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Calculatrice et carte BBC micro:bit : des alliées pour enseigner la programmation au lycée

Inscrite dans les nouveaux programmes scolaires dès le collège depuis 2016, la programmation et son enseignement forment des enjeux majeurs dans le cadre de la transformation de l’éducation en France et en Europe.

L’objectif ? Renforcer les connaissances en ingénierie de toute une classe d’âge née avec le Park Assist, l’IA, ou encore Siri, et former les futurs ingénieurs dont le continent anticipe qu’il va manquer à horizon 10 ans.

4 ans et une pandémie mondiale plus tard, le constat est double :

  • Volontaires, les enseignants se forment pour relever le défi, mais demeurent très demandeurs d’accompagnement pour une matière finalement nouvelle et des élèves très demandeurs,
  • De nombreux projets sont nés, notamment dans les laboratoires de mathématiques au sein des établissements, aidés par de nouveaux outils, pour permettre tant aux professeurs qu’aux élèves d’appréhender ces nouvelles notions.

Parmi ces outils, les cartes BBC micro:bit sont plébiscitées, mais aussi le TI-Innovator Hub™ et le Robot TI-Innovator Rover™.

Programmer la BBC micro:bit avec la TI-83 Premium CE Python Edition : une demande des enseignants

La programmation via l’utilisation de la carte BBC micro : bit constituait déjà une porte d’entrée abordable en première approche même pour les enseignants réticents car peu formés à cette discipline.
Cependant, la contrainte d’une connexion à un ordinateur demeurait, faute de connexion possible aux calculatrices graphiques.

C’est désormais possible avec la TI 83 Premium CE Edition Python, que l’on peut connecter à  la carte, ouvrant ainsi la possibilité de programmer à travers la calculatrice.

Ce développement était attendu, et sollicité par les enseignants. Il faut dire que la carte est peu onéreuse (prix observé  12-17 €/unité), compatible avec les langages de programmation tels que Scratch au Collège et Python au lycée, et répond aux exigences de travail sur microcontrôleur tant en lycée général que professionnel.

En France, ce sont principalement les régions dites 2.0 voire 4.0, à l’instar du Grand-Est, qui lancent des programmes d’équipement en cartes à microcontrôleurs.

L’expérience enthousiaste d’un enseignant formateur T3

Abdelilah Yazi, référent numérique du lycée professionnel de Fameck, formateur à la Cardie et référent numérique pour le Plan 4.0 sur l’académie de Nancy-Metz, est également enseignant formateur T3. Il forme régulièrement des collègues dans le cadre des formations T3en particulier les enseignants qui démarrent totalement la programmation.

Pour lui, la compatibilité entre la carte BBC micro:bit et la TI-83 Premium CE Edition Python « est un argument supplémentaire à l’utilisation de Python, notamment pour les professeurs réticents parce que peu formés à la programmation ».
Pourquoi ? « A la fois parce que c’est simple à appréhender, mais également parce que les élèves sont capables d’eux-mêmes de réaliser un programme et de voir le résultat immédiatement sur la carte, en toute autonomie et interactivité. C’est motivant et pédagogiquement intéressant. ».

Il nous livre sa très récente expérience (le matin de notre interview), dans le cadre de l’accompagnement d’un « Labo de Maths » en tant que référent numérique sur l’académie :

« Ce matin, des professeurs qui n’avaient jamais programmé en Python étaient, à l’issue de la session, capables de programmer en programmation fonctionnelle en utilisant la carte BBC micro:bit reliée à la calculatrice. »

Il est le co-auteur d’un livret de 14 activités en physique-chimie (de l’utilisation de la carte avec les capteurs intégrés (température, luminosité, boussole magnétique, Radio), pilotée par la TI-83 Premium CE Edition Python, jusqu’à l’intégration des capteurs externes pour travailler sous forme de projets (conception d’un système d’alarme, alarme barrière distance Covid-19, vérification des lois physiques…).

« C’est en particulier l’utilisation de la liaison radio entre 2 cartes qui ravie les enseignants. Tout cela est développé en langage Python programmé sur la TI-83 Premium CE Edition Python : la calculatrice assiste la programmation, là où l’ordinateur nécessite de savoir à l’avance la consigne que l’on souhaite passer. La calculatrice est un véritable atout. Elle facilite la tâche car les instructions sont prêtes » , ajoute-t-il.

Les projets autour de la carte sont également plébiscités par les labos de Maths, dont le développement est encouragé par l’Institution.

Cas pratique : la conception d’une alarme de tiroir

Abdel nous décrit l’expérience du jour, présente dans le livret d’activité en page 54 : la conception d’une alarme de tiroir, réalisable en 2 séances d’1 heure.

  1. L’objectif : 1 personne constate régulièrement que des objets disparaissent de son tiroir
  2. L’idée soumise à la réflexion du groupe-classe : trouver une idée pour contrôler l’ouverture du tiroir
  3. Le démarrage : les élèves trouvent la méthode, signal sonore ou lumineux à l’ouverture du tiroir
  4. Idée retenue : créer un détecteur de lumière avec une alternative en détecteur de mouvement

Le capteur va mesurer le changement de la luminosité, et demander au buzzer de déclencher une alarme sonore. La classe est alors divisée en 3 projets / 3 groupes :

  • 1 groupe travaillera sur la carte BBC micro :bit et le capteur de lumière : il va créer le programme pour mesurer la variation de luminosité /la détection du mouvement
  • 1 groupe travaillera sur le programme qui déclenche une alarme à l’atteinte d’un seuil de luminosité
  • 1 groupe travaillera sur une alternative : un programme qui déclenche une alarme au mouvement

Les programmes vont s’imbriquer les uns dans les autres (le 1er avec le 2ème, le 1er avec le 3ème ) : nous passons en programmation fonctionnelle et testons !

« Cette activité parle aux élèves et est accessible sans aucune expérience en Python – car la programmation est guidée par la calculatrice », précise Abdel.

Accéder au livret d’activités

  • Disponible en version en ligne ici : online.flipbuilder.com
  • Téléchargeable en PDF depuis le site de TI ainsi que les programmes BBC micro : bit associés
  • Copie imprimée gratuite sur demande aux délégués pédagogiques Texas Instruments, par mail : delegue-pedagogique@ti.com

Plus d’infos :

Pour aller plus loin : la carte à microcontrôleur BBC micro : bit, c’est quoi ?

Elle est la fille d’un projet né au début des années 80. Le groupe de chaines publiques britanniques BBC avait alors lancé un appel à projets pour créer « un ordinateur éducatif pour les enfants » : ainsi naissait le BBC Micro. En 2012, soit 30 ans plus tard, la BBC lance un nouvel appel à projet bien plus ambitieux : créer « un ordinateur de poche programmable permettant aux enfants d’explorer la créativité technologique ». Ce sera la carte BBC micro :bit.
Elle sera éditée dès la 2016 à plus d’un million d’exemplaires au Royaume-Unis, pour équiper les élèves de 7ème (11-12 ans). Sur seulement 8g, la carte contient un processeur ARM avec connectivité USB et Bluetooth, un capteur de mouvements 3D (accéléromètre), une boussole numérique, un afficheur, des LEDs : c’est un nano-ordinateur.
Bien-sûr, il est possible de la programmer en langage Python.

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