STIC:Introduction à la pensée computationnelle (CO 2020)

Introduction

Cette page présente les contenus et les activités prévues dans la formation Introduction à la pensée computationnelle pour les enseignant-es au cycle d'orientation donnée en 3 séances en octobre-novembre 2020.

Intervenants

• Mattia A. Fritz, collaborateur scientifique, TECFA
• Stéphane Morand, ingénieur système, TECFA

Objectifs

Perspective adoptée dans la formation

La formation propose une introduction théorique et pratique au concept de pensée computationnelle comme trait d'union entre trois composants :

1. les compétences individuelles ;
2. les potentialités et limites des dispositifs numériques ;
3. les implications sociales sur les caractéristiques et usages des technologies.

En premier lieu, la formation propose un survol sur les différentes approches à la pensée computationnelle disponibles dans la littérature scientifique et comment ces positions s'expriment dans des parcours et outils d’apprentissage différents (e.g. programmation par blocs de code, robotique, …). Ensuite, la formation propose une application directe de quelques principes computationnels dans le domaine des technologies du web (HTML5, CSS et JavaScript). À l’issue de la formation, les participant-es auront une meilleure compréhension de l’univers numérique au sens large et des compétences nécessaires pour s’orienter dans un milieu hétérogène et en évolution.

Programme

La formation prévoit 3 demi-journées organisées selon les thèmes suivants :

1. Mardi 27 octobre 2020 : Aspects théoriques de la pensée computationnelle
2. Jeudi 5 novembre 2020 : Introduction aux technologies du web
3. Lundi 9 novembre 2020 : Introduction à la programmation avec JavaScript

Les détails de chaque séance sont illustrés dans la suite de cette page.

Aspects théoriques de la pensée computationnelle

La première seance aborde les aspects théoriques de la pensée computationnelle, ainsi que différentes perspectives pour concevoir et mettre en place des activités pour enseigner la pensée computationnelle.

Objectifs

Cette première séance vise les objectifs suivants :

• Proposer un aperçu de la complexité et des différents enjeux liés au concept de pensée computationnelle
• Illustrer des approches concurrents ou intégrées à la définition de la pensée computationnelle
• Découvrir différentes approches à l'enseignement de l'informatique à l'école
• Découvrir et comparer des environnements de codage de type bloc

Programme

Mardi 27 octobre 2020 :

• 08h30 - 09h00 : introduction des intervenants et aperçu général de la formation
• 09h00 - 10h00 : présentation générale sur la pensée computationnelle
• 10h00 - 10h30 : pause
• 10h30 - 11h30 : activités avec des environnements de codage de type bloc
• 11h30 - 12h00 : retour et partage d'expérience

Présentation générale de la pensée computationnelle

Cette présentation introduit la pensée computationnelle sous différentes perspectives et fourni les éléments conceptuels qui seront approfondis dans l'ensemble de la formation. Support utilisé pour la présentation :

• Slides Introduction à la pensée computationnelle

Environnements de programmation par blocs

Activités par petits groupe qui permet de découvrir et comparer des environnements de programmation de type bloc. Cette activité a un double intérêt :

• Tester des environnements de programmation de type bloc avec finalités différentes

  Ces environnement sont souvent utilisés pour introduire des novices à la programmation. Nous les analyserons et comparerons en fonction du lien avec la pensée computationnelle.

• Bonnes pratiques dans l'exploration/découverte de nouveaux environnements ou technologies

  Lorsqu'on découvre des nouvelles technologies, il est utile de procéder de la manière suivante :

  1. Explorer ce qui est possible, notamment à travers une liste de features ou encore mieux des exemples concrets
  2. Suivre des petits tutoriels/activités de type getting started pour se familiariser avec l'environnement
  3. Se poser un objectif très simple et très spécifique et essayer de l'atteindre (e.g. adapter un exemple à nos besoins, poursuivre le getting started, ...)

Activité Groupe A TurtleStitch

Découvrez TurtleStitch, un environnement de codage liée à la broderie qui permet de développer la pensée computationnelle dans une perspective lié à la création et fabrication assistées par ordinateur :

• Lien direct vers TurtleStitch
• Consigne : Regardez le tutoriel ou des exemples simples comme créer un cercle et brodez une fleur
• Possibilité de la broder avec notre machine Brother PR1050X

Activité Groupe B BlockSCAD

Découvrez BlockSCAD, un environnement qui utilise la programmation pour construire des objects 3D :

• Lien direct vers Blockscad
• Consigne : Construisez un objet en utilisant des éléments simples et au moins une opération mathématique ou de programmation (e.g. translation)
• Possibilité d'impression 3D de l'objet avec l'une des nos imprimantes

Activité Groupe C MakeCode Arcade

Découvrez MakeCode Arcade, un environnement qui permet de créer des jeux style rétro :

• Lien direct vers MakeCode Arcade
• Consigne: Faites un ou deux tutoriels
• À gauche il y a un simulateur pour tester le code

Activité Groupe D MakeCode Adafruit

Découvrez la programation avec le simulateur d'un object connecté/robot :

• Lien direct vers MakeCode Adafruit Playground Express
• Consigne : Faites le premier tutoriel indiqué, puis éventuellement quelques autres
• A gauche il y a un simulateur pour tester le code

Autres environnements pas vus pendant la formation

Liste d'autres environnements pas utilisés pendant l'activité de groupe.

Scratch

Découvrez Scratch 3.0, un logiciel très utilisé dans l'éducation à l'informatique/numérique, surtout avec des débutants ou des enfants :

• Lien direct vers Scratch
• Consigne : suivre le tutoriel "Prise en main" et un autre tutoriel de votre choix depuis la liste des tutoriels proposés

App Inventor

Environnement de programmation pour la création d'application développé par le MIT (en anglais) :

• Lien direct a App Inventor
• Getting started
• Tutoriels débutants

Technologies du web

La deuxième séance de la formation s'intéresse aux technologies du web, en particulier HTML5, SVG, CSS et JavaScript, d'un point de vue technique.

Objectifs

Cette deuxième séance vise les objectifs suivants :

• Aborder des technologies d'un point de vue plus technique, pour montrer qu'elles s'appliquent elles-mêmes des principes computationnels
• Introduire le codage en temps réel (live coding) comme technique pédagogique
• Proposer des critères d'évaluation des outils/formations sur la pensée computationnelle
• Découvrir quelques environnements et outils pour le codage de type textuel

Programme

• 08h30 - 09h00 : présentation des technologies du web
• 09h00 - 10h00 : codage live et création d'une présentation en HTML5
• 10h00 - 10h30 : pause
• 10h30 - 11h00 : dessin technique avec SVG
• 11h00 - 11h30 : JavaScript avec la bibliothèque p5.js
• 11h30 - 12h00 : critères d'évaluations d'outils et techniques liés à la pensée computationnelle

Présentation technologies du web

Cette présentation propose un survol technique du fonctionnement des technologies du web HTML5, CSS, SVG et JavaScript. Support utilisé pour la présentation :

• Slides Introduction aux technologies web

Ressources complémentaires :

• Introduction à HTML5
• Introduction à CSS
• Tutoriel SVG static
• Tutoriel SVG avec HTML5
• Interactivité avec JavaScript
• SVG avec JavaScript

Codage en temps réel

Le codage en temps réel, ou live coding en anglais, est une technique de plus en plus utilisée dans les formations techniques, que se soit en synchrone (i.e. cours dans une classe) ou en asynchrone (e.g. tutoriel vidéo, MOOC, ...). Cette technique présente des éléments d'intérêt pédagogiques comme par exemple :

• Persistence de l'information

  Comparé à des manipulations point-and-click ou à du code montré dans des slides, dans le live coding le code reste à disposition des apprenants pendant la manipulation.

• Séquentialité

  L'écriture progressive du code permet aux apprenants de suivre l'évolution étape par étape.

• Segmentation

  La séquentialité implique également la possibilité de diviser les contenus en différents morceaux, par exemple en complexifiant un exemple de base.

• Focalisation

  L'écriture du code en temps réel dirige automatiquement l'attention des apprenants à l'endroit précis ou se passe l'action, ce qui diminue des problématique de split attention.

Démo Codepen vs. Visual Studio Code

Comparaison entre l'environnement online Codepen et l'éditeur de texte Visual studio code :

• Compétences nécessaires
• Vitesse de mise en place
• Disponibilité du résultat
• Partage social, mixage, ...

Activité : coder une présentation en HTML5

En utilisant un environnement Codepen déjà disponible, créer une présentation en utilisant des balises HTML5 et, en option, des propriétés de style CSS :

• Template pour créer une présentation en HTML5

Vous pouvez vous appuyer sur les balises les plus communes :

• Titres

  Balises h1 à h6, par exemple :

  <h1>Fonctionnement d'internet</h1>
  <h2>Les addresses IP</h2>
  

• Paragraphes

  Balise p, par exemple :

  <p>HTML5 est un langage de marquage utilisé dans les pages web.</p>
  

• Mettre en relief du texte

  Balises pour donner une connotation sémantique au texte, par exemple :

  <p>Le langage de marquage <strong>HTML5</strong>, acronyme de <em>Hyper-Text Markup Language</em>, est utilisé dans les pages web</p>
  

• Liens hypertextuels

  Pointer vers une autre page/site web, par exemple :

  <a href="https://edutechwiki.unige.ch/fr/">Visitez EduTechWiki en français</a>
  

• Liste à puces

  Éléments non ordonnée, par exemple :

  <ul>
    <li>Suisse</li>
    <li>France</li>
    <li>Italie</li>
  </ul>
  

  Éléments ordonnés, par exemple :

  <ol>
    <li>Brancher la prise</li>
    <li>Allumer le dispositif</li>
    <li>Attendre 2 minutes</li>
  </ol>
  

• Images

  L'image doit posseder son propre URL et vous devez disposer des droits pour l'utiliser (e.g.,Wikimedia commons), par exemple :

  <img src="https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/c/c4/Backlit_keyboard.jpg" alt="Image d'un clavier" title="Saisir des touches aux clavier" />
  

Interaction personne-machine

À compléter

Ressources

Cette section propose une liste de ressource utilisées pendant la formation ou pour aller plus loin.

Utilisées pendant la formation

Les pages utilisées pendant la formation sont regroupées dans un livre que vous pouvez télécharger en format PDF ou imprimer à la demande à travers un service externe (voir Impression à la demande de Pediapress).

• Livre avec matériel de support

Pour aller plus loin

À compléter