Cybersécurité, littératie numérique et médiatique et usage des applications sont trois sujets sur lesquels l’enseignant dispose de beaucoup d’informations.  Par contre, le développement chez l’élève d’une pensée informatique et d’un esprit critique devant ces merveilleuses technologies sont beaucoup moins présents dans la littérature offerte aux éducateurs.

La pensée informatique

Seymour Papert, le grand papa de l’enseignement de l’informatique aux enfants, a le premier utilisé le terme - pensée informatique - qu’il situe à l’intersection de la créativité humaine et du formidable pouvoir d’analyse et de calculs des ordinateurs.  Jeanette Wing dans son article célèbre,  Computational  Thinking,^[1] présente une réflexion sur ce concept nommé pensée informatique.  «Penser informatiquement, c'est manipuler conjointement les informations statiques que sont les données et les informations dynamiques que sont les actions et les instructions.» L’informatique s’intéresse à ce qui peut être calculé mécaniquement, c’est le travail des ordinateurs. 

La pensée informatique demande à l’être humain d’utiliser son intelligence pour solutionner avec économie et créativité des problèmes grâce au travail de ces imposantes machines à calculer que sont les ordinateurs. Jeanette Wing  insiste sur le fait que la pensée informatique est un état d’esprit fondamental à transmettre à nos enfants. Apprendre à programmer permet d’acquérir une certaine pensée informatique, mais celle-ci requiert davantage car elle exige d’apprendre à penser à divers niveaux d’abstraction.

Il n’y a pas consensus pour définir  la pensée informatique.  Plusieurs modèles ont été élaborés.  Je présente le modèle du groupe  Computing at School,  mieux connu sous le sigle CAS, du Royaume Uni.  BarafootCAS identifie six concepts et cinq processus pour l’acquisition d’une pensée informatique. Les concepts choisis sont issus de la programmation et les processus sont des savoir-faire et des savoir-être particuliers au travail du programmeur.

Le raisonnement logique

Le mathématicien irlandais George Boole a créé en 1854 une algèbre binaire composée uniquement de deux variables, le 0 et le 1.  Le système de Boole, la logique booléenne, se retrouve au cœur de l'informatique et de la conception des unités centrales de traitement CPU ou central processing unit .   Pour l’ordinateur, l’information sera vraie, TRUE ou fausse, FALSE. Les opérateurs booléens en français sont ET, OU et SAUF.  En programmation les mots anglais seront utilisés : AND, OR, NOT.

Algorithmes

L’algorithme est utilisé à l’étape de la conception d’un programme informatique.  L’algorithme est la suite d’instructions précises que l’on donne à l’ordinateur, le pas à pas dans ses moindres détails de l’action à accomplir.  Les algorithmes sont faits pour être compris par des personnes et non par des ordinateurs.

Décomposition

Résoudre un problème en le divisant en plus petites parties se nomme le processus de décomposition. Par exemple, pour être à mon  rendez-vous à neuf heures, je calcule qu’il me faut une heure de transport, une heure pour faire ma toilette et mes cheveux et une demi heure pour mon petit déjeuner. C’est ainsi que je sais que je dois me lever à 6h30.

Pattern - Caractéristiques communes et généralisations..

Le mot anglais de pattern est souvent utilisé pour désigner la répétition d’un phénomène auquel on peut conférer des propriétés caractéristiques.  Les horaires des classes sont des pattern repris à chaque semaine.

Abstraction

Pour Janette Wing  « Le processus d’abstraction selon lequel est décidé quels détails doivent être pris en considération et lesquels doivent être ignorés forment le fondement de la pensée informatique » (Wing, 2008)

Connaître le processus d’abstraction qui a été créé à partir des -patterns- reconnus par le programmeur, permet d’avoir une vision critique des résultats des calculs des ordinateurs.  Quels détails ont été considérés par le programmeur au moment de rédaction du programme ?

Évaluation

L’évaluation en informatique cherche à savoir si la solution apportée au problème est la meilleure, la plus efficace, la mieux adaptée. L’informatique demande d’avoir un regard critique sur nos productions.  Développer, créer, réutiliser, réviser et employer à nouveau des artefacts numériques, ces actions propres à la programmation sont faites pour résoudre un problème et répondre aux attentes d’un public donné.  L’évaluation doit considérer dans quelle mesure le programme créé répond aux besoins des utilisateurs. Les attentes et les besoins des usagers doivent faire partie du processus de conception du programme dès le début.

Quels sont les savoir-faire à privilégier en programmation

Expérimenter et explorer  . . . jouer

Le début de l'apprentissage de l’informatique doit ressembler au jeu libre tel que vécu dans les garderies et les classes maternelles.  Au moment de l’apprentissage de la programmation, il est conseillé d’utiliser les programmes écrits par d’autres comme point de départ pour nos propres projets de programmation.

Créer

Programmer est un processus créatif.  Il faut réfléchir à aborder la résolution de problèmes avec un esprit créatif.

Débogguer

Le mot «bogue» pour désigner une erreur de fonctionnement lors de l’exécution d’un programme informatique est une francisation du mot anglais «bug» qui signifie insecte.  Débogguer un programme, chercher les erreurs et de suggérer des améliorations est une excellente formation de l’esprit.  C’est ainsi que l’on comprend graduellement que les erreurs sont des opportunités d’apprentissage.  Devenir responsable face à ses erreurs facilitera le développement de la résilience et d’une «mentalité de croissance» chez l’élève . . . et l’adulte.

Persévérer

La programmation informatique est un domaine difficile et exigeant.  Écrire un programme est un défi intellectuel. L’étude de l’informatique implique la volonté de persévérer dans une activité très difficile.  Le travail acharné et la volonté de persévérer face aux difficultés peuvent être des facteurs clés dans les résultats scolaires.

Collaborer ou coopérer ?

Collaborer est une compétence du 21ème siècle dont il faut favoriser le développement.  Collaborer est aussi une compétence de la pensée informatique.  Le développement de logiciels est la plupart du temps un travail d’équipe.

Cependant, selon mon point de vue, les équipes en informatique travaillent davantage selon un modèle coopératif où chacun apporte ses talents et connaissances particulières au projet et non pas une oeuvre de collaboration où tous participent aux même éléments du projet.

Évaluation de la pensée informatique par le biais de cinq composantes selon Barefoot CAS

    •       Composante 1 (C1): Compréhension de la logique d’un algorithme.

    •       Composante 2 (C2): Capacité de créer un programme informatique.

    •       Composante 3 (C3): Capacité à organiser les données efficacement.

    •       Composante 4 (C4): Compréhension du fonctionnement d’un appareil numérique et des communications en réseau.

    •       Composante 5 (C5): Capacité à développer des projets créatifs par la programmation.

^[1] Wing, Jeanette, mars 2006, http://www.cs.cmu.edu/afs/cs/usr/wing/www/publications/Wing06.pdf