Pourquoi apprendre à programmer à l'école?

Pensée informatique et programmation

Déjà en 1996, Seymour Papert décrivait la pensée computationnelle comme étant le processus réflexif impliqué dans la formulation de problèmes et de leurs solutions de manière que leur résolution puisse être effectuée par un agent de traitement de l'information (1).

La pensée computationnelle (ou informatique, au Québec), est donc la capacité d'un individu à mobiliser un agent de traitement (ex. robot) pour que ce dernier résolve un problème qui a été préalablement identifié. La pensée informatique opère donc en symbiose avec l'introduction de tout processus de résolution de problème (Compréhension et définition d'une situation ou d'un problème, analyse et abstraction, génération d'une solution, choix d'une solution), mais elle propose d'appliquer la solution via un agent de traitement. À cet effet, pour transmettre une solution à un agent, il est impératif de pouvoir comprendre ses spécificités et de pouvoir lui communiquer des instructions... L'acquisition d'une littératie numérique propre au langage de programmation permettra donc de composer les algorithmes nécessaires (sous forme de code) afin que l'agent de traitement exécute la solution (résolution). L'évaluation de la solution, étape du processus de résolution de problème, interviendra donc suivant la rétroaction qu'aura généré l'agent de traitement (ex. robot). Cette phase s'avérera donc plus complexe advenant que la solution soit déficiente, du fait de la provenance de l'erreur. Provient-elle d'une mauvaise solution identifiée, d'une mauvaise implémentation dans la machine ou dans le processus de programmation, etc.?

Bref, le développement de la pensée informatique ne se résume pas qu'à programmer. Toutefois, on pourrait voir le processus de programmation comme étant le véhicule qui permet à la pensée informatique de parvenir à ses fins.


1 - Pappert, Seymour. An Exploration in the Space of Mathematics Educations, International Journal of Computers for Mathematical Learning, Vol. 1, No. 1, pp. 95-123, 1996, repéré sur http://www.papert.org/articles/AnExplorationintheSpaceofMathematicsEducations.html

Seymour Papert, présentation du langage LOGO, Shen-montpellier, CC BY-SA , 1988

Crédit image: Wikimedia Commons


Martineau, P. Pensée computationnelle. Centre de recherche et d'intervention sur la réussite scolaire. Université Laval. 2014

Romero (2016) Design: Dumont

Compétences du 21e siècle et pensée informatique

La question des compétences que devrait posséder le citoyen de l'ère numérique de demain est l'objet de plusieurs tribunes depuis quelques années. À cet effet, un certain consensus semble s'y dégager. Cette représentation, proposée par Margarida Romero, professeure agrégée au Département d'études sur l'enseignement et l'apprentissage de l'Université Laval, met clairement en évidence ces différentes compétences et l'interrelation entre elles. On y constate donc que la pensée informatique s'inscrit formellement dans cette dynamique.

Consultez le document de présentation de Margarida Romero et de Alexandre Lepage, La programmation créative interdisciplinaire à la portée de tous!, proposé lors du e-colloque TIC de la CSMB en 2016, pour en apprendre davantage.


Source:

Romero, M. Co-résolution code-créative de situations-problèmes au cœur des compétences du 21e siècle. Projet #CoCreaTIC . Faculté des Sciences de l’Éducation. Université Laval 2016.

Pensée informatique et facteurs de réussite

Parmi les facteurs identifiés par Jonh Hattie démontrant un important impact positif sur la réussite scolaire, trois retiennent particulièrement l'attention (bien que l'apprentissage soit en lien avec plusieurs autres facteurs présentés) lorsqu'il est question de robotique ou de programmation: l'enseignement de stratégies en résolution de problème (2018: 0,68; 2015: 0.63; 2009 : 0.61), la rétroaction (2018:0,70; 2015 & 2009: 0,73) et les activités visant le développement de la créativité (2018: 0,62) . Lorsque la programmation est introduite dans un contexte signifiant, soit dans le cadre d'un processus de résolution de problèmes et de développement d'une pensée informatique, elle permettra à l'élève de tirer avantage d'une rétroaction concrète, observable et parfois tangible de l'application d'une solution par le robot. Plutôt que de pénaliser les erreurs, le robot amène objectivement l'élève à se recentrer lui-même sur une solution créative et à réintroduire cette solution au robot.


Sources:

Bédard, L. (2017). La programmation: C'est quoi? Pourquoi? Comment?. Document inédit.

Visible-learning.org. Hattie Ranking: 252 Influences And Effect Sizes Related To Student Achievement, 2018

Visible learning. Hattie Ranking - Interactive Visualization

Barriault, L. Hattie et ses stratégies efficaces d’enseignement. RIRE - CTREQ. 2015

Komis, V. et Misirli, A. Robotique pédagogique et concepts préliminaires de la programmation à l’école maternelle : une étude de cas basée sur le jouet programmable Bee-Bot. New Technologies Editions. 2011

Proposition d'une progression des apprentissages en programmation

Afin de guider les enseignants dans leur processus d'intégration de la programmation auprès des élèves, une équipe de conseillers pédagogiques de la CSMB propose cette échelle de progression multiniveau et multicontextuelle. L'idée est que, peu importe le niveau scolaire ou l'âge de l'élève, l'introduction des concepts et des compétences liés à la programmation doit se faire sur une base graduelle et universelle. Il incombe, par la suite, à l'enseignant de guider et de soutenir l'élève dans son apprentissage et d’introduire des prolongements et contraintes en fonction des acquis observés.


Curriculum et pensée informatique

Plusieurs recherches et expériences concrètes en classe démontrent la faisabilité d'intégrer le développement de la pensée informatique et, de surcroît, l'apprentissage de la programmation au sein du curriculum académique. Bien entendu, on y verra immédiatement un lien avec les mathématiques (mesures, géométrie, arithmétique), mais également avec l'apprentissage des sciences. Cependant, nous retrouvons de plus en plus de scénarios et d'activités d'apprentissage en lien avec les domaines des langues, des arts et de l'univers social qui intègrent la robotique ou l'apprentissage de la programmation.


Sources:

Bédard, L. (2017). La programmation: C'est quoi? Pourquoi? Comment?. Document inédit.

Romero, M., & Vallerand, V. (2016). Guide d’activités technocréatives pour les enfants du 21e siècle​. Québec, QC: CRIRES.

Boisclair, M.-H. Robotique et programmation pédagogique. 2016

Karsenti, T. et Bugmann, J. Les écoles canadiennes à l’heure du code? Éducation Canada, 2017

Leblanc, D. (2016, février). Les élèves de la Colombie-Britannique apprendront à coder. École branchée. 2016

Romero, M., & Vallerand, V. (2016). Guide d’activités technocréatives pour les enfants du 21e siècle​. Québec, QC: CRIRES.