L’abstraction, le chaînon manquant dans l’éducation informatique de base

Durée : janvier 2026 – décembre 2026
Statut : en cours
Niveau de formation : niveau primaire, niveau secondaire I, niveau secondaire II – formation professionnelle, niveau secondaire II – formation gymnasiale, niveau tertiaire
Thème : digital skills & literacy, digital tools
Mots-clés : abstraction, machine notionnelle, pensée computationnelle, éducation, débutants

Situation initiale

Dans la société numérique actuelle, la pensée computationnelle (CT) – la capacité à analyser des problèmes, à abstraire les détails pertinents et à développer des solutions systématiques – est de plus en plus essentielle, non seulement pour la réussite professionnelle, mais aussi pour une participation citoyenne éclairée. Alors que des outils de programmation visuelle et à blocs tels que Candli, Thymio ou Scratch ont rendu la programmation plus accessible aux débutant·e·s, ils privilégient souvent la simplicité au détriment de la profondeur. En conséquence, les apprenant·e·s ont du mal à saisir les concepts fondamentaux de la CT, tels que l’abstraction et la décomposition, et peinent à transférer leurs compétences à d’autres contextes ou paradigmes de programmation. L’un des principaux défis consiste à apprendre aux élèves à naviguer entre plusieurs niveaux d’abstraction, une compétence essentielle à la résolution de problèmes efficace, mais exigeante sur le plan cognitif. Sans modèle mental clair du fonctionnement des programmes – appelé « machine notionnelle » – les élèves développent des idées fausses persistantes et une maîtrise limitée de la programmation. Ce projet répond à cette lacune en développant du matériel pédagogique et des fonctionnalités logicielles qui soutiennent explicitement l’abstraction et la décomposition, en utilisant les environnements de programmation sans syntaxe Candli et Prograblock. L’objectif est de permettre à des élèves du secondaire et de la formation professionnelle, issu·e·s de divers horizons, de construire des modèles mentaux précis et de développer des compétences CT flexibles grâce à une approche ludique et axée sur les problèmes.

Objectifs

Notre projet développe et valide un cadre d’enseignement, des programmes et des outils logiciels favorisant explicitement l’abstraction et la décomposition chez les débutant·e·s. En utilisant Candli (programmation de jeux) et Prograblock (robotique), nous concevons des supports alignés sur le Lehrplan 21 et le Plan d’Études Romand (PER), développons des prototypes d’interfaces pour « l’abstraction glissante » et les testons auprès d’élèves du secondaire. Les résultats guideront leur intégration dans des plateformes commerciales et éducatives afin d’assurer un impact large et durable.

Méthode

Nous adoptons une approche de recherche itérative centrée sur les utilisateur·trice·s. Tout d’abord, des ateliers de spécification avec les utilisateur·trice·s permettront d’identifier les défis liés à l’apprentissage de l’abstraction. Sur cette base, nous co-concevons un cadre d’enseignement basé sur les problèmes et un programme de cinq séances pour Candli et Prograblock, combinant décomposition descendante et abstraction ascendante. Des prototypes logiciels étendront les deux plateformes avec de nouveaux mécanismes d’abstraction. Des tests itératifs dans des classes suisses permettront de valider le matériel et d’affiner à la fois les programmes et les outils. L’évaluation combinera des analyses qualitatives des solutions des élèves et des mesures de compréhension conceptuelle.

Translation prévue

Le transfert dans la pratique est intégré dès le départ. Grâce au Swiss National EdTech Testbed Program et aux réseaux tels que BeLEARN, Educamint et Roteco, les programmes et outils seront testés directement dans les écoles.
Le réseau d’enseignant·e·s déjà établi de Candli assurera une adoption rapide en classe. Prograblock sera adapté aux contextes de formation professionnelle et industrielle, étendant ainsi son utilisation au-delà du secteur industriel vers l’éducation. Après validation, le cadre d’enseignement, les supports et les nouvelles interfaces utilisateur seront intégrés aux plateformes commerciales de Candli et Prograblock, garantissant durabilité et soutien continu pour les enseignant·e·s et les apprenant·e·s. Le projet comble une lacune essentielle dans l’enseignement de la pensée computationnelle en rendant l’abstraction et la décomposition accessibles aux débutants. Nous prévoyons une amélioration de la capacité des élèves à transférer leurs connaissances en programmation à d’autres contextes et à construire des modèles mentaux précis du fonctionnement des programmes. Pour les enseignant·e·s, le projet fournit des curricula et outils prêts à l’emploi, alignés sur les programmes nationaux (Lehrplan 21, PER).
Pour la recherche, il génère des données probantes sur le soutien efficace de l’abstraction.
L’impact sera mesuré à travers des essais en classe, les performances des élèves dans des tâches de résolution de problèmes, des analyses qualitatives des processus d’apprentissage et des retours des enseignant·e·s.

Institutions participantes