Exploration de la pensée informatique dans le contexte de l’IB

Shadrach Pilip-Florea, responsable du programme d’études de design du Programme d’éducation intermédiaire (PEI) explore la place de la pensée informatique dans les activités du quotidien et les raisons qui en font une compétence importante pour les élèves dans le monde du XXI^e siècle, et nous propose quelques ressources utiles pour l’intégrer en classe.

Par Shadrach Pilip-Florea

Quel est le point commun entre un cuisinier qui écrit une nouvelle recette, un tailleur qui utilise un métier à tisser et un fan de sport qui analyse des statistiques de football pour former une équipe de ligue fantasy ? Tous font appel à la pensée informatique.

Quand nous entendons le terme « pensée informatique », la plupart d’entre nous pensent naturellement aux ordinateurs et à d’autres technologies numériques. Nous sommes moins enclins à penser aux activités de la vie quotidienne, comme dresser une liste de choses à faire ou planifier le chemin le plus rapide pour se rendre au supermarché. La pensée informatique s’appuie sur les méthodes utilisées par les informaticiens. Cependant, en essence, elle est formée des processus de pensée que nous utilisons lorsque nous décomposons les problèmes, que nous recherchons des points communs, que nous identifions les informations importantes, et que nous créons un plan logique pour trouver une solution. Bien qu’elle repose sur des concepts et des techniques tels que l’abstraction, la décomposition, la reconnaissance des modèles, la conception des algorithmes, l’itération des sciences de l’informatique et de l’information, la pensée informatique s’applique largement dans les arts, les sciences, les sciences humaines et la vie de tous les jours.

Ces compétences de pensée ne sont pas de nouveaux produits de l’ère de l’information, mais existent depuis la naissance de l’ingéniosité humaine. Dans un ouvrage récent sur l’histoire des textiles, Virginia Postel, technologue, démontre que des techniques de pensée informatique sont intégrées dans les tissus à motifs que nous retrouvons dans chaque culture humaine. James Burke, historien, va plus loin en émettant l’hypothèse selon laquelle le processus séquentiel utilisé pour façonner les premières haches a ensuite donné naissance à la pensée séquentielle à l’origine du langage. Une telle hypothèse est impossible à prouver, mais la pensée informatique est une chose que tous les humains pratiquent naturellement.

Aujourd’hui, les humains ne sont plus les seuls agents à mettre en œuvre la pensée informatique. Des téléphones intelligents aux réunions Zooms, les ordinateurs et les technologies numériques sont intégrés dans toutes les facettes de notre monde moderne. Les processus algorithmiques qui sous-tendent ces technologies façonnent de plus en plus nos vies. Comprendre ces technologies numériques et les processus qui se cachent derrière elles constitue une composante essentielle de l’enseignement au XXI^e siècle. Pour remplir la mission de l’IB, nous voulons aller encore plus loin et préparer les élèves à concevoir et à utiliser ces technologies afin de créer un monde meilleur. Le profil de l’apprenant de l’IB encourage les élèves à devenir des personnes sensées en mesure de reconnaître et d’appréhender des problèmes complexes de manière critique et créative. La pensée informatique oriente la pensée critique et créative afin de susciter une réflexion qui permettra de résoudre des problèmes et de concevoir des solutions.

Structure de la pensée informatique

Décomposition – Décomposition d’un problème ou d’un système complexe en parties plus petites et plus gérables.*

En enseignant explicitement des processus cognitifs tels que la pensée informatique, les enseignants de l’IB permettent aux élèves de mieux voir les processus de réflexion. Ceux qui prennent davantage conscience de leur propre pensée ont plus de chances de devenir des apprenants actifs qui font preuve d’agentivité à l’égard de leur apprentissage et qui apprennent aussi de manière plus approfondie.

La pensée informatique est une compétence intrinsèquement interdisciplinaire, qui est transférable à un large éventail de problèmes dans des contextes très variés. En cours, il existe de nombreuses manières d’intégrer les activités de pensée informatique : de simples activités du Programme primaire (PP), telles que l’identification de modèles ou la résolution d’énigmes sur les nombres, aux activités plus complexes du Programme d’éducation intermédiaire (PEI), du Programme du diplôme ou du Programme à orientation professionnelle (POP), comme construire des modèles mathématiques numériques, développer des indices statistiques, programmer des robots ou des jeux vidéo, etc. Un grand nombre d’activités permettent de développer les compétences de pensée informatique. Ces compétences peuvent aussi être appliquées dans les arts et les sciences humaines en réalisant des analyses littéraires, des projets artistiques et des recherches en science sociale.

Les processus de pensée fondamentaux qui sous-tendent la pensée informatique sont les mêmes à tous les niveaux ; seuls changent la complexité des problèmes et les types de systèmes informatiques au fil du temps. Par exemple, le cours de design du PEI prépare les élèves à explorer des problèmes plus complexes en leur enseignant explicitement à appliquer leurs compétences de pensée pratique et créative afin de résoudre des problèmes authentiques. Il leur donne également l’espace dont ils ont besoin pour développer les connaissances nécessaires dans certains domaines techniques afin d’appréhender des systèmes complexes. Ces compétences transférables sont aussi développées tout au long du programme d’études de l’IB. Le modèle d’apprentissage reposant sur la recherche de l’IB apprend aux élèves à formuler des questions et à recueillir, analyser et interpréter des données. Grâce à la recherche, les élèves explorent des problèmes qui leur permettent de mettre en pratique leurs compétences de pensée. La pensée informatique est une méthode importante du XXI^e siècle que les élèves peuvent employer pour concevoir et mettre à l’essai des solutions.

Ressources à utiliser en classe

Voici plusieurs ressources que vous pouvez utiliser en classe pour faciliter des discussions sur la pensée informatique.

• CS Unplugged– Une collection d’activités d’apprentissage gratuites qui permettent d’enseigner l’informatique grâce à des jeux et à des énigmes. Les élèves utilisent des cartes, de la ficelle et des crayons, et courent dans tous les sens !
• Google for Education: Exploring Computational Thinking– Ces ressources, qui incluent notamment une riche collection de plans de cours et de vidéos, visent à aider les professionnels de l’éducation et les membres de la direction à mieux comprendre la pensée informatique et à l’intégrer dans le contenu enseigné en classe, les pratiques d’enseignement et l’apprentissage.
• International Challenge on Informatics and Computational Thinking– Les défis Bebras se composent d’une série de petits problèmes que l’on appelle des « tâches Bebras » et qui sont proposés en ligne. Les tâches sont divertissantes, intéressantes et fondées sur des problèmes à résoudre sur ordinateur.
• Project GUTS– Growing Up Thinking Scientifically (grandir en pensant de manière scientifique, GUTS) est un programme de sciences intégrées et d’informatique destiné aux élèves du premier cycle du secondaire scolarisés dans des établissements et des districts du monde entier. Les ressources pédagogiques incluent un éventail de cours prêts à l’emploi.
• ScratchEd– Archive de discussions, de ressources et d’articles sur l’utilisation dans l’éducation du langage de programmation par blocs Scratch.
• SageModeler– Logiciel en ligne libre et gratuit, qui encourage les élèves à faire preuve de pensée systémique en concevant, construisant et révisant des modèles. Il inclut des cours et des activités prêts à l’emploi.
• MIT App Inventor– MIT App Inventor est un environnement de programmation visuel et intuitif qui permet à tout le monde, même aux enfants, de développer des applications totalement fonctionnelles pour les téléphones intelligents et les tablettes.

Références

[1] BURKE, James et ORNSTEIN, Robert. 1997. The Axemaker’s Gift: Technologies capture and control of our minds and culture. TarcherPerigee.

[2] DENNING, Peter et TEDRE, Mattie. 2019. Computational Thinking. MIT Press Essential Knowledge Series.

[3] POSTREL, Virginia. 2020. The Fabric of Civilization: How Textiles Made the World. Basic Books.

[4] WING, Jeannette M. 2010. Computational Thinking: What and Why? 17 novembre 2010.

[5] SLOTTA, James D., CHAO, Jie et TISSENBAUM, Mike. 2020. Favoriser la pensée informatique et la pensée design dans le cadre du Programme primaire, du Programme d’éducation intermédiaire et du Programme du diplôme.

* Illustrations fournies gracieusement par Ecosia.

Shadrach Pilip-Florea est responsable du programme d’études de design du Programme d’éducation intermédiaire (PEI). Avant de devenir enseignant de l’IB et concepteur de programme d’études, il a obtenu un diplôme universitaire de deuxième cycle en planification urbaine et régionale à l’Université de Californie à Los Angeles et a exercé en tant que concepteur et chef de projet professionnel. Originaire de Portland, dans l’Oregon, aux États-Unis, il a vécu et travaillé en Espagne, en Chine et sur la côte ouest des États-Unis. Il vit désormais à La Haye, aux Pays-Bas, avec sa compagne et leurs deux filles hilarantes qui suivent le Programme primaire (PP). 

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