Sciences et technologie · CM1

Idées d’apprentissage actif

Algorithmes et séquences d'instructions

Les algorithmes et séquences d'instructions se comprennent mieux par l'action et l'expérience directe. Les élèves de CM1 retiennent plus facilement les concepts abstraits quand ils les vivent physiquement ou les manipulent concrètement, car cela les aide à ancrer des idées aussi subtiles que l'ordre ou la répétition.

• Programmes Officiels
• MEN: Cycle 3 - Écrire ou comprendre un algorithme simple

• 20–45 min
• Binômes → Classe entière
• 4 activités

Activité 01

• Apprentissage par problèmes
• 30 min · Petits groupes

Investigation collaborative : Le robot humain

Un élève joue le robot et exécute littéralement les instructions de son groupe (avancer de 3 pas, tourner à droite, etc.) pour atteindre un objet dans la classe. Les instructions imprécises (« va là-bas ») échouent, ce qui oblige le groupe à formuler des consignes exactes. Chaque groupe teste l'algorithme d'un autre groupe.

Expliquez l'importance de l'ordre des instructions dans un algorithme.

Conseil de facilitation

Pendant l'activité 'Le robot humain', insistez sur le fait que chaque élève doit exécuter les instructions à la lettre sans interprétation pour que les bugs apparaissent clairement.

À observer

Distribuez une feuille avec deux instructions pour préparer un jus de fruit : 1. Verser le jus. 2. Ajouter des glaçons. Demandez aux élèves d'écrire une phrase expliquant pourquoi cet ordre est important et de proposer un ordre correct s'il y a une erreur.

• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Prise de décision
• Autogestion
• Compétences relationnelles

Activité 02

• Penser-Partager-Présenter
• 20 min · Binômes

Penser-Partager-Présenter: Trouver le bug

L'enseignant distribue un algorithme erroné (ex : recette de crêpes avec les étapes dans le désordre). Chaque élève identifie les erreurs seul, en discute avec un voisin, puis le binôme propose la correction à la classe. L'enseignant introduit le vocabulaire : bug, débogage, test.

Concevez un algorithme pour réaliser une tâche simple et répétitive.

Conseil de facilitation

Lors du 'Think-Pair-Share Trouver le bug', donnez des exemples de bugs simples (ex: un 'si' sans 'alors') pour guider les échanges entre pairs.

À observer

Les élèves créent un algorithme simple (ex: se brosser les dents) en utilisant des dessins ou des mots. Ils échangent ensuite leur algorithme avec un camarade. Chaque élève doit vérifier si l'algorithme est clair, si l'ordre est logique et s'il n'y a pas d'erreurs (bugs), puis écrire un commentaire positif et une suggestion d'amélioration.

• Comprendre
• Appliquer
• Analyser
• Conscience de soi
• Compétences relationnelles

Activité 03

• Apprentissage par problèmes
• 45 min · Petits groupes

Rotation d'ateliers : Algorithmes débranchés

Station 1 : programmer un trajet sur un quadrillage avec des cartes-flèches. Station 2 : écrire l'algorithme pour dessiner une figure géométrique. Station 3 : créer un algorithme de tri (ranger des nombres du plus petit au plus grand). Station 4 : coder un message secret avec un algorithme de substitution. Chaque station comporte un défi de base et un défi bonus.

Analysez les erreurs potentielles dans un algorithme donné.

Conseil de facilitation

Pour la rotation d'ateliers débranchés, prévoyez des fiches de consignes visuelles pour chaque station afin que les élèves travaillent en autonomie.

À observer

Présentez un algorithme visuel simple (ex: un robot qui doit aller chercher un objet) avec une erreur. Demandez aux élèves de lever la main ou d'écrire sur leur ardoise pour indiquer quelle instruction doit être changée ou déplacée pour que le robot réussisse sa mission.

• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Prise de décision
• Autogestion
• Compétences relationnelles

Activité 04

• Apprentissage par problèmes
• 40 min · Petits groupes

Défi collectif : Le parcours d'obstacles programmé

La classe conçoit un parcours d'obstacles dans la cour. Chaque groupe rédige l'algorithme pour le traverser en utilisant uniquement les instructions autorisées (avancer, reculer, tourner, sauter, attendre). Un élève d'un autre groupe teste l'algorithme en suivant les instructions à la lettre. Les erreurs sont analysées collectivement.

Expliquez l'importance de l'ordre des instructions dans un algorithme.

Conseil de facilitation

Lors du défi collectif 'Le parcours d'obstacles', notez les temps de réalisation et les erreurs récurrentes pour en faire un retour collectif ensuite.

À observer

Distribuez une feuille avec deux instructions pour préparer un jus de fruit : 1. Verser le jus. 2. Ajouter des glaçons. Demandez aux élèves d'écrire une phrase expliquant pourquoi cet ordre est important et de proposer un ordre correct s'il y a une erreur.

• Analyser
• Évaluer
• Créer
• Prise de décision
• Autogestion
• Compétences relationnelles

Quelques notes pour enseigner cette unité

Commencez toujours par des activités débranchées pour ancrer la pensée algorithmique avant toute introduction au numérique. Utilisez des situations du quotidien (recettes, règles de jeu) pour montrer que les algorithmes ne sont pas réservés à l’informatique. Évitez de parler de 'programmes' au début : privilégiez 'séquences d’instructions' pour rester accessible. Enfin, alternez travail individuel et collectif pour que chaque élève progresse à son rythme tout en bénéficiant des échanges.

Au terme de ces activités, les élèves savent décomposer une tâche en étapes claires, identifier des boucles ou conditions simples, et repérer des erreurs dans une séquence. Ils expliquent pourquoi l'ordre compte et proposent des corrections pertinentes en utilisant le vocabulaire adapté : séquence, boucle, condition, bug.

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Attention à ces idées reçues

• During l'activité 'Rotation d'ateliers : Algorithmes débranchés', certains élèves pensent qu'un algorithme doit obligatoirement être exécuté par un ordinateur.

  Pendant cette activité, utilisez des exemples concrets comme une recette de gâteau ou les règles du jeu 'Pierre-Feuille-Ciseaux' pour montrer que les algorithmes existent sans machine. Montrez que les élèves eux-mêmes deviennent des 'algorithmes' en exécutant des séquences de mouvements.

• During l'activité 'Investigation collaborative : Le robot humain', des élèves estiment que l'ordre des instructions n'a pas d'importance tant que toutes les étapes sont présentes.

  Pendant cette activité, placez un élève dans la peau d'un 'robot' et donnez-lui une séquence simple mais volontairement inversée (ex: 'enfiler son pull avant son t-shirt'). Observez leur réaction quand l'exécution échoue, puis demandez-leur de réécrire la séquence correctement.

• During le défi collectif 'Le parcours d'obstacles programmé', des élèves pensent qu'un algorithme qui fonctionne une fois fonctionnera toujours sans modification.

  Pendant ce défi, modifiez les parcours entre les essais pour que les algorithmes précédemment réussis échouent. Demandez aux groupes de tester leurs séquences dans au moins deux configurations différentes pour comprendre la notion de robustesse.

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Méthodes utilisées dans ce dossier

• Apprentissage par problèmes
• Penser-Partager-Présenter