STIC:STIC I - exercice 2 (Edda)

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Cette page fait partie des cours STIC I et STIC II

STIC

Introduction

Ce deuxième exercice du cours STIC I introduit les premiers concepts de programmation et pensée computationnelle, à travers la découverte d'environnements de programmation avec des langages à blocs (en présence) et une activité guidée pour vos premiers pas avec JavaScript (à distance).

Connaissances/compétences envisagées

À l'issue de cet exercice vous devez avoir acquis les connaissances/compétences suivantes :

  • Développer une perspective critique sur la pensée computationnelle et le rôle de l'informatique à l'école
  • Exposition "souple" aux grands principes de la programmation (variables, structures de contrôles, boucles, ...) qui seront approfondis pendant le semestre
  • Comprendre les grands principes des applications interactives et savoir identifier des liens potentiels avec l'apprentissage
  • Utilisation et évaluation de langages de programmation de type bloc en tant qu'outils de développement/création/expression, mais également de transfert de connaissance sur le codage
  • Introduction "souple" à JavaScript (en prévision des autres périodes) avec un tutoriel étape par étape (Premiers pas avec JavaScript)

Prérequis

Aucun prérequis pour cet exercice. Cette lecture est conseillée aux intéressés avant le cours (elle sera ensuite obligatoire pendant la période à distance) :

Une lecture anticipé de ces sections peut contribuer à mieux vous familiariser avec certains termes et concepts qui seront renforcés et repris à plusieurs reprises pendant le semestre, mais une compréhension immédiate n'est pas envisageable !

Activité en salle de classe

Programme

  • 09:00 - 10:30 Introduction à la pensée computationnelle et activités de programmation avec langages de type bloc
  • -- Pause --
  • 11:00 - 12:00 Introduction à STIC I (Concepts, Objectifs, ...)
    • Description du cours et du matériel pédagogique
    • Pensée computationnelle en sciences sociales
    • Computation et interactivité
    • Illustration et analyse de quelques exemples d'application
  • 12:00 - 12:30 Introduction à JavaScript en prévision de P2 :
    Premiers pas avec JavaScript
    • Activité d'auto-apprentissage
    • Consignes pour l'exercice 2

Introduction à la pensée computationnelle

Présentation :

Hands-on langages bloc

Cette activité à un double intérêt :

  • Vous exposer à des environnements de codage dites par bloc qui ont différentes finalités
    Ces environnement sont souvent utilisés pour introduire des novices à la programmation. Nous allons discuter de cet aspects en fonction de leur lien avec la pensée computationnelle.
  • Bonnes pratiques dans l'exploration/découverte de nouveaux environnements ou technologies
    Lorsqu'on découvre des nouvelles technologies, ce qui est souvent le cas dans notre milieu, 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 Scratch

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

Activité Groupe B TurtleStitch

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

Activité Groupe C 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 D MakeCode Arcade

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

Activité Groupe E MakeCode Adafruit

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

Synthèse

Même si les différents environnements produisent des output différents, les blocs constitutifs sont similaires, si ce n'est pas exactement les mêmes

Il y a des manières de donner des instructions à une machine qui sont plutôt standardisées. Voir à ce propos :

Présentation du cours et du matériel pédagogique d'accompagnement

Introduction à STIC I
Illustration du matériel pédagogique d'accompagnement

Nous allons utiliser une sélection de ressources tirée de l'Initiation à la pensée computationnelle avec JavaScript :

Vos commentaires/critiques sur le matériel sont les bienvenus et seront considérés dans la contribution wiki obligatoire. Le matériel nécessite également de l'édition (fautes d'orthographe, ...)

Pensée computationnelle en sciences sociales

Approche Problème-Solution-Partage

Projet "Digital Skills" (TECFA, UNIGE, swissuniversities) qui vise l'intégration de la pensée computationnelle en sciences sociales. Voir notamment :

Approche Problème-Solution-Partage :

  • Définir une problématique (au sens large)
  • Trouver une solution qui peut être implémentée de manière computationnelle/automatisée
  • Partager le tout avec d'autres

Rétro-feedback, individuel ou collaboratif, qui permet d'améliorer la problématique et/ou la solution suite au partage.

Articulation du cours : Computation et Interactivité

Computation et Interactivité

Anatomie des exercices STIC I

  1. Lire/tester/adapter le matériel pédagogique de support
  2. Identifier une problématique (la plus spécifique possible) liée à l'apprentissage, selon vos connaissances et intérêts
  3. Trouver une (simple) solution algorithmique (i.e. automatisée)
  4. Implementer la solution dans une (simple) application interactive
  5. Faire un rapport qui explique le dispositif
    • D'un point de vue pédagogique (objectifs, scénarisation, guidage, ...)
    • D'un point de vue technique (interactions prévues, input/output, ...)
  6. Contribution EduTechWiki (e.g. profiter de lire pour écrire/contribuer)
Répartition type du temps de travail pour chaque période. La taille des éléments est proportionnelles au temps idéal à consacrer.

Application "Number sorting"

Même application déclinée avec trois modalités interactives différentes :

Activité

Testez les trois modalités interactives et analysez-les, par exemple

  • Y a-t-il une version qui vous a demandé plus d'effort ou de concentration (i.e. charge mentale) par rapport à une autre ou aux autres ? Pourquoi ?
    • Taper le chiffre : il fallait se concentrer sur le clavier.
    • Drag&Drop parce qu'il y a plus de manipulations à faire. Stratégie pour minimiser l'effort total, donc il fallait avoir une vue d'ensemble des chiffres
    • Point and click: stress parce qu'on avait un seul essai, faire attention à ne pas faire des erreurs
    • Taper les chiffres : il faut bien récrire les nombres et se rappeler des nombres déjà écrits
  • Les trois applications s'adaptent-elle toutes de la même manière si vous augmentez la difficulté (e.g. plus de chiffres à ranger, chiffres plus grands) ? Comment les trois versions gèrent-elles la possibilité de faire des erreurs ? À quel point cet aspect peut-il être intéressant ?
    • Poit and click c'est plus dur car il n'y a pas moyen de revenir en arrière, dans les autres on peut corriger
    • Clavier : plus de possibilité de se tromper dans des longues chiffres.
    • Clavier et point and click : difficulté quand les chiffres sont longues
    • Clavier cela a un peu d'aide avec l'effet "gris" d'un chiffre utilisé
  • Pensez-vous que les trois versions puissent s'adresser à des populations différentes ? Si oui, lesquelles ?
    • Drag & Drop il n'y a pas vraiment de notion d'erreur, on peut arriver à la bonne réponse juste en essayant, plus adapté pour des jeunes
    • Point and click plus challenging, donc plus adapté pour des personnes "compétitives"
    • Clavier nécessite d'une connaissance de comment on frappe les chiffres
    • Point and click : s'adresse à un public qui est encore en apprentissage de l'ordre des chiffres
  • Pensez-vous que les trois versions sous-tendent des processus d'apprentissage différents ? Si oui, lesquels ?
    • Par exemple dans le clavier il y a une "ré-élaboration du chiffre" compare par exemple au point and click
    • Drag and drop il est plus encrée dans le "tangible" parce qu'on interagit plus avec les chiffres directement
    • Il y a néanmoins des parties communes dans les trois, c'est plus l'exécution qui est différente
    • Les différents versions peuvent éliciteur différents "sens" qui peuvent être plus ou moins adaptés aux apprenantes
    • Stratégies différentes et connaissances différentes. Donc on peut apprendre quelque chose de nouveau même avec le même but
  • Y a-t-il des supports (ordinateur, tablette, smartphone, ...) qui sont plus adaptés pour une version par rapport aux autres ? Si oui, lesquels ?
    • Clavier sur smartphone n'est pas très pratique : quand on clique sur espace le clavier change dans les lettres
    • Question en lien avec le public cible. Clavier manipulation directe de l'ordinateur, tandis que les autres peuvent être utiles pour élèves. Clavier peut être effrayante pour des jeunes élèves.
    • Personnes âgés peut-être plus intuitif de cliquer
    • Drag & drop pas forcément intuitif
    • Les trois plus adaptés pour un ordinateur classique, par exemple difficile avec trackpad
    • Drag & drop pas efficace sur smartphone car l'écran est trop petit
  • Autres considérations ?

Applications pour la lecture

Deux applications avec le même type d'interaction possible, mais qui sous-tendent deux processus d'apprentissages différents :

  • esrever
     : entraînement de la voie d'assemblage
    • Cette voie est aussi appelée la voie phonologique. Elle est utilisée principalement pour lire des mots nouveaux ou complexes que nous n'avons pas encore mémorisés. Dans cette approche, nous décomposons le mot en ses composantes phonétiques (sons) et les assemblons pour lire le mot. Par exemple, le mot "anthropologie" peut être décomposé en "an-thro-po-lo-gie" et chacune de ces parties est assemblée pour comprendre et prononcer le mot entier.
    • L'algorithme permet d'afficher les lettres qui composent un mot à l'inverse, de cette manière on ne peut pas utiliser la forme du mot.
  • Mot clignotant
     : entraînement de la voie d'adressage
    • Cette voie est également appelée la voie lexicale. Elle est utilisée pour lire des mots que nous avons déjà rencontrés et mémorisés. Lorsque nous voyons un mot, notre cerveau le reconnaît instantanément et "adresse" notre mémoire pour retrouver la prononciation et la signification du mot. Par exemple, quand vous lisez le mot "chien", vous n'avez pas besoin de décomposer le mot en ses lettres individuelles pour comprendre ce qu'il signifie ; vous savez déjà ce qu'est un chien.
    • L'algorithme affiche le mot seulement pour 200ms, de cette manière on n'a pas le temps de construire le mot lettre par lettre.

Activité

  1. Téléchargez les fichiers des exemple depuis le repository GitHub (même principe que les workshops MINIT) :
    MALTT-STIC/stic-1-app-examples
  2. Ouvrez les fichiers avec Visual studio code
  3. Pour les deux applications, cherchez les fichiers qui s'appellent app.js
  4. Lisez le code et essayez, même sans comprendre, de modifier la liste des mots d'au moins l'une des deux applications
    • Hint : pour voir le résultat il faut faire le live view du fichier index.html

Introduction à JavaScript

Préparation pour la deuxième période :

  • Problème des néophytes avec programmation : difficulté avec la syntaxe
  • Importance de s'exposer à la syntaxe JavaScript avant P2 -> on commence à coder !
  • Nous allons utiliser JavaScript pour les exercices 3, 4, 5 et 6 -> Investissement pour la période ;)

Activité d'auto-apprentissage

Pendant la période à distance, vous devez suivre et adapter pour le rendu de l'exercice 2 le tutoriel suivant :

Voir la partie sur la tâche/projet plus bas pour plus d'informations sur le rendu attendu.

Projet 2 / Tâche

Voici de suite la description détaillée de la tâche et le matériel de support à votre disposition pour compléter l'exercice pendant la période à distance.

Lectures et matériel de support

Ces articles proposent les contenus utiles aux finalités pédagogiques du cours. Pour compléter l'exercice ou atteindre les objectifs spécifiques à votre dispositif (voir plus bas), d'autres ressources peuvent être nécessaires.

Un tutoriel vidéo qui montre une version plus simple du projet est également disponible. L'accès UNIGE est nécessaire pour voir la vidéo :

➔ Tutoriel vidéo "Flash card principle"

Dispositif

Suivez d'abord et adaptez dans un deuxième temps le tutoriel

pour créer une petite application interactive de type Flash card :

  • Créez une page HTML5 qui contient un mécanisme interactif permettant de switcher entre deux images à travers un bouton
  • Créez/adaptez deux versions d'une image dont le switch entre versions peut représenter un intérêt pédagogique
  • Réutilisez le code de l'exemple de base et adaptez l'interface aux finalités de votre dispositif (e.g. consignes, titre, etc.)
  • Vous n'êtes pas obligé d'inclure le mécanisme du compteur (e.g. si cela n'a aucun sens dans votre application)
  • Si vous êtes à l'aise avec le code, vous pouvez créer une troisième fiche qui s'alterne avec les deux autres (optionnel)

Contraintes

  • Contenu selon vos envies, mais en rapport avec une thématique MALTT
  • Vos deux versions de l'image doivent être en format SVG et vous devez inclure le SVG en tant qu'élément externe
  • Les deux images doivent utiliser des dimensions relatives de type viewport pour s'adapter à la taille de l'écran (voir Introduction à CSS)
  • Vous pouvez utiliser des images déjà créées (avec droit d'utilisation et en citant la source), mais vous devez apporter des modifications au moins à l'une des versions de l'image en SVG, par exemple :
    • Ajouter des labels
    • Changer la couleur
    • Ajouter/masquer un élément
    • ...
  • Si vous utilisez une image créé par quelqu'un d'autre, vous devez ajouter dans le rapport :
    • La citation de la source avec un lien direct à la page qui met à disposition l'image
    • Illustrer les modifications que vous avez apportées et pourquoi

Conseils

  • Vous pouvez adapter le code JavaScript, mais ce n'est pas une obligation. Au contraire, l'objectif de l'exercice est de comprendre ce que vous faites, donc c'est mieux de répliquer exactement le même code, mais le comprendre, plutôt que copier/coller du code trouvé ailleurs.
  • Il s'agit d'un exercice propédeutique au reste du semestre, n'ayez pas peur de faire des choses qui semblent évidentes et ne craignez pas que votre exercice ne soit pas assez complexe : respectez tout d'abord les consignes. Vous aurez la possibilité de vous exprimer davantage lors des prochains exercices.
  • Exploitez cet exercice pour vous familiariser avec l'environnement pédagogique :
    • Demandez de l'aide sur cette page si vous en avez besoin.
    • Vous pouvez même demander un feedback sur votre travail (dispositif et/ou rapport). Pensez à ce propos à bien mettre le lien pour qu'on puisse voir votre production.
    • Si vous avez des questions/commentaires sur le matériel pédagogique, vous pouvez en discuter directement sur la page concernée, ou dans la discussion de cette page, comme vous préférez.
  • Profitez de l'exercice guidé en JavaScript pour explorer les images vectorielles en SVG :
    • Au niveau pédagogique, l'annotation d'images est une technique importante. Voir à ce propos la partie de l'article Création rapide de contenus en ligne sur l'annotation d'images statiques
    • Le travail au niveau des images SVG est une technique dont vous pouvez avoir besoin par la suite (e.g. création de schémas, cours STIC III ou IV, etc.), donc ça vaut la peine de s'y investir
  • Soignez les détails, par exemple :
    • Faites attention que les deux images soient exactement de la même taille pour éviter que le contenu de la page se déplace lors du switch entre une image et l'autre
    • Contrôlez que les images soient de taille convenables : assez grandes pour qu'on puisse les voir, mais pas trop grandes et qui dépassent la largeur de la fenêtre

Critères d'évaluation

Selon la Grille d'évaluation : cliquer sur le devoir dans l'espace Moodle du cours pour voir les critères.

Malus
  • Application ne marche pas
  • Les images ne sont pas en format SVG ou ne sont pas incluses en tant que fichiers externes
  • Vous n'avez pas modifié vous-même au moins l'une des images
  • Vous avez utilisé des images que vous n'avez pas le droit d'utiliser et/ou dont vous ne citez pas la source
  • Code HTML5 mal structuré
Bonus
  • Vraie adaptation aux objectifs de votre dispositif
  • Images SVG de bonne qualité et utiles à montrer un phénomène ou sous-tendre un processus d'apprentissage
  • Adaptation du guidage et des consignes à votre public cible (e.g. âge, compétences techniques, ...)
  • Scénarisation pédagogique claire et cohérente (à qui comptez-vous faire utiliser le dispositif ? dans quel contexte ? etc.)

Rapport

Faites un rapport selon les guidelines des rapports STIC :

En particulier pour cet exercice, essayez de :

  • Dans la partie Objectifs de votre rapport :
    • Identifiez et illustrez la problématique à laquelle vous allez contribuer avec votre dispositif
    • Essayez de préciser au maximum le public cible de votre dispositif
    • Définissez dans quel cadre les utilisateurs peuvent être intéressés à utilisez le dispositif (tout seuls, avec l'aide d'une autre personne, dans le cadre d'un cours, en auto-apprentissage, ...)
    • Soyez raisonnables dans vos attentes : identifier un objectif simple et précis
    • Essayez de viser une compétence bien spécifique, plutôt que quelque chose de générique
  • Dans la partie Design de votre rapport :
    • Illustrez comment votre dispositif arrive à "résoudre" la problématique que vous avez définie dans les objectifs
    • Décrivez l'activité à faire avec le dispositif (i.e. cliquer pour masquer/afficher de l'information) et en quoi cette activité sous-tend aux objectifs d'apprentissage
    • Essayez d'illustrer avec des mots les grandes lignes du fonctionnement de votre dispositif (i.e. imaginez qu'on lise votre rapport avant de voir le dispositif)
  • Dans la section Production
    • Illustrez vos changements à l'image ou aux images SVG

Attention : vu que le dispositif est déjà disponible en grand partie, nous nous attendons à un effort dans la rédaction du rapport, surtout au niveau des objectifs et du design (i.e. scénarisation et guidage pédagogique)

Contribution Wiki

Contribution libre sur l'ensemble de ce wiki (ou wiki anglais) :

Quelques suggestions en rapport avec l'exercice :

Délai

Dimanche, 30 octobre à 21:00

Relisez Rapport STIC I et II pour la soumission

Version alternative pour experts

Si vous connaissez déjà un peu de JavaScript, vous pouvez vous lancer dans un dispositif plus complexe en utilisant directement le SVG comme élément interactif :

Ressources

Théoriques

Autres environnements de programmation de type bloc

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

App Inventor

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

Snap!

Autre environnement de type bloc de code, développé par l'Université de Berkley :

Code.org

Environnement montré brièvement par l'un des participants pendant l'activité sur les environnements de type bloc :

JavaScript

Pour aller plus loin

Liens

Enseignement du CT à l'école

Bibliographie

Computational Thinking

  • Aho, A. V. (2012). Computation and computational thinking. Computer Journal, 55, 833–835.
  • Denning, P. J. (2016). Remaining Trouble Spots With Computational Thinking. Cacm, 60, 33–39.
  • Wing, J. M. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM, 49, 33–35.

Scratch

  • Resnick, M., Maloney, J., Monroy-Hernández, A., Rusk, N., Eastmond, E., Brennan, K., … Kafai, Y. (2009). Scratch: Programming for All. Communications of the ACM, 52, 60–67.

JavaScript

Aide

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