L'informatique et la programmation

La technologie au cycle 4 vise à conforter la maîtrise des usages des moyens informatiques et des architectures numériques mises à la disposition des élèves pour établir, rechercher, stocker, partager, l'ensembles des ressources et données numériques mises en œuvre continuellement dans les activités d'apprentissage.

Cet enseignement vise à appréhender les solutions numériques pilotant l'évolution des objets techniques de l'environnement de vie des élèves. Les notions d'algorithmique sont traitées conjointement en mathématiques et en technologie.

Dans le cadre des projets, les élèves utilisent des outils numériques adaptés (organiser, rechercher, concevoir, produire, planifier, simuler) et conçoivent tout ou partie d'un programme, le compilent et l'exécutent pour répondre au besoin du système et des fonctions à réaliser. Ils peuvent  être initiés à programmer avec un langage de programmation couplé à une interface graphique pour en faciliter la lecture. La conception, la lecture et la modification de la programmation sont réalisées au travers de logiciels d'application utilisant la représentation graphique simplifiée des éléments constitutifs de la programmation. 

Comprendre le fonctionnement d'un réseau informatique.

Écrire, mettre au point et exécuter un programme.

Comprendre le fonctionnement d'un réseau informatique

- Composants d'un réseau, architecture d'un réseau local, moyens de connexion d'un moyen informatique.

- Notion de protocole, d'organisation de protocoles en couche, d'algorithme de routage,
- Interne

Écrire, mettre au point et exécuter un programme

Analyser le comportement attendu d'un système réel et décomposer le problème posé en sous-problèmes afin de structurer un programme de commande.

Écrire, mettre au point (tester, corriger) et exécuter un programme commandant un système réel et vérifier le comportement attendu.

Écrire un programme dans lequel des actions sont déclenchées par des événements extérieurs.

- Notions d'algorithme et de programme.

- Notion de variable informatique.

- Déclenchement d'une action par un événement, séquences d'instructions, boucles, instructions conditionnelles.

- Systèmes embarqués.

- Forme et transmission du signal.

- Capteur, actionneur, interface.

Repères de progressivité

En 5e : traitement, mise au point et exécution de programme simple avec un nombre limité de variables d'entrée et de sortie, développement de programmes avec des boucles itératives.

En 4e : traitement, mise au point et exécution de programme avec introduction de plusieurs variables d'entrée et de sortie

En 3e : introduction du comptage et de plusieurs boucles conditionnels imbriqués, décomposition en plusieurs sous-problèmes

Technologie

En continuité de l'éducation scientifique et technologique des cycles précédents, la technologie au cycle 4 vise l'appropriation par tous les élèves d'une culture faisant d'eux des acteurs éclairés et responsables de l'usage des technologies et des enjeux associés.

Compétences travaillées :

• Pratiquer des démarches scientifiques et technologiques 
• Concevoir, créer, réaliser
• Pratiquer des langages
• Mobiliser des outils numériques
• Adopter un comportement éthique et responsable
• Se situer dans l'espace et dans le temps

Au programme :

Au cycle 4, l'enseignement de technologie privilégie l'étude des objets techniques ancrés dans leur réalité sociale et se développe selon trois dimensions :

• une dimension d'ingénierie - design pour comprendre, imaginer et réaliser de façon collaborative des objets. La démarche de projet permet la création d'objets à partir d'enjeux, de besoins et problèmes identifiés, de cahiers des charges exprimés, de conditions et de contraintes connues
• une dimension socio-culturelle qui permet de discuter les besoins, les conditions et les implications de la transformation du milieu par les objets et systèmes techniques. Les activités sont centrées sur l'étude de l'évolution des objets et systèmes et de leurs conditions d'existence dans des contextes divers (culturels, juridiques, sociétaux notamment)
• une dimension scientifique, qui fait appel aux lois de la physique-chimie et aux outils mathématiques pour résoudre des problèmes techniques, analyser et investiguer des solutions techniques, modéliser et simuler le fonctionnement et le comportement des objets et systèmes techniques

En outre, un enseignement d'informatique, est dispensé à la fois dans le cadre des mathématiques et de la technologie. Celui-ci n'a pas pour objectif de former des élèves experts, mais de leur apporter des clés de décryptage d'un monde numérique en évolution constante. Il permet d'acquérir des méthodes qui construisent la pensée algorithmique et développe des compétences dans la représentation de l'information et de son traitement, la résolution de problèmes, le contrôle des résultats.

Compétences travaillées

Domaines du socle

Pratiquer des démarches scientifiques et technologiques

- Imaginer, synthétiser, formaliser et respecter une procédure, un protocole.

- Mesurer des grandeurs de manière directe ou indirecte.

- Rechercher des solutions techniques à un problème posé, expliciter ses choix et les communiquer en argumentant.

- Participer à l'organisation et au déroulement de projets.

4

Concevoir, créer, réaliser

- Identifier un besoin et énoncer un problème technique, identifier les conditions, contraintes (normes et règlements) et ressources correspondantes.

- Identifier le(s) matériau(x), les flux d'énergie et d'information dans le cadre d'une production technique sur un objet et décrire les transformations qui s'opèrent.

- S'approprier un cahier des charges.

- Associer des solutions techniques à des fonctions.

- Imaginer des solutions en réponse au besoin.

- Réaliser, de manière collaborative, le prototype de tout ou partie d'un objet pour valider une solution.

- Imaginer, concevoir et programmer des applications informatiques nomades.

4

S'approprier des outils et des méthodes

- Exprimer sa pensée à l'aide d'outils de description adaptés : croquis, schémas, graphes, diagrammes, tableaux (représentations non normées).

- Traduire, à l'aide d'outils de représentation numérique, des choix de solutions sous forme de croquis, de dessins ou de schémas.

- Présenter à l'oral et à l'aide de supports numériques multimédia des solutions techniques au moment des revues de projet.

2

Pratiquer des langages

- Décrire, en utilisant les outils et langages de descriptions adaptés, la structure et le comportement des objets.

- Appliquer les principes élémentaires de l'algorithmique et du codage à la résolution d'un problème simple

1

Mobiliser des outils numériques

- Simuler numériquement la structure et/ou le comportement d'un objet.

- Organiser, structurer et stocker des ressources numériques.

- Lire, utiliser et produire des représentations numériques d'objets.

- Piloter un système connecté localement ou à distance.

- Modifier ou paramétrer le fonctionnement d'un objet communicant.

2

Adopter un comportement éthique et responsable

- Développer les bonnes pratiques de l'usage des objets communicants

- Analyser l'impact environnemental d'un objet et de ses constituants.

- Analyser le cycle de vie d'un objet

3 - 5

Se situer dans l'espace et dans le temps

- Regrouper des objets en familles et lignées.

- Relier les évolutions technologiques aux inventions et innovations qui marquent des ruptures dans les solutions techniques.

5

La formation au raisonnement et l'initiation à la démonstration sont des objectifs essentiels du cycle 4. Le raisonnement, au cœur de l'activité mathématique, prend appui sur des situations variées (par exemple problèmes de nature arithmétique ou géométrique, mais également mise au point d'un programme qui doit tourner sur un ordinateur ou pratique de jeux pour lesquels il faut développer une stratégie gagnante, individuelle ou collective, ou maximiser ses chances). Les pratiques d'investigation (essai-erreur, conjecture-validation, etc.) sont essentielles et peuvent s'appuyer aussi bien sur des manipulations ou des recherches papier/crayon, que sur l'usage d'outils numériques (tableurs, logiciels de géométrie, etc.).

Compétences travaillées :

La mise en œuvre du programme doit permettre de développer les six compétences majeures de l'activité mathématique :

• chercher 
• modéliser
• représenter
• raisonner
• calculer
• communiquer

Une place importante être accordée à la résolution de problèmes, qu'ils soient internes aux mathématiques ou liés à des situations issues de la vie quotidienne ou d'autres disciplines.
Le programme fournit des outils permettant de modéliser des situations variées sous forme de problèmes mathématisés.

Au programme :

Le programme est ancré dans les cinq domaines du socle commun et il est structuré selon les quatre thèmes classiques :

• nombres et calculs 
• organisation et gestion de données, fonctions
• grandeurs et mesures
• espace et géométrie

En outre, un enseignement de l'informatique (algorithmique et programmation) est dispensé conjointement en mathématiques et en technologie. Il n'a pas pour objectif de former des élèves experts, mais de leur apporter des clés de décryptage d'un monde numérique en évolution constante. Il permet d'acquérir des méthodes qui construisent la pensée algorithmique et développe des compétences dans la représentation de l'information et de son traitement, la résolution de problèmes, le contrôle des résultats.