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Iniier les élèves à la pensée informaique et à la programmaion avec Scratch Ver

Iniier les élèves à la pensée informaique et à la programmaion avec Scratch Version 2 du 25 mars 20171 Pierre Tchounikine Université Grenoble-Alpes - Pierre.Tchounikine@imag.fr Introducion L’enseignement de l’informaique, de façon générale et, notamment, à l’école élémentaire, est actuellement un objet de rélexion. Il y a sur le sujet des discours très divers, plus ou moins fondés, et également plus ou moins liés aux enjeux sous-jacents (disciplinaires, médiaiques, poliiques). Il y a beaucoup d’appels en faveur de cet enseignement, avec des arguments diférents, étayés ou pas ; en substance : « cela permet de développer des compétences importantes », « cela développe la créaivité des élèves », « c’est moderne », « c’est un domaine scieniique important », « c’est un secteur qui embauche », « mon peit frère adore », ou encore « c’est mon domaine d’acivité, donc il est important, donc il faut l’enseigner ». Il faut donc prendre de la distance par rapport à un efet de mode et des discours parfois trop généraux et/ou trop prosélytes (ou caricaturalement négaifs), dont certains visent à faire agir le poliique sur des quesions de long terme plus qu’à aider les enseignants ici et maintenant. Cependant, prendre de la distance ne veut pas dire jeter le bébé avec l’eau du bain, i.e., refuser de considérer l’enseignement de l’informaique car certains discours sont trop généraux et/ou infondés (pour certains, complètement idiots), ou encore porteurs de confusions (par exemple qu’enseigner l’informaique a pour but de faire des élèves de futurs programmeurs : enseigner la lecture et l’écriture ce n’est pas former des écrivains, même si certains élèves deviendront peut-être écrivains). Il y a enin des ressources pédagogique mais qui, si l’on n’a pas les idées claires sur ce que l’on veut enseigner, pourquoi et comment, peuvent être diiciles à bien exploiter. L’objecif de ce document est d’essayer d’aider les enseignants (et les formateurs d’enseignants) à y voir plus clair. Pour cela, il propose des informaions et des rélexions pour connaître et comprendre le domaine, les discours, les programmes et les principales ressources existantes mais, surtout, pour développer une rélexion personnelle. Comme son itre l’indique, ce document se focalise sur l’enseignement de « la pensée informaique », i.e., les compétences suivantes : savoir décomposer un problème en sous-problèmes plus simples ; savoir réléchir aux tâches à accomplir pour résoudre un problème en termes d’étapes et d’acions (ce que l’on appelle un algorithme) ; savoir décrire les problèmes et les soluions à diférents niveaux d’abstracion, ce qui permet d’ideniier des similitudes entre problèmes et, par suite, de pouvoir réuiliser des éléments de soluions ; ainsi que, dans l’approche que j’adopte, savoir écrire et tester ces algorithmes avec le langage de programmaion Scratch. Pourquoi Scratch ? Parce que c’est le langage qui s’impose de fait pour le niveau scolaire / la classe d’âge considérée, et qu’il y a de bonnes raisons à cela. L’esseniel du discours est cependant indépendant de ce langage pariculier2. 1 Évoluions par rapport à la version de janvier 2016 (liées pour l’esseniel aux retours d’expériences suite aux enseignements aux professeurs des écoles stagiaires des années 2015-2016 et 2016-2017, aux exposés devant diférents publics et aux commentaires de lecteurs) : refonte du plan général ; ainement des diférents types d’objecifs pédagogiques que l’on peut considérer ; réorganisaion, ainement et compléments des exemples proposés ; secion spéciique sur la diférence entre « approche algorithmique » et « approche centrée créaivité » ; diférents compléments et détails. 1 Enseigner la pensée informaique avec Scratch amène à metre au cœur de la rélexion l’algorithmique et la programmaion, dans une approche tradiionnelle ou orientée « informaique créaive ». C’est sensiblement diférent que d’enseigner l’« informaique », i.e., la discipline informaique, qui amène à considérer d’autres noions (e.g., de machine, d’automate ou de langage). Je fais ce choix car, à mon sens, c’est bien la « pensée informaique » (on pourrait dire également « pensée algorithmique ») qui doit être le cœur de l’enseignement à l’école élémentaire, ce qui n’empêche pas bien sûr d’aborder, au passage, d’autres aspects. Le texte est principalement écrit pour des professeurs des écoles (insituteurs et insitutrices) 3. Il s’adresse donc à des lecteurs qui, pour la plupart, n’ont pas suivi de formaion à l’informaique4 au cours de leurs études. Le but n’est pas de les former à l’informaique (ce n’est pas un cours d’informaique), mais de donner des éléments permetant de comprendre ce que peut être un enseignement de la pensée informaique et comment l’aborder. C’est un point d’entrée donc. Pour se lancer dans un enseignement efecif il faut ensuite développer une certaine maîtrise de ce que l’on veut enseigner (comme on le verra, c’est abordable quelle que soit sa discipline d’origine, et ce document est suisant pour cela), puis exploiter les ressources actuellement à disposiion (le document présente des exemples réuilisables, pas d’acivités/séquences prêtes à emploi ; cependant, des pointeurs vers ce type de ressources sont indiqués). Par souci de simpliicaion pédagogique, je prends par moment un peu de liberté avec les canons de la discipline (quelques approximaions qui n’induiront pas de mauvaises concepions je l’espère). Étant donné le public cible, le niveau considéré est le Cycle 3 (école / CM1 et CM2). Il est cependant possible de faire des choses au Cycle 2 et, par ailleurs, certains éléments sont également poteniellement perinents pour les niveaux collège/lycée (Scratch reste perinent pour le collège, voire le lycée pour certains aspects ; à ces niveaux, il est possible d’uiliser d’autres langages de programmaion, mais les rélexions pédagogiques sont similaires). Le texte aborde successivement l’enseignement de l’informaique de façon générale, puis l’enseignement de la pensée informaique, puis les ressources uilisables. Il est structuré autour de la liste de quesions suivantes : 1. Pourquoi enseigner l’informaique à l’école primaire ? (arguments proposés ici et là, programmes actuels, confusions et mauvaises interprétaions à éviter, posiion personnelle). 2. Que faut-il faire pour enseigner l’informaique à l’école ? (il n’y a pas besoin d’être ou de devenir « informaicien », c’est accessible à tous les professeurs des écoles, mais il faut avoir les idées claires sur ses objecifs pédagogiques). 3. Quels objecifs pédagogiques peut-on considérer ? (il est important de dissocier des objecifs qui peuvent être de natures très diférentes). 4. Qu’est-ce que c’est que la « pensée informaique » et pourquoi l’enseigner ? (déiniions, intérêt, connaissances requises, etc.). 5. Que veut dire « uiliser Scratch pour enseigner la pensée informaique » ? (principes généraux, puis une série d’exemples thémaiques : un exercice faisant écrire aux élèves un algorithme ; un exercice de « pensée informaique », illustrant par ailleurs la diférence entre « uiliser un programme » et « construire un algorithme/programme » ; un exercice couplant maths et pensée informaique, illustrant par ailleurs comment aligner le moyen « Scratch » avec l’analyse pédagogique/didacique ; un exercice couplant producion d’écrit et pensée informaique ; et enin un exercice autour de la résoluion de problèmes). 2 Il existe beaucoup d’autres langages de programmaion ou environnements informaiques pour élèves/enfants, ainsi que des disposiifs de construcion/pilotage de robots, des ateliers de composants électroniques, etc. Dans ce document je me limite à indiquer comment uiliser Scratch car c’est la référence, c’est simple et c’est gratuit (ce qui ne veut pas dire que c’est le mieux pour tout bien sûr). Les passionnés sauront trouver et exploiter d’autres ressources. 3 Ce document sert de support à un enseignement à l’Espé (École supérieure du professorat et de l'éducaion) de Grenoble. 4 Je parle ici de l’informaique comme discipline, à ne pas confondre avec les formaions visant à apprendre à se servir d’un ordinateur et des logiciels standards type bureauique, moteurs de recherche, etc. 2 6. Comment aborder l’enseignement de la pensée informaique ? (il y a deux approches non-disjointes mais signiicaivement diférentes, l’approche « orientée algorithmique » et l’approche « orientée créaivité »). 7. Que faut-il comprendre à Scratch en tant qu’enseignant, et comment s’y prendre ? 8. Comment déinir et gérer des situaions pédagogiques ? 9. Quelles diicultés peut-on atendre/aniciper ? Le texte a une logique linaire. Les secions qui abordent le cœur du sujet sont les secions 4 et 5. Il est possible de se faire une idée intuiive de ce que signiie « iniier les élèves à la pensée informaique et à la programmaion avec Scratch » en lisant directement la Secion 5. Si l’on ne connaît pas du tout la noion d’algorithme ou Scratch, il est possible de jeter un œil sur la Secion 4.2 avant de lire le reste du document. Bien que les principes abordés ne soient pas liés à un langage de programmaion pariculier, les exemples proposés sont tous en Scratch. A propos de l’auteur, ain de mieux comprendre le discours développé : je suis Professeur d’informaique à l’Université. J’enseigne donc l’informaique (algorithmique, langages divers, génie logiciel, concepion orientée objet, etc.) à des étudiants en sciences et/ou en informaique. J’enseigne également à l’Espé de Grenoble (ce cours, et une iniiaion à la recherche en éducaion). Je mène par ailleurs des travaux de recherche sur des quesions relaives uploads/Philosophie/ 0690-initier-les-eleves-a-la-programmation-avec-scratch.pdf