lundi 1 juillet 2024

Série CoccinelleBot pour le nouveau programme technologie cycle 4

En vue d'accompagner le développement des compétences définies dans le nouveau programme de technologie de cycle 4  [1]

  • "Concevoir, écrire, tester et mettre au point un programme", thème "Création, conception, réalisation, innovations : des objets à concevoir et à réaliser", 
  • "Comprendre et modifier le programme associé à une fonction d’un objet ou système technique", thème " Structure, fonctionnement, comportement : des objets et des systèmes techniques à comprendre",

l'association Le sens et le goût des maths lance la série d'ateliers "Maths, Code & Scratch" / CoccinelleBot. 

[L’acquisition de ces compétences] "s’effectue tout au long du cycle 4, en lien avec le professeur de mathématiques de la classe".

Concevoir, écrire, tester et mettre au point un programme 

"Face à un problème donné, dans le cadre d’un projet nécessitant de la programmation, une phase d’analyse permet aux élèves d’expliciter les fonctionnalités du programme à réaliser puis de concevoir un algorithme en langage naturel répondant au problème posé. 

Celui-ci est ensuite traduit dans un langage informatique en le structurant avec des sous-programmes ou des fonctions pour en assurer la lisibilité. 

Une phase de tests et de mise au point permet d’aboutir à un programme répondant aux
besoins spécifiés. 

Le travail en équipe est privilégié pour l’élaboration de projets. 

Un partage des fonctionnalités à programmer est planifié et piloté par l’enseignant en interaction avec l’équipe d’élèves chargée du projet."

Trois repères de progressivité [sont définis et affectés respectivement] aux classes de 5e, 4e et 3e

 
5e 4e 3e
"Modifier un programme fourni pour répondre au besoin ou à un problème posé Traduire un algorithme permettant de répondre à un besoin ou à un problème simple en un programme Élaborer ou concevoir un algorithme permettant de répondre au besoin visé, puis le traduire en un programme structuré, le tester et le mettre au point
Réaliser et mettre au point un programme simple commandant un OST Réaliser et mettre au point un programme commandant un système réel incluant éventuellement une interaction entre un humain et une machine Réaliser et mettre au point un programme commandant un système réel incluant une interaction entre un humain et une machine"

Source : Programme de technologie du cycle 4, annexe au Bulletin officiel du 29 février 2024

"Comprendre et modifier un programme associé à une fonctionnalité d’un objet ou d’un système technique"

"L’étude du programme réalisant une ou plusieurs fonctionnalités d’un objet ou d’un système technique permet aux élèves d’explorer son comportement. 

En produisant un algorithme en langage naturel, les élèves identifient les données utilisées ou produites, les interprètent et les traitent si besoin est".

Le langage de programmation est un langage de programmation graphique par bloc.

  • "instruction d’affectation ;
  • variable (type mot, nombre et booléen);
  • opérateurs arithmétiques et logiques ;
  • instruction conditionnelle;
  • instructions itératives;
  • structure de données "listes" ;
  • séquences ("bloc") d’instructions;
  • événement ;
  • déclenchement d’une séquence d’instructions par un événement ;
  • entrées ou sorties d’un programme (données issues par exemple de capteurs IHM et sorties pouvant être en lien avec un actionneur, fichiers)".

Source : Programme de technologie du cycle 4, annexe au Bulletin officiel du 29 février 2024



Lors de la série d'ateliers Maths, Code & Scratch / CoccinelleBot, les élèves sont invités à réaliser un jumeau numérique d'un OST  (nldr : "objet et système technique" selon la terminologie du programme) à l'usage des professeures et professeurs des écoles pour faire "exprimer une quantité, un rang ou une position par un nombre, utiliser les nombres pour résoudre les problèmes et aborder les longueurs" [2].

Cet OST est désigné par CoccinelleBot et est un système technique à trois composantes

  • un robot en forme de Coccinelle pouvant se déplacer,
  • un terrain de déplacement sous la forme d'une grille,
  • un boitier de télécommande et de télécontrôle. 

 

Jumeau numérique de l'OST CoccinelleBot

 

La série d'ateliers Maths, Code & Scratch / CoccinelleBot forme un parcours pédagogique dont l'objectif est de réaliser un jumeau numérique de l'OST CoccinelleBot et au cours duquel les élèves développent les compétences 

  • "Concevoir, écrire, tester et mettre au point un programme", thème "Création, conception, réalisation, innovations : des objets à concevoir et à réaliser", 
  •  "Comprendre et modifier le programme associé à une fonction d’un objet ou système technique", thème " Structure, fonctionnement, comportement : des objets et des systèmes techniques à comprendre",

définies dans le nouveau programme de technologie de cycle 4.

Les ateliers Maths, Code& Scratch / CoccinelleBot s'appuient donc sur les repères de progressivité pour les deux compétences définies dans le programme technologie cycle 4 mais en modulant explicitement par

  • une dimension cycle de vie avec le design pattern Define / Build / Maintain / Use
  • une dimension complexité du besoin
  • une dimension complexité du programme
  • une dimension complexité des données 
  • une dimension complexité de l'interaction homme machine.

 

Maintain Build / Maintain Define / Build / Maintain
Maintenir un programme / algorithme fourni pour répondre au besoin ou à un problème Réaliser un programme / algorithme pour répondre à un besoin ou à un problème posé
Poser un besoin, réaliser un programme / algorithme pour répondre à ce besoin, le tester et le mettre au point
besoin simple, programme simple besoin complexe, programme simple
besoin simple, programme structuré
besoin complexe, programme structuré
pas d'interaction homme machine interaction homme machine simple interaction homme machine multiple
donnée simple donnée multiple donnée structurée ("liste")

 

En phase Use

  • (re)présenter le module portant le programme/algorithme à des tiers, 
  • publier le module en veillant à la conformité (droit d'auteur, conditions générales d'utilisation de la plateforme de publication,...)

 

L'apprentissage de la dimension organisationnelle et le développement des compétences comportementales (soft skills)  lors d'un travail en équipe est portée par la mise en œuvre du modèle Maîtrise d'ouvrage / Maitrise d’œuvre / Maîtrise d'usage et la démarche "Agile".


Dans le cadre d'une démarche Agile, un parcours pédagogique est constitué par une suite de "Sprints".

L'infrastructure générale des ateliers Maths Code & Scratch permet très facilement d'adapter, de différentier et de personnaliser les Sprints d'un parcours pédagogique CoccinelleBot  notamment en fonction 

  • de l'élève, 
  • des groupes d'apprentissage
  • de la progression en mathématiques.



Sprint BO11: besoin simple, programme simple


Sprint BO12 : interaction homme machine simple, donnée simple


Sprint BO12 : programme structuré


Sprint BO21 : programme structuré, liste Scratch

 

[1a] Annexe au Bulletin Officiel de l’Éducation nationale, de la Jeunesse et des Sports, 29 février 2024, (enseignement de technologie cycle 4)
[1b] Redesign didactique du programme technologie cycle 4, Le sens et le goût des maths au collège, juillet 2024
[2a] Projet de programme de mathématiques de cycle 1, Conseil supérieur des programmes, Ministère de l'éducation nationale et de la Jeunesse, avril 2024
[2b] Consultation nationale sur les projets de programme de mathématiques en cycle 1 et cycle 2, Le sens et le goût des maths au collège, mai 2024