L'utilisation d'environnements de codage basés sur des blocs, tels que VEXcode, est un moyen efficace d'enseigner l'informatique aux codeurs novices de tout^âge. Bien que de nombreuses personnes considèrent la programmation par blocs comme appropriée uniquement pour les jeunes étudiants ou les environnements d'apprentissage informels, le codage par blocs aide en fait les étudiants de tous âges à apprendre à coder.

Lors de la conférence des éducateurs VEX de 2023, le Dr David Weintrop a partagé un aperçu de ses recherches soutenant l'utilisation du codage par blocs pour les étudiants en informatique débutants dans sa présentation « Recherche en informatique dans les salles de classe de la maternelle à la 12e année »². Le travail du Dr Weintrop montre comment le codage par blocs est un outil puissant pour enseigner aux informaticiens débutants, car il réduit les charges cognitives des étudiants, augmente l'engagement et la motivation et favorise la compréhension conceptuelle des concepts informatiques par les étudiants.

Dans sa présentation, le Dr Weintrop a décrit une étude dans laquelle il a travaillé avec des étudiants suivant un cours d'introduction à l'informatique dans une grande école secondaire publique urbaine. Les élèves, dans trois sections différentes de la même classe, sont arrivés avec le même niveau minimal de connaissances préalables, et ont été enseignés avec le même programme, par le même enseignant, et en utilisant le même environnement de codage. La seule différence était que chaque groupe utilisait une méthode de codage différente - basée sur du texte, basée sur des blocs ou un hybride des deux. Une fois le programme de cinq semaines terminé, les élèves qui ont appris en utilisant le codage par blocs ont obtenu des scores statistiquement plus élevés que ceux des autres groupes.

Charge cognitive plus faible pour les débutants

L'une des raisons pour lesquelles le codage par blocs avec les codeurs débutants est si efficace est qu'il réduit la charge cognitive, ce qui leur permet de se concentrer sur les concepts informatiques que les enseignants veulent qu'ils intériorisent. Lorsque les élèves débutants apprennent à coder en utilisant du texte, ils doivent se concentrer sur une multitude de détails de syntaxe juste pour que les commandes les plus simples s'exécutent correctement. Ceci est illustré par l'image ci-dessous d'un projet VEXcode VR Python très simple permettant à un robot d'avancer de 200 millimètres, puis de tourner à droite. Dans ce seul projet simple, les élèves doivent s'assurer que les parenthèses, les deux-points et les traits de soulignement sont au bon endroit, que les paramètres sont entrés dans le bon ordre, que toutes les indentations sont correctes et qu'il n'y a pas de fautes d'orthographe ! Une erreur avec l'un de ces détails entraînerait l'arrêt du projet. 

Le codage avec des blocs, d'autre part, élimine la nécessité de se concentrer sur ces détails dès le départ. Avec les blocs, les élèves choisissent parmi une boîte à outils d'options de commande, plutôt que de rappeler les commandes de la mémoire et de les taper parfaitement. Les blocs sont faciles à lire – ils ressemblent beaucoup plus à un langage parlé et peuvent être lus de gauche à droite, de haut en bas. Les blocs s'empilent afin que les élèves n'aient pas à se soucier de l'indentation et sachent que le projet se déroulera comme prévu. 

L'image ci-dessous est celle d'un projet dans lequel le robot se comporte comme le projet Python ci-dessus, mais un codeur novice peut facilement faire glisser des blocs, les empiler, modifier les paramètres au besoin et se concentrer sur la compréhension du séquençage impliqué.

Dans sa présentation, le Dr Weintrop a décrit une autre étude dans laquelle il a examiné les étudiants suivant des cours sur les principes de l'informatique AP, pour voir si l'utilisation d'un enseignement et d'une évaluation basés sur des blocs affectait leur performance à l'examen AP³. Il a constaté que tous les élèves obtenaient de meilleurs résultats aux questions d'examen par blocs et que les élèves issus de populations historiquement exclues de l'enseignement de l'informatique, telles que les élèves appartenant à des minorités et les filles, bénéficiaient encore plus de l'enseignement et des évaluations par blocs.

Augmenter la motivation et l'engagement

De plus, le codage avec des blocs peut augmenter la motivation des élèves et leur engagement continu avec l'informatique⁴. Avec les blocs, un cycle de rétroaction visuelle rapide, comme regarder le comportement d'un robot virtuel dans VEXcode VR, ainsi que la facilité de modification des projets de blocs, permet aux étudiants d'avoir des expériences de codage réussies qui valident leur apprentissage. 

Le codage par blocs est conçu pour éviter cela. Étant donné que les formes de bloc ne s'emboîtent que de manière spécifique, il est impossible de faire une erreur de compilateur. Par exemple, lors du codage en blocs, il est impossible de mettre un bloc rapporteur de forme ovale comme condition dans le bloc hexagonal [Attendre jusqu'à]. Seul un bloc hexagonal sera accepté. (voir image ci-dessous), car ils ne s'emboîteront pas. Bien qu'un projet de codage basé sur des blocs puisse ne pas se comporter comme prévu, les étudiants sont en mesure de résoudre facilement la logique de leur projet plutôt que de se battre avec la syntaxe.

Promouvoir la compréhension conceptuelle des CS

Lorsque les élèves apprennent à coder en utilisant des blocs, les projets informatiques complexes sont plus faciles à comprendre. Une compréhension conceptuelle des boucles, des conditionnels, des algorithmes et des variables peut être développée dans un environnement basé sur des blocs, car le codage avec des blocs réduit la barrière à ces concepts lorsque la charge cognitive est réduite et que la motivation et la persévérance des élèves sont augmentées. Dans la présentation, le Dr Weintrop a expliqué comment les perceptions des élèves à l'égard de la programmation par blocs le confirment, comme indiqué ci-dessous.

Comme expliqué dans la présentation, le codage par blocs est un outil puissant qui permet aux étudiants de tous âges d'apprendre l'informatique d'introduction. L'idée que les élèves du secondaire ou les élèves plus âgés doivent commencer à coder en texte rend un mauvais service aux élèves. Après tout, si un lycéen commençait tout juste à apprendre à jouer du piano, vous ne le commenceriez pas en insistant sur le fait qu'il joue des sonates de Beethoven parce que ce sont de « vraies » pièces pour piano. Ils apprendraient en utilisant les outils des gammes, des arpèges et des livres de chants d'introduction – des échafaudages très « réels » nécessaires pour réussir au piano - pourquoi ne pas donner aux apprenants en informatique la même possibilité d'utiliser le bon outil pour le travail !

Pour visionner la présentation et en savoir plus sur le travail du Dr Weintrop, regardez cette vidéo de la conférence des éducateurs VEX 2023 dans la vidéothèque PD+. Vous voulez en savoir plus sur l'enseignement avec VEXcode VR et pourquoi initier les étudiants au codage par blocs est si puissant ? Découvrez la nouvelle Masterclass PD+ Tirer le meilleur parti de l'enseignement avec VEXcode VR. Et, si vous souhaitez parler avec un expert VEX de quoi que ce soit dans cet article, inscrivez-vous à une session individuelle ou postez votre question dans la communauté PD+.