L'apprentissage des algorithmes à l'école maternelle, et plus particulièrement en petite section, constitue une fondation essentielle pour le développement futur des compétences des élèves. Ces compétences ne se limitent pas aux mathématiques, mais s'étendent également à l'informatique, notamment au codage, ainsi qu'à la lecture, grâce au balayage visuel et à l'analyse qu'ils impliquent. Cet article explore l'importance des algorithmes en maternelle, en fournissant des exemples concrets d'activités adaptées aux élèves de moyenne section.
Définition et Éléments Théoriques
Qu'est-ce qu'un algorithme en maternelle ?
En maternelle, le terme "algorithme" désigne principalement une séquence organisée selon un ou plusieurs critères. En moyenne section, les algorithmes proposés sont généralement simples, c'est-à-dire que le noyau de base est reproduit sans modification. On parle alors d'algorithmes répétitifs.
Exemples d'algorithmes simples :
- Alternance de tailles : petit / grand / petit / grand / petit / grand
- Alternance de couleurs : rouge / jaune / bleu / rouge / jaune / bleu / rouge / jaune / bleu
- Alternance de catégories : fille / garçon / garçon / fille / garçon / garçon / fille / garçon / garçon
Que disent les programmes ?
Les programmes d'enseignement de l'école maternelle, notamment dans le domaine "Acquérir les premiers outils mathématiques" (anciennement domaine 4), soulignent l'importance d'organiser des suites d'objets selon des critères de formes et de couleurs dès la petite section. Les premiers algorithmes proposés aux enfants sont constitués d'alternances simples. Progressivement, ils sont amenés à reconnaître un rythme dans une suite organisée, à continuer cette suite, à inventer des rythmes de plus en plus compliqués et à compléter des manques dans une suite organisée.
La compétence attendue en fin de maternelle, selon la version corrigée des programmes de la rentrée 2021, est d'« Identifier une organisation régulière et poursuivre son organisation ».
Activités pour Travailler les Algorithmes en Moyenne Section
Reproduction et Poursuite d'un Algorithme d'après un Modèle
L'enseignant fournit un modèle de la structure de base sous forme de photo ou de dessin. Les élèves reproduisent le modèle et le poursuivent. Il peut s'agir d'une alternance de couleurs, de formes ou de tailles. Dans un premier temps, seul le matériel nécessaire est fourni. Par la suite, des intrus peuvent être ajoutés pour complexifier la tâche. Des fiches peuvent également être utilisées pour proposer des alternances d'orientations ou de positions.
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Par exemple, une fiche peut présenter une constellation de dés avec un point haut gauche colorié, puis bas droit, bas gauche, haut gauche, bas droit, etc.
Identification du Noyau de Base de l'Algorithme
Des colliers de perles (noués pour éviter qu'ils ne se défassent) suivant un algorithme simple sont confiés aux élèves. Ils doivent retrouver le modèle de base et l'isoler. Cette activité peut également être réalisée avec des tours de Lego, en demandant aux élèves de détacher la cellule de base.
Complétion d'un Algorithme
Des fiches (photos ou dessins) représentant des algorithmes simples avec au moins trois répétitions du schéma de base sont préparées. Un élément de la suite est caché, et les élèves doivent le retrouver.
Copie Transport de l'Algorithme
Le matériel nécessaire à la reproduction des algorithmes (cubes mathématiques, perles, briques de construction) est disposé sur une table autour de laquelle sont installés les élèves. Les modèles à reproduire sont cachés à distance, hors de vue. La réalisation de l'activité nécessite d'identifier la cellule de base et le nombre de réitérations à opérer, ce qui implique des compétences pour dénombrer une quantité en MS.
Pour aider les élèves dans les activités de reproduction d'algorithmes, une petite chanson peut être utilisée, énonçant les critères en suivant un rythme simple et répétitif pour faciliter la mémorisation de la suite algorithmique.
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Diversification des Approches : Des Algorithmes à Toutes les Sauces
Si les ateliers sont des moments privilégiés pour travailler la suite algorithmique avec du matériel, il existe une multitude d'activités pour la faire vivre aux élèves avec leur corps, en musique ou à travers les arts visuels.
Algorithmes en Motricité
La réalisation de certains parcours offre aux élèves la possibilité de vivre l'algorithme de manière concrète.
Exemples d'installations :
- 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.
Les possibilités sont vastes : d'un côté / de l'autre de plots, sur / sous un banc, marcher / courir, en avant / arrière, grands pas / petits pas, etc. Il est important d'expliciter la procédure, de nommer l'algorithme et d'aider les élèves à faire le parallèle avec les colliers de perles ou autre matériel utilisé en classe.
Algorithmes Musicaux
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. Les jeux de pulsations corporelles ou de bruitages sont également l'occasion de mettre en place des algorithmes (ex : le célèbre "We Will Rock You" et toutes les propositions des élèves).
Algorithmes dans le Domaine des Arts Visuels
Certaines productions plastiques se prêtent à l'utilisation d'algorithmes : collage alterné de formes, coloriage avec alternance de couleurs, réalisation de suites organisées de motifs graphiques, utilisations de tampons, etc. La réalisation de couronnes à l'occasion de l'Épiphanie, de bijoux pour la fête des mères ou d'un cadre pour mettre en valeur une production plastique sont des exemples de mise en œuvre.
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Algorithmes au Quotidien
Des moments comme le rang ou le regroupement peuvent être utilisés pour organiser le groupe classe ou demander aux élèves de se ranger en respectant un algorithme simple : un petit / un moyen / un petit / un moyen, une fille / un garçon / une fille / un garçon, deux filles / deux garçons, assis / debout / assis / debout, etc.
Évaluation et Ressources Complémentaires
Pour évaluer les élèves, des fiches peuvent être téléchargées et imprimées, par exemple sur le thème des couronnes ou des couleurs. Il est également possible de proposer aux élèves de poursuivre ou de compléter un algorithme en utilisant des gommettes.
Les suites organisées doivent être travaillées de diverses manières, en variant les supports, les schémas, le matériel et les situations. Continuer un collier ou compléter une chenille avec des gommettes sont des activités courantes en classe.
Pourquoi Travailler les Algorithmes si Tôt ?
La question de l'intérêt d'aborder les algorithmes si tôt en maternelle se pose. Mathématiquement parlant, ils ne seront utilisés qu'en Première option Maths. Cependant, il est essentiel de les relier à la programmation et au codage, des activités qui peuvent être réalisées avec des outils comme BeeBot ou Scratch Junior.
Une autre manière d'aborder les suites logiques serait de les travailler afin d'amener les élèves à identifier un critère logique. Le syncrétisme, la tendance spontanée des enfants à percevoir par visions globales au lieu de discerner les détails, rend difficile la catégorisation et la compréhension qu'un objet peut avoir plusieurs critères.
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