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Synthèse des TraAM 2017-2018, Académie de la Réunion

Parcours d'apprentissage en algorithmique et en programmation du collège vers le lycée

des apprentissages Collège-lycée

La continuité

L'algorithmique débranché.

Apprentissage kinesthésique

Apprentissage par le jeu

Approche ludique

Apprentissage par l'expérimentation

Innovation numérique

à l'aide de l'algorithmique et de la programmation

Approche nouvelle des concepts mathématiques

Contexte pluridisciplinaire dans tous les projets

Au lycée

Pégagogie explicite

La mesure n°5 préconise : Dès le plus jeune âge mettre en oeuvre un apprentissage des mathématiques fondé sur :

• la manipulation et l'expérimentation;
• la verbalisation;
• l'abstraction

Ces étapes d’apprentissages trouvent illustrations dans les projets « Micro:bit » et « Morpion » Le rapport recommande aussi, dans la mesure n°6, l’apprentissage explicite. Des pratiques pédagogiques mises en œuvre se rapprochant vers une pédagogie explicite qui apporte du sens aux mathématiques : évolution des algorithmes dans le temps, séance de modelage, activités intermédiaires, … A quoi ressemble une séance en pédagogie explicite ? : Exemple de séance L’apprentissage de l’algorithmique et de la programmation est structurée, elle passe du simple au complexe. En effet les programmes évoluent au fil des séances.

5 activités !

Lien vers le projet

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Les projets « Micro:bit » et « Morpion » illustrent quelques points évoqués dans la mesure n°5 de ce rapport (la manipulation, la verbalisation, l’abstraction). Le rapport Villani-Torossian prévoit des approches basées sur la manipulation et l’expérimentation. Il recommande de recourir aux environnements numériques surtout pour « faciliter le droit à l’expérimentation, phase première des apprentissages. »

« Comment la structure d’un cristal influence-t-elle les caractéristiques de la matière ? » Les élèves sont amenés à :

• modéliser la structure du diamant (géométrie descriptive de l’espace)
• écrire des algorithmes pour le module tortue (affectation de variable, boucle bornée, fonction)
• programmer ces algorithmes en langage Python (via Blockly dans un premier temps puis sous l'IDE Spyder)

Ce projet prend tout son sens dans un contexte pluridisciplinaire. Les élèves ont pu, lors d’un moment de réflexion partagé, faire le lien avec d’autres disciplines. Le rapport Torrossian-Villani préconise de favoriser les allers-retours entre les mathématiques et les autres disciplines, notamment dans le cadre de la modélisation. Pour en savoir plus, cliquez-ici.

A l’instar de Navadra, nous amenons nos élèves à créer un jeu vidéo ludique pour apprendre les mathématiques sur le logiciel de programmation par blocs Scratch. Un personnage jouable au clavier doit aller affronter d’autres personnages (non jouables) auxquels seront associé un type de problème mathématique spécifique. Pour les vaincre le joueur devra répondre aux problèmes que poseront ces derniers. En cas d’échec, une aide sera apportée au joueur. En cas de réussite, un marqueur de réussite apparaîtra à l’écran. Les personnages et décors seront réalisés en Dessin Assisté par Ordinateur dans le cadre du cours d’Arts Plastiques. La bande son et les bruitages seront réalisés en Musique Assistée par Ordinateur dans le cadre du cours de Musique. Pour en savoir plus, cliquez-ici.

Les Problèmes A Ciel Ouvert Mathématiques (PACOM) sont des activités mathématiques ludiques pouvant se pratiquer en plein air. Il s'agit de faire des maths autrement, des maths ludiques mais aussi utiliser l’algorithmique :

• pour réaliser des œuvres (Triangle de Sierpinski, Arbres fractales);
• pour calculer (Main calculette, Formule de Pick);
• et pour résoudre des problèmes (Verger des nombres).

Cette démarche innovante fut une réelle expérimentation ayant pour fil rouge l’algorithmique débranchée et le plaisir de chercher. Tous les ateliers sont des préambules propices à la verbalisation des algorithmes et à la programmation. Pour en savoir plus, cliquez-ici.

L’idée est d’expérimenter une nouvelle approche dans l’apprentissage du langage Python. C’est une approche par l'expérimentation. Il s’agit de lancer des défis, ou des challenges, aboutissant à la conception d’objets connectés répondant (parfois) à des besoins du quotidien en utilisant une carte programmable. Les élèves passent du concret (l’objet à construire) vers l’abstrait (la programmation textuelle) en retournant vers le concret. Pour en savoir plus, cliquez-ici.

L'Intelligence Artificielle (IA) est la science dont le but est de faire faire par une machine des tâches que l'homme accomplit en utilisant son intelligence. « Les techniques d’apprentissage automatique (machine learning) marquent une rupture avec l’algorithmie classique. Notamment en ce qu’elles marquent le passage progressif d’une logique de programmation à une logique d’apprentissage. » (Extrait du rapport Villani-Torossian) Ici l'objectif est de créer une IA jouant au morpion basée sur une logique algorithmique. Pour en savoir plus, cliquez-ici.

Les projets « Microbit » et « Morpion » apportent du sens, une certaine vision concrète, à quelques notions mathématiques

• utilisation d’un repère pour les leds sur la carte Micro:bit,
• utilisation de la notion aléatoire pour que le jeu (morpion, missiles à éviter) soit réellement intéressant.

Les projets « Micro:bit » et « Morpion » apportent du concret aux notions mathématiques. Pour en savoir plus, cliquez-ici.

Pour tenir compte des nouveaux programmes du cycle 4, la circulaire[1] a pour objectif d'apporter, pour la classe de seconde générale et technologique, un certain nombre d'aménagements au programme de mathématiques[2] et au programme de physique-chimie[3]. Ainsi, les allers-retours entre les mathématiques et la physique sont suggérés par le symbole ⇄ dans le programme aménagé de seconde. ⇄ Étude des signaux périodiques en physique. ⇄ Réfraction (optique). ⇄ On peut souligner le lien avec la physique des forces, qui utilise le formalisme des vecteurs mais avec un usage légèrement différent. La mesure n°8 du rapport Villani-Torossian préconise de « Développer et renforcer les échanges entre les autres disciplines et les mathématiques ». [1] "Aménagements des programmes d'enseignement de mathématiques et de physique-chimie" (BO n°18 du 4 mai 2017) [2] Défini par l'arrêté du 23 juin 2009 (BOEN n° 30 du 23 juillet 2009) [3] Défini par l'arrêté du 8 avril 2010 (BOEN spécial n° 4 du 29 avril 2010)

L’académie des Sciences de 2007 met en avant les avantages de l’approche ludique dans l’apprentissage du calcul. On les retrouve dans le projet Jeu. Cédric Villani souligne aussi que l’apprentissage de l’informatique permet de développer des qualités indispensables en mathématiques autour d’activités ludique, il recommande « de faire vivre la culture mathématique et la mettre en valeur notamment dans sa dimension ludique ». (rapport Villani-Torossian)

Pour en savoir plus, rendez-vous sur sa page académique.

Les nouveaux programmes de mathématiques et de physique-chimie du cycle 4 sont entrés en vigueur à la rentrée 2016. Cela implique de repenser la continuité pédagogique entre le collège et le lycée. Comment amener les élèves de seconde vers le langage de programmation Python ? Comment faire adhérer les élèves à cette programmation textuelle et petit à petit se passer de la programmation par blocs ? A travers nos projets, la continuité des apprentissages de l’algorithmique et de la programmation s’articule autour principalement de deux axes :

• La transition de Scratch à Python,
• La mise en valeur des avantages du mangage de programmation Python par rapport au logiciel de programmation Scratch.

Le projet "Cristallographie" met en avant la transition de "Scratch à Python". Pour en savoir plus, cliquez ici.

● L’approche kinesthésique, première étape du processus cognitif New video by florian tobé Google Photos Pour en savoir davantage sur le projet, rendez-vous sur sa page académique