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Algorithmique et programmation en mathématiques - physique chimie

programmationAprès le cycle 4, l’algorithmique et la programmation trouvent désormais leurs places en lycée professionnel dans les sections de CAP et de bacs professionnels au travers d’activités basées sur les champs professionnels et passant par l’approche expérimentale et le droit à l’erreur (tester pour comprendre les erreurs).

Algorithmique et programmation en cycle 4 (3e Prepa metiers)

Extrait des repères annuels de progression pour le cycle 4 - BO n° 22 du 29 mai 2019

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Écrire, mettre au point, exécuter un programme

Les repères qui suivent indiquent une progressivité dans le niveau de complexité des activités relevant de ce thème. Certains élèves sont capables de réaliser des activités de troisième niveau dès le début du cycle.

À un premier niveau, les élèves mettent en ordre et/ou complètent des blocs Scratch fournis par le professeur pour construire un programme simple.
L’utilisation progressive des instructions conditionnelles et/ou de la boucle « répéter ... fois ») permet d’écrire des scripts de déplacement, de construction géométrique ou de programme de calcul.

À un deuxième niveau, les connaissances et les compétences en algorithmique et en programmation s’élargissent par :
- l’écriture d’une séquence d’instructions (condition « si ... alors » et boucle « répéter ... fois ») ;
- l’écriture de programmes déclenchés par des événements extérieurs ;
- l’intégration d’une variable dans un programme de déplacement, de construction géométrique, de calcul ou de simulation d’une expérience aléatoire.


À un troisième niveau, l’utilisation simultanée de boucles « répéter ... fois », et « répéter jusqu’à ... » et d’instructions conditionnelles permet de réaliser des figures, des calculs et des déplacements plus complexes. L’écriture de plusieurs scripts fonctionnant en parallèle permet de gérer les interactions et de créer des jeux.
La décomposition d’un problème en sous-problèmes et la traduction d’un sous-problème par la création d’un bloc-utilisateur contribuent au développement des compétences visées.

Algorithmique et programmation au cycle 4 (portail des IREM)

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Ce  document  est  conçu  comme  un  accompagnement  pour  les  enseignants  dans  le  cadre  de l'évolution des programmes et comme un support pour des formations académiques. Il est donc destiné  à  être  utilisé  dans  les  IREM  et  dans  le  cadre  de  la  formation initialeet  continue  des enseignants. À ce titre, il aborde les diverses notions informatiques au programme du cycle 4, il  contient  des  notes  scientifiques  et  pédagogiques  pour  les  enseignants  ainsi  que  des propositions  d'activités  branchées  ou  débranchées.  En  outre,  il  contient  des  analyses  et remarques portant sur des traces écrites à destination des élèves et sur des exercices

Scratch

Programmation visuelle avec applications de type Scratch

Scratch :

  • Editeur en ligne (fonctionne dans un navigateur internet sans installation) : lien
  • Éditeur hors ligne (à télécharger et installer) : lien
  • Les nouveautés de scratch 3.0 (Académie de Bordeaux : lien

Snap !

  • Snap permet de programmer en ligne comme Scratch (fonctionne dans un navigateur internet sans installation) : lien
  • On peut aussi le télécharger et le placer dans un dossier partagé du réseau, ce qui permet de l'exécuter à partir d’un navigateur Internet sans sortir du réseau) : lien

BlocksCAD

  •  Editeur en ligne visuel destiné à concevoir des volumes à imprimer sur imprimante 3D : lien

mBlock - mBot

  • Présentation du robot mBot (lien Canopee) : lien
  • Editeur type scratch permettant de programmer et de commander le robot mBot : lien
Algorithmique avec Scratch (espace mathématiques de l'académie de Nantes) : lien

Démarrer avec Scratch en cycle 4

Ressource Eduscol :
Dossier de l'espace pédagogique de mathématiques de l'Académie de Nantes : lien
 

Algorithmique et programmation en CAP et en Bac Pro

Extrait des programmes de mathématiques en CAP (BO Spécial n°5 du 11 avril 2019)

Les élèves poursuivent leur initiation à la programmation, en réalisant quelques programmes simples, sans viser une connaissance experte et exhaustive d’un langage ou d’un logiciel particulier. Dans la continuité de l’enseignement d’informatique proposé au collège, un langage de programmation visuel est utilisé.
L’algorithmique et la programmation sont propices à la mise en œuvre d’une démarche de projet ; par exemple, en décomposant un problème en sous-problèmes confiés à des groupes d’élèves qui collaborent entre eux.
En créant ou en modifiant un programme, les élèves développent des démarches, consolident les notions de variables, de séquences d’instructions, de boucles et d’instructions conditionnelles et s’entraînent au raisonnement. L’algorithmique trouve naturellement sa place dans tous les domaines du programme. Les problèmes traités en algorithmique et programmation peuvent également s’appuyer sur les autres disciplines (la physique-chimie, les enseignements professionnels...) ou sur des situations de la vie courante.


Capacités Connaissances
Décomposer un problème en sous-problèmes.  
Écrire une séquence d’instructions.
Écrire, mettre au point (tester et corriger) et exécuter un programme en réponse à un problème donné.
Notion de variable.
Principe d’entrée-sortie d’un programme.
Instructions conditionnelles, boucles.
 

Extrait des programmes de mathématiques en 2nde Bac Pro (BO Spécial n°5 du 11 avril 2019)

Ce module permet aux élèves de consolider et d’approfondir l’étude de l’algorithmique et de la programmation commencée dans les classes antérieures ; les élèves apprennent à organiser et analyser des données, décomposer des problèmes, repérer des enchaînements logiques, écrire la démarche de résolution d’un problème sous la forme d’un algorithme et traduire ce dernier en programme. Pour ce faire, ils sollicitent notamment des compétences liées aux mathématiques et à la logique.
En programmant, ils revoient, par exemple, les notions de variable et de fonction mathématiques sous une forme différente.
L’écriture d’algorithmes et de programmes est également l’occasion de transmettre aux élèves l’exigence d’exactitude et de rigueur et de les entraîner à la vérification et au contrôle des démarches qu’ils mettent en œuvre.
L’algorithmique trouve naturellement sa place dans tous les domaines du programme. Les problèmes traités en algorithmique et programmation peuvent également s’appuyer sur les autres disciplines (la physique-chimie, les enseignements professionnels...) ou la vie courante.
Liens avec le cycle 4
Au cycle 4, les élèves ont notamment appris à :
- écrire une séquence d’instructions ;
- utiliser simultanément des boucles « répéter ... fois », et « répéter jusqu’à ... » et des instructions conditionnelles permettant de réaliser des figures, des calculs et des déplacements ;
- décomposer un problème en sous-problèmes.
En seconde, les élèves passent progressivement de l’utilisation du langage de programmation visuel qu’ils ont utilisé dans les classes antérieures au langage interprété Python. Ce dernier a été choisi pour sa concision, sa simplicité, son implémentation dans de multiples environnements et son utilisation dans l’enseignement supérieur. On ne vise pas la maîtrise d’un langage de programmation ni une virtuosité technique ; la programmation est un outil au service de la formation des élèves à la pensée algorithmique.
L’accent est mis sur la programmation modulaire qui consiste à découper une tâche complexe en tâches plus simples. Pour ce faire, les élèves utilisent des fonctions informatiques.
Capacités Connaissances
Analyser un problème.
Décomposer un problème en sous-problèmes.
 
Repérer les enchaînements logiques et les traduire en instructions conditionnelles et en boucles. Séquences d’instructions, instructions  conditionnelles, boucles bornées (for) et non bornées (while).
Choisir ou reconnaître le type d’une variable.
Réaliser un calcul à l’aide d’une ou de plusieurs variables.
Types de variables : entiers, flottants, chaînes de caractères, booléens.
Affectation d’une variable.
Modifier ou compléter un algorithme ou un programme.
Concevoir un algorithme ou un programme simple pour résoudre un problème.
 
Comprendre et utiliser des fonctions.
Compléter la définition d’une fonction.
Structurer un programme en ayant recours à des fonctions pour résoudre un problème donné.
Arguments d’une fonction.
Valeur(s) renvoyée(s) par une fonction.





Python

Programmation en lignes de code avec Python

Quelques environnements de développement intégré (IDE) : ils permettent d’éditer des programmes et de les tester. :
  • EduPython : IDE recommandé, il contient un module Lycee qui intègre les principaux modules nécessaires en lycée :  lien
  • Thonny : logiciel léger, interface épurée : lien
  • Repl.it : Editeur en ligne, utilisable en secours avec un navigateur Internet, ne nécessite pas d'installation : lien
  • QPython3 : Editeur pour smartphone ou tablette Android : lien
  • Pydroid3 : Editeur complet pour smartphone ou tablette Android : lien

 Démarrer avec Python

Débuter avec Python au lycée : lien

Commencer l'algorithmique et Python en Bac Pro et en CAP (Académie de Nantes) : lien

Présentation de Python (espace pédagogique de mathématiques de l'académie de Nantes) :
  • Démarrer avec Python : lien
  • Passer de Scratch à Python : lien
  • Algorithmique et programmation dans un contexte interdisciplinaire : lien

Un mémo à garder sous le coude : lien

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