L'apprentissage des algorithmes à l'école maternelle, et plus particulièrement en moyenne section (MS), constitue une base solide pour le développement de compétences essentielles dans divers domaines, allant des mathématiques à l'informatique, en passant par la lecture. Cet article explore la notion d'algorithme en maternelle, en fournissant des exemples concrets d'activités et en soulignant l'importance de cette compétence pour les apprentissages futurs des élèves.
Qu'est-ce qu'un Algorithme en Maternelle ?
En maternelle, le terme "algorithme" fait référence à une suite organisée d'éléments, suivant un ou plusieurs critères spécifiques. En moyenne section, les algorithmes proposés sont généralement simples et répétitifs, c'est-à-dire que le noyau de base est reproduit sans modification. On parle alors d'algorithmes répétitifs.
Exemples d'algorithmes simples pour la MS :
- Alternance de tailles : petit / grand / petit / grand / petit / grand
- Alternance de couleurs : rouge / jaune / bleu / rouge / jaune / bleu / rouge / jaune / bleu
- Alternance de genres : fille / garçon / garçon / fille / garçon / garçon / fille / garçon / garçon
Ce que Disent les Programmes Scolaires
Les programmes d'enseignement de l'école maternelle mettent en avant l'importance des algorithmes dans le domaine "Acquérir les premiers outils mathématiques", plus précisément dans le sous-domaine "formes, grandeurs et suites organisées". Dès la petite section, les enfants sont initiés à l'organisation de suites d'objets selon des critères de formes et de couleurs, avec des alternances simples. Progressivement, ils apprennent à reconnaître un rythme dans une suite organisée, à la poursuivre, à inventer des rythmes plus complexes et à compléter les éléments manquants.
L'une des compétences attendues 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
Voici quelques exemples d'activités pour aborder les algorithmes avec les élèves de moyenne section :
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Reproduire et Poursuivre un Algorithme d'après un Modèle Donné
L'enseignant fournit un modèle de la structure de base sous forme de photo ou de dessin, et les élèves reproduisent et poursuivent le modèle. Cela peut être une alternance de couleurs, de formes ou de tailles. Dans un premier temps, seul le matériel nécessaire est fourni, puis des intrus peuvent être ajoutés pour complexifier la tâche.
Exemple : Proposer des fiches avec des alternances d'orientations ou de positions (ex : constellation du dé 4 : point haut gauche colorié, puis bas droit, bas gauche, haut gauche, bas droit, etc.).
Identifier le Noyau de Base de l'Algorithme
Les élèves reçoivent des colliers de perles (noués aux deux extrémités pour éviter qu'ils ne se défassent) qui suivent un algorithme simple. Ils doivent identifier 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.
Compléter l'Algorithme
L'enseignant prépare des fiches (photos ou dessins) représentant des algorithmes simples avec au moins trois répétitions du schéma de base, puis cache un élément de la suite que les élèves doivent 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 les élèves sont installés. Les modèles à reproduire sont cachés à distance et hors de vue. La réalisation de l'activité nécessite d'identifier la cellule de base et le nombre de répétitions à effectuer, ce qui sollicite les compétences en dénombrement.
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Pour faciliter la réalisation de ces activités, il est possible d'utiliser une petite chanson énonçant les critères de l'algorithme en suivant un rythme simple et répétitif, ce qui aide les élèves à mémoriser la suite algorithmique.
Des Algorithmes à Travers Différentes Activités
Les ateliers sont des moments privilégiés pour travailler les suites algorithmiques avec du matériel, mais il existe de nombreuses autres activités pour les intégrer dans le quotidien de la classe.
Algorithmes en Motricité
La réalisation de parcours offre aux élèves la possibilité de vivre l'algorithme avec leur corps.
Exemples :
- Se déplacer le long d'une poutre ou d'une suite de blocs : dessus / dessus / en bas / en bas (pieds gauche puis droit sur la poutre, puis de chaque côté).
- 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-pied et pieds joints.
Les possibilités sont infinies : 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 lien avec les colliers de perles ou autre matériel utilisé en classe.
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Algorithmes Musicaux
Les comptines et chansons utilisent souvent une structure répétitive qui peut être assimilée à un algorithme (alternance couplet / refrain, phrases rythmiques). Les jeux de pulsations corporelles ou de bruitages sont également une occasion de mettre en place des algorithmes (ex : le célèbre "We Will Rock You").
Algorithmes dans les 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, utilisation de tampons, etc. La réalisation de couronnes pour l'Épiphanie, de bijoux pour la fête des mères ou de cadres pour mettre en valeur une production plastique sont des exemples concrets.
Algorithmes dans les Activités Quotidiennes
Le moment du rang ou du regroupement peut être utilisé 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.
L'Atelier Perles : Un Exemple Concret
L'atelier perles est une activité classique en maternelle pour travailler les algorithmes.
- Consignes de sécurité : Il est important de veiller à la sécurité des enfants lors de cet atelier, en leur demandant de ne pas se promener avec les colliers et de venir chercher l'enseignant une fois qu'ils ont terminé.
- Objectifs pédagogiques : Il peut s'agir de remplir le collier avec la même quantité de perles (ex : "collier de 2" avec des groupes de 2 perles), les couleurs étant choisies par les enfants. Les réalisations peuvent être consignées sur un tableau de réussites.
- Complexification : On peut proposer des modèles de colliers à différents niveaux de difficulté, ou demander aux élèves de GS et aux MS volontaires de coder le collier qu'ils ont réalisé.
Au-Delà de la Simple Répétition : Identifier un Critère Logique
Il est important de ne pas se limiter à la simple répétition d'un motif. L'objectif est d'amener les élèves à identifier un critère logique et à le poursuivre. Pour cela, ils doivent être capables d'observer attentivement l'amorce de l'algorithme, de prélever des informations, de décrire chaque élément et de dégager un critère qui définit une forme de logique valable pour l'ensemble de l'amorce.
Prérequis pour l'enseignant :
- Avoir mené des activités de comparaison d'objets et d'identification de caractéristiques descriptives (forme, couleur, matière…).
- Avoir mené des activités de description de l'organisation spatiale d'une collection d'objets (d'abord une bleue, ensuite une rouge…).
L'élève doit comprendre que le début du collier est une amorce, une partie intégrante d'un tout non encore là. Il doit poursuivre en acte le raisonnement identifié, rester concentré sur cette logique lors des activités de tri pour la recherche d'une perle qui convient, et contrôler la conformité de sa production tout au long de la réalisation.
Supports et Matériels Variés
Il est important de varier les supports et les matériels utilisés pour travailler les algorithmes :
- Colliers de perles : Possibilité de bloquer une des extrémités pour éviter les chutes.
- Tours de cubes empilables : Pour construire des algorithmes verticaux.
- Lignes de cases : Possibilité de poser des objets déplaçables sur la représentation d'une ligne de cases, ce qui permet de corriger facilement les erreurs.
- Supports quadrillés en deux dimensions : Pour varier les cheminements logiques.
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