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Enseigner avec une machine visible

Ressources pour les enseignants

Dix plans d’unité pratiques, des fiches imprimables et des corrigés publics pour apprendre l’informatique avec une machine visible. Chaque unité comprend trois leçons et trois séances de classe de 45 minutes. Aucun compte, code de classe ni dossier d’élève n’est nécessaire.

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Rythme et indices

Chaque unité comporte trois séances de 45 minutes (135 minutes au total), à raison d’une leçon par séance. La durée estimée d’une leçon correspond à une activité individuelle ciblée, pas à un cours complet. Déroulement suggéré : 5 minutes de rappel et prédiction ; 8 minutes pour modéliser une trace ; 20 minutes d’essai et de défi en binôme ; 7 minutes pour comparer les explications et déboguer ; 5 minutes de réponse individuelle de fin de séance.

Recueillez quatre types d’indices : prédiction de l’état pertinent ; comportement dans des cas variés, y compris aux limites ; explication fondée sur la trace et l’état ; correction justifiée d’un écart. Évaluez chacun comme en développement, avec soutien ou autonome, sur papier ou selon la procédure approuvée de votre école. Réussir un défi prouve un comportement de la machine, pas la paternité du code ni une maîtrise complète. Acceptez les programmes équivalents corrects : le corrigé public est un modèle, pas l’unique réponse possible.

Dix plans d’unité

Découvrir la machine

Expliquez le cycle lecture/exécution, les registres, PC, la sortie et l’arrêt.

3 × 45 minutes · Durée totale en classe: 135 minutes

  • Décrire le cycle lecture/exécution avec PC.
  • Distinguer les lignes du code source des indices d’instructions.
  • Préserver une valeur dans un deuxième registre.
  • Prévoir l’état d’un petit programme et revenir à son état précédent.
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Calculs et entrées

Construisez des calculs entiers avec des entrées sauvegardées et des cas de test.

3 × 45 minutes · Durée totale en classe: 135 minutes

  • Traduire une expression ordonnée en opérations sur l’accumulateur.
  • Sauvegarder une entrée avant une opération qui la remplace.
  • Distinguer division négative arrondie vers le bas et reste signé.
  • Tester une calculatrice à deux entrées avec zéro et des nombres négatifs.
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La mémoire en octets

Distinguez les valeurs des adresses et lisez ou écrivez des octets en mémoire.

3 × 45 minutes · Durée totale en classe: 135 minutes

  • Distinguer valeur littérale, valeur d’un registre et lecture à une adresse mémoire.
  • Utiliser un registre d’adresse.
  • Décrire séparément conversion en octet et validation d’adresse.
  • Repérer les lectures et écritures dans la trace.
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Décisions et indicateurs

Exprimez des décisions avec des comparaisons, des restes et des chemins nommés.

3 × 45 minutes · Durée totale en classe: 135 minutes

  • Effectuer un branchement selon l’indicateur zéro mémorisé par CMP.
  • Créer des chemins d’égalité et de parité.
  • Combiner une entrée et des données préparées.
  • Enregistrer et expliquer une décision indépendante de la valeur actuelle du code.
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Répétitions et compteurs

Utilisez des boucles bornées, le cas zéro, des compteurs et des accumulateurs.

3 × 45 minutes · Durée totale en classe: 135 minutes

  • Associer LOOP à RETURN.
  • Distinguer nombre de répétitions, compteur variable et total accumulé.
  • Gérer zéro répétition.
  • Formuler un invariant simple de somme.
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Des algorithmes avec un état

Décrivez et examinez les invariants de factorielle, de Fibonacci et de copie inversée.

3 × 45 minutes · Durée totale en classe: 135 minutes

  • Choisir l’élément neutre adapté à l’accumulateur.
  • Préserver correctement les deux valeurs de Fibonacci.
  • Déplacer les pointeurs source et destination.
  • Expliquer la conservation de la source d’une copie inversée avec un invariant.
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La pile et les fonctions

Utilisez des données dernier entré/premier sorti, des cadres d’appel et des conventions de sauvegarde/restauration.

3 × 45 minutes · Durée totale en classe: 135 minutes

  • Expliquer le principe dernier entré/premier sorti et le dépilement à vide.
  • Suivre PC + 1 dans un cadre d’appel.
  • Réutiliser une fonction.
  • Préserver les registres promis à l’appelant avec une convention de sauvegarde/restauration.
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Bits et représentation

Sélectionnez et basculez des bits ; expliquez le fonctionnement des entiers signés sur 32 bits.

3 × 45 minutes · Durée totale en classe: 135 minutes

  • Appliquer des masques AND pour sélectionner des bits.
  • Utiliser OR pour activer des bits.
  • Montrer que deux applications de XOR rétablissent l’original.
  • Distinguer NOT signé sur 32 bits d’une inversion d’octet et limiter la comparaison par masque de signe au petit intervalle documenté.
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Ordonnancement, cœurs et événements

Distinguez politique d’ordonnancement, répartition du travail et restauration d’état par un gestionnaire.

3 × 45 minutes · Durée totale en classe: 135 minutes

  • Distinguer une politique d’ordonnancement d’une instruction.
  • Suivre l’état indépendant des tâches et des cœurs.
  • Répartir les travaux et combiner les résultats.
  • Sauvegarder et restaurer l’état principal autour d’un gestionnaire d’événement.
  • Distinguer simulation et véritable matériel parallèle.
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Construire de petits programmes

Combinez les instructions pour créer un jeu, un utilitaire de tampon et un répartiteur de travaux.

3 × 45 minutes · Durée totale en classe: 135 minutes

  • Combiner entrées, règles et état dans un jeu de cible.
  • Inverser un tampon de longueur variable avec une pile.
  • Décomposer un répartiteur de travaux en services.
  • Distinguer les résultats complets des registres des octets du journal.
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Correspondances avec les programmes

OpenKernel EDU correspond à des concepts des cadres suivants. Ces rapprochements facilitent la préparation pédagogique. Vérifiez les attentes actuelles de votre niveau ou cours et les exigences d’évaluation locales avant de choisir les activités.

Ontario

Codage et pensée informatique en mathématiques à l’élémentaire ; algorithmes, programmation, représentation des données et systèmes informatiques dans les contextes d’études informatiques et de technologies numériques au secondaire.

Les unités 1 à 3 abordent état, données et ordinateurs ; 4 à 8, séquence, contrôle, algorithmes, débogage et représentation ; 9 et 10, décomposition, systèmes et projets. Choisissez localement les attentes réelles du niveau ou du cours. Ce modèle ne couvre pas nécessairement tous les résultats en mathématiques, citoyenneté numérique, construction matérielle ou réseaux.

Colombie-Britannique

Apprentissages en conception appliquée, compétences pratiques et technologies par la conception, l’essai et l’amélioration de solutions ; concepts d’informatique et de programmation au secondaire concernant les algorithmes, les données et les systèmes informatiques.

Les unités 4 à 10 favorisent une conception itérative des programmes et leur explication ; les unités 1 à 3, 8 et 9 abordent la représentation des données, de l’état et des systèmes. Plans sur papier, traces et réflexion rendent la démarche visible. Vérifiez les formulations actuelles du niveau ou du cours ; toutes les compétences ADST ne sont pas couvertes.

Alberta

Informatique dans les contextes scientifiques et de programmation applicables ; concepts du volet Computing Science (CSE) des études professionnelles et technologiques au secondaire supérieur : algorithmes, programmes structurés, données et systèmes.

Les unités 1 à 8 développent les notions d’état, de contrôle et d’abstraction ; les unités 9 et 10 appliquent la décomposition et les tests. Consultez le programme d’études et les exigences actuelles du cours pour choisir les activités adaptées à votre classe.

Correspondances choisies avec CSTA 2017

Ces références conceptuelles utilisent le cadre CSTA 2017. Vérifiez l’édition actuellement adoptée et la portée complète de chaque norme pour le niveau scolaire avant d’utiliser un identifiant dans une correspondance formelle.

  • 1B-AP-10 — Séquences, événements, boucles et conditions dans les programmes. Correspond aux unités 1, 4, 5, 9 et 10. Les événements simulés sont distingués d’un système d’événements d’appareils physiques.
  • 2-AP-12 — Combinaisons de structures de contrôle dans les programmes. Correspond aux unités 4 à 7 et 10 par les décisions, boucles et appels. Consultez la norme complète pour prévoir un travail sur les conditions composées et les autres structures de contrôle imbriquées.
  • 2-AP-13 — Décomposition des problèmes et sous-problèmes en parties gérables. Correspond aux unités 6, 7, 9 et 10 par les rôles des algorithmes, les services réutilisables et le travail réparti.
  • 2-AP-14 — Procédures réutilisables et paramètres pour organiser le code. Correspond aux unités 7 et 10. La machine virtuelle utilise des conventions d’entrée et de résultat transmis par registres plutôt que des déclarations de paramètres d’un langage de haut niveau.
  • 2-AP-17 — Tests systématiques et amélioration à l’aide d’un éventail de cas. Correspond aux défis vérifiés lorsqu’ils s’accompagnent de prédictions, d’explications de débogage et de cas variés. Une réussite seule ne démontre pas toute la norme.

Les unités 1 à 3, 8 et 9 se rattachent aussi au concept de systèmes informatiques. Algorithme, état, débogage, abstraction et contrôle décrivent les idées enseignées ici ; consultez le cadre local pour les noms et la portée de ses attentes.

Liens vers les sources officielles

Consultez ces pages d’accueil officielles pour vérifier l’édition adoptée et les attentes locales du niveau ou du cours.