Les notions de signal et d’information Samuel Viollin, IGEN STI ESEN, 24 novembre 2017

Introduction Impact de la révolution numérique dans notre quotidien D’où objets du quotidien tous connectés dans un avenir proche Remontée d’un flot de données numériques sans savoir vraiment qui les stocke, ni qui les utilise Néc d’en comprendre les fondements et les points de vigilance, voir les dérives Construire une identité citoyenne, formation de citoyens éclairés face à cette question du numérique qui interroge les démocraties

Liens avec le socle et les programmes Décomposition de problèmes en série de données simples explioitatbles dans toutes les disciplines Construire une pensée algorithmique Construire une appétence pour ce domaine , car compétition très forte entre les nations Matière, mvt, énerrgie, information en lien avec des situations de la vie courante Parler aux él d’un monde qui est le leur

Les programmes Approche ludique en lien avec les jeux sérieux Dans les compétences travaillées du C3, formalisation de sa recherche, repérage et comprh° de l’info, conservation d’une trace écrite par une formalisation de son activité, rendre compte / algorithme simple C3 : signaux binaires C4 : signal analogique pouvant prendre une multiplicité de valeurs

Notion de signal pour les PE Qu’est-ce qu’un signal ? Une grandeur physique dotée d’une unité, en conséquence on peut le mesurer … ouverture d’un champs expérimental Environnement quotidien : Feu rouge dont on peut qualifier l’intensité par expl Signal sonore Observation de ces signaux pour ce qu’ils sont Différence entre signal analogique et signal logique ou binaire (seules 2 indications peuvent être associées à ce type de signal) Interrogation de la représentation des nombres entre la base décimale et la base binaire (seules 2 valeurs 0 ou 1 pour le bit) 2 puissance 3 = bit des octets 2 puissance 2 = bot des quartets 2puissance 1= bit des pairs 2puissance 0 = bit des unités

Pour les PE Monde de traitement du signal qui numérise l’info : prendre la valeur de ce signal et en donner une image en base binaire grâce à un composant de conversion Obtention en sortie de ce convertisseur d’un code en binaire en 0 et 1 Derrière tous nos objets créant de la musique, transft° de l’amplitude d’un signal en données numérique Ce signal est traité en numérique, mais n’a pas de sens tel quel D’où néc de traiter l’info Idée de construire la représentation de la chaine d’information (cf. expl de la roue)

Pour les PE Information Donnée numérique Signal électrique Acquérir le signal – Traiter le signal – Traiter la donnée faite par un algorithme (relation entre la grandeur phys et celle qu’elle repr pour son informateur, d’où néc d’avoir d’autres éléments lis au phén lui-même permettant de traiter la donnée) – Traiter l’info Information Donnée numérique Signal électrique

Pour le PE Acq le signal Traiter le signal Traiter la donnée Traiter l’info

Activités possibles au C3 pour les él - Reconnaître la nature du signal (lumineux, électrique, sonore …) - Acquérir et traiter le signal en grandeur binaire (0 ou 1) : la valeur 0 est associée au signal éteint; la valeur 1 quand le signal est allumé (l’élève elle-même étant machine de traitement de signal, activité débranchée) Acqt° de la notion de la nature d’un signal

Pour les élèves Proposition de jeu sérieux : transmission d’un code secret - bien définir le rôle de chacun : à chaque élève correspond une étape de la transmission du signal (émettre le signal – traiter le signal – traiter les données) - définir les activités en annonçant le début et la fin en lien avec la grille de codage Le traitement de la donnée par le traitement algorithmique fournit la couleur de la carte !

Notion d’algorithme pour les élèves Travailler avec les élèves à la formulation de ce qu’ils font afin d’arriver au fait que l’algorithme décrit une suite d’actions néc pour rsussir l’exercice, d’où introduction de la notion de test et de boucle Aider les élèves à construire une pensée structurée à l’aide des jeux de rôle l’objectif du PE étant de produire une trace écrite expliquant la notion d’algorithme par la langue française (apport de ces travaux à la maîtrise du langage) Algorithme / Algorigramme Algorigramme = description graphique de l’algorithme

Notion de programme et de machine Placement de l’élève dans le rôle d’une machine exécutant un programme Activités débranchées

Pour aller plus loin pour les PE … Quantité d’implicite en lien avec le démarrage de l’activité et l’utilisation du signal sonore Algorithme ne laissant aucune place à une ambiguité, tout est coder ! Cependant existence d’erreurs car codage de tâche complexe Renseignement sur le format des données en lien avec des situations de °+ en + complexes Exemple d’un circuit avec deux lampes de couleur différentes ( 4 pancartes, deux de 1 et deux de 0) 2 lampes allumées : 11 Lampe rouge allumée : 10 Lampe verte allumée : 01 Deux lampes éteintes : 00

Pour aller plus loin pour les PE … S’extraire de l’usage de la parole au fur et à mesure afin de coder l’ensemble des signaux et d’inclure les messages d’attente Signal de début : les 2 lampes allumées Signal d’attente : les deux lampes éteintes (00) Installation des élèves sur les postes = démarrage de la machine Vérification du message par comparaison, voir en fin de collège mise en place d’un protocole de vérification en faisant la somme sur le message de départ et sur celui d’arrivée

Activités branchées Ozobot : construire de mouvements élémentaires qui s’emboitent et qui constituent une syntaxe d’un point de vue informatique http://ozoblockly.com/ Menu mouvement : http://ozoblockly.com/editor Scratch Nécessité de mettre du sens que ce que nous faisons faire aux objets, mais possibilité d’exercer les élèves à la réalisation de tâches pour coder ce que le robot doit faire en français, puis construction du programme Exercice de l’esprit critique des élèves par l’observation de ce qui fonctionne ou pas lors de la mise en route d’un robot à la suite de l’élaboration d’un programme

M@gistère 6 heures d’activité Parcours hybride Obj : démystifier et donner de l’appétence