Algorithmique, codage, programmation et pensée informatique

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1 Algorithmique, codage, programmation et pensée informatique
Stève DELSALLE - Enseignant Référent Numérique, Circonscriptions de Cavaillon et Sorgues Groupe départemental Sciences - Vaucluse Novembre 2016

2 Les programmes officiels de 2015
Bulletin officiel spécial n° 11 du 26 novembre 2015 Socle Commun : les langages pour penser et communiquer les méthodes et outils pour apprendre la formation de la personne et du citoyen les systèmes naturels et les systèmes techniques les représentations du monde et l'activité humaine.

3 Les programmes officiels de 2015
Intégration de l'apprentissage des algorithmes, du code, de la robotique dans les programmes officiels de l’Éducation Nationale.

4 Cycle 2 - Les langages pour penser et communiquer
Les langages pour penser et communiquer : comprendre, s’exprimer en utilisant les langages mathématiques, scientifiques et informatiques

5 Cycle 2 - Mathématiques Espace et géométrie
Connaissances et compétences associées Exemples de situations, d’activités et de ressources pour l’élève (Se) repérer et (se) déplacer en utilisant des repères Se repérer dans son environnement proche. Situer des objets ou des personnes les uns par rapport aux autres ou par rapport à d’autres repères. Vocabulaire permettant de définir des positions (gauche, droite, au-dessus, en dessous, sur, sous, devant, derrière, près, loin, premier plan, second plan, nord, sud, est, ouest,…). Vocabulaire permettant de définir des déplacements (avancer, reculer, tourner à droite/à gauche, monter, descendre, …). Ce travail est mené en lien avec « Questionner le monde ». Passer, dans les activités, de l'espace proche et connu à un espace inconnu. Mises en situations, avec utilisation orale puis écrite d’un langage approprié. S'orienter et se déplacer en utilisant des repères. Coder et décoder pour prévoir, représenter et réaliser des déplacements dans des espaces familiers, sur un quadrillage, sur un écran. Repères spatiaux. Relations entre l’espace dans lequel on se déplace et ses représentations. Parcours de découverte et d'orientation pour identifier des éléments, les situer les uns par rapport aux autres, anticiper et effectuer un déplacement, le coder. 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. […] anticiper et effectuer un déplacement, le coder. Réaliser des déplacements dans l’espace et les coder pour qu’un autre élève puisse les reproduire. Programmer les déplacements d’un robot ou ceux d’un personnage sur un écran. Vocabulaire permettant de définir des déplacements (avancer, reculer, tourner à droite/à gauche,…). S'orienter et se déplacer en utilisant des repères. Coder et décoder pour prévoir, représenter et réaliser des déplacements dans des espaces familiers, sur un quadrillage, sur un écran. Coder et décoder pour prévoir, représenter et réaliser des déplacements dans des espaces familiers, sur un quadrillage, sur un écran.

6 Cycle 2 - Mathématiques Espace et géométrie
Repères de progressivité 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.

7 Cycle 3 - Les méthodes et outils pour apprendre
La maîtrise des techniques et la connaissance des règles des outils numériques se construisent notamment à travers l’enseignement des sciences et de la technologie où les élèves apprennent à connaître l’organisation

8 Cycle 3 - Sciences et technologie
Matériaux et objets techniques Repérer et comprendre la communication et la gestion de l'information Environnement numérique de travail. Le stockage des données, notions d’algorithmes, les objets programmables. Usage des moyens numériques dans un réseau. Usage de logiciels usuels. Les élèves apprennent à connaitre 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. [les élèves] décrivent un système technique par ses composants et leurs relations. Les élèves découvrent l’algorithme en utilisant des logiciels d’applications visuelles et ludiques. […] notions d'algorithmes, les objets programmables.

9 Cycle Mathématiques En complément de l’usage du papier, du crayon et de la manipulation d’objets concrets, les outils numériques sont progressivement introduits. […] De même, des activités géométriques peuvent être l’occasion d’amener les élèves à utiliser différents supports de travail  : papier et crayon, mais aussi logiciels de géométrie dynamique, d’initiation à la programmation ou logiciels de visualisation de cartes, de plans.

10 Cycle 3 - Mathématiques – Espace et géométrie
Les activités spatiales et géométriques [...]. Par ailleurs, elles constituent des moments privilégiés pour une première initiation à la programmation notamment à travers la programmation de déplacements ou de construction de figures.

11 Cycle 3 - Mathématiques – Espace et géométrie
Connaissances et compétences associées Exemples de situations, d’activités et de ressources pour l’élève (Se) repérer et (se) déplacer dans l’espace en utilisant ou en élaborant des représentations Se repérer, décrire ou exécuter des déplacements, sur un plan ou sur une carte. Accomplir, décrire, coder des déplacements dans des espaces familiers. Programmer les déplacements d’un robot ou ceux d’un personnage sur un écran. Vocabulaire permettant de définir des positions et des déplacements. Divers modes de représentation de l’espace. Situations donnant lieu à des repérages dans l’espace ou à la description, au codage ou au décodage de déplacements. Travailler : - dans des espaces de travail de tailles différentes (la feuille de papier, la cour de récréation, le quartier, la ville, etc.) ; - à partir de plans schématiques (par exemple, chercher l’itinéraire le plus court ou demandant le moins de correspondances sur un plan de métro ou d’autobus) ; - avec de nouvelles ressources comme les systèmes d’information géographique, des logiciels d’initiation à la programmation… Se repérer, décrire ou exécuter des déplacements, sur un plan ou sur une carte. Accomplir, décrire, coder des déplacements dans des espaces familiers Programmer les déplacements d’un robot ou ceux d’un personnage sur un écran. Vocabulaire permettant de définir des positions et des déplacements. Travailler avec de nouvelles ressources comme les systèmes d’information géographique, des logiciels d’initiation à la programmation… Situations donnant lieu à des repérages dans l’espace ou à la description, au codage ou au décodage de déplacements.

12 Cycle 3 - Mathématiques – Espace et géométrie
Reconnaître et utiliser quelques relations géométriques Effectuer des tracés correspondant à des relations de perpendicularité ou de parallélisme de droites et de segments. Déterminer le plus court chemin entre deux points (en lien avec la notion d’alignement). Déterminer le plus court chemin entre un point et une droite ou entre deux droites parallèles (en lien avec la perpendicularité). Alignement, appartenance. Perpendicularité, parallélisme (construction de droites parallèles, lien avec la propriété reliant droites parallèles et perpendiculaires). Egalite de longueurs. Egalite d’angles. Distance entre deux points, entre un point et une droite. Situations conduisant les élèves à utiliser des techniques qui évoluent en fonction des supports et des instruments choisis ; par exemple pour la symétrie axiale, passer du pliage ou de l’utilisation de papier calque à la construction du symétrique d’un point par rapport à une droite à l’équerre ou au compas. Exemples d’instruments : règle graduée, équerre, compas, gabarits d’angles, bandes de papier, papier calque. Exemples de supports variés : géoplans, papier quadrillé, papier pointé, papier uni. Exemples de matériels : papier/crayon, logiciels de géométrie dynamique, d’initiation à la programmation, logiciels de visualisation de cartes, de plans. Compléter une figure par symétrie axiale. Construire la figure symétrique d'une figure donnée par rapport à un axe donné que l’axe de symétrie coupe ou non la figure, construire le symétrique d'une droite, d’un segment, d’un point par rapport à un axe donné. Figure symétrique, axe de symétrie d’une figure, figures symétriques par rapport à un axe. Propriétés de conservation de la symétrie axiale. Médiatrice d’un segment. Exemples de matériels : papier/crayon, logiciels de géométrie dynamique, d’initiation à la programmation, logiciels de visualisation de cartes, de plans.

13 Cycle 3 - Mathématiques – Espace et géométrie
Repères de progressivité 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). [...]

14 Éclairage scientifique

15 Une opération de communication
Émetteur Récepteur Message intelligible Langage Contenu / Intention

16 Une opération de communication
Émetteur Récepteur Message intelligible Français écrit Méthode de la pâte à crêpes

17 Une opération de communication
Émetteur Récepteur Message intelligible Anglais écrit Méthode de la pâte à crêpes

18 Une opération de communication
Émetteur Récepteur Message intelligible Pictogrammes Méthode de la pâte à crêpes

19 Une opération de communication
Émetteur Récepteur Message intelligible Langage de programmation Méthode de la pâte à crêpes

20 Algorithme, codage, programme
Message intelligible Langage de programmation Méthode de la pâte à crêpes Algorithme On appelle algorithme la méthode, la façon systématique de procéder pour faire quelque chose. C'est un concept qui traduit la notion intuitive de procédé systématique, applicable mécaniquement, sans réfléchir, en suivant un mode d'emploi précis PROGRAMME INFORMATIQUE

21 Dans un saladier verser la moitié de la farine
Ajouter un œuf Mélanger non A-t-on ajouté 5 œufs ? Ingrédients (pour 20 crêpes) : - 5 oeufs - 500 g de farine - 1 litre de lait demi-écrémé - 3 cuillères à soupe d'huile - 1/2 verre de bière Préparation de la recette : Dans un saladier verser la moitié de la farine. Ajouter les œufs un à un. Alterner ensuite l'ajout du lait et de la farine restante. Enfin incorporer l'huile et la bière. S'il y a des grumeaux, passer au mixeur. Laisser reposer 1 heure, votre pâte est prête à cuire. Ajouter du lait Mélanger Ajouter de la farine Mélanger oui Incorporer l'huile et la bière Mélanger Y'a-t-il des grumeaux ? Mixer oui Laisser reposer 1 heure non

22 Dans un saladier verser la moitié de la farine
Ajouter un œuf Mélanger A-t-on ajouté 5 œufs ? Incorporer l'huile et la bière Mélanger Y'a-t-il des grumeaux ? Ajouter du lait Mélanger Ajouter de la farine Mélanger oui Mixer non Laisser reposer 1 heure

23 Langage Langage  + ? INSTRUCTIONS Mé Mi Zz Oe Sa La Fa Hu Bi Gr
Dans un saladier verser la moitié de la farine Ajouter un œuf Mélanger A-t-on ajouté 5 œufs ? Incorporer l'huile et la bière Mélanger Y'a-t-il des grumeaux ? Ajouter du lait Mélanger Ajouter de la farine Mélanger oui Mixer non Laisser reposer 1 heure Langage Langage Prendre Ajouter Mélanger Mixer Reposer Saladier Farine + Si Œuf Lait Huile Bière Grumeau Mé Mi Zz Sa Fa ? Oe La Hu Bi Gr  INSTRUCTIONS

24 Langage Langage  + ? Mé Mi Zz Oe Sa La Fa Hu Bi Gr Prendre Ajouter
Dans un saladier verser la moitié de la farine Ajouter un œuf Mélanger A-t-on ajouté 5 œufs ? Incorporer l'huile et la bière Mélanger Y'a-t-il des grumeaux ? Ajouter du lait Mélanger Ajouter de la farine Mélanger oui Mixer non Laisser reposer 1 heure Langage Langage Prendre Ajouter Mélanger Mixer Reposer Saladier Farine + Mé Mi Zz Sa Fa  Si Œuf Lait Huile Bière Grumeau ? Oe La Hu Bi Gr

25 Codage Langage  + +  ? + ? + + + + ? Sa 1/2 Fa Oe 1 Mé : 5 Oe = non
Dans un saladier verser la moitié de la farine Ajouter un œuf Mélanger A-t-on ajouté 5 œufs ? Incorporer l'huile et la bière Mélanger Y'a-t-il des grumeaux ? Ajouter du lait Mélanger Ajouter de la farine Mélanger oui Mixer non Laisser reposer 1 heure Langage  Sa + 1/2 Fa + Oe 1 Mé  ? : + 5 Oe = non ? + Oe Mé + La Mé La Mi + Fa Mé Hu Zz Bi Sa + Hu Mé Bi Gr Fa ? : = oui Gr Mi Zz

26 Langage  + BOUCLE + ? + + + + ? CONDITION Sa 1/2 Fa = succession
Dans un saladier verser la moitié de la farine Ajouter un œuf Mélanger A-t-on ajouté 5 œufs ? Incorporer l'huile et la bière Mélanger Y'a-t-il des grumeaux ? Ajouter du lait Mélanger Ajouter de la farine Mélanger oui Mixer non Laisser reposer 1 heure Langage  Sa + 1/2 Fa BOUCLE = succession D'INSTRUCTIONS plusieurs fois répétées + Oe 1 Mé ? : + 5 Oe = non + La Mé + Fa Mé + Hu Mé Bi ? : = oui Gr Mi CONDITION = test vrai/faux Zz

27 Algorithme, codage, programme
- Instructions - Boucles - Conditions - [Variables] sont les 4 éléments suffisants pour écrire n'importe quel programme informatique !...