Activités d'échauffement en cours de programmation : 15 idées

Les meilleures activités d'échauffement en cours de programmation sont de courtes tâches de 5 à 10 minutes, directement liées au thème du jour, sans préparation et qui font participer toute la classe en même temps. Dans un cours d'Arduino, cela peut être prédire ce que feront quatre lignes de code écrites au tableau, jouer setup() et loop() avec les élèves, lire les anneaux de couleur d'une résistance ou trouver une erreur sur une seule ligne. Le but de l'échauffement n'est pas de divertir, mais de rassembler une attention dispersée et de construire un pont vers la vraie question de la séance : le jour du feu de circulation, « pourquoi l'orange reste-t-il allumé si peu de temps ? » ; le jour du bouton, le jeu stop ou encore ; le jour de la LDR, deviner la valeur du capteur.

Cet article est une banque d'activités. D'abord un tableau unique avec la durée, le matériel, les règles et la notion visée de 15 activités d'échauffement ; ensuite un exemple concret pour chacune, un tableau qui indique quel échauffement choisir selon le thème de la semaine, des façons de faire l'échauffement avec l'application BlueGrays au vidéoprojecteur, des versions pour le cours à distance et un plan d'échauffements sur 8 semaines à copier. Les exemples partent d'une séance d'Arduino Uno de 55 minutes avec 24 élèves, et tous se font avec un tableau, un vidéoprojecteur ou quelques feuilles. Pour l'ordre des thèmes semaine par semaine, vois le plan de robotique et programmation sur 8 semaines ; pour garder des élèves de niveaux différents dans la même séance, l'article sur la différenciation pédagogique.

Comment choisir un échauffement : quatre principes

Imagine 24 élèves qui reviennent de la récréation et entrent en ordre dispersé : la moitié parle encore du cours précédent, quelques-uns ont hâte d'ouvrir la boîte du kit et un autre regarde son téléphone. L'activité des 10 premières minutes doit orienter cette énergie vers le thème de la séance. Choisis chaque échauffement selon les quatre critères ci-dessous ; si une activité n'en remplit pas un, elle convient mieux à la fin du cours ou au club qu'au début.

• Lié au thème : l'échauffement doit être un petit aperçu d'une notion que la séance va aborder. Le jour du bouton et du if/else, le jeu stop ou encore ; le jour de la boucle for, la danse de la boucle. Une énigme sans rapport réveille la classe, mais une fois le cours commencé, tu réexpliques tout depuis le début.
• 5 à 10 minutes : lance un minuteur et montre aussi le temps restant aux élèves. Dans une séance de 55 minutes, un échauffement de plus de 10 minutes empiète sur le montage et le test du circuit ; un échauffement de 3 minutes ressemble souvent à un simple appel.
• Tout le monde participe : une activité où un élève répond au tableau pendant que les 23 autres regardent n'est pas un échauffement. Choisis une forme où chacun écrit quelque chose, montre du doigt ou se lève : papier de prédiction, ardoise, signes de la main, échange en binôme.
• Sans préparation, ou deux minutes au plus : la plupart des activités de cette banque se font avec quelques lignes au tableau ou un seul écran au vidéoprojecteur. Celles qui demandent des cartes ou des dessins s'impriment une fois et servent toute l'année.

Termine chaque échauffement par une phrase pont : « Vous venez de lire delay(300) comme 0,3 seconde ; aujourd'hui, c'est vous qui allez changer ce nombre. » Cette phrase relie l'échauffement au reste de la séance et dit aux élèves pourquoi ils ont joué. Ne note pas l'échauffement : une prédiction fausse est l'information la plus précieuse qu'il te donne. Tu vois qui bloque sur quelle notion et, quand la séance démarre, tu vas d'abord à cette table. Noter dans un coin du tableau les erreurs apparues pendant l'échauffement t'aide aussi à choisir la question de sortie en fin de cours.

15 activités d'échauffement : une banque prête à l'emploi

Les durées du tableau valent pour une classe de 24. Quand la colonne matériel indique « aucun », un tableau et un feutre suffisent ; quand elle indique « vidéoprojecteur », il suffit de dupliquer l'écran de ton téléphone ou de ta tablette, et les élèves n'ont pas besoin de sortir leur téléphone. La dernière colonne montre à quelle notion de la séance l'activité prépare. Dans les quatre sections suivantes, les activités sont regroupées par type et chacune est expliquée avec un exemple concret.

Échauffements de lecture de code : prédiction, erreurs et un seul mot

Prédis : que fait ce code ? demande le moins de préparation et rapporte le plus, car le support existe déjà. Dans BlueGrays, l'onglet Comprendre le code de chaque projet découpe le code en extraits dans la partie Étape par étape et place une explication sous chacun. Dans le projet gratuit Feu de circulation, par exemple, une étape compte quatre lignes : LOW sur les broches 2 et 4, HIGH sur la broche 3, puis delay(300). Écris cet extrait au tableau ou zoome au vidéoprojecteur pour que seul le code soit visible, et demande : « Quelle LED s'allume, et pendant combien de secondes ? » Quand chacun a noté sa réponse, lisez l'explication ensemble ; elle indique que l'orange ne reste allumé que 0,3 seconde et que les vrais feux le gardent plus longtemps. La phrase pont vient toute seule : « Aujourd'hui, on va changer cette durée. » La tâche À toi de jouer du même projet demande justement de porter à 1,5 seconde l'orange qui suit le vert, si bien que l'échauffement devient la première tâche de la séance.

Pour Trouve l'erreur, écris une seule ligne au tableau ; garde-la courte pour que tout le monde la lise en 30 secondes. D'abord 30 secondes de réflexion en silence, puis tout le monde montre l'erreur en même temps, du doigt ou en l'entourant sur papier. Ne donne pas la réponse toi-même : demande à un élève qui l'a trouvée de prédire quel message l'IDE Arduino affichera. Les cinq lignes ci-dessous font partie des erreurs les plus fréquentes des premières séances, chacune avec ce qui va se passer. L'aspect des erreurs de compilation à l'écran est rassemblé dans l'article sur exit status 1.

• digitalWrite(13, HIGH) n'a pas de point-virgule à la fin : le compilateur signale souvent l'erreur à la ligne suivante, ce qui envoie l'élève chercher au mauvais endroit.
• digitalwrite(13, HIGH); est écrit avec un w minuscule : Arduino distingue majuscules et minuscules et affiche « 'digitalwrite' was not declared in this scope ».
• if (value = 50) n'a qu'un seul signe égal : le code compile, mais value reçoit 50 et la condition est vraie à chaque fois ; pour comparer, il faut ==.
• for (int i = 0; i < 6; i++); a un point-virgule après la parenthèse : le corps de la boucle est vide et, comme i est utilisé dans les accolades en dessous, le compilateur indique « 'i' was not declared in this scope ».
• if (analogRead(A0) > 1100) n'est jamais vrai : sur une Arduino Uno, analogRead() renvoie au plus 1023. Le code compile mais la LED ne s'allume jamais ; c'est l'erreur la plus sournoise.

millis en un mot fait apparaître la représentation que les élèves ont en tête avant une séance sur la temporisation. Donne un post-it à chacun et dis : « Écris le mot qui te vient quand tu entends millis(). » Les mots se répartissent souvent en trois groupes : ceux qui vont dans le bon sens, comme « horloge », « chronomètre » ou « compteur » ; ceux qui confondent millis() et delay(), comme « attendre » ou « pause » ; et « aucune idée ». Regroupe les post-it au tableau selon ces trois groupes et relie-les en une phrase : millis() indique combien de millisecondes se sont écoulées depuis le démarrage de la carte, sans l'arrêter. Les détails sont dans l'article sur millis() et delay(). Question de sortie à l'envers révise la séance précédente : écris au tableau la réponse à la dernière question de sortie, par exemple « Plus le seuil est haut, moins il faut d'obscurité pour que la LED s'allume », et demande : « Quelle était la question ? » En reconstruisant la question, les élèves retrouvent la notion de la semaine passée, et quand plusieurs questions correctes apparaissent, une discussion courte et utile s'ouvre.

Échauffements en mouvement : Arduino humain, stop ou encore et danse de la boucle

Arduino humain montre, sans écran, comment un programme s'exécute dès la première séance. Prépare cinq cartes : « setup : broche 9 en sortie », « loop 1 : écrire HIGH sur la broche 9 », « loop 2 : compter jusqu'à 3 dans sa tête », « loop 3 : écrire LOW sur la broche 9 », « loop 4 : compter jusqu'à 3 dans sa tête ». Un élève joue l'Arduino et lit les cartes à voix haute, un autre joue la LED de la broche 9 : main levée sur HIGH, main baissée sur LOW. L'Arduino lit la carte setup une fois et la met de côté, mais lit les cartes loop dans l'ordre, encore et encore. Après trois tours, demande : « Pourquoi la carte setup n'a-t-elle pas été relue ? » Puis retire les deux cartes « compter jusqu'à 3 ». L'élève LED doit lever et baisser la main si vite que la classe éclate de rire, et c'est la façon la plus simple d'expliquer pourquoi, sans attente, une LED ne clignote pas mais semble allumée en continu, en plus faible. Les cartes reprennent ligne par ligne le code du projet gratuit Clignotement d'une LED ; ajoute un deuxième élève LED sur une autre broche et l'activité mène au projet Deux LED clignotant en alternance.

Le jeu stop ou encore est une répétition du if/else avec le corps. Écris au tableau : « Si la main de l'enseignant est levée, lève-toi ; sinon, assieds-toi. » Les deux premiers tours sont faciles. Au troisième, la règle devient « si la main est levée et tient un feutre rouge » ; au quatrième, tu changes la branche else : « sinon, lève la main droite ». Chaque mauvais geste montre que la condition ou la branche else a été mal lue. Termine en annonçant que la même structure apparaîtra dans la séance sur le bouton, dans la ligne if (digitalRead(13) == HIGH) ; c'est exactement la condition du projet gratuit Allumer une LED avec un bouton-poussoir (Push). La danse de la boucle sert pour la boucle for : écris for (int i = 0; i < 4; i++) au tableau, la classe tape une fois dans les mains par tour et annonce la valeur de i : 0, 1, 2, 3. Puis écris i <= 4 au lieu de i < 4 et demande : « Combien de clappements ? » Ensuite i = i + 2 au lieu de i++. Ces deux changements anticipent la classique erreur de décalage d'un avec les tableaux. Quand vous arriverez à la boucle for à six LED du projet Chenillard à LED, les élèves expliqueront eux-mêmes pourquoi on écrit i < 6 : le tableau a six éléments, numérotés de 0 à 5.

Échauffements circuits et calcul : code couleur, Ohm, broches, schéma, capteur

La course au code couleur est le moyen le plus rapide de présenter les résistances des kits. Donne cinq résistances à chaque binôme ou écris cinq suites de couleurs au tableau : rouge-rouge-marron (220 Ω), orange-orange-marron (330 Ω), marron-noir-rouge (1 kΩ), jaune-violet-rouge (4,7 kΩ) et marron-noir-orange (10 kΩ). Les binômes notent les valeurs en 3 minutes, puis vous les vérifiez ensemble au vidéoprojecteur avec l'outil gratuit Code couleur : la valeur s'affiche à mesure que tu choisis les anneaux. Le piège de la course, c'est le sens de lecture ; le quatrième anneau est souvent doré et la lecture commence à l'extrémité opposée. Si tu fais cet échauffement avant la première séance de circuits, la confusion entre 220 Ω et 10 kΩ, et avec elle la LED qui reste éteinte ou brille à peine, disparaît en grande partie.

Pour le triangle d'Ohm, dessine au tableau un triangle avec U en haut, R et I dans les coins du bas. La lettre que tu caches avec le doigt est la grandeur cherchée : cache R et il reste U divisé par I. Pose ensuite trois questions. Combien de milliampères traversent une résistance de 250 Ω alimentée en 5 V ? (20 mA.) Pour obtenir 30 mA avec une pile de 9 V, quelle résistance faut-il ? (300 Ω.) La dernière question rejoint la séance : sur une broche de 5 V, avec une LED rouge qui prend environ 2 V et un courant voulu de 20 mA, la résistance vaut (5 − 2) / 0,02 = 150 Ω ; si le kit n'a pas de 150 Ω, on prend la valeur au-dessus, 220 Ω, et le courant descend à environ 14 mA, ce qui allume encore bien la LED. Vérifie les résultats avec les outils gratuits Loi d'Ohm et Résistance de LED. Pour consacrer une séance entière à la loi d'Ohm, l'article activité sur la loi d'Ohm en classe propose un plan prêt à l'emploi. La chasse aux broches présente la carte avant de passer à la platine d'essai : « Montre une broche PWM » (sur l'Uno, 3, 5, 6, 9, 10 et 11, marquées ~), « montre une entrée analogique » (A0–A5), « montre les deux broches qui parlent à l'ordinateur » (0 et 1, RX et TX), « montre GND ». À chaque consigne, les binômes montrent la broche sur leur carte pendant que tu passes entre les tables. La carte complète est décrite dans l'article sur les broches de l'Arduino Uno.

Le schéma faux transforme la lecture de schéma en jeu. Dessine un circuit à LED avec trois erreurs volontaires : la LED est à l'envers (la patte courte va à la broche), il n'y a aucune résistance, et la LED est sur la broche 9 alors que le code écrit dessous allume la broche 13. Les binômes entourent les erreurs et écrivent la correction à côté ; un binôme qui trouve les trois vient au tableau en expliquer une. La troisième erreur est la plus précieuse, car elle montre que le circuit et le code doivent concorder. Si la classe ne connaît pas encore les symboles, jette d'abord un œil à l'article lire un schéma électrique. Devine le capteur prépare à la lecture analogique. Monte avant la séance sur ton bureau le circuit du projet gratuit Mesurer l'intensité lumineuse avec une LDR ; le code écrit la valeur de la LDR dans le moniteur série toutes les demi-secondes. Écran masqué, demande des prédictions pour trois situations : la lumière normale de la salle, la LDR cachée par une main et la lampe d'un téléphone tenue tout près. Les prédictions doivent se situer entre 0 et 1023 ; un élève qui ne connaît pas cette plage écrit 5000 ou -20, et ce qu'il doit apprendre apparaît au grand jour. Dans ce circuit, la LDR est côté 5 V, donc la valeur augmente avec la lumière ; comme les nombres exacts dépendent de la salle, gagnent les binômes qui rangent correctement leurs trois prédictions.

Échauffements avec l'application et à partager : question du jour, des blocs au code, mini-exposé

L'échauffement question du jour utilise la partie Questions du jour de BlueGrays. Chaque jour à 00 h 00 arrive un nouveau set de 5 questions, tirées de dix types comme notion, sortie du code, trouve l'erreur, circuit, calcul et blocs. Duplique l'écran de ton téléphone au vidéoprojecteur, ouvre la question suivante du set et lis-la à la classe. Chacun réfléchit 30 secondes, puis montre son choix en même temps avec les doigts : un doigt A, deux doigts B, trois C, quatre D. Tu valides la réponse majoritaire et l'application affiche aussitôt la bonne option avec une courte explication. Si la carte Cette question vient du projet apparaît sous la question, ouvrez le projet et retrouvez ensemble la ligne de la question dans le vrai code ; le lien Fiche du thème mène à la fiche correspondante du Guide du code. Comme le set compte 5 questions par jour, cinq classes différentes peuvent avoir chacune une question le même jour. Les questions sont choisies selon le niveau de ton compte et dépassent donc parfois celui de la classe ; éliminer les options ensemble reste alors un bon échauffement. La partie est détaillée dans l'article sur les questions du jour.

Pour Des blocs au code, ouvre le projet gratuit Clignotement d'une LED et active Voir en blocs dans la partie code ; les blocs du même programme remplacent le code. Pendant la projection des blocs, les binômes écrivent le même programme en C++ sur papier : « configuration (une fois) » devient setup(), « régler la broche 9 en SORTIE » devient pinMode(9, OUTPUT) et « attendre 100 ms », delay(100). Au bout de 5 minutes, désactive l'interrupteur, montre le vrai code et laisse chaque binôme comparer sa feuille ligne par ligne. Les différences les plus courantes sont les points-virgules et les majuscules, et ces différences sont le chemin le plus court vers la partie écriture de code de la séance. Avec des classes qui connaissent déjà les blocs, fais l'inverse : montre le code et fais deviner les blocs. La liste complète des correspondances entre blocs et code se trouve dans le tableau des blocs vers le C++. Le mini-exposé : mon projet d'hier fonctionne très bien pendant les semaines de projet : trois élèves présentent en 2 minutes chacun le circuit monté à la séance précédente ou le projet sur leur téléphone. La règle est simple : ce que j'ai fait, ce que j'ai changé, où j'ai bloqué. La classe pose une seule question après chaque exposé. Choisis les orateurs à la fin de la séance précédente pour qu'ils se préparent ; en 9 minutes, tu obtiens une révision et les élèves plus discrets vivent une prise de parole courte et rassurante.

Quel échauffement pour quel thème ? Tableau de correspondance

Le tableau ci-dessous reprend les thèmes les plus courants d'une période d'initiation à Arduino et propose pour chacun un échauffement principal et un de secours. La colonne de secours sert quand tu consacres une deuxième séance au même thème ou quand l'échauffement principal ne prend pas avec une classe. La question pont est la dernière phrase de l'échauffement ; sa réponse apparaît dans la première tâche de la séance. Tous les projets du tableau sont gratuits dans BlueGrays, avec schéma, code et Comprendre le code.

S'échauffer avec BlueGrays : conseils pour le vidéoprojecteur

• Questions du jour : on y accède par la section Leçons de l'onglet Apprendre, en bas de l'écran ; le set se renouvelle chaque jour et il est gratuit. En cours d'Arduino, règle la préférence de langage des questions sur Arduino pour qu'aucun code MicroPython n'apparaisse. Si tu veux plus de questions le même jour, il y a l'Entraînement, mais c'est une fonction Premium.
• Étapes de Comprendre le code : ouvertes dans les projets gratuits. Le résumé Que fait ce code ? est un jeu de devinette en une phrase, la partie Étape par étape une prédiction extrait par extrait, Si tu bloques une question du type « pourquoi ce symptôme apparaît-il ? » et la tâche À toi de jouer un support prêt pour passer de l'échauffement à la séance. La structure de cette partie est expliquée dans l'article sur Comprendre le code.
• Outils gratuits : 7 des 18 outils de Outils d'électronique sont gratuits : Code couleur, Code CMS, Loi d'Ohm, Résistance de LED, Code de condensateur, Code d'inductance et Tensions des LED. Ils suffisent pour la course au code couleur et le triangle d'Ohm. Tous les outils sont présentés dans l'article sur le calculateur d'électronique.
• Voir en blocs : dans les projets avec vue en blocs, c'est l'interrupteur de la partie code ; quand il est activé, l'onglet Comprendre le code devient Comprendre les blocs. Les blocs servent à lire : on n'assemble pas de blocs dans l'application et ils ne sont pas téléversés sur la carte, ce qui est exactement ce qu'il faut pour l'échauffement des blocs au code. Le filtre de la liste des projets permet d'afficher seulement les projets en blocs.
• Installation du vidéoprojecteur : connecte le téléphone par câble ou par duplication d'écran sans fil, monte la luminosité et zoome sur les extraits de code pour que les derniers rangs puissent lire. Laisse ouvert pendant la récréation l'écran prévu pour l'échauffement, pour ne pas perdre la première minute de la séance dans les menus.

Échauffements pour le cours à distance ou en ligne

En ligne, l'échauffement compte encore plus, car avec la caméra coupée tu ne vois pas si un élève a vraiment commencé la séance. La plupart des activités fonctionnent à distance avec de petits changements ; la règle de base reste que tout le monde répond en même temps. Utilise le chat, mais dis : « Écris ta réponse et appuie sur Entrée quand je dis 'maintenant' », pour que personne ne recopie la première réponse affichée. Pour le reste d'un cours en ligne (installation, demande de photos nettes du circuit, gestion des groupes), consulte l'article sur le cours d'Arduino en ligne.

Un plan d'échauffements sur 8 semaines à copier

Le plan est conçu pour une période d'initiation de 8 semaines où chaque semaine s'appuie sur un projet gratuit. Chaque ligne donne le thème de la semaine, l'échauffement principal et sa durée, un échauffement de secours, la préparation avant la séance et la question pont qui clôt l'échauffement. Copie le tableau dans ton cahier de préparation ; si tes thèmes diffèrent, choisis un nouvel échauffement dans le tableau de correspondance. La liste de contrôle qui suit est écrite pour être parcourue en deux minutes avant chaque séance.

• Le nom et la durée de l'échauffement sont écrits dans un coin du tableau, minuteur prêt.
• L'écran à projeter (étape de Comprendre le code, Questions du jour, Voir en blocs ou un outil) est ouvert avant la séance.
• Les cartes, les boîtes de résistances ou les post-it sont sur la table près de la porte.
• La façon dont tout le monde répond en même temps est claire : doigts, papier, ardoise ou chat.
• La question pont est écrite et reliée à la première tâche de la séance.
• Une petite feuille est prête pour noter les élèves qui bloquent pendant l'échauffement ; le premier passage commence à leurs tables.
• Quand le temps est écoulé, la question restante passe en question de sortie.

Une fois la banque d'échauffements imprimée, tu n'as plus rien de nouveau à préparer pour le reste de l'année : chaque semaine, tu choisis une ligne du tableau de correspondance et tu écris la question pont au tableau. Avec le temps, tu verras quels échauffements marchent dans ta classe et tu enrichiras le tableau de tes propres notes. Les projets gratuits, les étapes de Comprendre le code et les outils utilisés pour les échauffements de prédiction, des blocs au code et de la question du jour, tu peux les ouvrir avant la séance dans l'application BlueGrays et les garder prêts pour le vidéoprojecteur.