Préparation Attention, cette séance nécessite un grand nombre de pièces Lego© (ou équivalent) de couleurs et de formes standards : à raison de 3-6 pièces différentes par groupe, disponibles chacune en une demi-douzaine d’exemplaires, prévoyez au moins 100 à 200 pièces pour toute la classe ! Avant la séance, l’enseignant réalise une ou plusieurs « clefs » à partir de briques (de type lego©). Il s’agit d’imbrications répétitives, comme celles proposés ci-contre. La répétition de motifs identiques permettra dans cette séance de travailler sur la notion de « boucle ». Situation déclenchante Le magicien a pu aider le héros à réaliser la recette magique qui le ramènera chez lui. Avant de le quitter, il offre au héros une clef magique pour lui permettre de revenir dans ce monde aussi souvent qu’il le souhaite. Le héros goûte alors au gâteau, ferme les yeux, et se retrouve à nouveau chez lui. Dans sa main, la clef magique, qu’il aimerait partager avec ses amis. Mais comment la leur décrire pour qu’ils puissent la construire par eux-mêmes ?

Classe de CE1 de Vanessa Guionie (Bergerac)

Observation : décrire et reproduire la clef magique (par groupes) L’enseignant distribue à chaque groupe une des clefs qu’il a construites au préalable. En groupe, les élèves doivent repérer le motif élémentaire qui constitue leur clef, ainsi que le nombre de répétitions de ce motif qui permettent de la reconstituer intégralement. Pour forcer les enfants à bien décrire leur clef, leur proposer le scénario suivant : « Imagine que je sois au téléphone, et que tu doives m’expliquer comment faire la clef. Tu dois tout décrire, car je ne vois pas ce que tu vois et tu ne vois pas ce que je fais. » Note pédagogique : Les élèves peuvent avoir l’idée de numéroter les plots des pièces Légo© pour faciliter la description : cela prend un peu plus de temps, mais permet d’être plus précis.

Classe de CE2 d’Emmanuelle Wilgenbus (Antony).

Mise en commun : la notion de  « boucles »

Lorsqu’ils pensent pouvoir décrire de façon non ambiguë leur clef, les élèves de chaque groupe viennent présenter à la classe leur clef et leur descriptif. L’enseignant les aide alors à reformuler leur « programme » et ses « instructions » en introduisant le terme « boucles ».

Expérimentation : inventer et décrire une nouvelle clef (par groupes)

Dans chaque groupe, un élève construit en secret une nouvelle clef, construite selon la même logique que  celle déjà présentée par l’enseignant : un motif élémentaire simple, reproduit 2, 3, 4 fois. Sans la montrer à ses camarades, l’élève doit ensuite en décrire le motif élémentaire qui la constitue, ainsi que la boucle qui leur permettra de reconstituer au final une copie conforme de sa clef. L’enseignant s’assure que l’élève descripteur ne montre pas son original à ses camarades, et ne les corrige pas non plus s’ils font des erreurs. L’élève descripteur doit aboutir à une description non ambiguë de la clef, grâce à un vocabulaire précis, clair et concis.
Au final, les élèves comparent la clé originale et sa reproduction et, le cas échéant, tentent de comprendre l’origine des différences.

Exercice : inventer des clefs plus complexes (par groupes)

L’enseignant fait alors passer une seconde clef, plus complexe, de groupe en groupe. Elle semble constituée d’un motif simple, mais elle combine en réalité deux boucles : par exemple « ABC ABC ABC D ABC ABC ABC D ». La classe doit aboutir à la description du motif général (ABC ABC  ABC D) qui est reproduit deux fois, et qui lui-même comporte une triple boucle d’un motif élémentaire (ABC) encore plus petit.
Suite à cet exemple, les élèves sont encouragés à créer sur le même modèle des clefs plus complexes, dotées de boucles imbriquées, avec le même souci de pouvoir tout de même la décrire pour que les autres membres du groupe puissent la reconstituer à leur tour.

Conclusion et traces écrites

La classe synthétise collectivement ce qui a été appris au cours de cette séance :

• Un algorithme est une méthode permettant de résoudre un problème.
• Une boucle permet de répéter plusieurs fois la même instruction.
• Certaines boucles sont répétées un nombre précis de fois.

Les élèves notent ces conclusions dans leur cahier de sciences.

Prolongement branché

Les exercices en ligne suivants permettent de retravailler la notion de boucles :