- Du collège au lycée - De Scratch à Python Algorithmique et programmation - Du collège au lycée - De Scratch à Python

1 - Du Collège au Lycée « Algorithmique et Programmation » => Programme et document ressource Objectifs généraux : Acquérir des méthodes de programmation Développer des compétences Mettre en place certaines modalités d’apprentissage Source IGEN La maîtrise des langages informatiques n’est pas la finalité de l’enseignement, mais leur pratique est le moyen d’acquérir d’autres démarches d’investigation, d’autres modes de résolution de problèmes, de simulation ou de modélisation. Extrait doc. ressource J5 - Algorithmique & programmation

1 - Du Collège au Lycée Au collège : un thème à part entière dans le programme de mathématiques … Programme du cycle 3 : thème « Espace et géométrie » Attendu : (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 Travailler […] avec de nouvelles ressources comme les systèmes d’information géographique, des logiciels d’initiation à la programmation... Attendu : reconnaître, nommer, décrire, reproduire, représenter, construire des figures et solides usuels Réaliser une figure simple ou une figure composée de figures simples à l’aide d’un logiciel Programme du cycle 4 : thème « Algorithmique et programmation » Attendu : écrire, mettre au point et exécuter un programme simple Décomposer un problème en sous-problèmes afin de structurer un programme ; reconnaître des schémas Écrire, mettre au point (tester, corriger) et exécuter un programme en réponse à un problème donné Écrire un programme dans lequel des actions sont déclenchées par des événements extérieurs. Programmer des scripts se déroulant en parallèle Un thème à part entière au cycle 4, e géométrie au cycle 3

1 - Du Collège au Lycée Le programme du cycle 4

….et de technologie 1 - Du Collège au Lycée Une vision différente et complémentaire en mathématiques et en technologie : ►Mathématiques → déplacement dans un repère, ►Technologie →commander un objet, utilisation d’un capteur Vision maths et vision techno Maths, déplacement dans un repère, techno commander un objet

Au collège : (Programmes de mathématiques) 1 - Du Collège au Lycée Au collège : (Programmes de mathématiques) Repères de progressivité : En 5ème, les élèves s'initient à la programmation événementielle. Progressivement, ils développent de nouvelles compétences, en programmant des actions en parallèle, en utilisant la notion de variable informatique, en découvrant les boucles et les instructions conditionnelles qui complètent les structures de contrôle liées aux évènements.

Au collège (Document ressources mathématiques) 1 - Du Collège au Lycée Au collège (Document ressources mathématiques) Cet enseignement a pour objectif de développer chez les élèves les compétences suivantes : décomposition : analyser un problème compliqué, le découper en sous- problèmes, en sous-tâches ; reconnaissance de schémas : reconnaître des schémas, des configurations, des invariants, des répétitions, mettre en évidence des interactions ; généralisation et abstraction : repérer les enchaînements logiques et les traduire en instructions conditionnelles, traduire les schémas récurrents en boucles, concevoir des méthodes liées à des objets qui traduisent le comportement attendu ; conception d’algorithmes : écrire des solutions modulaires à un problème donné, réutiliser des algorithmes déjà programmés, programmer des instructions déclenchées par des événements, concevoir des algorithmes se déroulant en parallèle. L’apprentissage de l’algorithmique et de la programmation bénéficie d’une boucle essai-erreur qui est très courte : en cliquant sur un bloc ou un script on peut observer immédiatement l’effet sur les lutins, les tracés du stylo… D’autre part, aucun jugement de valeur n’est porté sur l’élève ou ses performances, la machine se contente d’effectuer les commandes et c’est l’élève lui-même qui constate s’il s’est trompé ou pas, et qui est invité à essayer une autre solution en cas d’échec. De plus, l’obtention d’une solution ne signifie pas la fin du processus de création, qui peut se poursuivre, pour en améliorer la qualité ou la performance. Pour le professeur, cela signifie qu’il accepte pour ses élèves la nécessité de phases de tâtonnement et d’essais-erreurs, durant lesquelles il intervient le moins possible. En particulier, il est recommandé de résister à l’envie de taper sur le clavier ou de manipuler la souris à la place de l’élève, et de se contenter de répondre oralement aux questions de l’élève, de lui rappeler éventuellement tel ou tel script déjà écrit qui pourrait l’inspirer ou encore de lui suggérer de nouvelles pistes pour résoudre la difficulté qu’il rencontre, mais sans intervenir directement sur la machine de l’élève.

Décomposition d’un PROBLEME en SOUS PROBLEMES 1 - Du Collège au Lycée Décomposition d’un PROBLEME en SOUS PROBLEMES J5 - Algorithmique & programmation

Au collège (Document ressources mathématiques) 1 - Du Collège au Lycée Au collège (Document ressources mathématiques) Des méthodes qui construisent la pensée algorithmique la programmation événementielle : concevoir des séquences d’instructions déclenchées par un événement (appui d’une touche, clic de souris, son reçu par le micro, mais aussi interaction entre les « lutins » ou l’arrière-plan), prévoir de l’interactivité avec l’utilisateur s’initier à la programmation parallèle : déclenchement par le même événement de deux ou plusieurs séquences d’instructions appréhender la temporalité du déroulement d’un programme, avec un rôle particulier de la variable informatique, la possibilité d’échanger des informations entre objets pour scénariser un processus

Au lycée (Aménagement du programme de mathématiques de seconde) 1 - Du Collège au Lycée Au lycée (Aménagement du programme de mathématiques de seconde) Une partie dédiée à l’algorithmique et la programmation dont la rédaction a été remaniée : « Au cycle 4, en mathématiques et en technologie, les élèves ont appris à écrire, mettre au point et exécuter un programme simple. Ce qui est proposé dans ce programme est une consolidation des acquis du cycle 4 autour de deux idées essentielles : la notion de fonction d’une part, et la programmation comme production d’un texte dans un langage informatique d’autre part ».

Au lycée (Aménagement du programme de mathématiques de seconde) 1 - Du Collège au Lycée Au lycée (Aménagement du programme de mathématiques de seconde) CONTENUS CAPACITÉS ATTENDUES COMMENTAIRES Variables et instructions élémentaires      Boucle et itérateur, instruction conditionnelle Notion de fonction • choisir ou déterminer le type d’une variable (entier, flottant ou chaîne de caractères) ; • concevoir et écrire des affectations à des variables ; • écrire une formule permettant un calcul combinant des variables. • programmer une instruction conditionnelle ; • programmer une boucle bornée ; • programmer une boucle non bornée. • programmer des fonctions simples, ayant un petit nombre d’arguments. On commence par consolider les notions de variables, de boucles et d’instructions conditionnelles introduites au cycle 4 en complétant la programmation par blocs par l’utilisation d’un langage de programmation textuel. On formalise les notions de boucle bornée (for) et de boucle non bornée (while) et on introduit la notion nouvelle de fonction dans un langage de programmation. Il est intéressant de confronter les fonctions dans un langage de programmation avec les fonctions d’un tableur. Langage de programmation : scrtch ou Pyhon, textuel, Python

Au lycée (Document ressources mathématiques) 1 - Du Collège au Lycée Au lycée (Document ressources mathématiques) A la différence du programme de mathématiques du cycle 4 du collège, il s’agit d’adosser explicitement les activités de la partie algorithmique et programmation aux mathématiques au travers des trois autres parties (fonctions, géométrie, statistiques et probabilités)

Au lycée (Document ressources mathématiques) 1 - Du Collège au Lycée Au lycée (Document ressources mathématiques) Cet enseignement a un double objectif : faire travailler des notions mathématiques du programme dans un contexte différent, poursuivre chez les élèves le développement des compétences suivantes, déjà travaillées au cycle 4 : décomposer un problème ; reconnaître des schémas ; généraliser et abstraire ; concevoir des algorithmes et les traduire dans un langage de programmation.

Au lycée (document ressources mathématiques) 1 - Du Collège au Lycée Au lycée (document ressources mathématiques) Les modalités de l’apprentissage correspondant peuvent être variées : travail individuel ou en groupe, en salle informatique ou en salle banale, au tableau ou sur papier, sur tablette ou sur ordinateur. Il s’agit de consolider les acquis du cycle 4 autour de deux idées essentielles : la notion universelle de fonction d’une part et la programmation comme production d’un texte dans un langage informatique d'autre part. Le professeur gardera à l’esprit que l’enseignement de la partie algorithmique et programmation n’a pas pour objectif de former des experts dans tel ou tel langage de programmation ou dans la connaissance détaillée de telle ou telle bibliothèque de programme Les notions mathématique et informatique de fonction relèvent du même concept universel. En informatique, une fonction prend un ou plusieurs arguments et renvoie une valeur issue d’un calcul. Le choix d’un langage textuel, comme Python, au lieu d’un langage par blocs, comme Scratch, permet aux élèves de se confronter à la précision et la rigidité d’une syntaxe proche de celle des expressions mathématiques, avec l’avantage de pouvoir bénéficier du contrôle apporté par l’analyseur syntaxique.

Année scolaire 2018 2 – de Scratch à Python (Une année transitoire en Nouvelle-Calédonie) Les élèves de seconde n’ont pas suivi le nouveau programme en troisième et beaucoup n’ont jamais utilisé le logiciel Scratch Il est nécessaire de prévoir progressivement la transition « Scratch-Python » car les élèves apporteront une pratique de l’algorithmique et de ce logiciel de plus en plus importante pendant au moins les trois prochaines années 3 années du cycle puis initiation cycle 2

A partir de l’année prochaine (2019) 2 – de Scratch à Python A partir de l’année prochaine (2019) les élèves auront donc : pratiqué l’algorithmique et la programmation utilisé des instructions conditionnelles et des boucles pratiqué fréquemment la démarche essai/erreur utilisé peu ou pas de formalisme algorithmique

Au DNB 2 – de Scratch à Python Texte DNB 2017 : « Le sujet de cette première épreuve comporte obligatoirement au moins un exercice d'algorithmique ou de programmation sur l'ensemble des exercices. » De fait les sujets de DNB 2017 ont inclus un exercice dont le support est Scratch Il faut donc tenir compte de cette dimension dans la formation des élèves de seconde,

Au DNB Utilisation d’un Bloc

Les questions flash

Les outils : au collège, Scratch au lycée, Python (EduPython) Le logiciel Scratch offre un environnement d’édition et d’exécution des programmes. Il s’agit d’un logiciel gratuit et disponible sur toutes les plates-formes usuelles, choisi pour sa simplicité, sa fiabilité et sa robustesse dans la mise en œuvre. Il permet de travailler tous les concepts figurant au programme, en particulier la programmation événementielle et la gestion de scripts s’exécutant en parallèle. L’annexe de ce document explique comment l’installer. D.R. Collège Le choix d’un langage textuel, comme Python, au lieu d’un langage par blocs, comme Scratch, permet aux élèves de se confronter à la précision et la rigidité d’une syntaxe proche de celle des expressions mathématiques, avec l’avantage de pouvoir bénéficier du contrôle apporté par l’analyseur syntaxique. D.R. Lycée

Les outils : au lycée, EduPython En seconde : La démarche algorithmique va être plus prégnante et s’accompagnera de l’apprentissage d’un nouveau langage : Python Les élèves devront être accompagnés pour passer de la mise au point des algorithmes par essais/erreurs à leur conceptualisation (un raisonnement, une démarche algorithmique, un écrit en langage informatique)

Les outils : au lycée, Calculatrices Lien vers la présentation

De scratch à Python

De scratch à Python 𝑆←0 𝑈←900 Pour 𝑁 allant de 1 à 12 𝑆←⋯ 𝑈←0,75 𝑈+12 Pseudo code Scratch 𝑆←0 𝑈←900 Pour 𝑁 allant de 1 à 12 𝑆←⋯ 𝑈←0,75 𝑈+12 Fin Pour # Renvoie la moyenne de la série L def moyenne(L) : somme = 0 for x in L : somme = somme + x return (somme//len(L))

De scratch à Python : from lycee import * import turtle def figure(): turtle.hideturtle() turtle.clear() turtle.up() turtle.setheading(0) turtle.goto(0,100) longueur = 40 for i in range(12): triangle(longueur) turtle.right(8) longueur = longueur + 20 def triangle(cote): turtle.down() for i in range(3): turtle.forward(cote) turtle.left(120)

De scratch à Python :

SofusPy, une passerelle entre PluriAlgo : langage Blocs et Python SofusPy reprend plusieurs caractéristiques fondamentales de Sofus Sa nouveauté est l’ajout d’un traducteur vers Python, ainsi que d’un interpréteur Python (Skulpt), ce qui permet de faciliter l’apprentissage de Python pour des élèves formés à la programmation par blocs au collège. import math def f(t):     return math.sqrt(1 - t ** 2) dx = 0.0025 x = 0 I = 0 while not x >= 1:     I = I + f(x) * dx     x = x + dx print(I * 4)

SofusPy, une passerelle entre langage Blocs et Python Pour écrire en Python un programme résolvant une équation du second degré, on peut commencer par écrire un squelette de programme par blocs En cliquant sur le bouton Editeur (dans l’onglet « Blockly / Editeur 2 »), la traduction Python apparaît alors dans l’éditeur interne de SofusPy :

La spirale

Les Ateliers Atelier 1 : Prise en main de Scratch (ce que les élèves de collège savent faire avec Scratch)  Atelier 2 : de Scratch à Python  Atelier 3 : Activités Python 

De scratch à Python Au travers des ateliers, mener une réflexion sur : La progressivité des apprentissages La trace écrite Les ressources L’évaluation

Bibliographie sur Python Python – Les bases de l’algorithmique et de la programmation - Vincent Maille – Ed. Ellipses Tous les algorithmes du collège au lycée - Algobox / Python – Thomas Petit – Ed. Ellipses Algorithmique & programmation par la pratique – José Ouin - Ed. Ellipses Python – Du grand débutant à la programmation objet - Cours et exercices corrigées – Nicolas Bourgeois – Ed. Ellipses Toute l’informatique en CPGE scientifiques – Ed Ellipses

Nous vous remercions pour votre attention et vous souhaitons de bonnes pratiques en algorithmique sous PYTHON