Annecy Sud 2018-2019

Animation pédagogique

Cycle 3

Résoudre des problèmes

en utilisant Scratch

F. Ninet

Codage et programmation Cycle 3

● Développer la pensée logique avec l’informatique● Travailler la résolution de problèmes en groupe● Argumenter, justifier

Les programmes de cycle 3

● Le socle commun● En mathématiques● Les attendus de fin de cycle

Programmes d'enseignement du cycle de consolidation (cycle 3) CM1CM2

NOR : MENE1526483Aarrêté du 9-11-2015 - J.O. du 24-11-2015

Le socle commun SCCCC

Domaine 1 : Comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

Domaine 2 : Les méthodes et outils pour apprendre : utiliser des logiciels de calculs et d’initiation à la programmation

Domaine 4 : Les systèmes naturels et les systèmes techniques : Par le recours à la démarche d’investigation, les sciences et la technologie apprennent aux élèves à observer et à décrire, à déterminer les étapes d’une investigation, à établir des relations de cause à effet et à utiliser différentes ressources. Les élèves apprennent à utiliser leurs connaissances et savoir-faire scientifiques et technologiques pour concevoir et pour produire. (...) Les élèves sont graduellement initiés à fréquenter différents types de raisonnement. Les recherches libres (tâtonnements, essais-erreurs) et l’utilisation des outils numériques les forment à la démarche de résolution de problèmes.

Mathématiques Cycle 3

Chercher : S’engager dans une démarche, observer, questionner, manipuler, expérimenter, émettre des hypothèses, en mobilisant des outils ou des procédures mathématiques déjà rencontrées, en élaborant un raisonnement adapté à une situation nouvelle.Raisonner : Résoudre des problèmes nécessitant l’organisation de données multiples ou la construction d’une démarche qui combine des étapes de raisonnement. Progresser collectivement dans une investigation en sachant prendre en compte le point de vue d’autrui.Justifier ses affirmations et rechercher la validité des informations

dont on dispose.

Communiquer : Utiliser progressivement un vocabulaire adéquat et/ou des notations adaptées pour décrire une situation, exposer une argumentation. Expliquer sa démarche ou son raisonnement, comprendre les explications d’un autre et argumenter dans l’échange.

Cycle 3 : les attendus de fin de cycle

(Se) repérer et (se) déplacer dans l’espace en utilisant ou en élaborant des représentations :

● Programmer les déplacements d’un robot ou ceux d’un personnage sur un écran.

● Situations d’activités : Situations donnant lieu à des repérages dans l’espace ou à la description, au codage ou au décodage de déplacements. Travailler avec de nouvelles ressources comme les systèmes d’information géographique, des logiciels d’initiation à la programmation…

Les effets observés sur les apprentissages des élèves :

● Stratégies de résolution de problèmes transférables dans d'autres disciplines, notamment en utilisant « si…, alors... »

● Recours d’une méthode d'investigation efficiente, dans la résolution de problèmes, en s'appuyant sur une approche coopérative.

● Développement d’un raisonnement logique.

Les effets

Branché , débranché...

● Débranché = activité sans électricité (pas d’ordinateur, pas de robot…)

● Branché avec robot : Thymio ou d’autres robots (Beebot, Bluebot, Ozobot, Cubetto…)

● Branché sur logiciel : Scratch, Scratch junior...

Des jeux débranchés

● La machine à trier● Unplugged : codage binaire● Le jeu de Nim

Débranché : la machine à trier

● Cette activité montre comment les ordinateurs trient à l’aide d’un réseau de tri et de centres de calcul

Débranché : la machine à trier

● Respect de la règle de départ● Avec des décimaux, des fractions, l’ordre alphabétique (avec une

même unité u, comparer des bandes ex : 2/3 de u, 3/2 de u…)● Avec des élèves (le plus grand à droite…) des bâtons, des

masses...● Cercle = centre de calcul● Variantes à tester : avec 5 cartes, avec 6 cartes dont deux

identiques : prévoir une adaptation de la règle● Combien d’étapes faut-il pour un ordinateur ? S’il fait une chose à

la fois (12) ou s’il fait plusieurs choses en même temps (ici 5)?

Débranché Unplugged : le codage

● Pratiquer différentes écritures de nombres● Comprendre que les ordinateurs codent et

stockent les informations en binaire (0 ou 1)

● Élaborer un algorithme pour expliquer l’écriture binaire

● Carte coté blanc = 0● Carte coté point = 1

Le codage binaire: à retenir

● Les ordinateurs utilisent un système binaire pour stocker les informations : 0 ou 1

● Chaque 0 ou 1 est appelé un BIT (Binary digiT)● On regroupe les bits par 8 : ce qui représente les

nombres de 0 à 255. Un groupe de 8 bits s’appelle un octet.

● Les bits et les octets sont les seuls éléments dont l’ordinateur a besoin pour stocker les informations

● Un capacité de stockage peut être donnée en Mo (mégaoctet= 106 octets) ou en Go (gigaoctet=109 octets)

Débranché : le jeu de Nim

● Règle du jeu : deux joueurs ramassent tour à tour 1, 2 ou 3 allumettes sur une table. Celui qui prend la dernière a gagné.

● notion d’algorithme comme stratégie gagnante pour résoudre un problème

● https://pixees.fr/le-jeu-de-nim-comme-algorithme/

Le jeu de Nim

● Objectifs : résoudre un problème, découvrir et utiliser un algorithme

● Règle du jeu de NIM : deux joueurs ramassent tour à tour 1, 2 ou 3 bouchons sur une table. Celui qui prend le dernier a gagné.

● « Trouvez une stratégie pour gagner à tous les coups »

● Fiche de préparation eduscol :http://cache.media.eduscol.education.fr/file/Mettre_en_oeuvre_son_enseignement_dans_la_classe/68/3/RA16_C3_ST_jeu_de_nim_N.D_586683.pdf

Le site déficodons

● Plateforme de mutualisation de défis et de projets des trois circonscriptions d’Annecy

● http://www.ac-grenoble.fr/tice74/déficodons/● Possibilité de participer quelque soit le niveau

de la classe sur des activités débranchées ou de programmation (Scratch ou autre / Thymio ou autres robots..)

Scratch

Scratch : une définition

● C’est un langage de programmation graphique

● C’est un moteur d’exécution de ce langage

● C’est un site web qui permet de programmer en ligne

Scratch : les avantages et les inconvénients

Avantages Inconvénients

Ne se casse pas

Correction directement via le logiciel

Plusieurs façons d’arriver à la solution

70 langues différentes

Possible sans internet

Difficultés de lecture possibles pour mal-voyants

Utilise uniquement les couleurs comme discriminant (daltonisme)

Repère orthonormé et notions d’angles

Scratch ne s’utilise qu’à l’école et au collège

Nécessite Adobe Air

Comment gérer les groupes ?

● 5 ou 6 ordinateurs pour 27 élèves

● Première possibilité : tous ensemble

● Une démarche : le travail en groupe avec des rôles définis et une prise de décision consensuelle.

● Les rôles tournent à chaque manipulation, séance..

● Chacun joue le rôle après définition collective par le groupe de l’action à faire. (Distinguer décision et exécution)

● Avantage : beaucoup d’échanges

● Inconvénients : gestion du niveau sonore, des déplacements

Les rôles dans les groupes (cf Thymio)

● celui qui prépare le programme sur l'ardoise ou sur le cahier: le préparateur

● celui qui rentre le programme d’un lutin : le programmateur de ce lutin

● Celui qui s’occupe de l’arrière plan● celui qui teste le programme: le testeur ● celui qui prend les notes sur l’avancement du projet: le

secrétaire● celui qui rapporte l'expérience aux autres... le rapporteur

● Celui qui enregistre le programme : l’enregistreur

Comment gérer les groupes ?

● 5 ou 6 ordinateurs pour 27 élèves en ateliers

● Travailler par binômes et ateliers tournants : 3 ateliers de 45 minutes

● Avantage : gestion plus individualisée des difficultés sur l’atelier Scratch

● Inconvénients : motivation dans les autres ateliers, où se situer ?

Scratch : la page d’accueil

Modifier un lutin

Modifier l’arrière plan

● Choisir une image dans la bibliothèque ou importée

● Dessiner sur le fond blanc, sur une image de la bibliothèque ou sur une image importée

Scratch : les possibilités du logiciel

● Déplacer le lutin : avancer de / aller à

● Modifier l’arrière plan

● Modifier le lutin

● Le faire apparaître / disparaître

● La fonction écriture : dessiner un carré, changer de couleur (cliquer dans le carré puis ailleurs sur la couleur voulue)

● Les boucles

Scratch : mouvements du lutin

● Déplacer le lutin

→ aller à (coordonnées précises)

→ avancer de ( par rapport à sa position actuelle)

● Comprendre le principe des coordonnées

● Faire tourner le lutin

→ s’orienter en faisant un angle de 90° c’est-à-dire par rapport au cercle trigo horizontal à droite

→ tourner de 15° : par rapport à sa position actuelle

● SE METTRE DANS LA PEAU DU LUTIN POUR IMAGINER L’ORIENTATION VOULUE

Scratch défi : des carrés et des cercles● Dessiner un carré de 120 de côté à partir de (0;0) avec « avancer

de » et « tourner de »

● Varier la couleur et la taille

● Dessiner un autre carré un peu incliné et décentré

● En dessiner plusieurs partant du même point

● Créer un mandala avec au moins 8 carrés

● Dessiner un cercle

● Varier la couleur, la taille

● En dessiner plusieurs

● Créer un mandala avec les carrés et les cercles

Un premier petit programme

● Instruction de départ

● Effacer tout

● Répéter

● Cacher (le lutin)

Scratch : des balles rebondissantes

● Des balles de tailles variées rebondissent sur l’écran.

● Répéter indéfiniment ou un certain nombre de fois : notion de boucle

Scratch : défi le magicien

● Un lutin transforme un autre lutin en objet en disant une formule magique

● Montrer, cacher, temporisation, envoyer message, dire/penser, jouer un son

Scratch : défi : Bonjour !

● BONJOUR !● Choisir deux lutins, un arrière plan● Les 2 lutins arrivent, se disent bonjour

et repartent chacun de leur côté

Scratch : mon aquarium

● Créer un aquarium avec au moins 5 animaux sous-marins différents qui se déplacent

● Costumes, déplacements, temporisation, montrer, cacher, modifier la taille du lutin

Scratch : taper « Salut! »

●« salut! » s’affiche dans Scratch à chaque lettre que tu tapes

●Changer de mot (utiliser le clone pour consonne doublée)

●Choisir des mots avec des lettres toutes différentes

Créer un film avec Scratch

Un algorithme

Un algorithme = une suite d’opérations qui fonctionne à coup sûr pour résoudre un problème ou obtenir un résultat