Idées d’apprentissage actif
L'étude des structures de données linéaires constitue un pilier de la spécialité NSI en Terminale. Ce chapitre permet aux élèves de dépasser l'usage instinctif des tableaux pour comprendre comment l'organisation des données influence l'efficacité d'un algorithme. En explorant les listes, les piles et les files, les élèves apprennent à distinguer l'interface, qui définit ce que fait la structure, de l'implémentation, qui définit comment elle le fait techniquement.
Activité 01
Les élèves utilisent des objets physiques (assiettes pour la pile, tunnel pour la file) pour traiter une série de commandes. Ils doivent noter l'ordre de sortie et comparer les résultats selon la structure imposée.
Comment différencier une interface de son implémentation ?
Activité 02
Chaque élève définit seul les méthodes nécessaires pour une 'Playlist'. Ils comparent ensuite leurs interfaces en binômes avant de proposer une version commune à la classe qui sera implémentée en Python.
Quelles sont les opérations fondamentales sur une pile ?
Activité 03
Les groupes analysent le fonctionnement de l'historique d'un navigateur web ou du 'Ctrl+Z'. Ils doivent modéliser la structure de données nécessaire et justifier leur choix devant leurs pairs.
Dans quels cas utiliser une file plutôt qu'une liste ?
Quelques notes pour enseigner cette unité
Attention à ces idées reçues
Confondre une liste Python avec le type abstrait Liste.
La liste Python est une structure hybride très flexible. Il faut enseigner que le type abstrait Liste a des contraintes spécifiques et que l'implémentation peut varier, par exemple avec des listes chaînées, ce que la manipulation de pointeurs en groupe aide à visualiser.
Penser qu'une pile et une file sont interchangeables.
L'ordre de sortie change radicalement le résultat d'un algorithme. Utiliser des jeux de rôles où les élèves jouent les éléments de la structure permet de réaliser immédiatement l'impact de l'ordre LIFO ou FIFO.
Méthodes utilisées dans ce dossier
Arbres
Découverte des arbres hiérarchiques, des arbres binaires et des arbres binaires de recherche. Calcul de la taille et de la hauteur d'un arbre.
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Graphes
Modélisation de relations à l'aide de graphes orientés et non orientés. Représentation par matrices d'adjacence et listes de successeurs.
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