Michèle Drechsler - Laboratoire CREM - Université de Lorraine IEN conseillère TICE Rectorat Orléans-Tours

« Initier les élèves au codage et à la programmation »

22 Mars 2017 – Canopé Académie ROUEN – Mont Saint Aignan

L’INFORMATIQUE OMINIPRESENTE DANS NOTRE SOCIETE

L’informatique est aujourd’hui au cœur de l’activité humaine

Omniprésente : même pour venir à Mont Saint-Aignan

Quand l’informatique s’immisce dans les fermes, à l'hôpital,

Maurice Nivat (Membre de l'Académie des Sciences, Mars 2008)https://edutice.archives-ouvertes.fr/edutice-00402487

Gérard Berry – Académie des sciences et Antoine Petit ( INRIA)

Cette pénurie, estime-t-il, trouve son origine dans l’absence de formation initiale à l’informatique.

«On arrive au bac et rien… L’école va à l’envers de la destinée des élèves. Car trouver un métier où il n’y a pas d’informatique, aujourd’hui, c’est dur. Même les scientifiques doivent bien programmer. Mais ils apprennent sur le tas, c’est-à-dire à écrire lentement, mal et inefficacement. Mauvais résultat, avec beaucoup de sueur et peu de fiabilité. On ne tolérerait pas cela pour la biologie ou la physique.» Gérard Berry

INFORMATIQUE DANS LES PROGRAMMES

LA PLACE DE LA PROGRAMMATION A L’ECOLE

Algorithmes, code et robotique dans les programmes officiels 2016

Un socle commun avec 5 domaines définissant les connaissances et les compétences qui doivent être acquises à l’issue de la scolarité

-Les langages pour penser et communiquer-Les méthodes et les outils pour apprendre-La formation de la personne et du citoyen-Les systèmes naturels et les systèmes techniques-Les représentations du monde et de l’activité humaine

DANS LE SOCLE….

http://classetice.fr/IMG/pdf/ra16_c2_c3_math_inititation_programmation_doc_maitre_624926.pdf

CYCLE 2

Mettre en oeuvre un algorithme de calcul posé pour l’addition, la soustraction, la multiplication »

« Au CP, la représentation des lieux et le codage des déplacements se situent dans la classe ou dans l’école, puis dans le quartier proche, et au CE2 dans un quartier étendu ou le village.

Dès le CE1, les élèves peuvent coder des déplacements à l’aide d’un logiciel de programmation adapté, ce qui les amènera au CE2 à la compréhension, et la production d’algorithmes simples. »

Réaliser des déplacements dans l’espace et les coder pour qu’un autre élève puisse les reproduire. Produire des représentations d’un espace restreint et s’en servir pour communiquer des positions. Programmer les déplacements d’un robot ou ceux d’un personnage sur un écran.

CYCLE 3

Pratiquer des langages

Exploiter un document constitué de divers supports (texte, schéma, graphique, tableau, algorithme simple).Utiliser différents modes de représentation formalisés (schéma, dessin, croquis, tableau, graphique, texte).

Expliquer un phénomène à l’oral et à l’écrit.« En CM1 et CM2 on se limitera aux signaux logiques transmettant une information qui ne peut avoir que deux valeurs, niveau haut ou niveau bas. En classe de sixième, l’algorithme en lecture introduit la notion de test d’une information (vrai ou faux) et l’exécution d’actions différentes selon le résultat du test. »

« Les élèves apprennent à connaître l’organisation d’un environnement numérique. Ils décrivent un système technique par ses composants et leurs relations. Les élèves découvrent l’algorithme en utilisant des logiciels d’applications visuelles et ludiques. Ils exploitent les moyens informatiques en pratiquant le travail collaboratif. Les élèves maitrisent le fonctionnement de logiciels usuels et s’approprient leur fonctionnement. »

Initiation à la programmation

Une initiation à la programmation est faite à l’occasion notamment d’activités de repérage ou de déplacement (programmer les déplacements d’un robot ou ceux d’un personnage sur un écran), ou d’activités géométriques (construction de figures simples ou de figures composées de figures simples).

Les domaines de compétences des activités menées

-Repérage dans l’espace : déplacements virtuels d’ objets (LightBot, Tynker, Beebot pour tablettes) ou tangibles (robots Beebot et Thymio), premiers déplacements programmés par suites séquentielles et répétitions, utilisation d’un lexique approprié et explicitation des parcours lors des phases d’anticipation ou de correction, recherches d’erreurs et planification de parcours.

-Sciences : appropriation du fonctionnement du robot Thymio par la démarche d’investigation (observation, hypothèses, expérimentation, interprétation) ; description du fonctionnement d’objets.

-Pensée computationnelle ou pensée informatique

démarche essai -erreur, pratique de débogage et de programmationen utilisant des applications de programmation visuelle Scratch ou Blockly pour accomplir des missions ou des projets personnalisés.

CYCLE 3

DEVELOPPER LA PENSEE INFORMATIQUE

Sources - Computational thinking - A guide for teachers -CAS ( UK) – Computing at school - 2015

“ Le seul individu formé, c’est celui qui a appris comment apprendre, comment s’adapter et changer, c’est celui qui a saisi qu’aucune connaissance n’est certaine et que seule la capacité d’acquérir des connaissances peut conduire à une sécurité fondée ” Carl Rogers

Comme le précise Seymour Papert, la pensée informatique est une combinaison de : -la pensée critique-la créativité-de la résolution de problèmes-de la communication-de la collaboration et de l'informatique.

Les activités de programmation sont transversales et rentrent dans le cadre d'un projet.

Elles mobilisent des activités -autour de la création-du raisonnement et de la logique-autour du langage, de l'expression orale-autour de l'analyse de l'erreur : expliquer, argumenter, vérifier, formuler, corriger (Cf. article Pour une éducation cognitive autour de l'erreur à l'Ecole [3]).

Ensemble structuré et progressif – Vers des parcours ? Des portfolios ?

INVESTIGATION CONCEPTION ANTICIPATION DECOMPOSITION REVISION CORRECTION, METACOGNITION

PENSEE INFORMATIQUE

APPRENDRE A APPRENDRE

Source :Schéma à partir du Projet Robotique EVIAN

Liens : https://fr.calameo.com/read/00030226110514dc7a194

Des exemples de projets et de démarche

PENSEE INFORMATIQUE

Un guide : MIT traduit en Français

ScratchJR : Un langage de programmation entièrement graphique Il consiste en un ensemble de briques susceptibles d’être associées entre elles

pour “construire” des programmes complexes qui peuvent être des animations, des spectacles multimédia ou des jeux.

Voir http://news.bbc.co.uk/2/hi/technology/6647011.stm

Lifelong Kindergarten Labo du Medialab au MIT

« With Scratch we want to let kids to be the creators. We want them to create interesting dynamic things on the computer » Mitchel Resnick,MIT

Mitchel Resnick,MIT

https://llk.media.mit.edu/

https://www.youtube.com/watch?v=4XE8ezZp8BA

https://www.youtube.com/watch?v=Ok6LbV6bqaE

Que dit la recherche ?

Piaget montre le rôle essentiel de l'algorithme à l'intérieur de la logistique.

Pour lui, l'algorithmique est un outil constitutif de la logique. - C'est une technique de formalisation- C'est un langage précis, un outil d'analyse et de codage - C'est un outil d'abstraction, un outil de cohérence

Seymour Papert

Voir travaux sur le jaillissement de l'esprit. Article – Blog du monde - Michèle Drechsler

http://binaire.blog.lemonde.fr/2014/05/13/analepse-et-prolepse-pour-une-science-du-numerique-a-lecole/https://www.youtube.com/watch?v=FQCZa8MyWIg&list=PL35238DC3A1EBFDCD

Entretien avec Seymour Papert Importance de la programmation, développement de la pensée informatique

https://www.youtube.com/watch?v=xMzojQFyMo0

“ Le seul individu formé, c’est celui qui a appris comment apprendre, comment s’adapter et changer, c’est celui qui a saisi qu’aucune connaissance n’est certaine et que seule la capacité d’acquérir des connaissances peut conduire à une sécurité fondée ” Carl Rogers

Programmer, déboguer à l'école

Pour apprendre à apprendrePour une éducation cognitive autour

de l'erreur ?

Programmer, déboguer à l'école ….

https://www.youtube.com/watch?v=n0CSX7iLH68

Les travaux du MIT à propos de la programmation à l'école

Travaux de suivi et d'accompagnement dans les classes maternelles et primaire : https://www.youtube.com/watch?v=xdigFm7WZFE

Mitchel Resnick : MIT Media Lab

Coder, programmer en maternelle - pour apprendre à organiser sa pensée- pour créer- apprendre à penser (métacognition)- développer la pensée informatique

Des pays qui ont intégré la programmation à l'école

- Le cas de l'Angleterre (Septembre 2014) avec la mise en place d'un curriculum dès l'école primaire Collaboration avec Simon Peyton-Jones, Computing At School

- Travaux en Europe.Rapport Européen – Contribution M Drechsler

http://www.informatics-europe.org/images/documents/informatics-education-europe-report.pdf

Scratch Junior sur iPad est une application entièrement inspirée du concept initial de Scratch.

Une version Android début 2015.

SCRATCH JR – MIT

A télécharger https://itunes.apple.com/us/app/scratchjr/id895485086?mt=8

Auteur : Massachusetts Institute of Technology

APERCU

Les enfants placent ensemble des blocs de programmation graphiques afin de permettre à leurs personnages de se déplacer, sauter, danser, et chanter.

Les enfants peuvent modifier facilement les caractères dans l’éditeur graphique, ajouter leurs propres voix et des sons, et même insérer des photos d’eux-mêmes – puis d’utiliser les blocs de programmation pour que leurs personnages prennent vie.

POSSIBILITE DE CREER

MANIPULER, ANTICIPER https://www.scratchjr.org/pdfs/blocks.pdf

DU MATERIEL DIDACTIQUE POUR PROGRAMMER

Des ordres à donner à la tablette pour pouvoir exécuter un programme en vue de réaliser son projet.

Un langage très imagé avec des touches qui évoquent des actions, des mouvements, des durées, etc ...

Je veux …................ Je tape ….........

Je ne réussis pas

Je regarde, je cherche l'erreur, je corrige Je recommence …Les camarades peuvent voir et m'aider aussi.

UNE DEMARCHE VISANT LA DEFINITION D'UN PROGRAMMESON EXECUTION, SA VERIFICATION

LA RECTIFICATION – LA PRISE EN COMPTE DES ERREURS

https://www.kickstarter.com/projects/2023634798/scratchjr-coding-for-young-kids

Découvrir ScratchJR – Usages en classe maternelle

Sources : Kickstarter

https://www.youtube.com/watch?v=p8xxyqNYyxw&feature=youtu.be

PROJET « PROGRAMMATION » A L'ECOLE MATERNELLE

Ecole maternelle Saint-Jean de Braye (45) Mme Marie Desbrée, 2015

En programmant, l'élève apprend à raisonnerA produire une œuvre « logique » : écrire un programme avec un langage ou des règles

En programmant, l'élève peut revoir les traces de ce qu'il a produit. Il peut exécuter,vérifier et prendre en compte ses erreurs. Retour en arrière visible

La programmation permet des activités métacognitives L'élève apprend à penser, réfléchir sur ses démarches cognitives.

Les compétences mobilisées ?

L’élève apprend à travailler par projet, à structurer son travail

L'élève peut aussi produire des projets multimédia. Raconter une histoire avec ScratchJR ( Education aux médias)

Il apprend qu'il existe des machines – des ordinateurs – des tablettes capables de réagirDe créer si on lui donne des ordres adéquats.

PROKET MARIE PROJET SCRATCH MARIE DESBREE – GS Ecole maternelle Saint Jean de Braye Loiret

http://appli-etna.ac-nantes.fr:8080/ia53/tice/ressources/tuxbot/index.php#

TuxBot est une application permettant de programmer les déplacements d'un automate virtuel. Elle a pour objectif d'initier les élèves aux concepts fondamentaux de la programmation de manière ludique.

Le but du jeu consiste à programmer le parcours d'un manchot de telle manière qu'il ramasse tous les poissons présents sur le plateau. Le programme ne peut comporter qu'un maximum de 20 instructions. Le manchot ne doit pas tomber dans l'eau ni sortir de la grille.Un carnet de bord en version papier est téléchargeable. Il permet de suivre la réalisation de défis proposés.Un mode expert est proposé pour réaliser ses propres défis.

http://appli-etna.ac-nantes.fr:8080/ia53/tice/ressources/tuxbot/download/carnet_tuxbot_basic.pdf

MISE EN PLACE D4UN PORTFOLIO Mise en place d’un portfolio Tout au long de la scolarité primaire

DES SITES POUR APPRENDRE A PROGRAMMER

Blockly Games propose une petite dizaine de jeux éducatifs en ligne pour apprendre à programmer. Le site vise les enfants et jeunes adolescents qui débutent mais aussi n’importe quel utilisateur désireux de s’initier au code informatique à travers la création et l’amélioration de petits jeux vidéo. Le site permet de télécharger des fichiers Zip compressés dans différents petits jeux pour vous permettre de travailler sans connexion.

https://blockly-games.appspot.com/

UNE CHAINE YOUTUBE POUR APPRENDRE PROGRAMMER AVEC SCRATCH

https://www.youtube.com/playlist?list=PLVUDmbpupCaqKLNci7_86rbIt61SMhJPd

LANGAGE LOGO

Présentation du projet Classe Code https://www.youtube.com/watch?v=MzxRq7JWQ28

Class’Code est  un parcours de formation gratuit qui s’article en 5 modules et qui s’adresse à tous : professeur-documentalistse (en poste ou en devenir),  enseignants, parents d’élève, médiateurs culturels et/ou à tous ceux intéressés par la pédagogie info-documentaire… 

https://openclassrooms.com/courses/decouvrir-la-programmation-creativehttps://pixees.fr/classcode/accueil/

Class´Code : un programme de formation

Indépendamment des supports disponibles, les activités « en débranché » peuvent permettre un travail préalable au recours à un robot ou à un logiciel.

l s’agit ici de travailler le codage de déplacement sans matériel spécifique : papier et crayon suffisent. Pour chacune des situations, plusieurs fiches élèves sont proposées.La fusée On se place ici dans le cadre de déplacements absolus sur un quadrillage. L’objectif est de faire appliquer, construire ou corriger des codages des déplacements qu’exécutera le la fusée. Ces activités peuvent être abordées dès le début du cycle 2.

Annexe 1.1 : En débranché-déplacements absolus - La fusée La tournée du facteur On se place ici dans le cadre de déplacements relatifs sur un quadrillage : le facteur peut avancer, reculer, tourner à droite ou à gauche. L’objectif est de faire appliquer, construire ou corriger des codages des déplacements qu’exécutera le facteur lors sa tournée. Ces activités peuvent être abordées dès le début du cycle 2.

Annexe 1.2 : En débranché-déplacements relatifs - La tournée du facteur

ACTIVITES DEBRANCHEES

ACTIVITES SANS ORDINATEUR

ROBOTIQUE

http://www.ludovia.com/2016/06/langage-et-robotique-avec-le-robot-thymio-en-education-prioritaire/

Témoignages – Projet de robotique en éducation prioritaire

QUE DISENT LES RECHERCHES SUR LA ROBOTIQUE ?QUE DISENT LES RECHERCHES SUR LA ROBOTIQUE ?

Des recherches montrent aussi des améliorations dans l'acquisition de compétences transversales comme le raisonnement scientifique, mais aussi des habiletés cognitives, sociales et affectives. En effet, la plupart de ces projets se faisant en petits groupes, cela permet d'améliorer les compétences communicationnelles entre les jeunes. Pour certains jeunes, particulièrement ceux ayant des difficultés d'apprentissage, il s'agit même d'une activité donnant le goût d'aller à l'école.

Par exemple, une école secondaire de Beauport au Québec a créé un programme de robotique afin de lutter contre le décrochage.

RECHERCHE - ROBOTIQUE

Bee-bot : http://cache.media.education.gouv.fr/file/Initiation_a_la_programmation/89/7/RA16_C2_C3_MATH_annexe_2_2_robots_premiere_seance_624897.pdf

Initiation à la programmation – Travaux en ateliers

Documents d’accompagnement des programmes http://classetice.fr/IMG/pdf/ra16_c2_c3_math_inititation_programmation_doc_maitre_624926.pdf

Blue-bot :http://cache.media.education.gouv.fr/file/Initiation_a_la_programmation/89/9/RA16_C2_C3_MATH_annexe_2_3_robots_premier_defi_624899.pdf

La Blue-Bot peut être utilisée avec une tablette. L’application permet de réaliser des défis similaires à ceux présentés dans le premier paragraphe de ce document, avec la Bee-Bot :

• se déplacer d’un point A à un point B (soit en écrivant le programme pas à pas, soit en l’écrivant dans sa totalité avant de déplacer le personnage-robot sur l’écran) ;• déplacer le personnage-robot en lui faisant éviter des obstacles ;• interdire certaines commandes pour le déplacement du personnage-robot ;• positionner le personnage-robot au bon endroit grâce à un programme prédéfini.L’application possède différents « tapis » qui permettent diverses aventures comme la chasse au trésor dans une forêt, le déplacement dans une ville ou encore le déplacement parmi différentes formes géométriques.Avec la Blue-Bot, les élèves découvrent une nouvelle commande, Repeat, qui permet de répéter une ou plusieurs instructions.

PRO-BOT

Activités autour de Pro-bot :

http://cache.media.education.gouv.fr/file/Initiation_a_la_programmation/90/1/RA16_C2_C3_MATH_annexe_2_4_robots_acivite_pro_bot_624901.pdf

THYMIO

https://www.youtube.com/watch?v=BwkZ-Df0hdg

1qM

Application d’Aseba, spécialement conçue pour Thymio, est le VPL (Visual Programming Language).

Il permet à toutes et tous, et même aux plus petits dès 5 ans, de programmer Thymio à l’aide de blocs d’images sans avoir à écrire la moindre ligne de code. C'est également un outil formidable pour passer à la programmation textuelle car il est capable de générer du code source à partir des blocs d'images et de montrer à l'utilisateur quel bloc est la source de quelles lignes de code.

Computational Thinking : A Digital Age Skill for Everyone

Veille académique Orléans-Tours – IEN CTICE 1degré Programmation à l'école primaire http://www.scoop.it/t/programmation-a-l-ecole-primaire

BIBLIOGRAPHIE

Prof. Paul CurzonQueen Mary University of London, School of Electronic Engineering and Computer ScienceTeaching London Computing Project http://www.teachinglondoncomputing.orgMark DorlingCEO and co-founder Progression Pathways http://www.progression-pathways.co.ukDigital Schoolhouse London Project http://www.digitalschoolhouse.org.ukSimon HumphreysNational Coordinator for Computing At School http://www.computingatschool.org.ukThomas NgWest Berkshire Council School Improvement Adviser (ICT & Assessment)Dr Cynthia SelbyUniversity of Southampton http://www.southampton.ac.uk/education/about/staffDr John WoollardUniversity of Southampton http://www.southampton.ac.uk/education/about/staff

https://www.youtube.com/watch?v=VFcUgSYyRPg

Formation des cadres IEN 1D apprendre à programmer dès l'école maternelle : http://fr.calameo.com/read/000302261758b241f605d

BIBLIOGRAPHIE :

Cahier d'algorithmique et de programmation Cycle 3 ( avec Scratch)

https://www.youtube.com/watch?v=7RTT4yPuYC8