Espace-Turing

Les contes pour apprendre le code à travers une démarche d'investigation

Espace-Turing OK — 2020-09-18T15:14:20Z

Suite à l'entrée de l'apprentissage du code informatique dans les nouveaux programmes de l'école primaire en 2016, Nathalie Magnan, enseignante à l'école Nikaïa à Nice, a décidé de mettre en place dans sa classe une approche interdisciplinaire, liant l'informatique à d'autres matières dans une démarche d'investigation. L'objectif est de transférer l'écriture littéraire d'un conte traditionnel en un langage de programmation par blocs afin de réaliser une animation d'un conte.

Marc Monticelli, ingénieur de recherche au LJAD et responsable de la diffusion scientifique, a participé à l'élaboration de cette démarche avec plusieurs interventions en classe, et des propositions de pratiques originales en fonction des réactions et des blocages des élèves.

– En savoir plus et accéder à la capsule vidéo réalisée par Canopé

L'origine du projet

L'entrée de l'apprentissage du code informatique dans les nouveaux programmes de l'école primaire en 2016 et les arguments de ce nouvel apprentissage, mis en avant dans de nombreuses publications, ont décidé Nathalie Magnan à se lancer malgré la crainte de ne pas être à la hauteur. Avant toute chose, cette enseignante s'est questionnée sur les objectifs pédagogiques à atteindre mais surtout sur comment mettre en œuvre cet enseignement dans une classe de CM.
Parallèlement, la connaissance des albums de Warja Lavater, des leporelli (livres accordéons) entièrement codés par des pictogrammes, l'a menée à concevoir un projet de transcription de l'écriture littéraire d'un conte traditionnel en un nouveau langage, le langage de programmation par blocs. L'objectif final de ce projet était la réalisation d'une animation et d'un livre, le Récicodé.
Cette approche interdisciplinaire, liant l'informatique à d'autres matières, a répondu à l'impératif de donner du sens à l'apprentissage de l'informatique : ne pas faire de l'informatique pour faire de l'informatique, mais permettre aux élèves, dans les séquences proposées, de développer des compétences dans d'autres domaines : la lecture, le langage oral et l'écriture.

Le déroulement de l'activité

Sa démarche s'est construite autour de deux postulats : le premier de ne pas placer les élèves en permanence face aux écrans et le second de faire appel à des situations problèmes permettant une résolution par essai-erreur. Cependant, accorder à l'erreur une place centrale dans les apprentissages n'est pas suffisant. Pour que cette démarche soit constructive, l'élève doit disposer de suffisamment de bagages pour tirer des conclusions de ses essais-erreurs. Elle a donc fait le choix d'un apprentissage du code informatique s'appuyant principalement sur des activités débranchées, l'ordinateur n'arrivant qu'à la fin de l'apprentissage pour valider ou invalider les hypothèses émises par les élèves à travers l'écriture de programmes.
Sa démarche s'est aussi appuyée sur la démarche d'investigation utilisée habituellement en sciences. Ainsi, suite aux premières activités centrées sur la compréhension de la langue française, les premiers jets d'écriture du script font office d'hypothèses qui sont ensuite confrontées les unes aux autres, lors de jeux corporels les mettant en scène. Cette partie du travail est une adaptation du jeu du robot idiot. Les scripts des lutins sont affichés (vidéo-projetés au tableau) et joués par les robots idiots qui exécutent les instructions données par les donneurs d'ordre.?Les enfants ont dans ce jeu différents rôles, ils peuvent être :
robots idiots (autant de robots idiots que de lutins) ;

donneurs d'instructions ;
contrôleurs sur le repère orthonormé au sol ;
contrôleurs sur le repère orthonormé de la feuille.

Le groupe classe doit alors valider ou invalider les premiers jets. Le jeu du script sur le repère orthonormé permet d'identifier si le programme écrit atteint les objectifs attendus. Si ce n'est pas le cas, il faut alors que le groupe classe repère où se situe le ou les problèmes dans les scripts. Il doit également, lors de cette analyse, faire des propositions pour aider le groupe à réécrire son premier jet. Une deuxième écriture est alors nécessaire.
La validation finale se réalise ensuite en utilisant le logiciel de programmation Scratch. Ainsi, la validation des scripts ne se fait qu'après des phases de réflexion, de construction et d'analyse des programmes.
Cette méthodologie, très structurée, accompagne les élèves en difficulté dans d'autres matières afin qu'ils puissent s'approprier ce raisonnement. Le jeu des scripts corporels semble aider les élèves à structurer leur pensée.

Les apports du numérique, l'innovation

Il est difficile de mesurer le bénéfice de l'apprentissage du code informatique dans les autres matières. Cependant, la mise en place de séances de codage a permis aux élèves de :

mener un projet avec enthousiasme ;
coopérer avec leurs pairs pour arriver à un objectif commun ;
développer des stratégies de résolution de problèmes et mobiliser un esprit critique ;
structurer leur pensée et développer des capacités séquentielles ;
s'entraîner à s'exprimer autrement ;
apprendre à raconter des histoires ;
développer la confiance en soi.

Les aspects techniques

L'effectif de la classe étant de 29 élèves, la classe a été partagée en deux groupes, chaque demi-classe travaillant sur un conte différent afin d'éviter qu'un groupe soit avantagé par rapport à un autre. Des petits groupes de 3 à 4 élèves ont été constitués. Afin de pouvoir réaliser les scripts, il a fallu imprimer, découper, plastifier les blocs d'instructions utilisés dans le logiciel Scratch. Dans la dernière phase, les élèves disposent d'un compte de groupe sur l'interface en ligne Scratch et accèdent, par le biais d'un atelier, aux images des scènes et des costumes des lutins.

Les compétences mises en œuvre : Cycle 3

Lecture, écriture et langage oral :

Lire, comprendre et interpréter un texte littéraire adapté à son âge.
En faire un résumé écrit et oral.
Produire différents écrits : résumé, instructions des lutins, script en langage Scratch.

Mathématiques :

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.
Utiliser un vocabulaire permettant de définir des positions et des déplacements.

Voir en ligne : En savoir plus et accéder à la capsule vidéo réalisée par Canopé

Exposition "Images - mouvement- Interactions : entre sciences et jeux vidéo"

Espace-Turing OK — 2017-11-20T12:42:00Z

Si le jeu vidéo est reconnu depuis peu comme le 10ème Art, il s'est d'abord développé pendant une vingtaine d'années dans les laboratoires de recherche et les universités. Lorsque les jeux vidéo empruntent leurs modèles à la physique et aux mathématiques pour être toujours plus réalistes - simulation, rendu 3D, gameplay… - les sciences, quant à elles, « détournent » la puissance des cartes graphiques pour le calcul, étudient le « jeu vidéo » comme objet social ou développent leurs propres jeux à portée expérimentale.

L'exposition « Image - Mouvement - Interactions : Entre sciences et jeux vidéo » co-organisé par l'Espace-Turing (LJAD) et l'association AMT, à proposé de revenir sur l'histoire du jeu vidéo dans son lien aux sciences. Elle a aussi invité à découvrir et manipuler de nombreux jeux vidéo depuis le tout premier « Tennis for two », jusqu'aux jeux d'auteurs, scientific games et autres dispositifs interactifs.
Pour les scolaires, une mini-conférence a été donné en préambule sur l'histoire du jeu-vidéo, son ancrage dans l'histoire du jeu en général, et ses relations avec les sciences .

Durant deux week-ends, les plus petits -et leurs parents- ont pu découvrir la robotique et la programmation, l'impression 3D.
Les plus grands ont pu quand à eux découvrir le premier jeu utilisant une puce 3D, un jeu exploitant des automates cellulaires, des reproductions des premiers jeux vidéo (tennis for two, pong, …), des logiciels de simulations numériques interactives, des jeux scientifiques, … et une série de posters reprenant les différentes relations qu'entretiennent sciences et jeux vidéo.

[A propos de MOVIMENTA : "La première édition de MOVIMENTA dédiée à l'image en mouvement se déroulera du 27 octobre au 26 novembre 2017 à Nice. Initié par L'ECLAT, MOVIMENTA explore les différentes formes de la création audiovisuelle dans son rapport à l'économie créative et aux innovations technologiques. MOVIMENTA se décline en 3 axes : lancement d'un Prix de la Jeune Création, Rencontres Art & Technologie, Fête Urbaine avec un parcours d'œuvres dans l'espace public, des expositions dans les lieux d'art contemporain, un salon des galeries, des programmations de films d'artistes, de cinéma expérimental, de films d'archives et de vidéos d'art."

Réplique de "Tennis or two" (1958) - Laboratoire national de Brookhaven

Elèves du lycée pro "Les Eucalyptus" découvre le Pong géant.

Un père et son fils sur le Scientific Discovery Game "Fold-it"

L'occasion aussi de monter l'utilisation de l'imprimante 3D pour faire dé couvrir les maths, même chez les plus petits

Stage Match C2+ 2017

Espace-Turing OK — 2017-06-12T11:57:00Z

L'Académie de Nice et le département de mathématiques ont organisé comme chaque année un stage Math C2+ au laboratoire J.A. Dieudonné. Une soixantaine d'élèves de classe de seconde des lycées d'enseignement général et technologique du secteur niçois ont participé à ce stage de 6 ateliers sur 2 jours.

Les ateliers :

Mission impossible ?
Cryptographie
Atelier Calculatrice Casio
Jeu de Nim et problème du facteut
Diviser pour régner
Fluides Virtuels

Qu'est ce qu'un stage Math C2+ ?

Le programme MathC2+, partie intégrante du Plan Sciences présenté par la Ministre de l'Education nationale le lundi 31 janvier 2011, vise à conquérir de nouveaux territoires dans le processus de formation de scientifiques en proposant à un public ciblé des stages de mathématiques dans un centre universitaire.
Cette reconquête, à la fois géographique et qualitative, s'oriente vers les filles de toutes classes sociales, les enfants issus de l'immigration récente, mais surtout vers les enfants des classes sociales dans lesquelles la science n'est pas traditionnellement (ou pas encore, voire pas assez) un choix d'orientation. Ce dernier critère dépasse largement les zones concernées par la politique de la Ville.

- Sciences du numérique

#Cyberbook, la saga de l'informatique et de la culture numérique en BD

Espace-Turing OK — 2015-11-30T18:28:35Z

La saga humoristique sur l'histoire de l'informatique et la culture numérique (découverte dans la revue La Revue Dessinée ) sort dans un recueil intitulé #Cyberbook. Elle est le fruit de Hervé Bourhis et Rudy Spiessert (un niçois ;)).
Malgré quelques manques et approximations, on se laisse porter par les textes et dessins décalés. Cyberbook ne se lit pas d'un trait, mais se picore de dates en dates.

- Sciences du numérique

Simuler pour mieux soigner

Espace-Turing OK — 2011-09-23T16:44:56Z

Les techniques de réalité dite augmentée permettent de visualiser de manière interactive les images en 3d.

Chacun de nous disposera-t-il bientôt d'un double virtuel qui pourra tester des médicaments à sa place et servira aux chirurgiens à simuler une opération avant de la réaliser “pour de vrai” ? Fascinante perspective que cet avatar numérique ! Mais d'une telle complexité à mettre au point qu'il restera longtemps cantonné au domaine de la science-fiction. Il n'empêche, l'ère du patient numérique a bel et bien commencé. La modélisation du cœur, destinée, entre autres, à tester informatiquement la pose d'un pacemaker, avance à grands pas. La coloscopie virtuelle, grâce à laquelle on explore le côlon reconstruit en 3D à partir d'images scanner ou IRM, donc sans avoir besoin d'anesthésier le patient, est déjà une réalité. Même si l'interprétation des images obtenues via cette technique reste compliquée. Ce souci est d'ailleurs récurrent en matière d'imagerie. C'est pourquoi les scientifiques travaillent d'arrache-pied sur des outils numériques capables d'aider les praticiens.

IDENTIFIER LES PATHOLOGIES
Laurent Cohen, du Centre de recherche en mathématiques de la décision, à Paris, développe, par exemple, des outils permettant aux radiologues d'isoler en quelques clics des vaisseaux dans des images IRM et de les visualiser sous tous les angles. Cette application est très précieuse pour « estimer la gravité d'un anévrisme [dilatation d'une artère] ou d'une sténose [rétrécissement] en cas d'accident cardiovasculaire », précise le mathématicien. Autre illustration : les travaux qui consistent à élaborer des méthodes performantes de détection et d'analyse de modifications de structures anatomiques dans les images IRM du cerveau, en particulier celui du fœtus et de l'enfant. De quoi faciliter « l'identification de pathologies comme la ventriculomégalie, une taille anormale des ventricules du cerveau », se félicite François Rousseau, qui mène ces travaux au Laboratoire des sciences de l'image, de l'informatique et de la télédétection2, à Illkirch. Ces méthodes permettent aussi de « modéliser la maturation cérébrale, normale ou pathologique chez le fœtus », ajoute le chercheur. Mais elles concernent également les maladies neurodégénératives (Alzheimer, Parkinson, sclérose en plaques...).

Ces images sont extraites d'une coloscopie virtuelle. Le côlon étant reconstruit en 3d uniquement à partir d'images scanner ou Irm, le geste invasif est évité.

Grâce à l'Irm de diffusion, on visualise ici les faisceaux de substance blanche du cerveau d'un fœtus.

FACILITER LES OPERATIONS
Enfin, faire appel à la simulation dans le domaine des actes chirurgicaux, rien de tel pour aider un clinicien à planifier ses gestes et à anticiper leurs conséquences. Ainsi, avant une opération délicate telle celle visant à corriger des anomalies du maxillaire et de la mandibule, simuler chaque étape de l'intervention permet de répondre à des questions comme : « Si je découpe et repositionne tels fragments osseux à tel endroit, quelle conséquence cela va-t-il avoir sur la façon de parler du patient, sur l'esthétique de son visage, sur ses capacités de mastication, etc. ? » énonce Jocelyne Troccaz, du laboratoire Techniques de l'ingénierie médicale et de la complexité-Informatique, mathématiques et applications de Grenoble3. Pour ce faire, son équipe construit un modèle en 3D à partir d'images scanner ou IRM en y intégrant le maximum de données biomécaniques personnalisées (structures osseuses, principaux muscles, autres tissus mous...).
« Plus ces données sont précises, plus le modèle est prédictif », souligne la chercheuse, dont la méthode est aussi mise à profit par les urologues pour faciliter le placement, dans la prostate, de grains radioactifs à l'aide d'aiguilles afin de détruire les zones cancéreuses. « Ces aiguilles, quand on les introduit, se déforment et font bouger la prostate, dit-elle. Nos modè les doivent servir à anticiper les déplacements de la glande et à mieux atteindre la cible. » Nul doute que, dans les prochaines années, le mariage du virtuel et de l'imagerie médicale ne donne naissance à bien d'autres applications.

(11) Avant l'intervention sur la mâchoire du patient (à gauche), ses structures osseuses sont étudiées au scanner, puis le résultat du geste de découpe et de déplacement des os est simulé (en violet). (12) Modélisation de l'influence de la découpe osseuse sur les muscles attachés à la peau.

LE RÔLE CLÉ DES MATHÉMATIQUES
Si les images scanner, IRM, TEP, etc. ont métamorphosé la pratique médicale, les mathématiques et l'informatique y sont pour beaucoup. Qu'il s'agisse de passer du signal brut issu des systèmes d'acquisition à des images numériques interprétables par le médecin, d'améliorer le contraste ou de diminuer le bruit de ces images, ou encore d'en extraire automatiquement des organes particuliers, des pathologies comme des tumeurs, toutes ces étapes exigent de concevoir des modèles mathématiques, de les rendre opérationnels dans des algorithmes de traitement et
de faire mouliner de puissants ordinateurs. « Ces thèmes de recherche, bien que déjà anciens, suscitent toujours beaucoup de travaux pouDF fournir des outils en adéquation avec les attentes des médecins, remarque Isabelle Bloch, du Laboratoire traitement et communication de l'information, à Paris. Celles-ci sont terriblement concrètes : comment détecter un tissu malin ? comment quantifier sa dangerosité pour le patient ? Il faut alors arriver à collecter des propriétés sur les images, qu'elles soient morphologiques (taille et forme d'une tumeur), densitométriques (opacité ou niveau de gris des tissus), etc., puis à les associer au sein de formulations mathématiques qui conduiront à des décisions raisonnées de la part des médecins. Tous les patients, donc tous leurs organes, étant différents, d'importants progrès ont été accomplis ces dernières années dans la modélisation de cette variabilité. » À l'avenir, une meilleure prise en compte dans les équations de la complexité de l'agencement des organes et des tissus devrait permettre à l'imagerie de fournir une aide encore plus performante à l'élaboration d'un diagnostic, au suivi des patients et à la prise de décision médicale.

Voir en ligne : Journal du CNRS N°260

Qui se cache derrière les logiciels libres ?

2011-06-03T08:43:49Z

Plongée avec le chercheur Didier Demazière dans les communautés d'informaticiens qui développent gratuitement des logiciels libres.

La communauté des développeurs et utilisateurs de logiciels libres n'est pas que virtuelle. Des rencontres, telle cette Spip-party, sont en effet organisées pour permettre un échange de pratiques.
© FOLAMOOR

En mars dernier est sortie la 4e version du navigateur Web Firefox. Un événement car, depuis décembre, ce logiciel développé par la Mozilla Foundation avec l'aide de centaines de bénévoles est tout simplement le navigateur le plus utilisé en Europe. Ce succès, auquel on peut associer ceux du système d'exploitation Linux et de la suite bureautique OpenOffice, illustre l'essor des logiciels dits libres ou open source, caractérisés par un code informatique ouvert à tous. Mais qui se cache vraiment derrière la création de ces logiciels ? Une étude menée par Didier Demazière, directeur de recherche au Centre de sociologie des organisations1, lève une partie du voile.

Pendant quatre ans, le sociologue s'est fondu dans la commu- nauté qui développe Spip, un système de publication sur Internet utilisé sur des milliers de sites, et qui rassemble plusieurs dizaines de contributeurs réguliers. Avec deux autres chercheurs, il a suivi les conversations sur les forums, participé aux apéritifs et aux ate- liers de travail et interviewé les différents acteurs. « Je voulais comprendre, dit-il, comment on arrive à pro- duire des logiciels concurrentiels avec une organisation du travail atypique : les contri- buteurs sont dispersés, s'engagent bénévolement, ne sont pas liés par des contrats de travail ou des règles de subordination... »

Les caractéristiques sociales des contri- buteurs et leurs orientations politiques et idéologiques sont aussi très hétérogènes, tout comme leurs activités : « L'écriture du code est certes centrale, mais il faut l'accom- pagner d'une documentation et de traductions pour favoriser sa diffusion, remarque le chercheur. Il faut répondre aux questions des utilisateurs les moins avertis, mais aussi animer la communauté elle-même. » Ces activités s'organisent dans des espaces de travail virtuels qui favorisent le rassem- blement de pairs (Spip-dev, Spip-user, Spip-trad...) et sous la supervision d'un animateur-administrateur, un participant promu à un rang supérieur.

DIDIER DEMAZIÈRE

Ce scientifique mène des recherches autour des questions du travail, notamment sur les transformations des groupes professionnels.
Il est également rédacteur en chef de la revue Sociologie du travail.

Car le monde du logiciel libre n'est pas affranchi de toute organisation hiérarchisée ni de tout contrôle centralisé. « Ce n'est pas le chaudron magique comme l'a popularisé un célèbre informaticien américain, Eric Raymond, souligne Didier Demazière. Il y a forcément de la coordination. » C'est d'autant plus vrai lorsque des entreprises se cachent derrière les logiciels : Google finance la Mozilla Foundation et Oracle a investi dans OpenOffice. « Tous ces projets doivent concilier deux perspectives contra- dictoires : pour que le logiciel soit efficace et pérenne, le mieux est d'avoir un pilotage central, précise le chercheur. Mais pour qu'il mobilise beaucoup de monde, il ne faut pas d'autorité contraignante. »

Le plus grand défi pour ces communautés reste de se maintenir dans le temps. « Cela passe par une socialisation effective, note Didier Demazière. Celle-ci n'implique pas forcément des rencontres réelles, mais signifie partage de valeurs, diffusion de normes communes, production d'une identité collective, autant d'éléments qui contribuent à entretenir l'implication des participants dans le projet », conclut-il.

1. Unité CNRS/Sciences Po.

Voir en ligne : Le journal du CNRS

Martin Abadi, nouveau titulaire de la chaire Informatique du Collège de France 2011

Espace-Turing OK — 2011-03-08T12:59:00Z

Né en 1963 à Buenos Aires, Martin ABADI a fait ses études à Stanford University en Californie, où il obtint son doctorat en informatique en 1987. Depuis, il a surtout été chercheur, le plus souvent dans des laboratoires industriels ; il est « principal researcher » à Microsoft Research Silicon Valley depuis 2006. Il a aussi enseigné à Berkeley, à Stanford (où il est actuellement professeur invité) et à l'University of California, Santa Cruz (où il est actuellement professeur). Sa recherche porte principalement sur la sécurité informatique, sur les langages de programmation et sur les méthodes de spécification et preuve formelle. Il s'est intéressé, par exemple, au développement de la théorie des langages de programmation orientés-objet et à la conception et l'analyse des protocoles de communication sécurisés sur Internet.

Sa "Leçon Inaugurale aura lieu le 10 mars 2011 (télécharger le support de la leçon inaugurale [2398.0Ko]->http://www.college-de-france.fr/media/cha_inf/UPL27227_Securite_Informatique.pdf])

Interview sur le site de l'INRIA

Voir en ligne : Sur le site du Collège de France