Module "Découverte de l`informatique"

Module "Découverte de l’informatique"
Bulletin officiel 3ème cycle : « Maîtriser les premières bases de la technologie informatique et
avoir une approche des principales fonctions de l’ordinateur »
Mots-clefs :
– Transmission
– Bases de numération (base 2, base 3, base 5)
– Logique : ET, OU, (Implique,) OU eXclusif
– Codage / décodage. Morse ?
– Création d’un code, d’une fiche de codage, d’une de décodage
– Déplacement sur un quadrillage
– Orientation, Repérage
– « Soulever le capot de l’ordinateur »
– Répartition des tâches dans l’ordinateur : CLAVIER, IMPRIMANTE-ECRAN, CPU,
MEMOIRE
– Programmation
Matériel
– Legos pour les programmes ?
– Boules blanches et noires pour la transmission, plus autre couleur pour signaler la fin
d’un nombre.
Séquences possibles :
Les deux premières séquences sont indépendantes.
Comment marche un ordinateur à première vue?
- notion de Séparation des tâches. Les élèves doivent découvrir qu’il y a plusieurs
composantes dans l’ordinateur.
-En inspectant à l’intérieur, ils doivent trouver des composants (disque dur, cartes, ventilateur,
câbles, alimentation). De l’extérieur, ils peuvent trouver tous les câbles (c-clavier, c-souris, c-
écran, c-alimentation, c-réseau, c-enceintes, c-imprimante…) et déterminer à quoi ils servent.
- Formuler des hypothèses sur les fonctions des composants.
- Répartition en récepteur/émetteur.
- Schéma d’un ordinateur fait par l’élève
Base 2, 3, 5. Correspondance entre les nombres dans les différentes
bases.
Au lieu de regrouper selon des paquets de 10, on regroupe selon des paquets de 2.
paquet de 1, de 2, de 4, de 8, de 16 et place des 1 et 0 dans l’écriture du nombre.
Table d’addition, de multiplication.
On compte en montrant des billes ou des boules, et en les regroupant par paquet de 2.
+1, +1, +1, et on écrit le nombre à chaque fois.
Essai d’additionner deux, trois nombres… Multiplication s’ils sont à l’aise.
Table de correspondance entre la base 10 et la base 2, les lettres et la base 10, les lettres et la
base 2.
Codage/Décodage
Il est simple de parler pour se faire comprendre. Mais imaginez que vous vous trouvez à
distance de l’autre de telle sorte que vous le voyez, mais vous êtes incapables de vous parler

(expérience, vous n’avez pas le droit d’utiliser la voix), et vous n’avez rien de technologique
(téléphone, talkie-walkie, etc. sous la main).
– Que connaissez-vous comme moyen de communication facile mais vieux ?
Morse (sifflet & électricité), sémaphore, signaux de fumée
– Vous avez des boules blanches et noires, et une rampe assez longue. Comment vous pouvez
faire pour vous envoyer des messages ?
-> ils trouvent la notion de codage d’une lettre.
Quelqu’un sait-il comment sont transmis des messages en informatique ? Sous quelle forme ?
Electricité. Il y a deux états pour une lampe : lesquels ? Allumé/ éteint. Eteint, le courant ne
passe pas, il n’y a rien, on va symboliser éteint par zéro. Allumé, un courant passe, on va
symboliser l’état allumé par un (ou l’inverse).
Table de correspondance facile (blanc-allumé-1, noir-éteint-0)
Codage d’un nombre par succession de signaux. (facile avec la rampe et les boules) dans un
câble ou un couloir d’information. La succession de signaux forme un nombre en binaire
Notion de codage d’une lettre par un nombre, de décodage, codage de la lettre en binaire.
Etablissement d’un code « secret », quand on utilise 3 lampes ou une succession de 3 signaux.
Notions de logique élémentaire
Explication des mots-clefs de logique.
Demande aux élèves la vérité de certaines phrases (attention à ne pas trop utiliser de
qualitatifs qui pourraient être trop subjectifs)
Là, mon sweat-shirt est vert, mon pantalon est bleu. Je leur dis par exemple :
« Les vaches sont herbivores et mon sweat-shirt est vert »… réactions, pas trop de
commentaires.
« Les vaches sont herbivores ou mon sweat-shirt est vert »… réactions, attention de ne pas
confondre avec le ou exclusif (indiquer le sens du mot).
"Les vaches sont carnivores et mon sweat-shirt est vert"… Réactions, explications, phrase sur
tableau et on note ce qui est vrai et ce qui est faux, et pourquoi la phrase entière est fausse.
"Les vaches sont carnivores ou mon sweat-shirt est vert" etc.
- on peut dresser un tableau de vérité, mais les élèves risquent de ne pas comprendre
(abstraction trop grande, remplacer une phrase par « a » est peut-être trop dur)
Entre le OU et le OUX :
« Au menu on peut prendre un plat de riz ou un plat de frites »
Est-ce qu’on peut prendre les deux ? Non, d’habitude. Pareil pour le dessert
« Tarte au pomme du chef ou crème glacée »
->OUX
« Dehors le temps peut être nuageux ou le temps peut être pluvieux »
->OU
Electricité : la logique intervient.
J’ai deux interrupteurs, et une lampe.
Comment je peux faire pour que la lampe soit allumée si et seulement si deux interrupteurs
sont enclenchés ? (notion du ET) (il peuvent chercher le circuit)
+
–

Comment je peux faire pour que la lampe soit allumée si et seulement si au moins un des deux
interrupteurs est enclenchés ? (notion du OU)
Problème des lampes : Une lampe et deux interrupteurs. Quand je bouge un interrupteur, la
lampe change d’état. (Résultat habituel)
J’ai ici un de ces interrupteurs.
Quand je le bouge, il se branche sur l’autre circuit (interrupteur bleu à trois entrées)
Comment monter un circuit avec ces deux interrupteurs et une lampe pour faire comme à la
maison ?
Solution :
Avant, nous avions construit un « ET », un « OU ». Savez-vous comment ce montage
s’appelle ?
A midi, plat de frites ou plat de riz. Comment ce « ou » est-il ? Est-ce le même que le OU
mentionné précédemment ?
->Redécouverte de la différence entre le « ou » exclusif et le « ou » inclusif.
Maintenant, voyons des circuits plus simples (un seul interrupteur). Les élèves doivent
découvrir les lois en fonction du circuit et en le testant.
- Interrupteur non court-circuité : Si l’interrupteur est fermé, alors la lampe est allumée. Et
s’il est ouvert, la lampe est éteinte.
- Interrupteur court-circuité : Si l’interrupteur est fermé, alors la lampe est allumée. Mais s’il
est ouvert, la lampe est aussi allumée.
- Interrupteur négationniste : Si l’interrupteur est fermé, alors la lampe est éteinte. (fermé =>
court-circuit à travers une résistance plus faible). Si l’interrupteur est ouvert, alors la lampe
est allumée.
De l’électrique à l’électronique : Fabrication d’un clavier
Evidemment, on va leur faire trouver comment faire
Au début, 1 touche
3 touches ensuite : Le problème étant qu’on a deux lampes, et à part l’état où les deux lampes
sont éteintes, combien y a t il d’états possibles ? (3 autres).
1er interrupteur : Il ne doit allumer que la première lampe
2ème interrupteur : Il ne doit allumer que la deuxième lampe
3ème interrupteur : Il doit allumer les deux lampes à la fois
+
–
+
–
0
1
0
1
1
0

Solutions imaginables :
Ou bien :
Comment réaliser les interrupteurs ?
- Bandes de bois ou lego techniques avec des bandes de papier alu aux bons endroits.
- Pour que la touche remonte, on peut utiliser un ressort, un élastique (ce n’est pas ce que les
élèves auront à construire, ils le devineront et moi je l’apporte).
- les touches porteront des noms assez tôt, pour que les élèves voient l’utilisé correspondance.
La deuxième solution est plus facilement généralisable. Pourquoi ?
Essayer de concevoir le clavier suivant.
7 touches
On a cette fois-ci trois lampes. Combien y a-t-il d’états possibles ?
Grâce au module binaire, ils peuvent essayer de compter en base 2 (0,1,10,11,100,101)
Autre méthode, il y a deux possibilités pour la première lampe, deux pour la deuxième, deux
pour la troisième. Donc en tout il y a deux fois deux fois deux possibilités, soit 8. Toutes les
lampes éteintes étant éteintes par défaut, on ne peut pas l’utiliser pour coder une lettre
Simulation d’un ordinateur avec les enfants
Stockage des données : Notion d’adresse où est rangée une information (une lettre seulement)
Avec un crayon de papier et une gomme.
On commence à l’adresse zéro. On écrit ce que reçoit le CPU et on passe à l’adresse + 1 tout
le temps.
Quand on demande à l’ordinateur d’imprimer qqch, on lui demande d’imprimer depuis
l’adresse 3 à 8 par exemple, et lui transmet les informations à l’imprimante en les copiant
1
2
1
2
Les points noirs montrent là où l’interrupteur touche s’il est
pressé.
+
–
+
–
1
–
2
3
+

Différents groupes d’enfants :
- Un groupe d’enfants manipule le clavier.
- D’autres font circuler les informations (câbles) par exemple grâce aux rampes.
- Trois ou quatre traitent les informations reçues (CPU), envoient les données du
stockage à l’imprimante, reçoivent les données du clavier et les transmettent au
stockage, envoie des ordres lus à l’élève qui se déplace.
- Un s’occupe du stockage (Mémoire) en écrivant ce que le CPU lui dicte sur papier
(nombres en binaires)
- Imprimante : Décode les nombres en binaire sous l’ordre du CPU, grâce à des tables
de décodage.
- Un élève sur un quadrillage ou une pièce de jeu d’échec bougée par un élève en
fonction des ordres reçus par le CPU (Droite, Gauche, Avance par exemple)
Travail avec DGA sur ordinateur (question ouverte, les élèves
pourront le continuer)
Notions expliquées dans le manuel DGA