Codage et programmation

Discipline
Espace et géométrie
Niveaux
CM1, CM2.
Auteurs
N. DAVAL et O. GRAVINI
Objectif
- (Se) repérer et (se) déplacer dans l'espace en utilisant ou en élaborant des représentations.
- Se repérer, décrire ou exécuter des déplacements, sur un plan ou sur une carte.
- Accomplir, décrire, coder des déplacements dans des espaces familiers.
- Programmer les déplacements d'un robot ou ceux d'un personnage sur un écran.
- Connaître et utiliser le vocabulaire permettant de définir des positions et des déplacements.
- Connaître et utiliser divers modes de représentation de l'espace.
Relation avec les programmes
Cette séquence n'est pas associée aux programmes.
Dates
Créée le 13 mai 2017
Modifiée le 01 novembre 2017
Statistiques
1214 téléchargements
16 coups de coeur
Licence
CC-BY-NC-SALicence Creative Commons : Paternité - Pas d'utilisation commerciale - Partage des conditions initiales à l'identique ?.

Utiliser différents codes permettant de programmer le déplacer d'un personnage sur un quadrillage et sur un écran : activité débranchée avec le jeu du robot idiot et sur tablette avec ScratchJr et lightbot

Déroulement des séances

1

Le robot idiot

Dernière mise à jour le 01 novembre 2017
Discipline / domaine
Espace et géométrie
Objectif
- Se repérer, décrire ou exécuter des déplacements, sur un plan ou sur une carte.
- Accomplir, décrire, coder des déplacements dans des espaces familiers.
Durée
60 minutes (4 phases)
Matériel
* Quatre nappes quadrillées représentant le monde d'Hercule.
* Des décors : un sanglier, des traces de sanglier, de la ficelle.
* Des fiches photocopiées pour les élèves.
Informations théoriques
Travail de codage avec des blocs visuels.
Remarques
Les élèves ont étudié au préalable " Les douze travaux d'Hercule ". Cette séance met en scène le travail n°3 : Capturer le sanglier d’Erymanthe.

1. Accroche

collectif | 15 min. | découverte

L'action se déroule au milieu de la cours. Une nappe quadrillée et décorée est placée au milieu des élèves.
L'enseignante explique qu'elle est un " robot idiot " représentant Hercule qui doit capturer le sanglier d’Erymanthe. Pourquoi idiot ? Parce qu’un robot fait exactement ce qu'on lui dit de faire sans réfléchir.

  1. L'enseignante dépose des traces de pas et le sanglier dans des cases du quadrillage (fiche S1.0).
    " Mon robot Hercule part du mont Erymanthe et doit suivre les traces de pas laissées par le sanglier. Pourriez-vous lui donner des instructions de déplacement ? Attention : il ne peut se déplacer que de case en case et toujours sur une case adjacente. "
    L'enseignante mime le robot Hercule. Les élèves proposent oralement un codage : " avancer ", " tourner à droite ou à gauche "...
  2. On modifie l'emplacement des traces et du sanglier et on propose à un élève de faire le robot Hercule. Les élèves tour à tour proposent une seule instruction, la programmation est donc collective et dépendante de l'instruction précédente.
  3. On modifie une dernière fois l'emplacement des traces et du sanglier, on ajoute la ficelle dans une case ainsi qu'une contrainte supplémentaire : Hercule doit ramasser la ficelle afin de pouvoir capturer le sanglier. Un autre élève fait le robot et on réitère la démarche précédente. Les élèves vont devoir ajouter une action permettant de ramasser la ficelle.

Difficultés prévisibles : difficultés de vocabulaire et de repérage liée au fait qu'il faut se mettre à la place du robot et donc se situer dans un repérage relatif (contrairement au repérage absolu) : par exemple, " aller à droite " est une action absolue, elle doit être décomposée en " tourner à droite ", puis " avancer ". Remédiation en cours de séance " à la volée ".

Critère d'évaluation : le robot arrive sur la case du sanglier, peu importe le chemin et le nombre d'instructions.

2. Détermination d'un code commun

binômes | 15 min. | mise en commun / institutionnalisation

L'enseignante propose aux élèves de déterminer un code simple permettant cette fois-ci de créer un programme écrit.

  1. Une feuille est distribuée par binôme (fiche S1.1), les élèves doivent inventer un codage avec les contraintes suivantes : chaque code est placé dans une case et correspond à une seule instruction (par exemple : " avancer "), il doit être court et facile à écrire (ça peut être un signe). L'enseignante passe vers les élèves pour éventuellement les aider à comprendre ou pour les orienter.
  2. Les codes sont affichés au tableau et un code unique est choisi de manière collective, puis les élèves le recopient sur leur feuille :
    - un code pour " avancer " ;
    - un code pour " tourner à droite (d'un quart de tour, sur place) "
    - un code pour " tourner à gauche "
    - un code pour " ramasser la ficelle "
    - un code pour " capturer le sanglier d’Erymanthe.

Difficultés prévisibles : compréhension de la consigne, choix d'un code par binôme.

Critère d'évaluation : chaque binôme a su trouver un code pour les cinq instructions. Il n'y a pas de " meilleur code ".

3. Mise en place de programmes

groupes de 6 | 20 min. | réinvestissement

Quatre nappes identiques sont disposées dans la classe, une par groupe de six élèves. Les rôles sont tirés au sort par les élèves (fiche S.1.2) :

  • un maître du jeu ;
  • un robot Hercule ;
  • un scribe ;
  • trois codeurs.

Le jeu se déroule suivant les étapes suivante :

  1. le maître du jeu dispose les pas et le sanglier sur le quadrillage (un décor par case) ;
  2. le robot se place sur le point de départ désigné par le maître du jeu ;
  3. les codeurs, tour à tour, donnent les instructions au robot Hercule. Pendant ce temps, le scribe note le programme (fiche S1.3) ;
  4. le maître du jeu veille au bon codage.

Les élèves répètent ces étapes trois ou quatre fois en ajoutant la corde lorsqu'ils le souhaitent.

Difficultés prévisibles : organisation difficile, difficultés pour le scribe de " suivre " les codeurs, pour le maître du jeu de vérifier.

Différentiation : faire varier le nombre de pas, permettre de " sortir " de son rôle pour aider sur un autre rôle.

Critère d'évaluation : chaque programme proposé permet de capturer le sanglier.

4. Conclusion

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

Retour en classe,

  1. La vidéo " Les sépias - Algorithmes " est projetée (3 minutes).
  2. L'enseignante demande aux élèves ce qu'ils ont retenu de cette séance, qu'est-ce qu'un code ? un algorithme ? Un programme ?
  3. Une fiche résumé sous forme d'une carte mentale est distribuée aux élèves (fiche S1.5).
2

Tout est relatif !

Dernière mise à jour le 09 juin 2017
Discipline / domaine
Espace et géométrie
Objectif
- Se repérer, décrire ou exécuter des déplacements, sur un plan ou sur une carte.
- Connaître et utiliser le vocabulaire permettant de définir des positions et des déplacements.
Durée
45 minutes (3 phases)
Matériel
* Des jeux de dominos (jaune et rouge),
* des petits personnages type Playmobil pour aider au repérage.
Informations théoriques
Travail de décodage, avec des blocs texte.
Remarques
Les élèves ont étudié au préalable " Les douze travaux d'Hercule ". Cette phase met en scène le travail Travail n°11 : Dérober les pommes d’or du jardin des Hespérides.

1. Accroche

collectif | 10 min. | découverte

Rappel de la séance précédente et introduction du travail du jour : " Aujourd'hui, nous allons travailler sur le 11ème travail d'Hercule : celui où il doit dérober les pommes d'or du jardin des Hespérides (les élèves rappellent  l'histoire). Il s'agira de mener Hercule au pommier suivant un chemin composé grâce à un nouveau code sous forme de blocs texte ".

  1. L'enseignante montre les blocs et demande à quoi peuvent bien servir ces blocs, s'il y a des blocs qui veulent dire " la même chose " que ceux vus lors de la séance du robot idiot, s'il y en a de nouveaux, quelle est la différence entre les deux codages, si c'est important. Les blocs sont les suivants : démarre, avancer de ..., tourner à droite, tourner à gauche, prendre les pommes et répéter ... fois (fiche S2.0).
  2. Un exemple simple est proposé : un quadrillage est affiché au tableau ainsi que le programme qui fait mener hercule jusqu'au pommier.

2. Jeu de dominos

groupes de 4 | 30 min. | recherche
  1. " Vous allez jouer à un jeu, le dominogramme : à quoi ce nom vous fait-il penser ? ". Il s'agit d'un jeu de domino composé d'un côté programme et d'un côté quadrillage.
    Le but du jeu est de faire se correspondre le quadrillage et son programme (celui qui mène Hercule au pommier).
  2. " Vous avez deux jeux de domino : le dominogramme jaune (fiche S2.1), avec uniquement des blocs simples et le dominogramme rouge (fiche S2.2), de niveau expert avec des blocs simples et des blocs de boucles (répétitions). Vous commencez par le dominogramme jaune. Par groupe de 4, vous devez créer un chemin fermé avec tous les dominos. Si vous y arrivez, vous passez au dominogramme rouge ". L'enseignante circule entre les groupes pour vérifier la compréhension du jeu.

Difficultés prévisibles : compréhension de la consigne (reformulation par les élèves), difficultés d'orientation (tourner à droite et à gauche, orientation du personne Hercule, passage d'un déplacement en 3D à un déplacement sur plan en 2D ).

Différentiation : deux niveaux de dominogramme, aide par les pairs. Aide materielle : feuille quadrillée (fiche S2.3) et des personnages orientés pour que les élèves puissent " tester " les déplacements. Pour les élèves ayant terminé, possibilité de jouer au jeu classique (réduit) des dominos où chaque élève possède deux dominos.

Critère d'évaluation : tous les dominos sont posés et liés correctement.

3. Institutionnalisation

collectif | 5 min. | mise en commun / institutionnalisation

L'enseignante demande aux élèves ce qu'ils ont appris de nouveau par rapport à la première séance : que l'on peut avoir des codes différents, qu'il existe des blocs pouvant contenir d'autres blocs, qu'il existe des blocs de répétition par exemple.

3

Découverte de Scratch Jr

Dernière mise à jour le 09 juin 2017
Discipline / domaine
Espace et géométrie
Objectif
- Programmer les déplacements d'un robot ou ceux d'un personnage sur un écran.
- Accomplir, décrire, coder des déplacements dans des espaces familiers.
Durée
45 minutes (4 phases)
Matériel
* Des tablettes avec le logiciel Scratch Jr ;
* une fiche de route par groupe ;
* une feuille référentiel de Scratch Jr par élève.

1. Présentation de l'objectif de la séance et découverte de l'activité.

collectif | 17 min. | découverte

« Nous avons vu qu’il existait divers codages pour programmer le déplacement d’une personne. Aujourd’hui, nous verrons la programmation du déplacement d’un petit chat sur Scratch Jr qui a un codage particulier ».

  1. Distribution d’une tablette par groupe. Questionner les élèves sur l’ouverture de l’application Scratch Jr et sur l’ouverture d’une page vierge (nouveau projet) : avis et explications donnés par des élèves volontaires.
  2. Manipulation libre par chaque groupe : contraintes pour l’utilisation de la tablette (toutes les 3’ au signal à un autre élève utilise la tablette). L'enseignante passe dans les groupes pour demander ce qu’ils ont voulu faire, comment ils l’ont fait, quelles ont été les difficultés rencontrées et pour les aider éventuellement.

Difficulté prévisible : difficulté d'utilisation du logiciel et de la tablette, non prise en compte du drapeau vert de départ.

Critère d’évaluation : les élèves manipulent librement le logiciel pour programmer le déplacement de Scratch.

2. Phase de validation

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation
  1. Recueil à l’oral des hypothèses des élèves à la question : « Comment fait-on pour programmer le déplacement du petit chat ? » : noter les hypothèses des élèves au tableau.
  2. Proposition à la classe des différents blocs de programmation par la mise en place du référentiel de Scratch Jr : présenter les blocs de programmation à la classe (vidéoprojecteur). Demander aux élèves leur avis et les confronter avec les hypothèses de classe.
  3. Phase d’institutionnalisation : élaboration collective de la trace écrite dans le cahier de mathématiques : identifier les différents blocs de programmation de Scratch Jr.

Difficultés prévisibles : non compréhension des différents blocs de programmation (essai direct sur la tablette).

Critère d’évaluation : les élèves identifient les différents blocs de programmation et leur utilité. 

3. Phase d'activité

groupes de 3 | 15 min. | entraînement

Présentation de l’objectif : « En autonomie, par groupe de 3, faites danser le chat de Scratch et son ami sur une scène. ». Distribution de la feuille de route pour construire un projet et lecture collective de chaque étape, l'enseignante intervient librement dans les groupes et les aide si nécessaire afin de construire leur projet.

Difficultés prévisibles : difficultés à la construction du projet.

Critère d’évaluation : les élèves ont construit leur projet en cohérence avec les consignes données.

4. Phase de synthèse

collectif | 3 min. | mise en commun / institutionnalisation

Demander aux élèves ce qu’ils ont appris pendant cette séance.

4

Projets sur Scracth Jr

Dernière mise à jour le 01 novembre 2017
Discipline / domaine
Espace et géométrie
Objectif
- Programmer les déplacements d'un robot ou ceux d'un personnage sur un écran.
- Accomplir, décrire, coder des déplacements dans des espaces familiers.
Durée
45 minutes (3 phases)
Matériel
* Des tablettes avec le logiciel Scratch Jr ;
* des feuilles de missions ;
* le cahier de mathématiques.
Informations théoriques
Travail de codage par blocs visuels version numérique.

1. Présentation de la séance.

collectif | 2 min. | découverte

Présentation de l’objectif par l'enseignante : « La fois dernière, nous avons vu comment programmer sur Scratch Jr. Aujourd’hui, vous devrez relever plusieurs défis sur Scratch Jr par groupe de 3 ".

2. Programmation

groupes de 3 | 40 min. | recherche
  1. Distribution pour chaque groupe la feuille des missions : chaque mission sera à enregistrer sur l’application Scratch Jr.
  2. Passation des consignes : « Vous devez réaliser le plus de missions possibles proposées sur la feuille en groupe. Vous allez devoir les réaliser chacun votre tour. Dès que vous aurez réussi une mission, vous devez l’enregistrer et lui donner un nom : par exemple « Mission n°1 ». 
  3. Activité libre des élèves sur la tablette, intervention de l'enseignante auprès des groupes afin de réajuster si nécessaire les consignes, vérification des résultats des groupes.

Difficultés prévisibles : non compréhension de la consigne, non compréhension des défis demandés, difficultés pour enregistrer les missions, ou oubli de les enregistrer.

Remédiations : reformulation par l'enseignante ou un élève, aide apportée par l'enseignante ou tutorat élève.

Critère d’évaluation : les élèves produisent des programmations en lien avec les consignes données par la feuille de missions. 

Les aides et corrections des missions sont disponibles à cette adresse : http://www.reseau-canope.fr/atelier-yvelines/spip.php?article1158

3. Phase de synthèse

collectif | 3 min. | mise en commun / institutionnalisation

Demander aux élèves ce qu’ils ont appris pendant cette séance.

5

Jouons à LightBot

Dernière mise à jour le 18 mai 2017
Discipline / domaine
Espace et géométrie
Objectif
- Programmer les déplacements d'un robot ou ceux d'un personnage sur un écran.
Durée
60 minutes (3 phases)
Matériel
* Une tablette (ou un ordinateur) par binôme,
* l'application gratuite LightBot installée sur la tablette,
* une fiche de progression par binôme.
Informations théoriques
Programmation visuelle avec de nouvelles instructions et un déplacement en 3D.

1. Accroche, explications

collectif | 5 min. | découverte

" Jusqu'à présent, vous avez vu différentes manières de programmer, avec ou sans tablette, avec des codes différents. Aujourd'hui, pour cette dernière séance, nous allons nous amuser et programmer un robot sur les tablettes dans un environnement en 3 dimensions : il s'appelle lighbot. Son nom vient de l'anglais ligh qui veut dire lumière et bot un diminutif de robot ".

Une tablette est distribuée par binôme. Les élèves doivent chercher l''application " LightBot " sur la tablette, et sélectionner l'application en français en pointant le drapeau en haut à droite de la tablette.
La fiche de progression est donnée à chaque binôme.

2. Jeu

binômes | 45 min. | recherche

" C'est parti, vous avez 45 minutes pour faire le maximum de niveaux : toutes les instructions sont données par l'application. À chaque fois que vous terminez un niveau, vous cochez la grille de progression (fiche S5.1). Vous pouvez essayer autant de fois que vous le voulez et les erreurs ne comptent pas. Si vous arrivez à terminer le niveau jaune, vous passez au niveau orange, puis éventuellement au niveau rouge.

Difficultés prévisibles : difficultés de programmer dans un repère relatif. À partir du niveau 2, le jeu fait appel à des procédures annexes puis des boucles, il faudra sûrement passer auprès des élèves afin de leur expliquer l'intérêt (optimisation de l'algorithme) et les accompagner dans les premiers programmes.
Les niveaux 2.6 et 3.6 sont difficiles.

Différentiation : il n'y a aucune obligation de tout finir, chaque binôme avance à son rythme selon son niveau. Si certains finissent avant, ils peuvent proposer leur aide à d'autres binômes. 

Critère d'évaluation : nombre de niveaux terminés.

3. Conclusion de la séquence.

collectif | 10 min. | mise en commun / institutionnalisation

Qu'avez-vous fait pendant ces cinq séances de codage et de programmation ? (déplacement d'un personnage " en vrai" sur un quadrillage, sur un écran).
Qu'avez-vous appris ? (code, algorithme, programmer, boucles).
Quelle est l'activité qui vous a le plus plu ?

Finalement, à quoi ça sert de savoir programmer ? (créer du contenu, raconter des histoires, savoir utiliser une tablette, apprendre un métier...).