Hypothèse : L'erreur est humaine
La démarche essai-erreur en didactique de programmation informatique appliquée à ScratchJr
Neurologie
Psychologie
Méthode scientifique
Ingénierie
Informatique
STEAM (Science, Technologie, Ingénierie, Arts et Mathématiques)
Rétroactions
ScratchJr
Situations problèmes
Conclusions
Neurologie
Dans tout le règne animal et chez les humains en particulier, la curiosité est un caractère essentiel des apprentissages.
La découverte de nouvelles choses et la surprise de tomber sur des inattendus sont ancrées dans le fonctionnement de nos neurones.
Ces inattendus peuvent être qualifiés d’erreurs, qu’elles soient d’inattention, de méthodologie, de compréhension, de méconnaissance, de surcharge cognitive ou d’autres origines.
Quand la curiosité est piquée par une « erreur », provoquant la surprise, alors les neurones vont mieux apprendre de cette situation. L’essentiel est d’avoir les moyens de l’analyser.
Psychologie
Dans de telles situations, l’enseignant peut être un guide pour l’élève en essayant notamment de dédramatiser l’erreur.
Malgré tout, c’est à l’élève lui-même de prendre conscience du statut indispensable de l’erreur pour ses apprentissages.
Cette métacognition seule va lui permettre d’intégrer encore plus efficacement de nouveaux concepts ou compétences, en tout conscience.
Avec les fiches missions ScratchJr, nous vous proposons de mettre en pratique cette approche et de provoquer des erreurs pour démontrer qu’elles sont souhaitables, voire indispensables, à la résolution de certains problèmes.
Nous allons également mettre en regard certaines méthodes scientifiques et d'ingénierie autour de la démarche essai-erreur avec les activités de programmation de ScratchJr.
Méthode Scientifique
Tout d’abord, on peut s’inspirer de la méthode scientifique OHERIC (Observation, Hypothèses, Expérience, Résultats, Interprétation, Conclusion).
Cette démarche est souvent utilisée pour montrer un cheminement positif de conclusion ou de présentation des essais.
Elle occulte parfois toutes les erreurs qui ont été croisées pour trouver des réponses positives.
Ingénierie
On peut également s’inspirer des méthodes d’ingénierie, composées des étapes suivantes : Problématisation, Recherche de solution, Test de la solution, Raffinement de la solution, Exécution finale, Validation.
Il est important de rappeler que de nombreuses découvertes et inventions sont advenues grâce à des erreurs, souvent involontaires (Les découvertes de la pénicilline ou des rayons X, l’invention des bandes auto-agrippantes ou encore du skateboard).
Ainsi il est important de mettre en valeur la créativité, ou encore la sérendipité — c’est à dire la faculté de trouver des choses qu’on ne cherche pas et de les repérer quand elles se présentent à nous.
En simplifiant, on retrouve le triptyque de Dehaene un chercheur en science cognitive : Action / Curiosité / Correction des erreurs ; ou celui de Tchounikine un chercheur en didactique de science informatique : Anticipation / Contrôle / Validation.
Informatique
Ces étapes peuvent être appliquées de façon très explicite à des tâches basiques liées à la réflexion algorithmique, même lorsqu’elles sont pratiquées par de jeunes enfants :
Par l’anticipation, l’élève est invité à réfléchir au problème et construit une première proposition de solution.
Par le contrôle, il teste et vérifie cette proposition.
Après contrôle négatif, il ajuste sa proposition intelligemment en modifiant par ajustement sa proposition initiale jusqu’à validation.
La décomposition d’un gros problème en plusieurs petits problèmes permet d’utiliser cette procédure par de nombreux petits pas successifs, plus simples à prendre en compte individuellement (stratégie appelée « diviser pour mieux régner »).
STEAM (Science, Technologie, Ingénierie, Arts et Mathématiques)
Il faut se rappeler que se tromper ne présente aucun danger physique ou émotionnel autre que l’ennui et la renonciation qui pourraient advenir après de nombreuses tentatives improductives.
Le rôle de l’enseignant est d’éviter cette situation par tous les moyens didactiques ou pédagogiques à sa disposition.
Le cadre général de la programmation informatique lui permet de dédramatiser la réitération des étapes de ces démarches, voire de les rendre ludiques et positives. L’objectif est que l’élève détecte lui-même une progression liée justement à l’apprentissage.
Rétroactions
En réponse aux essais et erreurs des élèves, l’enseignant distingue deux niveaux de rétroaction :
la rétroaction immédiate qui génère inventivité face au problème et sentiment de réussite,
et la rétroaction différée et réitérée qui provoque apprentissage et ancrage de la compétence ou de la connaissance.
Ces rétroactions peuvent également avoir lieu entre pairs. L’alternance des différentes tâches (anticipations, contrôles et validations) et sa distribution entre deux élèves travaillant de concert devient naturelle et efficace. Elle permet d'alléger la charge cognitive. C’est la même logique que la décomposition en petits sous-problèmes.
ScratchJr
Le fonctionnement de ScratchJr peut justement être découvert par méthode essai-erreur.
On peut demander aux élèves de chercher le rôle de certains blocs en les testant d’abord de façon unitaire (en les prenant un à la fois et en cliquant dessus directement).
Par exemple, l’élève peut compter combien de fois il faut cliquer sur le bloc « Tourner à droite » pour faire faire un tour complet à un personnage.
Ensuite seulement, on fera découvrir à l’élève des blocs et actions plus complexes, et des interactions plus ou moins inattendues entre différents blocs.
La progression des fiches missions se propose de concrétiser et de guider cette démarche en faisant découvrir des nouveaux blocs, de nouvelles fonctionnalités et des nouveaux concepts algorithmiques au fur et à mesure.
Leurs usages pourront être facilement répartis tout au long des cycles 2 et 3. En fin de cycle 3, vous pourrez ambitionner des projets plus longs pour lesquels une seule fiche ne suffirait pas.
Situations problèmes
Dans les activités proposées dans ces fiches missions comme dans d'autres situations problèmes, la méthode s’adapte tout particulièrement bien à certains types de problèmes ou de questions : soit parce que le raisonnement à mettre en place est bien trop complexe pour être embrassé d’un seul tenant, soit parce que des informations ne sont pas disponibles, ce qui rend le raisonnement ou le calcul préalable impossibles.
Conclusion
Grâce à l’intervention pédagogique de l’enseignant, l’erreur pourra passer de « condamnable » à « source d’apprentissage » puis à « méthode de résolution de problème ». Peut-être retrouvera-t-elle alors une image positive, y compris dans les yeux des élèves.
Complément : Citations
La nature même de la programmation informatique est une objectivisation du raisonnement, une explicitation extrême d’une tâche en un ensemble complexe d’éléments très simples.
L’informatique se distingue des mathématiques comme un outil d’expérimentation permettant d’observer, vérifier, réfuter un raisonnement. » Laurent Bloch
Rappel : Bibliographie
https://ekladata.com/PlZ8Wgsbjw1m8yUPJAfrcHMSW20.pdf Jean-Pierre Astolfi Mémo sur L’erreur, un outil pour enseigner
https://www.college-de-france.fr/agenda/cours/fondements-cognitifs-des-apprentissages-scolaires/engagement-actif-la-curiosite-et-la-correction-des-erreurs Stanislas Dehaene, Conférence Collège de France L'engagement actif, la curiosité, et la correction des erreurs
https://fr.wikipedia.org/wiki/OHERIC Article Wikipedia OHERIC
https://fr.wikipedia.org/wiki/Méthode_scientifique Article Wikipédia Méthode scientifique
https://lig-membres.imag.fr/tchounikine/PenseeInformatiqueEcole.html Pierre Tchounikine Initier les élèves à la pensée informatique et à la programmation avec Scratch
http://www.epi.asso.fr/revue/articles/a2203c.htm Pierre Dillenbourg Pensée computationnelle : Pour un néopapertisme durable car sceptique
https://fondation-lamap.org/sites/default/files/pdf/eclairage-pedagogique-1-2-3-codez.pdf Fondation La main à la pâte 123 Codez
https://hal.science/hal-02474983v1/document Pierre-André Caron, Cédric Fluckiger, Philippe Marquet, Yvan Peter, Yann Secq L’informatique, objets d’enseignements enjeux épistémologiques, didactiques et de formation
https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360131522000021 Morgane Chevalier, Christian Giang, Laila El-Hamamsy, Evgeniia Bonnet, Vaios Papaspyros, Jean-Philippe Pellet, Catherine Audrin, Margarida Romero, Bernard Baumberger, Francesco Mondada The role of feedback and guidance as intervention methods to foster computational thinking in educational robotics learning activities for primary school
https://blog.teachcomputing.org/gender-balance-in-computing-trialling-a-pair-programming-teaching-approach-in-primary-computing-lessons/ National Centre for Computing Education Gender Balance in Computing: Trialling a pair programming teaching approach in primary computing lessons
http://www.epi.asso.fr/revue/articles/a2210d.htm Laurent Bloch L'informatique, tentative d'explication