Une plateforme didactique pour la programmation impérative

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1 Une plateforme didactique pour la programmation impérative présentation par Yann Chevaleyre du projet proposé par : Sébastien Guérif sebastien.guerif@univ-paris13.fr Université Paris 13, Institut Galilée - LIPN/CNRS UMR , avenue Jean-Baptiste Clément, Villetaneuse, France. Présentation des projets Master 1 info - vendredi 11 février 2011

2 Contexte (1/2) Apprentissage de la programmation impérative Analyser un problème Décomposer un problème en sous-problèmes Formaliser sa résolution en écrivant des algorithmes Deux grandes approches pédagogiques 1. Apprendre l algorithmique sans mise en pratique 2. Apprendre un langage de programmation sans notion préablable d algorithmique

3 Contexte (2/2) 1. Commencer par des notions purement algorithmiques Convient aux plus motivés Absence de mise en pratique : trop abstrait pour les autres 2. Apprendre un langage de programmation sans notion préablable d algorithmique Quel langage de programmation? Pascal : typage fort Python : pas de déclaration de variables, indentation intégrée à la syntaxe C:complexe mais syntaxe de base de nombreux langages (C++, C#, Java,...) Confusion de 2 types de difficultés par l apprenti syntaxique algorithmique

8 Objectif du projet Quoi? Disposer d une plateforme adaptée à l enseignement de la programmation impérative Pour qui? Étudiants de l Institut Galilée Licence 1, classes prépa intégrées,... Contraintes : Ergonomie de l application Portabilité Linux, MacOS et Windows (XP, Vista et 7)

9 Un environnement d apprentissage de plus en plus riche Environnement «débutant» Notion d algorithmes avec ou sans paramètre Structures de contrôle (conditionnelle et répétitive) Simulation d agorithmes Environnement «avancé» Consolidation des bases algorithmiques Représentation binaire de l information Environnement «expert» Concept de variable Langage assembleur Schéma de traduction des structures de contrôles

10 Environnement «débutant» 1plateau:4cases(bleue,jaune,rougeetverte) 1réserveinfiniedejetons 5niveaux Niveau 1 8instructionspossibles: «poserunjetondanslacasebleue», «poserunjetondanslacasejaune», «poserunjetondanslacaserouge», «poserunjetondanslacaseverte», «retirerunjetondelacasebleue», «retirerunjetondelacasejaune», «retirerunjetondelacaserouge», «retirerunjetondelacaseverte».

11 Environnement «débutant» 1plateau:4cases(bleue,jaune,rougeetverte) 1réserveinfiniedejetons 5niveaux Niveau 2 Ajout de la structure conditionnelle «si-alors-sinon-finsi» aux 8 instructions du niveau 1 : 4 conditions possibles : «lacasebleueestvide», «lacasejauneestvide», «lacaserougeestvide», «lacaseverteestvide». 1 seul des 2 blocs d intructions (alors ou sinon) peut rester vide

12 Environnement «débutant» 1plateau:4cases(bleue,jaune,rougeetverte) 1réserveinfiniedejetons 5niveaux Niveau 3 Introduction implicite de la notion d algorithme paramétré : ce n est qu une «commodité syntaxique». «poser(case {bleue,...,verte})» remplace «poserunjetondanslacasebleue»,... «retirer(case {bleue,...,verte})» remplace «retirerunjetondelacasebleue»,... «est_vide(case {bleue,...,verte})» remplace «lacasebleueestvide»,...

13 Environnement «débutant» 1plateau:4cases(bleue,jaune,rougeetverte) 1réserveinfiniedejetons 5niveaux Niveau 4 Ajout de la structure de répétition «tantque-fintantque» : conditions possibles opérandes élémentaires : prédicat unaire «est_vide», opérateurs logiques : «non»,«et»et «ou», possibilité d utiliser des expressions parenthèsées. le bloc d instructions ne peut pas être vide. Restriction de la structure conditionnelle «si-alors-sinon-finsi» le bloc d instructions «alors» ne peut plus être vide.

14 Environnement «débutant» 1plateau:4cases(bleue,jaune,rougeetverte) 1réserveinfiniedejetons 5niveaux Niveau 5 Introduction explicite de la notion d algorithmes paramétrés possibilité de constituer une bibliothèque d algorithmes paramétrés.

15 Environnement «avancé» 1plateau:4cases(bleue,jaune,rougeetverte) 1case: n jetons alignés le long d un rail 1 jeton : 1 face blanche et 1 face noire 1 charriot équipé d une caméra et d un bras articulé 2niveaux Niveau 1 3instructions : «avancer(case {bleue,...,verte})», «reculer(case {bleue,...,verte})», «retourner(case {bleue,...,verte})». 4prédicats : «premier(case {bleue,...,verte})», «dernier(case {bleue,...,verte})», «blanc(case {bleue,...,verte})», «noir(case {bleue,...,verte})».

16 Environnement «avancé» 1plateau:4cases(bleue,jaune,rougeetverte) 1case: n jetons alignés le long d un rail 1 jeton : 1 face blanche et 1 face noire 1 charriot équipé d une caméra et d un bras articulé 2niveaux Niveau 2 2nouvellescases: orange : p jetons alignés violette : (2 p n) jetons alignés

17 Environnement «expert» Introduction de la notion informatique de variable «Une variable est un nom qui sert à repérer un emplacement mémoire, dont on peut faire évoluer la valeur, au fil du déroulement d un programme». (Claude Delannoy) 5niveaux Niveau 1 Variables à valeurs entières Affectation notée quiselit«prend pour valeur» constante entière, valeur d une autre variable entière, valeur d une expression arithmétique opérateurs : «+»,«-»,«*»,«/»(divisionentière) et «%»(modulo). parenthèses autorisées

18 Environnement «expert» Introduction de la notion informatique de variable «Une variable est un nom qui sert à repérer un emplacement mémoire, dont on peut faire évoluer la valeur, au fil du déroulement d un programme». (Claude Delannoy) 5niveaux Niveau 2 Langage assembleur machine virtuelle avec une mémoire, un registre (accumulateur) etune unité de calcul arithmétique. spécification fournie Traduction automatique des algorithmes en langage assembleur schémas de traduction fournis

19 Environnement «expert» Introduction de la notion informatique de variable «Une variable est un nom qui sert à repérer un emplacement mémoire, dont on peut faire évoluer la valeur, au fil du déroulement d un programme». (Claude Delannoy) 5niveaux Niveau 3 Ajout de la traduction binaire des instructions du langage assembleur spécification fournie La mémoire contient : des données des instructions

20 Environnement «expert» Introduction de la notion informatique de variable «Une variable est un nom qui sert à repérer un emplacement mémoire, dont on peut faire évoluer la valeur, au fil du déroulement d un programme». (Claude Delannoy) 5niveaux Niveau 4 Possibilité de manipuler des nombres flottants constantes et variable, opérations arithmétiques spécifiques, instructions de conversion de type (entier flottant).

21 Environnement «expert» Introduction de la notion informatique de variable 5niveaux Niveau 5 «Une variable est un nom qui sert à repérer un emplacement mémoire, dont on peut faire évoluer la valeur, au fil du déroulement d un programme». (Claude Delannoy) Possibilité d écrire certaines parties du programme directement en langage assembleur.

22 Cahier des charges Fonctionnalités attendues Construction d algorithmes Alasourisàpartirde«briquesdebase» Environnement très contraint pour éviter les difficultés syntaxiques Exécution d algorithmes Exécution «pas-à-pas» Affichage et export de traces d exécution Gestion d une banque d exercices Ajout, suppression et modification d exercices Format à définir Fonctionnalités optionnelles Gestion collaborative de la banque d exercices Détection de doublons, gestion de la sécurité, etc. Recommandation d exercices Détection de doublons, gestion de la sécurité, etc. Gestion d une banque d environnement didactique Aussi simple que la gestion des exercices etc.

23 Questions? Questions? Contact Sébastien Guérif Bureau :B 212, Poste : 3116