Human Processor!

Human Processor!

How can young students be taught to think about their algorithms, rather than proceeding through a succession of trial and error on a machine that provides instant feedback, encouraging unreflective experimentation with posed and structured thinking? How can we teach computer science to the youngest students without increasing their daily screen time and by promoting socio-constructivism?

These are the questions that led us to design an unplugged didactic device to make students learn programming and algorithmics (Fig. 1). In this wooden device, it is the student who plays the role of the human processor and who will debug his code, step by step, noting the different states of the memory and… thinking!

Comment apprendre aux jeunes élèves à penser leurs algorithmes, plutôt que de procéder par une succession d’essais-erreurs sur une machine qui fournit un feedback instantané, favorisant l’expérimentation non réfléchie à la réflexion posée et structurée ? Comment enseigner l’informatique aux plus jeunes, sans augmenter leur temps d’écran quotidien et en favorisant le socioconstructivisme ?

Ce sont ces questions qui nous ont conduits à concevoir un dispositif didactique débranché pour faire vivre la programmation et l’algorithmie aux élèves (Fig. 1). Dans ce dispositif en bois, c’est l’élève qui joue le rôle du processeur humain et qui va déboguer son code, pas à pas, en notant les différents états de la mémoire et en… réfléchissant !

Fig. 1 – Du problème au code

Téléchargements
Le plan human processor! (Fig. 2) ci-dessous, présente l’ensemble des pièces à découper. La liste des problèmes (english version) à résoudre, un livret pour les élèves (french only), un manuel pour l’enseignant (english version) et une liste de stratégies cognitives (english version) sont disponibles.

Fig. 2 – Plan des pièces – Parts design
[CC-BY-NC-SA]

Si vous avez accès au FabLab
La zone de découpe fait 360x220mm. Nous utilisons du MDF blanc sur une face, de 3mm pour les instructions et 4mm pour les petites pièces (« X, Y, Z, ?, !, 0, 1″qui sont 0.02mm plus petites que les trous dans lesquels elles se logent). Les réglages utilisés sur la trotec speedy 100 sont [puissance 100%, vitesse 0.70, fréquence 1200 Hz, 1 passage, assistance d’air, z-offset 0] pour les découpes rouge et bleu, [puissance 80%, vitesse 1.0, fréquence 1000 Hz, 1 passage, sans assistance d’air, Z-Offset 3 mm] pour la découpe (gravage) noir.

Si vous n’avez pas accès à une découpeuse laser
Le site snijlab.nl propose ses services en ligne pour de la découpe laser à distance et offre, dans la liste de ses matériaux, les épaisseurs requises pour que les pièces soient compatibles avec les petites boites de rangement. Pour une vingtaine d’exemplaires (une classe de 40 élèves), le prix de revient est de l’ordre de 15 CHF par jeu de pièces, frais de port compris. Voici les fichiers nécessaires pour faire couper vos pièces sur leur site, avec les références précises des matériaux utilisés.

Accessoires
La figure 3 montre des petites boites de rangement en plastique (174x127x32mm) se trouvent dans la plupart des magasins de bricolage, avec de la place pour ranger tout le matériel utile pour déboguer son code : petit crayon (TS-3 99.1mm / Amazon.fr), gomme (PLAST-0140 / Post.ch), bloc-notes (52x105mm réf. 320427 p.25 / Aligro.ch) et jeton en plexiglas acrylique de diamètre 16mm (l’accumulateur) qui fait office de point d’arrêt.

Fig. 3 – Boite de rangement – Storage box






Questions ? mailto: christian.blanvillain@hepl.ch