Le jeu de la marelle est pratiqué dans la cour de récréation. C'est une activité ludique, libre, de détente, et non un exercice proposé par la maîtresse. Les enfants tracent d'abord, à la craie, au sol, l'espace qui leur convient et dont nous indiquons ci-dessus plusieurs variantes. Un certain nombre de cases sont ainsi créées dans lesquelles le joueur doit lancer un palet (boîte, caillou), le rejoindre à cloche-pied, ramasser le palet (toujours sur un pied) puis revenir au point de départ pour recommencer avec la case suivante. Certaines configurations permettent de poser de temps en temps les deux pieds. Cependant, jamais le palet ou le pied ne doivent chevaucher une frontière.
Ce jeu fait appel à l'adresse (pour lancer le palet) mais il met surtout en œuvre une motricité contrainte. Il faut être sur un seul pied, faire des « pas » précis, se baisser en équilibre. Certaines variantes imposent même de sauter la case contenant l'objet pour ne le ramasser qu'au retour.
Dans cette pratique, l'enfant doit appréhender l'espace euclidien et mettre en rapport les distances qu'il perçoit (case à atteindre) avec ses propres mouvements (lancer, sautillement, saut). L'enfant commande alors son corps de manière précise, réfléchie, afin d'arriver au but fixé.
Quelques jeux pédagogiques autour de LOGO
Après l'expérience LOGO, sont apparus divers outils et logiciels informatiques dont l'utilisation ou les objectifs étaient proches de ceux abordés dans le langage de Seymour Papert. Ces travaux développent et prolongent certains des aspects de LOGO et présentent, comme ce dernier, avantages et inconvénients.
• « Bigtrak® »
À l'origine, le Bigtrak® est un jouet ayant l'aspect d'un véhicule lunaire. C'est aussi un robot de sol bon marché (moins de 500 F), distribué en France par la société MB® et qui peut être considéré comme un excellent outil pdagogique dès la maternelle. Il se programme à l'aide d'un clavier situé sur sa coque et connaît, en plus des chiffres de 0 à 9, les ordres suivants :
AVANCE
RECULE
TOURNE À DROITE
TOURNE À GAUCHE
ÉMISSION D'ÉCLAIRS
Ces touches de fonction sont obligatoirement suivies d'un nombre à un ou deux chiffres indiquant une mesure pour l'exécution de l'ordre. Par exemple :
indique qu'il faut avancer de 3 pas.
indique qu'il faut faire un quart de tour à droite. En effet, la référence de
comptage de Bigtrak en matière d'angle est la minute (!). Un tour complet correspond à 60 minutes.
permet d'envoyer 6 éclairs.
permet d'effacer la mémoire du Bigtrak afin d'enregistrer les ordres les uns à la suite des autres (16 au maximum).
permet d'effacer la dernière instruction rentrée.
permet de lancer le programme qui a été au préalable mémorisé après l'instruction CM. suivi d'un nombre n permet de doubler les n dernières instructions.
Lorsqu'on lance le programme par , une petite musique caractérise le début et la fin du programme, dont voici un exemple :
On notera les alternances d'instructions et de nombres. Chaque fois qu'on tape sur une flèche, puis sur un nombre, le Bigtrak® émet un son, si la syntaxe de l'ordre est bien respectée.
Le Bigtrak® a manifestement constitué (il n'est hélas plus fabriqué) une alternative à la tortue Jeulin®. On pouvait donc ainsi exploiter dans les classes un matériel de robotique à un prix abordable, autonome (pas de fils) et facilement programmable. Il permettait notamment de
À l'école, des activités de parcours
faire un travail très intéressant en utilisant simultanément (vu leur faible coût) deux Bigtrak®. Il était alors judicieux de faire déplacer les mobiles en parallèle, en poursuite ou de prévoir leur croisement…
Malheureusement le Bigtrak® ne laisse pas de trace au sol. Or B. Meyer et C. Baudoin précisent clairement « qu'un outil nécessaire, non pas seulement dans le cas où une erreur
s'est produite, est une trace d'exécution imprimée à la fin de l'exécution du programme ».87
De plus, la mesure des angles, exprimée en minutes, introduit certaines difficultés. D'une part, les enfants de maternelle ne savent pas lire l'heure, d'autre part, il peut y avoir confusion entre la position de l'aiguille et l'orientation du Bigtrak®. En effet une instruction du type ( tourne à gauche de 3/4 de tour) me semble poser de sérieux problèmes dans la mesure où l'aiguille de la pendule à laquelle on fait référence tourne, quant à elle, toujours dans le même sens, vers la droite.
Les utilisateurs du Bigtrak®, outre le fait de ne pas pouvoir « relire » leur programme, regrettaient que les rotations soient imprécises et que l'angle droit… ne le soit pas. « Malheureusement, si pour certains Bigtrak®, cette programmation est rigoureuse, pour d'autres les résultats sont très fantaisistes et changent avec l'usure des piles » déplore
Françoise Combes-Trithard.88
Relatons cependant les réflexions optimistes de l'auteur de l'ouvrage Enregistrer, lire,
programmer à l'école maternelle : « Durant deux années, certaines sections de moyens et de grands à l'école maternelle ont travaillé avec plusieurs Bigtrak® dans leur classe. Ce jouet programmable constitue à nos yeux un outil permettant une grande richesse d'expérience » et
aussi « Avec le Bigtrak®, véhicule muni d'un microprocesseur, l'enfant apprend à maîtriser l'espace, mais surtout à anticiper, à se construire des images mentales, à ordonnancer, à analyser. Il apprend la rigueur d'un langage et celle d'actions successives, la nécessité d'une méthode, la mémorisation et la restitution. Il vit la richesse de la concertation, de l'entraide, de l'autonomie ».89
Gérard Bossuet décrit également tout l'intérêt qu'il porte au robot de sol : « Le robot
programmable est un nouvel objet de l'environnement de l'enfant. Il peut mémoriser une suite de commandes et les exécuter en séquence. Il permet à l'enfant d'explorer l'espace par technologie interposée »90 et à son utilisation : « Le promobile (ou le Bigtrak®) est un objet orienté. L'enfant est amené à s'identifier à lui et à faire appel à la connaissance qu'il a de son propre corps et de son mouvement pour le commander. Nous demandons à l'enfant de simuler le promobile avant de lui donner des ordres : chercher le chemin, le décomposer en actions successives, le traduire en langage du promobile, suivre le tracé… ».91
87 Méthodes de programmation, Eyrolles, 1984, page 551
88. Françoise Combes-Trithard, Enregistrer, lire, programmer à l'école maternelle, Armand
Colin-Bourrelier, 1984, page 110
89. Françoise Combes-Trithard, Armand Colin-Bourrelier, 1984, page 105
90 L'accord LOGO, n° 2, page 50
Françoise Henaff et Anne Bastide, après une longue expérimentation de la tortue de sol concluent : « Malgré une utilisation encore limitée et très récente de la tortue de sol dans la
classe, nous pensons que les manipulations :
•
favorisent la structuration spatio-temporelle de l'enfant,•
lui permettent l'approche des notions de variations d'ordre de grandeur, de géométrie, d'angles,•
développent chez lui des aptitudes à établir un ordre chronologique, à définir les différentes étapes pour parvenir à un objectif,•
le font entrer dans un code,•
lui permettent une approche de la robotique ».92• « Biglogo »
Biglogo est un logiciel, écrit en BASIC, fonctionnant sur TO7 et uniquement avec le crayon optique. L'écran de l'ordinateur est alors divisé en 4 zones :
La zone des commandes comprend :
‘ Toutes les commandes relatives au graphisme, c'est-à-dire :
» l'effacement de l'écran,
» la couleur du trait (bleu, jaune, rouge…),
» le mode de déplacement du point (avec ou sans trace, en gommant),
» la sélection de la direction du déplacement (parallèle aux bords de l'écran ou parallèle aux diagonales).
‘ Toutes les commandes relatives à la programmation, c'est-à-dire :
» la sélection du mode de travail (direct ou programme),
» la sélection du numéro de la procédure à enregistrer (de 0 à 9),
» la sélection d'appel d'une procédure enregistrée.
À l'école, des activités de parcours
La zone des instructions comprend :
‘ Toutes les commandes relatives au déplacement du point lumineux, c'est-à-dire :
» les flèches de direction parallèles aux bords de l'écran :
Nord Sud Est Ouest
» les flèches de direction parallèles aux diagonales de l'écran :
Sud-Est Sud-Ouest Nord-Est Nord-Ouest
» le nombre de pas envisageables :
La zone de listage des instructions comprend :
‘ Comme son nom l'indique, la liste des instructions s'exécutant.
» Cette liste comporte au maximum 36 instructions (c'est aussi le nombre maximum d'instructions d'une procédure).
» Chaque instruction de déplacement du point comporte 4 caractères : • 1er caractère : mode de travail
blanc : mode direct * : mode programme • 2ème caractère : mode de déplacement du point
T : tracé D : déplacement sans trace G : gomme • 3ème caractère : flèche de direction (comme dans la zone des instructions) • 4ème caractère : nombre de pas (comme dans la zone des instructions) Exemples :
blanc/T//2
est l'instruction qui, en mode direct, déplace le point en laissant une trace vers l'Est de 2 pas.
*/D///4
est l'instruction qui, en mode programme, déplacera le point sans laisser de trace vers le Nord-Est de 4 pas.
» Chaque instruction d'appel de procédure comporte aussi 4 caractères : • 1er caractère : mode de travail
blanc : mode direct
* : mode programme • 2ième et 3ième caractère : A/P
• 4ième caractère : numéro de la procédure appelée
Exemple : blanc/A/P/2
est l'instruction qui, en mode programme, appellera la procédure n°2. La zone de dessin comprend :
‘ les graphismes correspondant aux instructions données.
On peut travailler en mode direct. Chaque instruction choisie s'affiche alors dans la zone de listage et s'exécute lorsqu'elle est sélectionnée par le crayon-optique.
On peut travailler également en mode programme. On sélectionne tout d'abord le numéro de la procédure dans laquelle seront écrites les instructions. On sélectionne ensuite successivement chacune des instructions qui seront nécessaires à l'exécution de la procédure. Chacune des instructions choisies s'affiche alors dans la zone de listage et est stockée, sans exécution, dans la procdure. Lors de l'exécution de la procédure, le dessin s'effectue dans la zone de dessin tandis que la liste des instructions s'affiche dans la zone de listage.
Il s'agit d'un logiciel « prêt à l'emploi » fonctionnant sur les machines existant dans les écoles et non d'un langage de programmation à proprement parler. C'est un programme utilisant uniquement des menus pré-définis avec des cases qu'il suffit de cliquer. La facilité d'emploi qui en résulte plaide en sa faveur.
La restriction des instructions de direction à celles proposées me semble judicieuse mais l'on peut éventuellement regretter que ces directions soient absolues et non relatives au sujet. Fort astucieusement, le mode « trace » est permanent par l'affichage dans la zone de listage des instructions s'exécutant, tout comme la possibilité de travailler en mode procédural.
Cependant, le crayon optique du TO-7, indispensable pour l'utilisation de ce logiciel, ne bénéficie ni d'une grande réputation de fiabilité ni d'un bon confort d'utilisation. D'autre part il réagit aux couleurs très vives et oblige à un réglage de l'écran visuellement très agressif. Enfin, son emploi est lié à une trop grande proximité de l'enfant avec l'écran.
Ce petit logiciel, sans prétention, permet la décomposition visuelle (tant en terme d'action qu'en terme d'effet) de parcours simples en déplacements élémentaires. « L'enfant devient
ainsi capable de pratiquer des activités algorithmiques, c'est-à-dire :
•
exécuter une consigne ou une suite de consignes données,•
décrire une action ou une suite d'actions,•
donner des ordres pour faire exécuter une action ou une suite d'actions.•
Chacune des ces activités s'exerce oralement, gestuellement, graphiquement » nousaffirment Jacqueline et Christian Pillot.93
À l'école, des activités de parcours
• « Dialogue avec une sauterelle » sur TO7
Il ne s'agit en réalité que d'un LOGO déguisé. Conçu pour le TO7 et le nano-réseau, édité par Vifi-Nathan, c'est un logiciel ludique faisant déplacer une sauterelle à l'écran avec les instructions simplifiées du langage LOGO : AV, RE, GA, DR. Il s'apparente donc plutôt un « Minilogo ». Le but consiste à atteindre, à partir d'une position de départ donnée, un endroit-cible de l'écran prévu à l'avance.
Les avantages et les inconvénients de Biglogo sont globalement ceux du LOGO-écran. Il constitue un outil facile, utilisable comme un didacticiel et non comme un langage, ce qui le rend moins effrayant, a priori, pour les maîtres mais aussi, par conséquent, moins évolutif.
• « Béquilles pédagogiques pour LOGO en CP ». Un matériel en carton
Ce travail correspond à une recherche de Didier Bertin de l'INRP en 83/84. Il s'agit de pièces de carton sur lesquelles sont dessinées des flches, mais, dans cette approche, tous les cartons sont de tailles et de formes différentes. Ces tailles et ces formes sont liées à la signification des flèches supportées.
Exemples :
Les flèches sont dessinées de telle sorte que l'axe de la pointe de la flèche s'écarte du corps de la flèche avec l'angle annoncé. Le bord du carton est, quant à lui, perpendiculaire à l'axe de la pointe de la flèche.
Il est introduit par la suite un quadrillage pour poser les cartons. À ce titre, le parcours ci-dessous, bien qu'il utilise des cartes carrées et non celles présentées ci-contre, me semble ouvrir des voies d'exploitations pédagogiques très intéressantes.
La configuration ci-dessus peut être obtenue :
•
soit en suivant un programme donné.•
soit en jouant alternativement avec un camarade, à la manière des dominos, à faire un parcours permettant d'atteindre un but fixé.Ce matériel est facilement réalisable et bon marché. La configuration astucieuse des bases des flèches et de leurs pointes inachevées permet d'avoir un enchaînement continu. La forme particulière et originale des pièces permet de les juxtaposer les unes aux autres et d'obtenir ainsi une bonne idée du mouvement effectué. Les raccords des flèches permettent bien de ne construire que des chemins à sens unique, sans risque d'erreur.
Exemple de parcours correspondant aux instructions : AV 1, AV 1, AV 1, AV 1, DR 60 :
Néanmoins, ce jeu ne comporte pas d'instruction « recule » et les trajectoires ne peuvent hélas pas s'entrecouper. Il est gênant que les pivotements soient accompagnés d'un dplacement, aussi petit soit-il (mais comment faire autrement ?). Il est permis de faire se chevaucher les cartons, ce qui est, à mon sens, contraire à la bonne idée introduite par le biseautage. Il suffirait d'interdire cette possibilité.
Il s'agit là d'une méthode astucieuse et « économique » offrant une expérience très intéressante de représentation écrite originale du dplacement d'un robot mobile. La partie correspondant au jeu sur quadrillage introduit une dimension ludique non négligeable.
À l'école, des activités de parcours
• Karel le robot
En inventant Karel le robot, ses auteurs94 désirent créer un modèle de structure de programme qui comporte toutes les constructions classiques d'un langage de programmation sans variable ni opérateur. Cela permet de se familiariser avec la logique des programmes, d'en découvrir les notions essentielles. Ce langage contient un jeu très simple d'actions primitives, un mécanisme général de définition d'actions tout à fait analogue à celui du langage FORTH ainsi qu'un ensemble de tests bien adaptés aux constructions conditionnelles. Le langage d'exécution est distinct du langage de programmation, ce qui permet d'introduire les notions de « directement exécutable ».
Le robot Karel évolue donc dans un quadrillage rectangulaire possédant la particularité d'avoir 2 frontières « dures » au Sud et à l'Ouest et 2 frontières « floues » au Nord et à l'Est. Karel a donc une position et un cap. Il peut trouver dans son jardin des objets fixes (murs) ou des balises mobiles qu'il aura lui-même laissées et qu'il pourra reprendre.
Karel suit les lignes du quadrillage et ne connaît que 2 déplacements : « Avance (d'un pas) » et « Tourne (à gauche) », (qu'il faut comprendre comme « Pivote à gauche ») et 2 actions : « Laisse une balise » et « Prends une balise ». Les tests permettent de détecter la présence d'une balise à un croisement, la proximité d'un mur et le cap de Karel.
À partir de ces primitives, on peut définir, comme dans LOGO, d'autres actions. Ainsi : Pivote_à_droite, c'est [Tourne Tourne Tourne Fin], Demi_tour, c'est [Tourne Tourne Fin]. Ce qui fait que, Pivote_à_droite, c'est aussi [Demi_tour Tourne Fin] ou encore [Tourne Demi_tour Fin]. De même, Reculer c'est [Demi_tour Avance Demi_tour Fin]. On peut définir également Pas_latéral_gauche comme [Tourne Avance Pivote_à_droite Fin]. Si nous utilisions ce langage, nous ne manquerions pas de définir Pivote_à_gauche comme [Tourne Fin] de manière à faciliter la lisibilité des programmes.
Ainsi, en agrémentant le jardin de Karel de murs et de balises, on multiplie les parcours réalisables avec la possiblité de construire (de manière éventuellement récursive) les actions nécessaires à ses déplacements.