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Initiation à la pensée algorithmique au cycle 3 Exemple d’une séquence débranch

Initiation à la pensée algorithmique au cycle 3 Exemple d’une séquence débranchée : Jeu des Gobelets Cette séquence est une reproduction presqu'intégrale : • du document «Enseignement de la programmation au cycle 2 et 3 : exemple d’une séquence débranchée pouvant être mise en place du CP au CM2 » de Peggy Delarbre, Académie de Lyon Le document est aussi inspiré : • d’un travail didactique américain, nommé « My robotic friend », publié par la société ThinkerSmith Traveling Circuits sous licence CC ByNc-Sa, Eugene, Oregon, USA • du travail de l’IREM de Clermont-Ferrand sur l’informatique sans ordinateur • de la séquence Inirobot scolaire des conseillers pédagogiques DSDEN de la Gironde Novembre 2016 Table des matières 1.Présentation du projet..........................................................................................................................3 1.1.Ce projet peut favoriser :...............................................................................................................3 1.2.L’utilisation des activités débranchées a pour but de :................................................................3 1.3.Quelques précautions à prendre, les activités doivent :...............................................................3 2.Références aux programmes et au socle commun pour le cycle 3.....................................................4 2.1.Socle commun de connaissances, compétences et de culture...................................................4 2.2.Espace et géométrie.....................................................................................................................4 2.3.Matériaux et objets techniques.....................................................................................................4 3.Séquence : Jeu des Gobelets..............................................................................................................5 4.Proposition de progression..................................................................................................................6 5.Séance 1 : Découverte du mot algorithme (45 min)............................................................................7 6.Séance 2 : Entraînement du robot (45 min).......................................................................................11 7.Séance 3 : Écriture d’un algorithme (45 min)....................................................................................16 8.Séance 4 : Le débogage (50 min)......................................................................................................19 9.Séance 5 : Le lecteur et le robot (1) (45 min)....................................................................................22 10.Séance 6 : Le lecteur et le robot (2) (45 min)..................................................................................26 11.Séance 7 : Le lecteur et le robot (3) (45 min)..................................................................................29 12.Séance 8 : Les boucles (45 min).....................................................................................................32 13.Séance 9 : Structure conditionnelle : si …. alors…. sinon (45 min)................................................35 14.Séance 10 : Évaluation (45 min)......................................................................................................38 1. Présentation du projet L’objectif de ce projet est d’initier les élèves du cycle 3 à la pensée algorithmique et ce à partir de la classe de CM1. La séquence présentée ci-après, permet l’acquisition de plusieurs compétences du socle commun telles que la maîtrise de la langue française, les mathématiques et la culture scientifique, les compétences sociales et civiques, l'autonomie et l'initiative. Les compétences en maîtrise des techniques usuelles de l'information et de la communication n’apparaissent pas. Ce n’est pas un oubli. Cette séquence sera essentiellement une initiation à la programmation à partir d’activités dites débranchées. C’est-à-dire, ne nécessitant pas d’ordinateurs. Plusieurs raisons à ce choix, d’une part beaucoup d’enseignants estiment être sous-équipés et d’autre part, il semble important que les élèves acquièrent une démarche algorithmique sans être « ébloui » par l’aspect visuel de l’ordinateur. Ils vont donc développer dans un premier temps (à partir de cette séquence d’apprentissage entre autres) certaines compétences qui leurs seront indispensables pour passer au deuxième temps (la programmation à partir de logiciels informatiques et/ou de robots). 1.1. Ce projet peut favoriser : - la coopération entre pairs - la dynamique d’école et le climat scolaire - la transformation du statut de l’erreur - la liaison école/collège 1.2. L’utilisation des activités débranchées a pour but de : - découvrir les concepts informatiques - découvrir la notion d’algorithmes - apprendre à coder à partir d’algorithmes 1.3. Quelques précautions à prendre, les activités doivent : - avoir du sens - être ludiques - engager le corps - développer la coopération et le travail d’équipe - être accessibles aux élèves 2. Références aux programmes et au socle commun pour le cycle 3 2.1. Socle commun de connaissances, compétences et de culture Domaines Compétences travaillées 1. Les langages pour penser et communiquer Pratiquer les langages scientifiques pour permettre de résoudre des problèmes 2. Les méthodes et outils pour apprendre Organiser son travail et sa pensée 3. La formation de la personne et du citoyen Développer la confiance en soi et le respect des autres 4. Les systèmes naturels et les systèmes techniques Pratiquer des démarches scientifiques 5. Les représentations du monde et l’activité humaine Mettre en place les notions d’espace, s’orienter, se déplacer 2.2. Espace et géométrie Attendus de fin de cycle (Se) repérer et (se) déplacer en utilisant des repères et des représentations. Compétences associées - Accomplir, décrire, coder des déplacements dans des espaces familiers. - Programmer les déplacements d’un robot ou ceux d’un personnage sur un écran. 2.3. Matériaux et objets techniques Attendus de fin de cycle Repérer et comprendre la communication et la gestion de l’information. Compétences associées Le stockage des données, notions d’algorithmes, les objets programmables. 3. Séquence : Jeu des Gobelets Séance Objectifs Durée Matériel Séance 1 Découverte du mot algorithme Construire et comprendre la définition du mot « algorithme ». 45 min - annexe 1 - annexe 2 - annexe 3 - 5 gobelets pour 2 élèves Séance 2 Entraînement du robot Réussir à exécuter sans erreurs un algorithme. 45 min - un processeur ou annexe 4 - annexe 5 - annexe 6 - 5 gobelets pour 2 élèves - annexe (empreintes des gobelets) Séance 3 Écriture d’un algorithme Écrire un algorithme correspondant à une configuration. 45 min - annexe 7 - annexe 8 Séance 4 Le débogage Trouver le « bug » ou bogue dans un programme et le déboguer. 50 min - annexe 8 - annexe 9 - 10 gobelets pour 2 élèves - annexe 10 - annexe 11 - visualiseur Séance 5 Le lecteur et le robot (1) Lire et exécuter un algorithme dicté oralement. 45 min - annexe 12 - annexe 13 Séance 6 Le lecteur et le robot (2) Lire un algorithme sans voir l’exécutant. Exécuter un algorithme dicté oralement. 45 min - annexe 14 - annexe 15 Séance 7 Le lecteur et le robot (3) Lire un algorithme sans voir l’exécutant. Exécuter un algorithme dicté oralement. 45 min - annexe 16 - annexe 17 Séance 8 Les boucles Améliorer un algorithme en utilisant les boucles d'itération. 45 min - annexe 18 - annexe 19 Séance 9 Instruction conditionnelle : si... alors… sinon … Écrire un programme à l’aide d'une structure conditionnelle 45 min - annexe 20 - annexe 21 - gobelets de 2 couleurs différentes Séance 10 Évaluation Évaluer et se rendre compte de ses acquis. 45 min - annexe 22 Découverte Exécution Ecriture débogage Exécution Evaluation 1 2 10 7 6 5 4 3 Bouclage Conditions 9 8 4. Proposition de progression Il serait souhaitable de suivre l’intégralité des séances. Il sera également envisageable de doubler certaines séances si l'enseignant constate que ses élèves en ont besoin. La séquence proposée est un préambule à la programmation. Elle a pour objectif premier de développer la pensée algorithmique de l’élève afin qu’il acquière des automatismes et qu’il comprenne plus facilement les concepts informatiques. La séquence suivante peut s’orienter : • soit sur l’utilisation d’un robot (ozobot, thymio, bee-bot, blue-bot,...) et l’utilisation d’un logiciel de programmation (type ScratchJr sur tablette) • soit uniquement à partir d’un logiciel de programmation (type ScratchJr sur tablette) 5. Séance 1 : Découverte du mot algorithme (45 min) Résumé : Dans cette séance, l'élève découvre avec son corps le concept d'algorithme. Il construit collectivement sa définition et commence à se l'approprier. Domaines d’apprentissage travaillés : domaine 1 : les langages pour penser et communiquer domaine 4 : les systèmes naturels et les systèmes techniques domaine 5 : les représentations du monde et l’activité humaine Objectifs de la séance : Construire et comprendre la définition du mot « algorithme ». Compétences du socle commun travaillées : domaine 1: comprendre, s'exprimer en utilisant la langue française à l'oral et à l'écrit → adopter une attitude critique par rapport au langage produit → relever des mots, expressions d’un vocabulaire spécifique (algorithme, ordinateur, cercle, rayon, diamètre) → verbaliser et expliciter ses actions → comprendre, s'exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques domaine 4 : démarches scientifiques → coder des déplacements domaine 5 : → mettre en place les notions d’espace, s’orienter, se déplacer Matériel Déroulement Modalité Enseignant : tableau Élève : x Enseignant : vidéo projecteur Élève : x Aujourd’hui, nous allons essayer de comprendre comment fonctionnent les ordinateurs. 1 – Recueil des représentations initiales (10 min) A la façon d’un « brainstorming », l'enseignant a un rôle de scripteur et de relanceur. "Comment fonctionnent les ordinateurs ? Est-ce qu'ils peuvent se tromper ? Sur quoi agit-on pour qu'un ordinateur nous obéisse ?" 2 – Vidéo des SEPAS 18 : algorithmes (10 min) Vous allez regarder une courte vidéo, et on en reparlera après. Oral Collectif Oral Collectif Enseignant : tableau + annexe 1 + annexe 2 Élève : 5 gobelets pour deux + une feuille (annexe 3) p o u r é c r i r e l e résultat de ses r e c h e r c h e s + annexe(empreintes des gobelets) Enseignant : tableau Élève : feuille ou cahier de techno Bien maintenant que vous avez regardé cette vidéo. Comment fonctionne un ordinateur ? L’enseignant s’applique à noter la définition que font les élèves d’un algorithme. 3 – Découverte d’un langage de programmation (15 min) L'enseignant affiche au tableau la photo du résultat attendu ainsi que l'algorithme. Voici un algorithme et la photo de ce que donne cet algorithme. Je vous demande de chercher par deux ce que peuvent signifier chacune des flèches. Vous uploads/Management/ sequence-activites-debranchees-gobelets.pdf