Avec l'initiative Informatique pour tous (#CSforall) du président Obama et l'intérêt croissant porté aux STEM (sciences, technologies, ingénierie et mathématiques), nous sommes arrivés à un point où nous devons construire des ordinateurs pour les enfants. Il est temps d'établir des normes et des meilleures pratiques en matière d'éducation. . L'industrie s'accorde sur le fait que la programmation visuelle est le meilleur moyen d'enseigner aux enfants l'informatique et la pensée computationnelle. Cela peut éliminer la syntaxe de programmation difficile et permettre aux enfants de maîtriser de manière flexible l'essence de la programmation logicielle dès un très jeune âge.
Langage du logo amélioré
Au cours des cinquante dernières années, les concepteurs ont continué à améliorer le langage de programmation Logo créé par Seymour Papert (Annotation LCTT : Certains étudiants auraient dû voir la « petite tortue »), ainsi qu'un grand nombre de langages de programmation avec des interfaces légèrement différentes mais le les mêmes idées fondamentales ont émergé. La norme d'enseignement actuelle est basée sur la programmation de modules (blocs), grâce à la popularité du langage de programmation Scratch du MIT. Les normes d'enseignement de l'informatique de la maternelle à la 12e année du CSTA exigent la capacité de programmation pour « créer et tester des solutions à l'aide d'un langage de programmation visuel basé sur des modules » pour les niveaux K-5 .
Devenir de plus en plus jeune
Une autre tendance dans l’enseignement de l’informatique est que le public est de plus en plus jeune. Des études montrent que des enfants dès l’âge de cinq ans sont capables de comprendre les concepts de la programmation informatique. Il s’agit donc d’une tendance inévitable. Pour enseigner la programmation à des enfants qui ne savent pas encore lire, il faut éviter d'utiliser des mots. Les cours récents de premier niveau comme Scratch Jr et Code.org utilisent des icônes au lieu du texte dans les langages de programmation basés sur des modules.
Programmation des robots
Voir votre code prendre vie est une chose magique. Dès le début de ce siècle, LEGO et le MIT ont collaboré sur un projet visant à introduire la programmation basée sur des modules dans le monde réel. Les étudiants peuvent écrire des programmes sur leur ordinateur, puis les télécharger dans les robots qu'ils construisent. Les premiers RIS (système d'invention robotique) ressemblaient beaucoup à Scratch.
La version 2013 de Lego Mindstorms fait à peu près les mêmes choses que la version précédente, même si elle est devenue plus complexe. Il est désormais possible d'ajouter des paramètres d'entrée au module pour spécifier la distance, le temps, la sortie, etc.
Martin Exner a réalisé une infographie concise résumant les langages de programmation dérivés de Logo et, plus récemment, Scratch. De nombreux dérivés du langage Logo sont centrés sur des scénarios spécifiques, tels que la création de jeux, la création d'environnements de scénario 3D, le dessin d'images, la programmation de robots et même le contrôle d'aquariums virtuels. Cette approche séduit une grande variété d’enfants, mais de nombreux enfants ont encore des difficultés à apprendre à écrire un programme.
Idées de programmation basées sur le logo
Dans la vie réelle, la programmation informatique nécessite généralement de prendre en compte différents types d’entrées et de traiter dynamiquement divers jugements logiques en même temps. Donnons un exemple simple de ce qu'il faut faire après s'être levés : si c'est samedi et dimanche, nous sortirons pour jouer ; si c'est lundi, nous devons mettre des vêtements de sport ; si c'est jeudi, nous devons prendre des vêtements de sport ; sortir les poubelles ; pas le week-end, les jours où nous devons aller à l'école. La logique implémentée à l'aide de Scratch est présentée ci-dessous.
En plus de ces langages de programmation basés sur des modules, il existe un nouveau langage qui adopte une approche différente pour enseigner la programmation aux enfants. En 2015, Wonder Workshop a conçu un nouveau langage de programmation appelé Wonder, utilisant une interface de programmation basée sur les flux . Wonder permet aux étudiants de se concentrer sur les connexions de certaines unités fonctionnelles (ou instructions) prédéfinies pour construire une machine à états. À tout moment, le robot est dans un état donné ; il effectue une action et, en fonction de certaines informations, il change pour effectuer une action différente.
La figure ci-dessous montre comment utiliser une approche basée sur les flux pour déterminer les tâches après le lever.
En plus de s'éloigner du paradigme de programmation linéaire, ce langage de programmation offre une approche informatique différente qui permet aux étudiants de simuler des réponses aux changements du monde réel d'une manière facile à comprendre. Les élèves peuvent plus facilement diviser les problèmes en parties plus petites, puis utiliser ces parties pour résoudre des problèmes complexes. Les élèves ne doivent se concentrer que sur un problème à la fois lorsqu’ils résolvent des problèmes. Ce processus est appelé décomposition, qui constitue à la fois une connaissance de base dans le domaine informatique et l'objectif de conception de Wonder.
Il existe de nombreux exemples de robots et de machines d’état dans notre vie quotidienne, et ils deviennent de plus en plus courants. Lorsque vous insérez la bonne combinaison de pièces, le distributeur automatique vous donnera la nourriture correspondante. Une voiture autonome décidera comment se déplacer en fonction des obstacles qui l’entourent. Les machines à états peuvent également modéliser un large éventail de problèmes, notamment l’analyse du langage, l’intelligence artificielle, les protocoles de communication, les changements de personnages dans les jeux et même les réseaux neuronaux.
À mesure que les robots sont de plus en plus utilisés, les enseignants sont formés à utiliser la programmation basée sur des modules comme norme pour l'enseignement de l'informatique aux enfants. Alors qu’il fait son chemin dans de plus en plus de salles de classe, nous devrions nous demander si c’est la bonne direction ? Existe-t-il une autre meilleure façon d’enseigner la programmation informatique aux enfants ?
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