En France, depuis 2016, l'initiation à la programmation informatique est présente dan les curricula scolaires de l'école obligatoire. L'objectif de cette thèse est de comprendre le processus de conceptualisation lors de la résolution de puzzles de programmation par des sujets âgés de 7 à 15 ans. A cette fin, nous combinons les apports respectifs de la théorie des champs conceptuels (Vergnaud, 1991) et de l'analyse de traces d'interaction dans un EIAH. Nous nous concentrons sur le concept de motif, en particulier lors des premières confrontations avec la notion de boucle en programmation par blocs. Nous définissons un motif comme "une entité repérable au sein d'un ensemble car répétée à l'identique ou avec des variations prédictibles" et mettons en évidence la place essentielle de ce concept lors de l'initiation à la pensée algorithmique. L'approche didactique adoptée vise à positionner le concept de motif au sein d'un champ conceptuel des notions de base de l'algorithmique, champ conceptuel qui a pour périmètre la programmation impérative en langage Scratch au niveau de l'école obligatoire. Au sein de ce champ conceptuel, nous approfondissons l'étude des situations de programmation d'un robot virtuel sur une grille qui requièrent l'utilisation d'une boucle. Notre protocole expérimental est adossé au concours en ligne de programmation Algoréa. Nous avons construit un outillage méthodologique incluant un dispositif de collecte de données à trois échelles, des analyses statistiques sur de larges échantillons, une automatisation du traitement de traces d'interaction avec l'EIAH, et des analyses qualitatives d'enregistrements vidéo d'écran. Cet outillage méthodologique, qui permet de combiner précision des analyses qualitatives et robustesse statistique, constitue l'un des apports de la thèse. Avec cette approche, nous avons d'abord réalisé une étude instrumentale de l'EIAH telle que la définit Rabardel (1995). Son but est de distinguer ce qui, dans l'activité, relève de la maîtrise conceptuelle et ce qui relève de la maîtrise instrumentale d'un environnement de programmation particulier. Nous nous sommes ensuite concentrés sur la conceptualisation-en-acte au sens de Vergnaud (1991). Nous avons identifié les schèmes mis en oeuvre par le sujet lors de l'activité de programmation étudié, notamment les invariants opératoires sous-jacents. Nos analyses nous permettent ainsi d'identifier et de documenter des paliers de difficultés et des erreurs récurrentes lors des premiers apprentissages de la boucle. ne de nos perspectives de recherche est de reproduire cette démarche pour mener des investigations sur l'ensemble des concepts abordés lors de l'initiation à la programmation informatique au niveau de l'école obligatoire. Ces résultats constituent une contribution de nature à outiller les enseignants de l'école élémentaire et du collège pur accompagner leurs élèves et les aider à surmonter les difficultés rencontrées lors de l'apprentissage des concepts fondamentaux de l'algorithmique
Cédric FLUCKIGER - Université de Lille - Directeur de thèse, Yvan PETER - Université de Lille - co-directeur de thèse, Yann SECQ - Université de Lille - co-encadrant de thèse, Sébastien GEORGE - IUT de Laval - Rapporteur, Béatrice DROT-DELANGE - Université de Clermont-Ferrand - Rapporteure, Clarisse DHAENENS - Université de Lille - Examinatrice, Mariam HASPEKIAN - Université de Paris Cité - Examinatrice, Sandra NOGRY - Université de Cergy - Examinatrice, Janine ROGALSKI - Université de Paris - Invitée.
Thesis of the team NOCE defended on 13/11/2024
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