Programme d’études en informatique de l’Ontario sur le codage, les mathématiques et l’histoire
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Rapport de Steven Floyd, février 2019
Dans de nombreuses juridictions éducatives à travers le monde, les concepts de codage et d’informatique (CS) commencent à s’étendre au-delà de la classe CS de l’école secondaire et dans d’autres domaines et divisions. Dans le domaine des mathématiques de la maternelle à la 12e année, le codage est reconnu comme un contexte précieux dans lequel expérimenter et apprendre les mathématiques. Alors que les enseignants intègrent des activités de codage dans leurs classes de mathématiques et que les décideurs envisagent la conception de programmes d’études qui relient le codage et les mathématiques, il vaut la peine d’étudier le programme d’études CS historique afin de recueillir éventuellement des idées et des exemples de pratiques exemplaires.
« Un domaine évolue au fil du temps et implique le travail de nombreux participants. Pour commencer à comprendre le curriculum de manière globale, il est essentiel de décrire son développement historiquement. »
Understanding Curriculum, William F. Pinar, William M. Reynolds, Patrick Slattery and Peter M. Taubman, 2008, p.69
Programme d’études en informatique en Ontario
Réfléchissez bien… Quand l’Ontario a-t-il élaboré pour la première fois des cours officiels du secondaire qui ont permis aux élèves d’étudier la programmation informatique et les concepts de sciences informatiques dans l’éducation publique ? Devinez… Début des années 90? Peut-être les années 1980? Ou peut-être que certains décideurs avant-gardistes ont développé des cours dans les années 1970?
En 1966, le ministère de l’Éducation de l’Ontario a publié le curriculum RP-33 : Traitement des données, un document de programme d’études qui comprenait un certain nombre d’attentes en matière de programmes d’études semblables à celles que l’on trouve dans les cours de programmation informatique et d’informatique d’aujourd’hui. Quatre ans plus tard, Computer Science – Senior Division (1970) a fourni un cadre pour les cours de CS qui se concentraient sur trois domaines principaux : la résolution de problèmes, les langages et les systèmes de programmation, et l’homme et l’ordinateur.
Ce qui suit est une brève analyse de ces deux documents de programme d’études et de leur lien avec les initiatives éducatives actuelles de la maternelle à la 12e année en Ontario.
L’apprentissage au 21e siècle et l’impact de la technologie sur la société
Dans le domaine de l’éducation de la maternelle à la 12e année, il y a actuellement beaucoup d’intérêt pour l’apprentissage du 21e siècle. L’impulsion pour les réformes du 21e siècle est centrée sur l’impact de la technologie sur la société et l’évolution du monde du travail, ce qui entraîne de nouvelles façons d’apprendre et d’enseigner avec la technologie dans nos écoles. Un coup d’œil rapide sur les programmes informatiques historiques de 1966 et 1970 fournit la preuve d’une prise de conscience de ces idées il y a plus de 40 ans.
Dans les premières lignes de l’introduction au curriculum RP-33 : Data Processing (1966) (Traitement des données), l’impact de la technologie sur la société a été reconnu comme une impulsion importante pour l’élaboration d’un cours axé sur les nouvelles méthodes de traitement des données :
“Most experts agree that within a few decades more sophisticated methods of processing data will be used by everyone in society. The more effectively we use these new tools to produce and store information, and the more skillfully we use the resultant knowledge, the greater the benefit to society” (p. iii). (Notre traduction : La plupart des experts s’accordent à dire que d’ici quelques décennies, des méthodes plus sophistiquées de traitement des données seront utilisées par tous les membres de la société. Plus nous utilisons efficacement ces nouveaux outils pour produire et stocker l’information, et plus nous utilisons habilement les connaissances qui en résultent, plus les avantages pour la société sont importants.)
Quatre ans plus tard, Computer Science – Senior Division (1970) a identifié l’ordinateur lui-même comme peut-être la plus influente des nouvelles technologies. Le document a également introduit l’idée que tout le monde devrait développer une compréhension de base des ordinateurs afin d’éviter une appréhension :
“The influence of technology on our society is increasing rapidly. Of all technological developments, the electronic computer may have the most influence and may also cause the most apprehension. Thus, it is desirable that everyone have at least a basic understanding of computers.” (p. 3) (Notre traduction : L’influence de la technologie sur notre société augmente rapidement. De tous les développements technologiques, l’ordinateur électronique peut avoir le plus d’influence et peut également provoquer le plus d’appréhension. Ainsi, il est souhaitable que tout le monde ait au moins une compréhension de base des ordinateurs.)
Dans une section intitulée Man and the Computer, le document de 1970 décrit, en détails, un certain nombre de façons dont l’ordinateur influe sur la vie quotidienne, y compris les domaines de la fabrication, des transports, des communications, de la recherche scientifique, des soins de santé et du divertissement.
De plus, le concept de formation continue, souvent inclus dans les discussions sur l’apprentissage au 21e siècle, a été clairement souligné dans le document de 1966 où l’un des cinq objectifs du cours de 10e année était : “Appreciate that in today’s world, education is a continuing process.” (Comprendre que dans le monde d’aujourd’hui, l’éducation est un processus continu.)
Résolution de problèmes et pensée informatique
La pensée informatique, “the thought processes involved in formulating problems, so their solutions can be represented as computational steps and algorithms” (les processus de pensée impliqués dans la formulation de problèmes, de sorte que leurs solutions peuvent être représentées comme des étapes de calcul et des algorithmes) (Aho, 2011, p. 2), est un concept populaire à l’intersection des mathématiques et de l’informatique. Popularisé par Jeanette Wing et son article fondateur de 2006 Computational Thinking, un certain nombre de juridictions éducatives, y compris plus récemment la Colombie-Britannique, intègrent les concepts de TC dans toutes les matières et les années d’études.
Interesting to note, is that the 1966 and 1970 documents both emphasize the importance of algorithm design and the use of CS concepts to solve problems in a wide variety of areas. The 1966 document includes learning objectives related to defining operations to be performed by the machine, using flowcharts to develop and communicate solutions, and developing appropriate testing and debugging practices and systems when solving problems.
Le document de 1970 suggère trois domaines principaux d’étude dans le cours de sciences informatiques, la première étant Problem-Solving- An Algorithmic Approach. L’unité comprend des suggestions liées aux élèves qui résolvent des problèmes dans les domaines d’apprentissage mathématiques suivants : arithmétique de base, séquences et séries, tabulation des fonctions, conversions d’unités et problèmes numériques.
Utilisant un langage assez similaire au discours actuel sur la pensée informatique, l’avant-propos du document de 1970 souligne également l’importance de demander aux élèves de développer des solutions pouvant être exécutées par l’ordinateur :
“The study of Computer Science might begin, therefore, with a study of problem-solving techniques. Here the student will realize that the solutions of complex problems which may involve thousands of operations are now within his reach. In order that solutions to such problems can be attempted, the student must learn to communicate the problem to the computer” (p. 3) (Notre traduction : L’étude de l’informatique pourrait donc commencer par une étude des techniques de résolution de problèmes. Ici, l’étudiant se rendra compte que les solutions de problèmes complexes qui peuvent impliquer des milliers d’opérations sont maintenant à sa portée. Pour que des solutions à de tels problèmes puissent être tentées, l’élève doit apprendre à communiquer le problème à l’ordinateur.) (p. 3).
.Mathematics Concepts and “Coding to Learn”
Les programmes d’études de 1966 et de 1970 comprennent un certain nombre d’objectifs du programme d’études liés aux concepts mathématiques. Bien que les cours de 1966 aient été conçus comme des composants des départements des affaires et du commerce, ils incluaient toujours des étudiants résolvant des problèmes liés à l’arithmétique de base, à l’arithmétique avancée et aux systèmes de nombres, y compris l’addition et la soustraction de nombres binaires et les conversions vers et depuis le système de nombres décimaux.
Comme discuté précédemment, le document de 1970 comprenait un certain nombre de concepts mathématiques dans ses unités d’algorithme et de résolution de problèmes. Le document de 1970 reconnaît également explicitement le potentiel de l’ordinateur en tant qu’outil d’apprentissage dans une grande variété de sujets :
“Students almost invariably find that learning to use the computer is an exciting and challenging venture. They find the computer useful in many subjects, and they find that it enriches study of these subjects.” (p. 3)
(Notre traduction : Les étudiants trouvent presque invariablement qu’apprendre à utiliser l’ordinateur est une entreprise passionnante et stimulante. Ils trouvent l’ordinateur utile dans de nombreux sujets, et ils trouvent qu’il enrichit l’étude de ces sujets.
Conclusion
Le fait que dans l’historique des programmes d’études en sciences informatiques on ait abordé des composantes des tendances actuelles de la maternelle à la 12e année est intéressant, mais qu’est-ce que cela signifie pour la pratique actuelle ? En plus de reconnaître que ces documents étaient avant-gardistes, une analyse de ces documents nous permet-elle de mieux comprendre comment mettre en œuvre efficacement des initiatives entourant les concepts technologiques et informatiques dans nos écoles ?
La réponse à ces questions est… Ça dépend. Cela dépend si nous examinons de plus près l’impact de ces documents de programme sur l’éducation informatique en Ontario. Le curriculum n’est qu’un facteur parmi d’autres dans un processus complexe de réforme de l’éducation. Le fait que le programme d’études antérieur aborde les concepts et les idées actuels est important, mais ce qui est plus important, c’est une analyse de la façon dont ces idées et concepts ont fait leur chemin dans les salles de classe.
Les documents indiquent l’impact significatif que la technologie peut avoir sur la société. Ces leçons et idées ont-elles été communiquées efficacement aux élèves, leur permettant de mener une vie productive dans un environnement riche en technologie ?
Les documents indiquent que les ordinateurs et l’informatique sont importants pour tous, mais les femmes et les groupes minoritaires sont-ils représentés de manière appropriée dans les classes et les carrières informatiques ?
Ces documents reconnaissent le rôle des ordinateurs dans la résolution de problèmes et le codage pour apprendre, mais ont-ils amené les élèves à utiliser les ordinateurs comme outils pour explorer et s’épanouir dans ces contextes ?
L’analyse ci-dessus comprend un examen attentif des documents historiques des programmes d’informatique de l’Ontario et de leur pertinence par rapport aux tendances actuelles en matière d’éducation de la maternelle à la 12e année. Au fur et à mesure que les réformes des programmes d’études ont lieu, une analyse historique comme celle-ci peut aider à éclairer les politiques curriculaires, mais peut-être plus important encore, peut aider à commencer le processus d’analyse de la mise en œuvre efficace.
Références
Aho, A. V. (2012). Computation and computational thinking. Computer Journal, 55, 832–835.
Pinar, W. F., Reynolds, W. M., Slattery, P., & Taubman, P. M. (2008). Understanding Curriculum: An Introduction to the Study of Historical and Contemporary Curriculum Discourses. New York: Peter Lang.
Wing, J. M. (2006). Computational thinking. Communications of the ACM, 49(3): 33–35.
À propos de l’auteur : Steve Floyd a plus de 15 ans d’expérience dans l’enseignement de l’informatique et du génie informatique en Ontario. Il a reçu le Prix d’excellence dans l’enseignement en informatique 2017 du CSTA et a travaillé sur un certain nombre de projets de codage et de pensée informatique avec des enseignants des écoles primaires et secondaires de l’Ontario. Steve poursuit actuellement son doctorat à l’Université Western, où il étudie l’informatique et la pensée informatique dans le cadre de l’éducation de la maternelle à la 12e année. Il a la chance d’avoir le Dr Gadanidis comme superviseur. Steve est également rédacteur et développeur de cours d’apprentissage en ligne et a travaillé en étroite collaboration avec le ministère de l’Éducation et des entreprises privées pour aider à développer des applications de citoyenneté numérique et de littératie financière pour les étudiants.