Algorithme en Maternelle : Définition Simple et Exemples Faciles à Comprendre

L'algorithme, un terme souvent perçu comme complexe, est en réalité une notion fondamentale introduite dès la maternelle sous des formes simples et ludiques. Cet article explore la définition de l'algorithme adaptée aux enfants de maternelle, illustrée par des exemples concrets et des activités pédagogiques.

Introduction à l'Algorithme à l'École Maternelle

On a déjà tous entendu ce mot, mais très peu d’entre nous savent expliquer de quoi il s’agit exactement. Tu apprends à en faire dès la maternelle, sous la forme de suites logiques, par exemple. À l’école maternelle, le terme d’algorithme est essentiellement associé à des suites algorithmiques, c’est-à-dire des suites d’objets organisés selon un ou plusieurs critères. Travailler la notion d’algorithme en grande section de maternelle pose des bases logiques importantes pour les apprentissages mathématiques à venir en élémentaire, au collège et au lycée. C’est également un socle nécessaire à la compréhension du langage informatique et du codage.

Qu'est-ce qu'un Algorithme Simple ?

Un algorithme est un ensemble d'instructions claires et précises, exécutées dans un ordre spécifique, pour accomplir une tâche ou résoudre un problème. Pour que l’algorithme fonctionne, il faut donc bien poser les éléments de départ… Et les instructions doivent être très claires et précises. Cela permet de s’assurer que chaque étape est comprise et exécutée correctement. À partir d’informations très diverses, l’algorithme numérique peut traiter un grand nombre d’étapes pour obtenir un résultat.

En maternelle, l'algorithme prend souvent la forme de suites logiques ou de séquences répétitives. Ces suites aident les enfants à identifier des motifs, à anticiper ce qui suit et à développer leur pensée logique.

Types d'Algorithmes Rencontrés en Maternelle

On distingue deux types d’algorithmes :

L’algorithme répétitif : il désigne la répétition d’un objet ou d’un groupe d’objets. En respectant le critère d’organisation, l’élève reproduit plusieurs fois et à l’identique le schéma de base qui lui est proposé. C’est une forme simple d’algorithme, mais dont le schéma de base proposé peut être complexe (nombre d’objets, alternance des couleurs, diversité des formes, etc.).Exemple : bleu/vert/jaune-bleu/vert/jaune-bleu/vert/jaune-bleu/vert/jaune…
L’algorithme récursif : il s’agit d’une suite organisée avec itérations successives d’un des termes du schéma de base. À chaque répétition de la structure précédente, l’élève ajoute un jaune.Exemple : 1 bleu/1 jaune-1 bleu/2 jaunes-1 bleu/3 jaunes-1 bleu/4 jaunes… À l’inverse, il est également possible de proposer un algorithme où une occurrence d’un des termes est retirée à chaque répétition. Il s’agit d’une forme d’algorithme complexe, qui requiert également des compétences de numération en grande section.

Exemples Concrets d'Algorithmes en Maternelle

Tu apprends à en faire dès la maternelle, sous la forme de suites logiques, par exemple. Voici quelques exemples d'activités et de situations où les enfants de maternelle sont initiés aux algorithmes :

Suites de Couleurs et de Formes

Colliers de perles : Les enfants créent un collier en alternant deux ou plusieurs couleurs de perles (ex : rouge, bleu, rouge, bleu…). C. Les élèves vont devoir apprendre à créer un algorithme simple de deux couleurs soit donné soit inventé bleu-vert-bleu-vert). Nous passerons plus tard à trois couleurs et plus.
Dessins : Les enfants reproduisent une séquence de formes (ex : cercle, carré, triangle, cercle, carré, triangle…).
Construction : Utilisation de blocs de construction pour créer une tour en suivant un motif de couleurs ou de tailles (ex : grand bloc rouge, petit bloc bleu, grand bloc rouge, petit bloc bleu…).

Algorithmes Musicaux et Corporels

Rythmes : Frapper dans les mains et taper des pieds selon une séquence définie (ex : frappe, tape, frappe, tape…). Les comptines et chansons utilisent souvent une structure répétitive qui peut être assimilée à un algorithme : l’alternance couplet / refrain mais également les phrases rythmiques qui les constituent.
Mouvements : Réaliser une série de mouvements corporels dans un ordre précis (ex : lever les bras, se tourner, s'asseoir, lever les bras, se tourner, s'asseoir…). Les algorithmes en motricité La réalisation de certains parcours offre aux élèves la possibilité de vivre l’algorithme. Voici quelques exemples d’installations permettant ce travail : se déplacer le long d’une poutre ou d’une suite de blocs : dessus / dessus / en bas / en bas (pieds gauche puis droit sur puis de chaque côté de la poutre);évoluer dans un parcours de haies : avancer en passant au-dessus / au-dessous,avancer sur un chemin de cerceaux : en sautant tour à tour à cloche pieds et pieds joints.

Algorithmes dans l'Espace et le Temps

Déplacements : Suivre un parcours avec des instructions spécifiques (ex : avancer de deux pas, tourner à droite, avancer d'un pas…). Dans un environnement bien connu, réaliser un trajet, un parcours à partir de sa représentation (dessin ou codage). ». Ainsi, des algorithmes élaborés par les élèves peuvent appuyer l’apprentissage de déplacements orientés dans l’espace. Il peut également s’agir, à l’inverse, de représenter sur papier une suite de déplacements en utilisant un code.
Routines quotidiennes : Ordonner les étapes d'une activité quotidienne (ex : se laver les mains, prendre son petit-déjeuner, se brosser les dents…).

Jeux et Activités Pédagogiques pour Enseigner les Algorithmes

Voici quelques idées de séances d’algorithme en classe de grande sectionLe travail autour de l’algorithme en grande section, et plus généralement à l’école maternelle ne se résume pas à confectionner de jolis colliers de perles bien réguliers. Les notions inhérentes aux suites algorithmiques sont des bases essentielles aux apprentissages mathématiques que les élèves rencontreront plus tard dans leur scolarité. Découvrez nos conseils pour proposer des activités pertinentes en grande section.

Phase de découverte et d'explication : 10 min.
Phase d'exploitation : 20 min.
Entraînement algorithme de deux couleurs avec chaînons : 30 min.Les enfants sont en autonomie sur cet atelier, ils doivent dans un premier temps continuer un algorithme que j'ai commencé à créer. Toujours en autonomie les enfants s'exercent à créer un algorithme de deux couleurs.Ces séances d'entraînement n'ont pas de quantités limitées. A la fin de la séance, la maîtresse vient voir le groupe qui a travaillé pour valider le travail.
Remédiation algorithme de deux couleurs : 30 min. Certains enfants rencontreront des difficultés durant l'activité.
Compléxification algorithme : 30 min.
Tracer des traits verticaux en créant un algorithme : 20 min. Les enfants doivent avoir acquis la notion d'algorithme.
Créer un algorithme simple de deux couleurs (et plus , plus tard dans l'année) : 20 min. Les enfants doivent avoir acquis la notion d'algorithme.

Poursuivre une suite algorithmique complexe

Proposez à vos élèves de continuer des suites algorithmiques de plus en plus complexes. Pour augmenter la difficulté, vous pouvez agir sur le nombre de termes du schéma de base, sur les couleurs et les formes utilisées. En petite section, les élèves reproduisent par exemple des algorithmes avec une alternance simple de deux couleurs. En troisième année de maternelle, les alternances peuvent se complexifier en augmentant le nombre de couleurs dans la suite. Cependant, les algorithmes en grande section ne sont pas toujours basés sur un critère d’alternance de couleurs. Vous pouvez varier la forme et les supports des suites organisées en proposant par exemple :

Des quadrillages avec un schéma de base comprenant des cases colorées à reproduire.
Des dessins à faire évoluer selon un critère observable sur les deux premières occurrences. Par exemple, proposer une suite de dessins de fleurs où colorier, à chaque fois, un seul pétale. Le critère à respecter est que, pour chaque occurrence, il faut colorier le pétale se trouvant à la droite du précédent.
Des algorithmes à trous. Il s’agit pour l’élève de compléter une suite organisée avec plus ou moins de termes manquants.
Des sens de lecture non linéaires. Poursuivre un algorithme jusqu’au bout d’une ligne est un exercice auquel les élèves de grande section sont habitués. Proposez-leur de continuer l’algorithme en suivant un chemin représenté, par exemple, par des cases. À la fin de la ligne, le chemin se poursuit à la verticale puis sur la ligne d’en dessous. Le sens de lecture change alors pour se faire de manière inhabituelle, de droite à gauche. La poursuite de l’algorithme dans ce sens se fait donc en miroir.

Jeux de cartes et de dés

Cartes à motifs : Les enfants doivent ordonner des cartes représentant des motifs selon une règle donnée.
Dés à couleurs : Lancer un dé et utiliser la couleur obtenue pour continuer une séquence de couleurs.

Utilisation d'Objets du Quotidien

Rangement : Ranger des objets (jouets, livres) selon une séquence logique (ex : par taille, par couleur).Décoration des prénoms en créant un cadre aux-bords de la feuille.

Logiciels et Applications Éducatives

Il existe de nombreuses applications et logiciels éducatifs conçus pour initier les enfants aux concepts de base de la programmation et des algorithmes de manière ludique.

Importance de l'Enseignement des Algorithmes en Maternelle

Dans le programme de maternelle publié au bulletin officiel de l’Éducation nationale de 2020, la notion d’algorithme se retrouve principalement dans deux domaines d’apprentissage :

Domaine 4 : « Construire les premiers outils pour structurer sa pensée »À la fin du cycle 1, les élèves doivent savoir « Identifier le principe d’organisation d’un algorithme et poursuivre son application ». Après avoir découvert des suites organisées simples en petite et moyenne section, les enfants de grande section sont amenés à reconnaître et poursuivre des algorithmes plus complexes. Ils déterminent le rythme de ces suites, les poursuivent, complètent des parties manquantes ou sont invités à en inventer.
Domaine 5 : « Explorer le monde »Les notions relatives à la production d’algorithmes en grande section ne sont pas exclusivement liées aux apprentissages mathématiques. Elles peuvent être travaillées de manière transversale et s’avérer utiles dans plusieurs domaines de compétences.

L'enseignement des algorithmes dès la maternelle présente plusieurs avantages :

Développement de la pensée logique : Les enfants apprennent à identifier des motifs, à anticiper les étapes suivantes et à résoudre des problèmes de manière structurée.
Préparation aux mathématiques : Les algorithmes sont une base importante pour la compréhension des concepts mathématiques plus complexes.
Initiation à la programmation : Apprendre les algorithmes dès le plus jeune âge facilite l'apprentissage de la programmation informatique plus tard.
Créativité : Les enfants sont encouragés à inventer leurs propres algorithmes et à explorer différentes solutions.

Évaluation des Compétences en Algorithmique

Lorsque vos élèves sont en phase d’apprentissage, pensez à varier les supports afin de proposer des activités adaptées à tous les profils apprenants qui composent votre classe. Manipulation, déplacements en motricité, chant, exercices rythmiques avec ou sans instruments… De nombreuses mises en situation permettent aux élèves de s’entraîner à la composition et reproduction de suites organisées. Si le travail sur fiche est également un support à exploiter pendant la construction des compétences, il est particulièrement adapté à l’évaluation. Il permet de garder une trace du travail des élèves, pour le montrer ou pour observer leurs progrès.

Lorsque vous proposez à vos élèves de poursuivre une suite organisée, vous pouvez observer des réponses variées. Si certaines ne vous paraissent pas correctes de prime abord, elles peuvent cependant s’appuyer sur un critère logique simplement différent de celui auquel vous aviez pensé. Par exemple, vous proposez un rythme d’alternance de couleur avec des gommettes jaune/vert/rouge qu’un élève poursuit par violet/rose/orange. Il pourrait avoir interprété l’alternance par un critère de changement de couleur à chaque occurrence. Ces écarts d’interprétations sont généralement dus à la formulation choisie pour la consigne. Les instructions doivent être formulées dans un langage compréhensible par l'exécutant.

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Algorithme : Définition et Exemples en Maternelle