Curriculum Code Jumper : Leçons, Leçon 12 Variables

Objectifs de la leçon

Les élèves comprendront ce qu’est une variable et seront capables de développer des programmes qui utilisent des variables.

Résultats attendus

Les élèves :

• Tous les élèves : pourront expliquer qu’une variable est utilisée pour stocker une valeur qui pourra être utilisée plus tard dans un programme
• La plupart des élèves : seront capables d’utiliser des variables pour reproduire le même son à différents points dans un programme
• Certains élèves : seront capables d’utiliser des variables pour contrôler plusieurs périphériques de boucle et périphériques de sélection

Structure du plan de la leçon

• Activité déconnectée
• Activité guidée Code Jumper
• Exploration
• Normes et évaluation de la compréhension

Ressources

• Vidéos tutoriels Code Jumper
  • Le concentrateur : https://www.youtube.com/watch?v=KGb51PW9zJQ&lis=
  • Périphérique d’audio et de pause : https://www.youtube.com/watch?v=446jCw8qcDI&t=
  • Fiches : https://www.youtube.com/watch?v=hTy8moSohlE
• Cartes de code

Vocabulaire clé

• Variable : un espace réservé pour une information qui peut être modifiée
• Constante : Une valeur fixe dans un programme

Objectif

À la fin de cette leçon, les élèves comprendront ce qu’est une variable et comment elle peut être utilisée en programmation informatique.

Matériel

• 2 boîtes (assez grandes pour contenir des cartes d’index)
• Cartes d’index (deux par élève)

Instructions

1. Expliquez aux élèves que parfois il est préférable de stocker une valeur ou une information pour l’utiliser plus tard dans des programmes. Une variable est un espace de stockage d’une valeur qui peut être à nouveau utilisé plus tard dans un programme.
   • Suggérez aux élèves de penser à une variable comme une boîte dans laquelle ils peuvent stocker une valeur, qui pourra ensuite être réutilisée à tout moment dans le programme.
2. Donnez deux cartes d’index à chaque élève. Sur l’une des cartes d’index, les élèves doivent écrire ou taper à dactylo, un lieu quelconque. Sur l’autre carte, les élèves doivent écrire ou taper au toucher un objet quelconque.
3. Les élèves doivent mettre les fiches « lieu » dans une boîte et les fiches « objet » dans l’autre boîte.
4. Après avoir rassemblé les cartes dans les boîtes, écrivez cette phrase sur le tableau et mettez-la à la disposition des élèves en format à distance rapprochée : « Demain, je vais à (lieu) et je dois apporter (objet) avec moi. »
5. En groupe, lisez ensemble la phrase à haute voix. Laissez ensuite les élèves choisir à tour de rôle une carte dans la boîte pour chaque espace vide et lisez-la à l’endroit approprié de la phrase au fur et à mesure qu’elle est lue à haute voix par le groupe.
6. Revoir que cette phrase agit comme un algorithme et que les cases « lieu » et « objet » agissent comme des variables.
7. Permettez aux élèves de créer un nouvel algorithme, ou une nouvelle phrase, qui utilise les mêmes variables « lieu » et/ou « objet » dans leur journal d’informatique. (Exemple de réponse : « Dans (lieu), nous avons trouvé un coffre au trésor avec (objet) à l’intérieur). »
8. Approchez chaque élève avec les deux boîtes et laissez-les sortir une carte de chacune des boîtes, et l’écrire dans leur espace vide. Les élèves peuvent remettre les cartes dans les boîtes. Continuez jusqu’à ce que tous les élèves aient terminé leurs phrases.
9. Prévoyez du temps pour que certains (ou tous) les élèves lisent leur phrase à voix haute.

Conclusion

Revoir avec les élèves que parfois nous voulons stocker une valeur ou une information pour l’utiliser plus tard dans nos programmes. Une variable est tout comme la boîte utilisée en classe pour stocker les fiches, mais dans un programme informatique, cette variable peut stocker une valeur à utiliser plus tard dans le programme.

Objectif

Les élèves seront capables de développer un programme Code Jumper qui utilise des variables.

Matériel

• Trousse Code Jumper
• Vidéos (liens)
• Cartes de code

Tableau d’exemple pour noter les renseignements dans les journaux informatiques :

Instructions

1. Demandez aux élèves de créer un programme simple en utilisant trois périphériques d’audio dans le port 1. Choisissez un ensemble de sons, tels que les sons de la nature ou de personnes, et réglez chaque sélecteur de son sur un son différent.

   

2. Demandez aux élèves de noter le code qu’ils ont créé dans leur journal d’informatique. Cela devrait inclure les sons et la durée de chaque périphérique d’audio.
3. Demandez aux élèves de retirer la fiche de variable de la trousse et de prendre un moment pour l’observer et explorer. Remarquez qu’elle est plus grande que les fiches mauves et qu’elle possède un port sur le dessus pour brancher une fiche mauve.

   

4. Demandez aux élèves de brancher une fiche de variable dans le sélecteur de son du premier périphérique d’audio. Nommez cette première fiche de variable « fiche de variable x. »

   

5. Demandez aux élèves de lire le code. Faites remarquer que lorsque la fiche de variable x est branchée, l’application affiche x au lieu du nom du son. Comment cela change-t-il le code du programme d’origine ? Comparez le code qui a été lu au code qui a été écrit dans leur journal d’informatique.

   

6. Demandez ensuite aux élèves de choisir la fiche de constante numéro 4 et de la brancher sur la fiche de variable x. Expliquez-leur que cette opération fixe la valeur de x. Demandez aux élèves de tourner le sélecteur pour voir ce qui se produit. (Le son ne change pas, car il est défini par la variable et la constante). De nouveau, demandez aux élèves de lire le code et de noter le changement apporté par l’ajout d’une constante. En quoi ce code est-il différent ?

   

7. Demandez aux élèves d’exécuter le programme et à enregistrer les sons qu’ils entendent dans leur journal d’informatique.
8. Demandez aux élèves de brancher une autre fiche de variable dans le sélecteur de son du deuxième périphérique d’audio, puis une troisième fiche de variable dans le sélecteur de son du troisième périphérique d’audio. Il ne faut pas brancher de fiche de constante dans les deuxième et troisième fiches de variable. Expliquez que le fait d’utiliser une fiche de constante avec la fiche de variable x sur le premier périphérique d’audio garantit que les notes de toutes les périphériques d’audio sont toujours identiques.

   

   

9. Demandez aux élèves d’essayer différentes constantes dans la fiche de variable et de lancer le programme.
10. Demandez aux élèves de lire le code et de formuler des observations sur la façon dont le code est écrit avec les variables en place. Demandez aux élèves de désassembler le programme qu’ils viennent de créer et d’en créer un nouveau.
11. Demandez aux élèves de créer deux boucles de trois périphériques d’audio chacune et de les brancher sur des ports différents. Proposez-leur de choisir différents ensembles de sons pour distinguer facilement les deux boucles.

    

    

    

12. Dans chaque périphérique de boucle, demandez aux élèves de brancher la fiche de variable et ensuite de choisir l’une des constantes à brancher dans la fiche de variable.
13. Demandez aux élèves : Que pensez-vous qu’il se passera lorsque vous lancerez votre programme ? Demandez aux élèves de noter ces réponses dans leur journal d’informatique. (Réponse attendue : Les deux boucles seront répétées pour le nombre de fois indiqué sur la fiche Variable x).
14. Demandez aux élèves d’exécuter leur programme pour tester leurs prédictions, puis de noter si leurs prédictions étaient correctes ou incorrectes dans leur journal d’informatique.
15. Demandez aux élèves de supprimer l’une des constantes et de la remplacer par la fiche aléatoire. Demandez ensuite aux élèves de consigner leur prédiction de ce qui se passera lorsqu’elle sera jouée dans leur journal d’informatique. (Réponse attendue : Chaque fois que le programme s’exécutera, il donnera à x, une valeur aléatoire, et les deux boucles répéteront ainsi ce nombre de fois).
16. Demandez aux élèves de lancer le programme deux à trois fois pour voir si leur prédictions étaient correctes. Demandez aux élèves d’écouter attentivement et de compter combien de fois la boucle a été diffusée à chaque fois que le programme s’est déroulé. Demandez ensuite aux élèves d’enregistrer le nombre de boucles pour chaque fois qu’il est joué dans leur journal d’informatique.

    Exemple de tableau sur la façon d’enregistrer les données :

    Essai	Nombre de boucles
    1
    2
    3

17. Créez le programme à partir de la carte de code 1 de variables : « Row Your Boat » avec la mélodie, sur une trousse Code Jumper. Faites jouer le programme pour toute la classe.
18. Discutez-en avec les élèves : Si vous deviez recréer ce programme, par où commenceriez-vous ? (Réponse attendue : En le décomposant.)
19. Dans leurs journaux informatiques, demandez aux élèves de faire une liste de toutes les différentes sections de Code Jumper qui, selon eux, auront besoin pour recréer ce programme.
    • Concentrateur
    • 2 périphériques de boucle
    • Périphérique de pause
    • 5 périphériques d’audio
    • Fiche variable
    • Chiffre constant 3
20. Demandez aux élèves d’analyser le programme. Combien y a-t-il de fil d’exécution ? (Réponse attendue : Deux)
21. Demandez aux élèves comment l’utilisation d’une variable dans ce programme garantira que chaque FIL sera exécuté le même nombre de fois. (Réponse attendue : L’utilisation de la fiche Variable avec la constante 3 garantit que les notes à l’intérieur de la boucle et les mots « Row, Row, Row » sont synchronisés et que chaque séquence est jouée trois fois.

Conclusion

• Demandez aux élèves d’expliquer ce qu’est une variable et de donner un exemple de la façon dont ils ont utilisé les variables dans l’un de leurs programmes.

Aperçu

Dans cette activité d’exploration, les élèves créeront un programme avec un résultat désigné en utilisant la fiche Variable.

Instructions

1. Les élèves doivent créer un programme en utilisant un ensemble de sons de leur choix, avec deux périphériques d’audio en boucle. Chaque fois que le programme effectue une boucle, il doit choisir une note au hasard et la jouer deux fois. La boucle doit être réglée pour se répéter six fois. (Voir la solution 1 ci-dessous).
2. Les élèves doivent créer un programme qui génère une note au hasard et joue la même note en même temps au piano et au violon. Le programme devrait jouer huit notes. (Voir la solution 2 ci-dessous).

Solution 1 :

FIL 1 Chiffres

BOUCLE EXÉCUTÉE 6 fois

x = au hasard

JOUER x à 1 point de vitesse

JOUER x à 1 point de vitesse

FIN DE LA BOUCLE

FIN DU FIL

Solution 2 :

FIL 1 Piano

BOUCLE EXÉCUTÉE 8 fois

x = au hasard

JOUER x pendant 1 temps

FIN DE LA BOUCLE

FIN DU FIL

FIL 2 Aah en chœur

BOUCLE EXÉCUTÉE 8 fois

JOUER x pendant 1 temps

FIN DE LA BOUCLE

FIN DU FIL

CSTA K-12 Normes informatiques*

• 1B-AP-09 : Créer des programmes qui utilisent des variables pour stocker et modifier des données.

Curriculum national d’Angleterre** :

Étape clé 1 :

• Comprendre ce que sont les algorithmes ; la façon dont ils sont mis en œuvre en tant que programmes sur des appareils numériques ; et que les programmes s’exécutent en suivant des instructions précises et sans ambiguïté
• Créer et déboguer des programmes simples
• Utiliser un raisonnement logique pour prédire le comportement de programmes simples
• Utiliser la technologie intentionnellement pour créer, organiser, stocker, manipuler et récupérer du contenu numérique
• Identifier certaines applications communes des technologies de l’information en dehors de l’école
• Utiliser la technologie de façon sécuritaire et respectueuse, en gardant les renseignements personnels confidentiels ; identifier les ressources pour obtenir de l’aide et de l’assistance en cas de préoccupations au sujet de contenus ou de contacts sur Internet ou d’autres technologies en ligne

Étape clé 2 :

• Concevoir, écrire et déboguer des programmes qui accomplissent des objectifs spécifiques, y compris le contrôle ou la simulation de systèmes physiques ; résoudre des problèmes en les décomposant en petites parties
• Utiliser la séquence, la sélection et la répétition dans les programmes ; travailler avec des variables et différentes formes d’entrée et de sortie
• Utiliser le raisonnement logique pour expliquer le fonctionnement de certains algorithmes simples et pour détecter et corriger les erreurs dans les algorithmes et les programmes
• Exploiter efficacement les technologies de recherche, pour mieux comprendre comment les résultats sont sélectionnés et classés, et faire preuve de discernement dans votre évaluation du contenu numérique
• Utiliser la technologie de façon sécuritaire, respectueuse et responsable ; reconnaître les comportements acceptables/inacceptables ; identifier plusieurs moyens de signaler des préoccupations relatives à des contenus ou à des contacts.

Conclusion des activités et évaluation de leur compréhension

Demandez aux élèves de discuter et d’écrire dans leur journal d’informatique où ils peuvent trouver des variables dans leur vie de tous les jours.

Carte de code 1 de variables : Row Your Boat avec melodie

FIL 1 Piano

x = 3

BOUCLE x fois

PAUSE pendant 1/4 temps

JOUER C5 pendant 1/2 temps

FIN DE LA BOUCLE

PAUSE pendant 1/4 temps

JOUER D5 pendant 1/2 temps

JOUER E5 pendant 1/2 temps

FIN DU FIL

FIL 2 Rame sur ton bateau

BOUCLE x fois

JOUER Row à 1 point de vitesse

FIN DE LA BOUCLE

JOUER Your boat à 1 point de vitesse

FIN DU FIL