Curriculum Code Jumper : Leçon, Leçon 8 Décomposition

Objectifs de la leçon

Les élèves :

• Identifier un problème complexe qui sera plus facile à résoudre en le décomposant en problèmes plus petits
• Comprendre qu’une méthode pour résoudre un problème complexe consiste à le décomposer en problèmes plus petits, ce qui le rend plus facile à résoudre

Résultats attendus

Les élèves :

• Tous les élèves : Être en mesure d’identifier un problème complexe qu’il faudra décomposer en problèmes plus petits pour le résoudre
• La plupart des élèves : Être en mesure de décomposer un problème complexe en de plus petites parties pour en faciliter la résolution
• Certains élèves : Être en mesure de décomposer un problème complexe composé de trois parties ou plus

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=
  • Périphérique de boucle : https://www.youtube.com/watch?v=EFKbKLlD3HI
• Cartes de code

Vocabulaire clé

Décomposition : Stratégie clé en programmation informatique, dans laquelle vous devez décomposer un problème complexe en parties plus petites afin de le rendre plus facile à gérer, à comprendre et à résoudre

Exemple de configuration du programme

• Exemple de programme mis en place et géré par l’enseignant : Mélodie et rythme 1
  • Ensemble de sons : Instruments MIDI : Piano au Fil 1,

    FIL 1 Piano

    BOUCLE EXÉCUTÉE 3 fois

    JOUER C5 pendant 1/2 temps

    JOUER D5 pendant 1/2 temps

    JOUER E5 pendant 1/2 temps

    FIN DE LA BOUCLE

    FIN DU FIL

  • Sample Sounds (Échantillons de sons) : Percussion au Fil 2

    FIL 2 Percussion

    BOUCLE EXÉCUTÉE 8 fois

    JOUER Hi-Hat 1 à 1,5 points de vitesse

    JOUER Hi-Hat 2 à 1,5 points de vitesse

    FIN DE LA BOUCLE

    FIN DU FIL

Objectif

Présentez aux élèves la stratégie clé pour accomplir une tâche plus complexe en la décomposant en tâches plus petites.

(Renseignements de base pour l’enseignant) Le concept de décomposition est essentiel pour résoudre les problèmes difficiles. L’une des compétences clés des ingénieurs logiciel7s est leur capacité à prendre des problèmes complexes et difficiles et à les décomposer en problèmes plus petits pour les résoudre. Ces petits problèmes sont, à leur tour, divisés encore plus jusqu’à ce que le problème atteigne un point où il est plus gérable. Une fois les problèmes plus petits résolus, ils sont ensuite utilisés pour résoudre les problèmes plus difficiles et le problème est reconstruit dans la chaîne, intégrant de plus en plus les problèmes plus petits résolus jusqu’à ce que le problème d’origine soit résolu. Dans les projets de plus grande envergure, l’ingénieur logiciel peut même ne pas savoir quel est le problème d’origine; il ne s’occupe que de résoudre le problème plus petit qu’il a reçu.

Vocabulaire

• Décomposition : Stratégie clé en programmation informatique, dans laquelle vous devez décomposer un problème complexe en parties plus petites afin de le rendre plus facile à gérer, à comprendre et à résoudre

Matériel

• Une boîte en carton avec des pierres dans la salle de classe
• Une boîte en carton vide dans le couloir
• Pierres
• Au moins une pierre (environ la taille d’un ballon de baseball) par élève
  • Minuterie
  • Journal d’informatique

Instructions

1. Avant de commencer l’activité déconnectée, placez une boîte comportant les pierres quelque part dans la salle de classe où tous les élèves peuvent se rassembler. Placez une boîte vide dans le couloir.
2. Demandez aux élèves de se réunir en cercle autour de la boîte de pierres dans la salle de classe, en veillant à ce que la boîte se trouve au centre du groupe d’élèves.
3. Expliquez aux élèves que leur tâche consiste à définir une stratégie qui sera la façon la plus rapide et la plus efficace de vider toutes les pierres de la boîte qui se trouve dans la salle de classe et de remplir celle qui se trouve dans le couloir.
   • Conditions que les élèves doivent suivre :
     1. Chaque élève ne peut prendre qu’une seule pierre
     2. Chaque élève ne peut tenir qu’une seule pierre à la fois
     3. Les élèves ne peuvent que marcher (pas courir) dans la salle de classe
     4. Un élève peut remettre une pierre à un autre élève
     5. Si une pierre tombe sur le sol, elle doit retourner dans la boîte qui se trouve dans la salle de classe et l’élève doit recommencer son tour
4. Demandez aux élèves de trouver une stratégie initiale à essayer et donnez-leur le temps de réaliser leur plan pour transférer les pierres d’une boîte à l’autre. (Exemple : Les élèves peuvent décider de prendre une pierre chacun dans la boîte de la salle de classe et de marcher rapidement jusqu’au couloir pour la placer dans l’autre boîte.)
   • Stratégies pour les élèves vivants avec une déficience visuelle :
     1. Placez une corde le long du chemin vers la boîte de pierres située à l’extérieur de la salle de classe, afin d’orienter les élèves.
     2. Demandez à quelques élèves de jouer les « observateurs » en chemin.
     3. Les élèves peuvent se donner des instructions très claires pour rencontrer la personne suivante. (Exemple : « Faire trois pas vers l’avant, puis un pas vers la droite. »)
5. Après avoir consacré un premier temps à l’activité, faites avec les élèves un bilan de ce qui a bien fonctionné et de ce qui pourrait être modifié pour être plus efficace.
6. Après le fil, demandez aux élèves de trouver une autre stratégie qu’ils pourraient essayer. Ils peuvent également décider de modifier la stratégie qu’ils ont initialement utilisée. (Exemple : Les élèves font la queue entre une boîte et l’autre, et la première personne ramasse la pierre et la transmet à la personne qui se tient à côté d’elle, créant ainsi une stratégie similaire à celle d’une chaîne de montage.)
7. Lorsque la deuxième tentative de stratégie est terminée, comparez les deux pour déterminer laquelle a été plus rapide et plus efficace.
8. Discutez avec les élèves des raisons pour lesquelles une stratégie a fonctionné mieux que l’autre.
9. Si nécessaire, répétez le processus pour définir une autre stratégie, puis faites un bilan.
10. Une fois que la classe a essayé trois stratégies, déterminez celle qui leur a permis de déplacer les pierres d’une boîte à l’autre le plus efficacement.
11. Expliquez aux élèves que l’activité leur a permis de voir comment le problème important du transfert de pierres lourdes d’une boîte à une autre serait facilité par le développement d’une stratégie clé visant à diviser une grande tâche en tâches plus petites.

Conclusion

Passez en revue avec les élèves la notion de décomposition en programmation informatique, qui est une stratégie clé dans laquelle vous devez décomposer un problème complexe en parties plus petites afin de le rendre plus facile à gérer, à comprendre et à résoudre.

Objectif

Les élèves décomposent les programmes en petits morceaux gérables.

Vocabulaire

• Décomposition : Stratégie clé en programmation informatique, dans laquelle vous devez décomposer un problème complexe en parties plus petites afin de le rendre plus facile à gérer, à comprendre et à résoudre

Matériel

• Activité guidée de décomposition Mélodie et rythme 1 : Carte de code :
• Activité guidée de décomposition Mélodie et rythme 2 :
• Journal d’informatique

Instructions

1. Créez le programme Activité guidée de décomposition Mélodie et rythme 1 : Conseil! Au lieu d’utiliser des notes, utilisez une séquence de sons plus simples et faciles à mémoriser, tels que ceux des ensembles de sons Nature, Chiffres ou Animaux, ou un ensemble de sons personnalisé familier aux élèves.
2. Demandez aux élèves d’écouter le programme Mélodie et rythme 1. Il est important qu’ils ne tracent pas le code et ne voient pas le programme physique. Discutez de l’idée que ce programme semble complexe et que plusieurs choses se passent à la fois. Demandez aux élèves : Comment savoir ce qui se passe? Comment pourrions-nous créer ce programme dans Code Jumper après l’avoir écouté?
3. Demandez aux élèves de réfléchir ensemble à des choses qu’ils font chaque jour et qui les obligent à diviser les choses en plus petites étapes. Demandez aux élèves : Lorsque vous voulez créer, construire ou dessiner pour accomplir une tâche, savez-vous comment le faire ou devez-vous déterminer les étapes à suivre? Et si quelque chose ne fonctionne pas correctement? Quel processus devez-vous suivre pour comprendre ce qu’il faut faire?
4. Demandez aux élèves d’écrire dans leur journal d’informatique une situation qui les oblige à décomposer un problème en étapes plus petites. (Exemples : Faire un sandwich, nouer leurs lacets, se préparer pour l’école, etc.)
5. Rejouez le programme et posez aux élèves des questions sur ce qu’ils entendent. Combien de fils d’exécution? (Deux) Combien de sons? (Cinq sons différents) Quels sont les différents sons? Comment allons-nous le déterminer?
6. Ce processus est connu sous le nom de décomposition.
7. Écoutez à nouveau le programme. Demandez aux élèves : Comment pourrions-nous décomposer l’échantillon de programme Mélodie et rythme 1? (Réponse attendue : Travailler sur un fil d’exécution à la fois.)
8. Demandez aux élèves de sortir leur journal d’informatique et d’écrire ce qu’ils entendent.
9. Demandez aux élèves : Combien de fils d’exécution pensezvous qu’il y a dans ce programme? (Réponse attendue : Deux.)
10. Demandez aux élèves de décider sur quel fil d’exécution ils vont travailler : piano ou percussion.
11. Exécutez à nouveau le programme. Demandez aux élèves de se concentrer seulement sur le fil d’exécution qu’ils viennent de choisir, en enregistrant les sons qu’ils entendent dans le journal d’informatique.
12. Exécutez à nouveau le programme et demandez aux élèves de se concentrer sur l’autre fil d’exécution.
13. Demandez aux élèves de recréer le fil d’exécution dans Code Jumper. Exécutez à nouveau le programme et demandez aux élèves de déboguer le fil d’exécution s’il y a des erreurs. Demandez aux élèves d’écrire le code dans leur journal d’informatique.
14. Une fois que les élèves sont satisfaits de leur premier fil d’exécution, demandez-leur de passer au second et de le recréer. Encore une fois, demandez aux élèves d’écrire leur code dans leur journal d’informatique.
15. Demandez aux élèves de comparer leur programme complet avec leur programme d’origine et d’apporter les modifications nécessaires. Pour un contrôle final, retirez l’autre fil du concentrateur. Ne démontez pas tous les périphériques, mais retirez simplement la connexion au niveau du concentrateur.
16. Lisez l’échantillon de programme Activité guidée de décomposition Mélodie et rythme 2. (Carte de code située à la fin de la leçon)
17. Demandez aux élèves : Comment allez-vous résoudre ce problème? (Réponse attendue : En le décomposant.)
18. Demandez aux élèves de travailler en groupe pour recréer le programme. Demandez aux élèves de lever la main s’ils veulent que le programme d’origine soit à nouveau lu.
    • Combien y a-t-il de fil d’exécution? (Réponse attendue : Deux.)
    • Choisissez le fil d’exécution sur lequel ils veulent travailler en premier, puis demandez-leur de le recréer.
    • Passez au second fil d’exécution et recréez-le.
    • Écoutez leurs programmes, comparez-les à l’original et déboguez-les, si nécessaire.

Conclusion

Demandez aux élèves d’expliquer comment ils peuvent résoudre un problème complexe et de donner un exemple. Demandez aux élèves d’enregistrer leur réponse dans leur journal d’informatique.

Objectif

Les élèves exploreront la décomposition de programmes créés par leurs camarades et consigneront leurs observations dans leur journal d’informatique.

Vocabulaire

Décomposition : Stratégie clé en programmation informatique, dans laquelle vous devez décomposer un problème complexe en parties plus petites afin de le rendre plus facile à gérer, à comprendre et à résoudre

Matériel

• Trousse Code Jumper
• Journal d’informatique

Instructions

1. Les élèves devront écrire un programme dans leur journal d’informatique en utilisant :
   • Un total de six périphériques d’audio
   • Une boucle
   • Deux fils d’exécution
2. Demandez aux groupes d’élèves de créer le programme dans leur journal d’informatique et dans Code Jumper.
3. Une fois que le programme Code Jumper a été débogué et correspond au code écrit, les élèves liront le programme pour qu’un autre groupe le décompose.
4. Vous pouvez utiliser les stratégies suivantes pour ce faire :
   • Placez un morceau de papier ou un chiffon sur les périphériques, en ne laissant visible que le concentrateur, afin de pouvoir écouter le programme plusieurs fois.
   • Tournez l’ordinateur ou la tablette pour que les élèves ne puissent pas voir le code à l’écran.
5. Demandez aux groupes d’élèves d’écrire le code dans leur journal d’informatique.
6. Une fois les groupes terminés, demandez aux groupes de discuter entre eux pour déterminer s’ils ont correctement décomposé le programme.

Conclusion

Demandez aux élèves de décrire leur expérience dans leur journal d’informatique.

CSTA K-12 Normes informatiques*

• 1B-AP-11 : Décomposer les problèmes en sous-problèmes plus petits et gérables pour faciliter le processus de développement de programme.

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 présence 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
• Utiliser de façon efficace les technologies de recherche, apprécier la façon dont les résultats sont sélectionnés et classés, faire preuve de discernement en matière d’évaluation de 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.

Activité guidée de décomposition Mélodie et rythme 1 :

FIL 1 Piano

BOUCLE EXÉCUTÉE 3 fois

JOUER C5 pendant ½ temps

JOUER D5 pendant ½ temps

JOUER E5 pendant ½ temps

FIN DE LA BOUCLE

FIN DU FIL

FIL 2 Percussion

BOUCLE EXÉCUTÉE 3 fois

JOUER Hi-Hat 1 à 1,5 points de vitesse

JOUER Hi-Hat 2 à 1,5 points de vitesse

FIN DE LA BOUCLE

FIN DU FIL

Activité guidée de décomposition Mélodie et rythme 2 :

FIL 1 Piano

BOUCLE EXÉCUTÉE 4 fois

JOUER C5 pendant ¼ temps

JOUER D5 pendant ¼ temps

JOUER C5 pendant ¼ temps

FIN DE LA BOUCLE

FIN DU FIL

FIL 2 Percussion

BOUCLE EXÉCUTÉE 5 fois

JOUER Cloche d’auvent à 2 points de vitesse

JOUER Caisse claire à 1,5 points de vitesse

FIN DE LA BOUCLE

FIN DU FIL