite, vous pouvez affiner votre ensemble de compétences plus tard. »

Comme CodeEd, Scratch donne aux jeunes élèves la possibilité de créer des histoires interactives, des animations et des jeux, puis de les partager en ligne. Bien qu’il soit conçu pour les enfants de huit à 16 ans, le programme convient à tous les codeurs débutants, car il utilise des représentations visuelles pour enseigner les idées fondamentales en matière de mathématiques et de calcul. Le site comporte des sections pour les enfants, bien sûr, ainsi que pour les parents et les éducateurs. Depuis sa conception, on estime que 800 000 élèves ont partagé plus d’un million de projets Scratch.

Scratch et CodeEd ne représentent que deux des nombreuses ressources en ligne pour les élèves du primaire intéressés par la technologie. Les ressources suivantes peuvent également s’avérer utiles pour les élèves et les parents :

• Alice.org Alice.org offre un environnement de programmation 3D pour aider les enfants de tous âges à apprendre la programmation orientée objet. Des téléchargements, des licences et des tutoriels sont disponibles.
• Codecademy.com Codecademy.com offre à quiconque la possibilité d’apprendre à coder gratuitement en utilisant des exemples et des méthodes simples.
• Codepupil.com Codepupil.com utilise des jeux simples, comme son « Code Stitch », et des exercices pour apprendre aux enfants à coder avec HTML et CSS.
• Code.org Code.org enseigne les bases de l’informatique à travers un tutoriel qui utilise la programmation par glisser-déposer. Un cours d’introduction à l’informatique de la maternelle à la huitième année, d’une durée de 15 à 25 heures, est disponible pour les enfants dès l’âge de six ans.
• ComputerScienceForKids.com ComputerScienceForKids.com propose quatre pistes différentes de langage-programmation pour les élèves scolarisés à domicile ainsi qu’un programme d’études pour les enseignants qui peut être utilisé dans les classes publiques.
• DaisyTheDinosaur DaisyTheDinosaur est une application iPad qui présente aux enfants âgés de cinq à huit ans la logique de base et leur permet de glisser des commandes d’un mot dans l’espace de programmation.
• Hackety.com Hackety.com enseigne aux étudiants les bases du langage de programmation Ruby, qui est utilisé pour les applications et les sites Web. Les cours en ligne comprennent Une introduction à Ruby et Une introduction à la programmation.
• Kodable Kodable est un jeu iPad pour apprendre aux enfants dès l’âge de cinq ans à développer des compétences en codage. Des outils d’apprentissage sont également disponibles pour les élèves aussi avancés que la terminale.
• PluralSight PluralSight sait que les enfants sont déjà des experts en technologie et propose des cours gratuits tels que Teaching Kids to Program et Learning to Build Apps with App Inventor.
• Scratch.MIT.edu Scratch.MIT.edu propose un langage de programmation visuel développé par le MIT Media Lab, permettant aux enfants de construire des animations, des jeux et des histoires interactives. Plus de 4,9 millions de projets ont déjà été partagés sur le site.
• TeachKidstoProgram.com TeachKidstoProgram.com fournit des suggestions de sites Web, de logiciels, de matériel et de livres, tels que Python for Kids de Jason Briggs, à utiliser pour développer l’intérêt des enfants pour la programmation.
• TeamTreeHouse.com TeamTreeHouse.com offre la possibilité d’apprendre le codage et la conception web grâce à plus de 1 000 vidéos créées par des instructeurs experts. Les connaissances sont testées grâce à des défis de codage interactifs et des quiz.
• Udemy.com Udemy.com propose un certain nombre de cours pour les enfants, notamment un cours assez peu coûteux Kids Coding-Beginner HTML qui est adapté aux jeunes styles d’apprentissage et comprend un projet final.

En plus d’alimenter l’intérêt, les fondateurs de programmes comme CodeEd et Scratch espèrent que leurs efforts mènent à une croissance à long terme dans le domaine.

« Il est temps que l’informatique soit enseignée au même titre que d’autres disciplines scientifiques comme la biologie, la physique et la chimie », dit Schiavoni. « Mais nous avons encore un long chemin à parcourir pour rattraper notre retard ». L’Estonie a récemment mis en œuvre un programme national où 100 % des élèves de première année devront suivre des cours d’informatique. »

L’école intermédiaire

Pour les élèves qui ont raté l’occasion de coder de la maternelle à la cinquième année, l’école intermédiaire offre un plus large éventail de possibilités. Lentement mais sûrement, les enseignants du collège intègrent les bases de l’informatique dans le programme. Il ne s’agit peut-être pas d’enseigner des langages spécifiques à ce stade, mais simplement d’introduire les concepts sous-jacents et les principes fondamentaux.

« Le but est d’apprendre la théorie de la programmation », déclare Charlie King de CLEARLINK. « Si vous comprenez comment manipuler les choses avec des IF et des boucles, le langage n’a pas d’importance. Le HTML/CSS/JavaScript de base est facile et vous permet de faire des trucs cool au niveau le plus simple. Cela peut susciter l’envie. Si cela retient leur attention, C++/Java/PHP ou d’autres langages plus puissants sont courants dans le monde réel, et amusants à jouer avec. »

Les enfants de cet âge développent souvent un intérêt pour l’informatique en créant des jeux vidéo ou en construisant leurs propres sites Web. Ces types de projets utilisent la créativité pour introduire et développer les compétences de base.

« Le message doit être que l’informatique consiste à créer et à construire des choses belles et utiles », déclare Angie Schiavoni de CodeEd. « Par exemple, le développement web, que nous enseignons dans les classes CodeEd, est une question de créativité et d’expression personnelle, et pas seulement d’apprentissage d’un tas de balises effrayantes. »

Au moment où les élèves entreront au lycée, ils n’auront plus peur de l’informatique. Au contraire, ils seront en mesure de l’embrasser, et même de poursuivre des études avancées.

Utiliser des jeux pour apprendre

Les enfants du collège adorent jouer, que ce soit par eux-mêmes ou en ligne. Batman, Tomb Raider et Call of Duty ont fait d’innombrables apparitions sous les arbres de Noël ou lors des fêtes d’anniversaire. En tant que parent ou enseignant, le jeu peut sembler une distraction du travail scolaire, à moins, bien sûr, qu’il ne devienne une opportunité éducative. Les ressources suivantes donnent aux collégiens la possibilité d’apprendre ce qui se passe derrière l’écran :

• Codea Codea est une application qui peut être téléchargée pour un iPad et permet de créer des jeux et des simulations en utilisant le langage de programmation Lua.
• CodeAvengers.com CodeAvengers.com permet aux utilisateurs de créer des jeux en JavaScript, et propose des tutoriels tels que Intro to Making Games, Intro to Graphics et Intro to Programming.
• GameInstitute.com GameInstitute.com offre des possibilités de programmation de jeux, d’art et d’animation de jeux et permet d’en savoir plus sur la plate-forme Unity utilisée dans la création de jeux.
• Hour of Code Le tutoriel Hour of Code parrainé par l’Université du Colorado à Boulder utilise la programmation par glisser-déposer pour aider les enfants à créer un jeu vidéo en 3D. Le programme est maintenant utilisé dans de nombreux collèges de Boulder.
• PlayBasic.com PlayBasic.com offre un langage de programmation 2D et une variété de caractéristiques graphiques, telles que les effets d’image et le mapping, pour créer des jeux.
• StormTheCastle.com StormTheCastle.com fournit des détails sur ce qui entre dans la programmation d’un jeu et ce que les étudiants peuvent faire pour commencer à se préparer à une carrière. Un tutoriel gratuit est également disponible pour faire et concevoir un jeu.
• TeamLiquid.net TeamLiquid.net jette un coup d’œil à certaines des différentes carrières qui pourraient être disponibles dans les jeux, y compris la programmation, l’art, la conception et l’ingénierie.
• YouthDigital.com YouthDigital.com s’adresse aux élèves âgés de huit à 16 ans et propose des cours en ligne sur la création d’applications et de jeux.

Mon premier site Web

Le développement Web est un autre excellent moyen de pratiquer les compétences essentielles en informatique et en codage. Les élèves peuvent commencer à apprendre le langage de balisage hypertexte (HTML), l’épine dorsale d’une page Web, ainsi que JavaScript et Flash pour ajouter de la dimension. Voici quatre ressources pour les élèves du collège qui cherchent à construire leur tout premier site Web :

• CodeAvengers.com CodeAvengers.com offre aux élèves la possibilité de créer des sites Web et des applications en utilisant HTML5 et CSS3. Des cours sur Python devraient être disponibles en 2014.
• CodeEd.org CodeEd.org envoie des volontaires dans une classe en utilisant un programme fourni et apprend aux filles à coder en construisant un site web.
• Lissaexplains.com Lissaexplains.com fournit des tutoriels pour aider les enfants à créer leurs propres sites web avec HTML. Des scripts Perl et des fichiers .htaccess sont disponibles pour les utilisateurs plus avancés.
• SMPlanet.com SMPlanet.com propose un tutoriel en sept étapes pour créer un site Web, y compris les bases des balises HTML et l’affichage et l’édition des pages.

Autres ressources

La conception de jeux et le développement de sites Web ne sont que deux des nombreuses options informatiques disponibles pour les élèves du collège. Vous avez un enfant qui aime démonter des objets ? Apprendre les bases du matériel informatique peut être la prochaine étape logique. Vous avez un fils ou une fille qui s’intéresse au piratage informatique (ou à la façon de l’éviter) ? Le développement de logiciels et la cybersécurité sont d’excellents sujets à aborder au niveau du collège. Pour plus d’idées et d’informations, consultez ces ressources en ligne :

• Edutopia Edutopia fournit ses 7 applications pour enseigner aux enfants les compétences de codage, notamment GameStar Mechanic, Hopscotch et Scratch.
• La Khan Academy La Khan Academy propose Dessin et animation, qui utilise JavaScript et la bibliothèque ProcessingJS pour animer et dessiner.
• Make Your Own Flappy Bird Le tutoriel Make Your Own Flappy Bird vous permet de créer votre propre jeu en seulement 20 minutes et est disponible sur learn.code.org.
• Polygon Polygon propose une histoire intitulée My Kids are Learning to be Better People by Learning How to Code Games.
• Vidéo de la campagne Hour of Code pour la semaine d’éducation à l’informatique Le président Barack Obama met l’accent sur les compétences en informatique dans cette courte vidéo sur YouTube qui a contribué à donner le coup d’envoi de la campagne Hour of Code 2013.
• ReadWrite : 6 applications de codage pour les enfants ReadWrite propose un article intitulé How to Raise the Next Zuckerberg : 6 applications de codage pour les enfants. Il est notamment suggéré d’essayer Alice et Code Monster.
• ReadWrite : Les écoles n’apprennent pas aux enfants à coder ReadWrite rapporte quels groupes aident les élèves à apprendre la programmation dans l’article Les écoles n’apprennent pas aux enfants à coder ; voici qui comble le fossé.

High School and College Prep

Peu de 30 000 élèves ont passé le test Advanced Placement en informatique en 2013, selon Education Week. Moins de 20 % de ces candidats au test étaient des femmes, environ 8 % étaient hispaniques et moins de 3 % étaient afro-américains. Ce qui peut également être effrayant, c’est que dans 11 États, aucun Afro-Américain n’a passé l’examen du tout, et dans huit États, aucun étudiant hispanique n’a passé l’examen.

Conscient de la nécessité d’attirer les étudiants dans ce domaine, le College Board a décidé de lancer une nouvelle classe appelée AP Computer Science : Principes, dont le lancement est prévu pour l’année scolaire 2016 – 2017. Lorsqu’il sera proposé, il initiera les élèves à la programmation, mais leur donnera également une large compréhension de l’informatique et de ses nombreuses applications.

« Lorsque j’étais au lycée, il y avait très peu d’offres pour les élèves ayant un intérêt professionnel pour la technologie », explique Justin Rohrman, testeur de logiciels senior chez Sharable Ink. « D’après ce que j’ai compris, cependant, de nombreuses écoles publiques proposent désormais des cours spécifiques à la technologie. Cela vous permettra de prendre un peu d’avance. J’encourage également à acquérir de l’expérience dans la communauté open source avec des groupes comme la Wikimedia Foundation (Wikipédia) et Mozilla. »

Préparation au collège premières étapes

Peut-être que la meilleure façon de se préparer à un diplôme de premier cycle en informatique est de cultiver des connaissances et des compétences en mathématiques et en sciences de laboratoire.

« Avoir une bonne maîtrise des mathématiques et des sciences sera utile si l’étudiant veut poursuivre un diplôme, même s’il ne finit jamais par les utiliser dans le « monde réel » », explique Chris Martino de SimpiVity Corporation. « La plupart des programmes de CS sont lourds dans ces domaines avec des exigences en calcul, statistiques, physique, etc. »

En plus des mathématiques et autres sciences de laboratoire, les lycéens intéressés par l’informatique devraient explorer autant de spécialités que possible. Non seulement pour mieux comprendre le paysage, mais aussi pour planifier les cours de niveau universitaire. Outre l’informatique générale et la programmation, par exemple, certains lycées ont commencé à proposer des cours de gestion des bases de données, d’assurance et de sécurité de l’information et de principes fondamentaux des technologies de l’information (TI). Bien qu’ils soient encore rares, ils sont en augmentation.

« Mon lycée offrait trois cours de développement de logiciels, et j’ai pris les trois », a déclaré Bradley Stewart de Shareable Ink. « Il y avait un cours de conception web, un cours de visual basic et un cours de C++. Je les recommande vivement lorsqu’ils sont proposés, et j’encourage ouvertement toutes les écoles secondaires à les offrir. Il est fortement recommandé de mettre l’accent sur les mathématiques tout au long de ses études secondaires si l’on envisage de poursuivre l’ingénierie logicielle. »

De nombreuses ressources déjà mentionnées dans ce guide offrent aux élèves du secondaire des possibilités de poursuivre l’informatique. Les options sont innombrables, notamment en ligne, et comprennent des sources telles que Codecademy, Code.org, Coursera, Udacity et Udemy. Justin Rohrman de Shareable Ink a une autre suggestion.

« Il existe un programme fantastique pour les jeunes appelé SummerQAmp », dit-il. « Ce programme est axé sur le développement de véritables compétences technologiques et sur l’exposition des gens à ces compétences avant l’université. »

Enfin, lors de la recherche de programmes de premier cycle en CS, les lycéens peuvent vouloir considérer les collèges en ligne qui fournissent des ordinateurs portables gratuits. Bien que les ordinateurs portables soient utiles pour tout étudiant, ils sont absolument essentiels pour les majors CS – et chaque centime économisé aide.

Les incontournables du langage de programmation

Les étudiants ont beaucoup de choix quand il s’agit de langages de programmation. Certains apprennent les bases de plusieurs langages en passant du lycée au collège, tandis que d’autres se concentrent sur un seul langage utilisé pour un résultat spécifique. Parmi ces derniers, citons les langages compilés, les langages déclaratifs, les langages orientés objet, les langages de script et bien d’autres encore. Les sept langages de programmation suivants représentent les plus courants (et les plus importants) qu’un élève peut apprendre au lycée :

• C++ est un langage de programmation développé à partir des Bell Labs et populaire pour ses applications graphiques. Le C++ ajoute des caractéristiques orientées objet à son prédécesseur, le C.
• HTML est un langage de balisage hypertexte qui est utilisé pour créer des documents sur le World Wide Web.
• JavaScript a été développé par Netscape et est utilisé pour créer des sites Web interactifs. Bien que similaire à Java, il possède de nombreuses caractéristiques qui lui sont propres.
• Perl signifie Practical Extraction and Report Language et utilise une syntaxe dans son langage de script qui est similaire à C/C++.
• PHP, qui signifie hypertext preprocessor, est utilisé dans le script côté serveur et le développement web et est open-source et intégrable dans HTML.
• Python est un langage de programmation orienté objet avec un code open-source qui a reçu son nom de « Monty Python’s Flying Circus. »
• Ruby est un langage de programmation orienté objet qui peut être utilisé pour la programmation quotidienne et le test de prototypes.

Ressources pour la préparation au collège

Les élèves du secondaire peuvent être livrés à eux-mêmes lorsqu’il s’agit de trouver des possibilités d’enseignement de l’informatique et du codage. S’ils ne peuvent pas trouver de programmes dans leurs écoles, ils peuvent être en mesure d’approfondir leurs connaissances grâce à des ressources en ligne approfondies ou des camps d’été intensifs. Ceux-ci permettent souvent d’accéder à des instructeurs chevronnés à distance ou en personne :

• Codenow.org Codenow.org offre la possibilité aux adolescents des zones à faible revenu de comprendre comment programmer grâce à un apprentissage basé sur des projets. Près de la moitié de ses anciens élèves sont des femmes.
• Girls Who Code Girls Who Code propose un programme d’immersion estivale en informatique axé sur le développement mobile, la robotique et la conception web. Les filles acquièrent de l’expérience grâce à des démonstrations, des conférences et des mentorats.
• Hack Reactor Hack Reactor offre un camp d’entraînement de 12 semaines pour affiner les compétences en génie logiciel. Une expérience préalable du codage est recommandée.
• Metis Metis est un camp de 12 semaines enseigné par des instructeurs à Boston qui se concentre sur HTML, CSS et Ruby on Rails. Le camp est coûteux, mais met des bourses à la disposition des femmes, des minorités et des vétérans.
• Silicon Valley Code Camp Silicon Valley Code Camp est offert gratuitement et dirigé par des développeurs pour les développeurs afin d’aborder des sujets tels que la marque ou les questions juridiques.
• ScriptEd.org ScriptEd.org est une autre organisation offrant une éducation à la programmation dans les zones à faible revenu grâce à des partenariats avec des bénévoles.
• Square Square a élargi son camp de codage, qui était réservé aux collèges, aux lycéennes de la Silicon Valley et dispense un enseignement par l’intermédiaire des ingénieurs de Square et d’enseignants supplémentaires.
• SummerQAmp Le programme SummerQAmp a été fondé en 2012 dans le cadre de l’initiative Summer Jobs+Initiative de la Maison Blanche et a été imaginé par le cofondateur de GroupMe, Steve Martocci, et, oui, le rockeur devenu acteur Jon Bon Jovi, entre autres. Il offre des stages aux étudiants qui s’intéressent à l’assurance qualité, l’un des nombreux domaines de l’informatique.
• AmplifyCS AmplifyCS est le premier MOOC AP Computer Science offrant un enseignement en ligne mixte avec un soutien, le tout gratuitement. Les étudiants apprennent à connaître Java et devraient être préparés à passer l’examen AP en informatique.
• Coursera Coursera.org propose Beginning Game Programming with C# qui inclut l’utilisation d’Unity, un moteur de jeu populaire parmi les développeurs indépendants.
• DigitalMediaAcademy DigitalMediaAcademy fournit un enseignement sur le développement d’applications, la conception de jeux et les applications iPhone dans des camps disponibles partout aux États-Unis.S. Les camps d’été spécifiquement disponibles à l’Université de Chicago comprennent la programmation de jeux, la programmation Java et la programmation 101.
• Stanford University Open Classroom Openclassroom.stanford.edu est exploité par l’Université de Stanford et offre des cours gratuits tels que la conception et l’analyse des algorithmes, et l’introduction aux bases de données et à Unix pratique.
• Institut de mathématiques et d’informatique L’Institut de mathématiques et d’informatique propose des classes AP et des cours de niveau universitaire en informatique, ainsi qu’une aide à la préparation des examens AP Computer Science et AP Calculus.
• Université de Californie en ligne L’Université de Californie en ligne propose des cours d’informatique pour les sciences, les mathématiques et l’ingénierie I qui peuvent intéresser les élèves avancés du secondaire ou les étudiants en transition vers le collège.

Démarrez vos études d’informatique aujourd’hui

Rappellez-vous, il y a peu de raisons d’attendre jusqu’au collège pour commencer à développer vos compétences en informatique et en codage. Le monde connecté est le monde de l’avenir et, que vous décidiez de travailler strictement dans l’informatique et la programmation, ou que vous vous tourniez vers des domaines tels que les soins de santé ou les sciences spatiales, vous pouvez aider à construire et à concevoir les programmes et les technologies. Ce qui est passionnant, c’est que bon nombre de ces technologies restent à découvrir. Il est d’ores et déjà évident que la programmation et le codage sont à la base d’un grand nombre d’idées nouvelles et progressistes, ce qui soulève la question : Êtes-vous prêt à façonner l’avenir ?