Note de l'auteur:

Ce texte est un texte de propositions et est à discuter fortement
Pour tenter de définir des compétences pour les enseignants, j'essaye de partir de deux données:
- le savoir de référence, ou du moins quelques concepts et invariants qui me paraissent fondamentaux
- des objectifs de connaissances et de savoir faire pour la fin du cycle 3
C'est ce dernier point qui est éminemment contesté, perpétuellement en discussion, suivant un balancement selon les différents ministres, sensible aux divers groupes de pression qui agissent rue de Bellechasse (inspection générale, GTD du conseil national des programmes, conseillers plus ou moins occultes, personnalités diverses…) Pour témoignage, il n'est que de comparer le texte paru au BO du 26/6/99 avec les propositions mises en discussion par le Conseil National des Programmes parues au BO du 26/08/99, le rapport de l'inspection générale sur les TIC et le texte sur la rénovation du dispositif de formation des enseignants.
Pour la définition des compétences, savoir et savoir-faire chez les élèves de l'école primaire, je me suis inspiré, hors les travaux déjà paru dans le bulletin de l'EPI, d'un document quebecquois "La maîtrise des TIC outil méthodologique" Que l'on peut charger à http://www.edu.risq.net/DRD/program/
Comme ce texte aboutit à un catalogue, il en a les défauts; il manque un raton laveur.

Philippe Brizemur 26/09/99


L’Informatique à l’école élémentaire

 

1 Enjeux de l’informatique à l’école élémentaire *

1.1 L’informatique comme outil pédagogique

1.2 L’informatique et l’éducation du citoyen *

2 Concepts fondamentaux et invariants du champ des techniques du traitement automatisé de l’information *

2.1 Exemples de quelques concepts fondamentaux : *

2.2 Quelques invariants du domaine technique des machines à traiter l’information *

3 Eléments de didactique des activités informatiques à l’école *

3.1 Des activités complémentaires *

3.2 Comment faire ?

3.3 Quelques objectifs

4 Conséquences sur la formation des enseignants *

4.1 Ce que devrait savoir un enseignant du premier degré : *

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L’Informatique à l’école élémentaire

Propositions pour des objectifs d’enseignement de l’informatique et conséquence sur la formation des maîtres du premier degré.

 

1. Enjeux de l’informatique à l’école élémentaire

 

1.1 L’informatique comme outil pédagogique

Les machines informatiques, bien employées, que ce soit dans le cadre d’une classe entière, en soutien individuel, ou en travail de groupe, peuvent être des outils puissants au service des apprentissages traditionnels. Elles apportent, dans chaque champ disciplinaire, et avec des modalités spécifiques à ceux-ci des possibilités de renouvellement et de diversification de situations d’apprentissage classiques ; découvertes, prises d’information, renforcements de connaissance et savoir-faire, évaluation formative et normative etc.

De plus, ces machines proposent des angles d’attaque de certaines disciplines radicalement différentes de celui d’activités traditionnelles. Par leur capacité de calculs et de traitement de l’information, elles apportent des possibilités de simulation, de modélisation, de traitements de documents diversifiés (images, sons, textes), d’interaction avec des dispositifs physiques expérimentaux etc. qui mettent l’apprenant dans des situations inédites auparavant.

Enfin, les machines informatiques permettent la création de situations intégratrices, où les apprenants sont amenés à exercer des compétences auparavant éclatées.

Les machines informatiques, utilisées comme outils interrogent alors les didactiques de chaque discipline, et c’est dans le cadre de celles-ci que l’enseignant doit choisir le logiciel et le dispositif qui lui parait le mieux adapté aux objectifs qu’il poursuit.

 

1.2 L’informatique et l’éducation du citoyen

La fonction de l’école est la formation du citoyen ; possédant une " maîtrise intellectuelle et pratique du monde ", il détient des clefs de compréhension de l’univers dans lequel il vit, il possède les moyens d’agir sur son environnement.

1.2.1 La pratique sociale de référence

Il n’est que de visiter une entreprise pour constater l’importance prise par les moyens de traitement de l’information. L’étendue des usages, l’omniprésence de l’informatique dans tous les domaines de la vie économique et sociale convainquent qu’il ne s’agit là ni d’une mode, ni du résultat d’une offensive marketing d’une multinationale de l’électronique ; Il s’agit bien d’un bouleversement profond des pratiques sociales et économiques. L’enjeu des activités informatiques à l’école est alors de donner aux enfants un début de culture technique leur permettant de comprendre et décoder le monde, d’en être des citoyens.

1.2.2 Quelques éléments constituants d’une culture technique

On peut tenter de citer quelques constituants d’une culture technique  :

Bien sûr, un champ technique est en perpétuelle évolution ; et ce qui peut paraître un invariant aujourd’hui ne le sera peut-être plus dans quelques années ; C’est une des difficultés de l’enseignement des techniques que de trouver ces concepts et ces invariants si l’on désire initier à la culture et non enseigner des savoir-faire qui seront obsolètes l’année prochaine.

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2. Concepts fondamentaux et invariants du champ des techniques du traitement automatisé de l’information

2.1 Exemples de quelques concepts fondamentaux :

Dans le cas du champ des techniques du traitement automatisé de l’information, on peut essayer de dégager quelques concepts fondamentaux. Ces concepts ont émergé petit à petit dans l’histoire des sciences et des techniques ; on y rencontrerait les noms de Bacon, Leibnitz, Boole, Hollerith, Babbage, Shannon, Turing, Von Neumann et quelques autres. Ils constituent un ensemble théorique servant de référent à la concrétisation des objets, méthodes et processus du champ technique.

    La séparation de la forme et du sens :

    Les systèmes de traitement automatisé de l’information n’agissent que sur la forme de l’information indépendamment du sens que l’utilisateur leur donne, d’où la nécessité de banaliser cette forme ; une forme unique, le binaire, où sont " aplatis " la diversité des supports physiques de l’information. Textes, images, sons, phénomènes physiques tels que déplacements champs magnétiques, forces, pH, tension électriques etc. sont transformés en chaînes de bits. . Dans la machine, tout est banalisé et il est impossible de déterminer si un bit particulier est constitutif d’un texte, d’une image, ou d’un programme sans le logiciel adéquat.

     

  1. Uniformité du traitement
  2. Les machines traitent ces chaînes de bits de la même manière, quoiqu’ils signifient ; " multiplier " par deux une chaîne de bit peut aussi bien signifier le doublement d’un nombre, la variation d’une des trois composantes de couleur d’un pixel, le renforcement d’un son etc.

  3. Digitalisation Discrétisation
  4. La forme unique de codage de l’information est celle de mots écrits avec un alphabet de deux signes. Quels que soient le nombre de lettres par mot, la forme reste celle d’un élément d’un ensemble discret inclus dans l’ensemble des nombres entiers. Il n’y a pas de place pour le continu et l’infini dans le monde de l’informatique.

  5. Séquencement temporel, séquentialité :
  6. La pièce maîtresse des machines informatiques est l’horloge ; il ne se passe rien dans une machine sauf au top de l’horloge. Entre deux tops, ce sont des phénomènes transitoires que le progrès tente de faire disparaître afin de rapprocher le plus possible ces tops les uns des autres. Le temps est une composante fondamentale des machines informatiques ; même si une dose de parallélisme est instillée dans le processus, il se déroule dans la séquentialité, et un programme reste une description temporelle et séquentielle d’actions à effectuer.

    Théorie de l’information :

Notions de quantité d’information, de bruit, de filtrage, d’entropie ; théorème de Shannon…

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2.2 Quelques invariants du domaine technique des machines à traiter l’information

Ces invariants sont souvent des conséquences techniques des concepts fondamentaux ; d’autres viennent de normalisation d’habitudes, d’évolutions ergonomiques, d’analyse des tâches et des conditions de travail des utilisateurs à partir de pratiques de références extérieures au monde informatique (secrétariat, maquettisme, comptabilité par exemple) ; beaucoup sont la consécration d’une victoire économique d’une entreprise de conception de logiciels qui impose sa standardisation et ses habitudes.

  1. Invariants de structure

Au premier niveau : unité centrale/périphériques

Au deuxième niveau : mémoire-processeur-bus/ports

2. Invariants logiciels

Quelques-uns uns de ces invariants ont donné naissance à des normes internationales (ISO), la plupart se sont imposée par l’habitude et la régulation commerciale. Ils ont probablement des " temps de vie " variables selon leurs origines et leurs capacités d’adaptation aux variations des lois économiques et des innovations techniques.

 

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  1. 3. Eléments de didactique des activités informatiques à l’école
  2. Le travail de l’enseignant est celui d’effectuer une transposition didactique des savoir de référence ; il lui faut donc d’un coté avoir acquis ces savoirs, d’un autre les transformer, les transposer, pour en faire des objets d’enseignement. Comme dans toute découverte d’une technologie, l’activité de l’apprenant va naviguer entre trois pôles ; faire, savoir-faire et conceptualisation.

      3.1 Des activités complémentaires

      On ne peut acquérir un savoir sur un domaine technique sans avoir acquis un minimum de savoir-faire ; on ne peut acquérir un savoir-faire sans faire. En revanche l’inverse est possible ; faire sans savoir-faire et sans conceptualisation est le lot de nombre d’utilisateurs d’objets techniques. Cela permet de survivre, mais ne constitue pas une culture. C’est ce que nous appelons un " savoir - utiliser " ; cette aptitude se constitue par le contact entre l’enfant et les systèmes informatiques, il se nourrit des apprentissages mutuels entre enfants, l’intervention d’un adulte bien intentionné, la manipulation sauvage dans les galeries d’un hypermarché… En dehors du fait que ce savoir-utiliser dépend fortement du milieu social, nous ne pensons pas qu’il est du rôle de l’école de se limiter à son développement. (Même si par ailleurs, il est indispensable de passer par cette étape, ne serait-ce que par un soucis d’égalité entre les enfants).

      Si on désire amorcer dès l’école élémentaire l’acquisition d’une culture technique, il faudra donc mener de front trois activités complémentaires ; l’utilisation de machines, un premier pas en arrière sur la formalisation des actions que l’enfant mène sur la machine (l’utilisation consciente remplaçant la découverte hasardeuse ou imposée), l’inférence de règles générales et invariantes et formalisation de celles-ci, éclairées par l’acquisition de savoir sur les structures et les fonctionnements.

      3.2 Comment faire ?

      Il n’est pas question de rajouter une discipline supplémentaire ! Les éléments de culture technique que l’on désire initier chez les élèves passent par une préoccupation systématique d’explicitation des invariants à l’occasion d’activités traditionnelles d’utilisation des instruments informatiques.

      C’est donc au cours des diverses situations où l’enfant utilise des machines (production de textes, de dessins, d’objets plus structurés, utilisation de logiciels d’enseignement, etc.) que l’enseignant prend des moments significatifs pour expliciter, un mécanisme de fonctionnement, faire comprendre une fonction, généraliser un savoir-faire. Cela oblige à créer des situations suffisamment diversifiées pour que l’inférence de règles générales acquerre un sens.

      Référence au BOEN du 26/6/1999 : " À l'école, les élèves sont progressivement amenés à utiliser l'ordinateur, certains logiciels, des produits multimédia, le courrier électronique et l'internet. Au cours de ces utilisations, le maître emploie le vocabulaire scientifique et technique qui décrit les opérations utilisées, donnant aux élèves des représentations correctes et préparant ainsi aux acquisitions ultérieures. "

      Mais il ne serait pas exclu que des situations d’enseignement spécifiques soient mises en place ; l’objectif étant alors l’explicitation, le renforcement de savoirs techniques sur un élément de structure ou de fonctionnement.

      3.3 Quelques objectifs

      Attention : il s’agit dans la liste ci-dessous d’un ensemble d’objectifs pour la fin de l’école élémentaire. Il n’est pas question de donner à ces objectifs valeur évaluative ; ils ne se veulent que guide pour l’action.

      1. Quelques concepts fondamentaux
      2. A la fin du cycle 3, l’élève devrait :

        Savoir que la machine est programmée

        Savoir qu’il y a au moins deux ensembles de programmes dans la machine ; le système d’exploitation et au moins une application.

        Savoir que dans les machines, l’information est codée en binaire

        Se représenter un fonctionnement en hyper texte

         

      3. Connaissances techniques
      4. A la fin du cycle 3, l’élève devrait :

        Connaître la structure " en étoile " d’un système informatique individuel.

        Faire la distinction entre mémoire et unité d’archivage

        Se faire une représentation simplifiée d’un réseau tel l’Internet

        Se faire une représentation de l’organisation hiérarchique d’une unité d’archivage

        Posséder un petit vocabulaire technique

      5. Utilisation de logiciels :

A la fin du cycle 3 il serait bien qu’au moins une fois les élèves aient utilisé même partiellement des logiciels tels que traitements de textes, tableurs, PAO, dessins vectoriels, retouche d’images, Internet.

Exemples d’objectifs de savoir-faire :

Taper un texte

Changer volontairement son formatage

L’imprimer

L’archiver et de le récupérer pour le modifier

Utiliser un correcteur orthographique

Placer dans un tableau des données d’un texte d’un problème

De résoudre un problème de mathématiques simples en programmant le tableur (en utilisant des références)

De formater le tableau

De l’imprimer, de l’archiver

Dessiner des réserves (des cadres, des blocs) pour placer des textes et des images

D’insérer textes et images

De mettre en forme une page

Utiliser un logiciel de dessin vectoriel pour dessiner volontairement un schéma ou un dessin simple

Avoir utilisé au moins une fois un scanner ou un appareil photo numérique

Avoir retouché une image

Avoir consulté des informations sur l’internet

Etre capable de naviguer avec les outils simples ; retour arrière, liens

Etre capable de retrouver une page en tapant son adresse

Avoir utilisé un moteur de recherche pour trouver une information

 

      1. Informatique et société :
      2. A la fin du cycle 3 il serait bien qu’un élève connaisse le rôle de l’informatique dans une activité économique

         

      3. Programmation dans une perspective logistique :

L’activité de programmation consiste à : Anticiper, Planifier et Coder. Des activités telles que l’écriture d’une page d’un journal scolaire avec un logiciel de PAO, la résolution d’un problème de mathématique à l’aide d’un tableur, l’écriture de page pour publier sur Internet, la réalisation d’un document multimédia sont des situations d’apprentissage et de développement de l’aptitude à la programmation dans une perspective logistique à condition que le processus soit explicité :

Il ne serait donc pas exclu de créer des situations d’enseignement où l’enfant est mis en situation de programmation, à l’aide de logiciels ad hoc dont l’effet serait par exemple de type matériel tel le pilotage de petits systèmes automatisés réels ou simulés.

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    4. Conséquences sur la formation des enseignants

      4.1 Ce que devrait savoir un enseignant du premier degré :

      Pour mener à bien ces objectifs de culture, savoirs, savoir-faire, l’enseignant du premier degré doit posséder des concepts, des savoirs techniques et des savoir-faire sur les matériels et les logiciels qu’il fera utiliser par ses élèves. Il faut être conscient qu’il existe une différence importante entre la situation de l’utilisateur individuel et celle de l’enseignant qui désire faire travailler ses élèves avec des ordinateurs.

      1. Des concepts et des connaissances sur les invariants
      2. Connaître le principe de fonctionnement d’un ordinateur individuel

        Bien distinguer entre mémoire centrale et unité d’archivage

        Bien distinguer programmes et données

        Avoir une représentation opératoire des " couches logicielles " ; savoir ce qui est du ressort du système d’exploitation, des pilotes de périphériques, des programmes spécifiques

        Savoir le principe (pas le détail) de la digitalisation des textes (code ASCII), des images, des sons

         

      3. Des connaissances techniques
      4. Savoir décrire schématiquement ce qui se passe à la mise en route d’un ordinateur

        Savoir brancher une imprimante

        Savoir utiliser un scanner, un appareil photo numérique

        Connaître les principes (pas le détail) du fonctionnement du réseau internet ; ce qu’est une connexion, une requête ; ce qui se passe dans l’ordinateur qui reçoit une page ; rôle du navigateur, séparation entre texte et images

        Savoir à quoi sert un modem

        Avoir des notions sur les formats de fichiers et les problèmes de compatibilité

         

      5. Des connaissances sur les logiciels

Système d’exploitation

Que l’unité d’archivage soit locale ou sur un réseau :

  • être capable de créer un répertoire (un dossier) à un endroit désiré de l’arborescence d’une unité d’archivage
  • être capable de ranger et d’aller chercher un document à un endroit désiré de l’arborescence d’une unité d’archivage
  • être capable d’effectuer des opérations telles que copie, suppression, transfert de fichiers et de dossiers

Traitement de texte

Utiliser couramment un traitement de texte dans ses fonctions principales

Tableur

Savoir utiliser un tableur pour la résolution de problèmes courants à l’aide des fonctions habituelles ; fonctions mathématiques, de recopie, de recopies incrémentées etc.

Savoir utiliser un tableur pour obtenir des représentations graphiques simples

PAO

Savoir mettre en page à l’aide d’un logiciel de PAO

Dessin vectoriel

Manipuler aisément un logiciel de dessin vectoriel pour réaliser dessins, schéma, croquis

Savoir intégrer dessin, tableaux, textes dans un même document

Acquisition et traitement d’images

Avoir acquis des images avec un scanner et un appareil photo ; les avoir traité à l’aide de fonctions simples

Internet

Savoir trouver une information sur internet

Savoir transférer une information (texte ou image) d’une page internet dans un traitement de texte ou tout autre document

Savoir comment est constituée une page internet, quel est le rôle du navigateur, quel est le principe (pas le détail) d’une connexion sur internet.

Avoir utilisé un logiciel d’écriture de page pour internet

Se représenter le principe de fonctionnement des liens hypertextes des pages internet

Multimédia

Savoir expliquer le principe de fonctionnement d’un document hyper texte 

Savoir acquérir et traiter des sons et des vidéos

 

4.2 Conclusion :

Il est évident que chacun aura une aisance différente avec tel ou tel logiciel ; il faut cependant insister sur la nécessité de dépasser l’utilisation particulière afin de permettre aux élèves d’entrevoir les invariants concernant la classe de logiciel à laquelle il appartient.

Enfin, il est rappelé que l’utilisation d’une machine et d’un logiciel de manière individuelle est très éloignée de l’activité d’enseignement consistant à faire utiliser plusieurs machines à plusieurs enfants en même temps ; si le savoir et le savoir-faire individuel de l’enseignant est nécessaire, il ne dispense pas d’une réflexion didactique ainsi que sur la pédagogie des situations d’acquisitions techniques par des enfants de l’école élémentaire.

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