Guide de l'enseignant

Documentation Index

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PrimaSTEM est un outil pédagogique pour les enfants de 4 à 12 ans, qui aide à apprendre la programmation sans ordinateurs, tablettes ni téléphones. Il développe la logique, les compétences en programmation et en mathématiques. Les activités avec PrimaSTEM rendent la programmation simple et visuelle pour les enfants. Même les plus jeunes comprennent le processus de manière tangible - les bases de la programmation, de la logique et des mathématiques s’acquièrent sous forme de jeu. Jouer avec PrimaSTEM favorise le développement de compétences clés : pensée logique, algorithmique, programmation, mathématiques, géométrie, ainsi que le développement créatif et socio-émotionnel. Le kit PrimaSTEM est une étape préparatoire avant de découvrir les langages de programmation par blocs comme Scratch ou LOGO.

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Découverte du kit pédagogique

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Où peut-on utiliser PrimaSTEM ?

L’utilisation est efficace dans les programmes éducatifs suivants :

• Centres d’éducation préscolaire
• Jardins d’enfants avec pédagogie Montessori
• École primaire
• Instruction en famille
• Centres de développement spécialisés
• Études surveillées
• Clubs de programmation débutants
• Camps éducatifs pour enfants

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Que faut-il savoir pour commencer ?

Avant de travailler avec le kit, nous recommandons aux enseignants et aux parents de consulter le manuel d’utilisation et ce guide. Aucune compétence spéciale en programmation n’est requise - le matériel fournit les bases nécessaires pour commencer l’enseignement.

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Recherche et valeur du kit

PrimaSTEM s’inspire du langage de programmation LOGO, créé par Seymour Papert, et de la pédagogie Montessori. LOGO et la tortue robot ont rendu la programmation visuelle et accessible aux enfants. Les jetons-commandes PrimaSTEM concrétisent cette approche. L’apprentissage devient intuitif grâce à un contrôle tactile simple, sans écrans ni texte. En observant le robot, les enfants apprennent à comprendre chaque commande, maîtrisant les algorithmes en pratique. Le robot possède une qualité importante : il a une direction, ce qui permet à l’enfant de s’identifier à lui et de comprendre plus facilement la logique de fonctionnement des programmes. Toutes les commandes sont simples et claires : elles indiquent dans quelle direction précise le robot doit se déplacer. Apprendre au robot à “agir” ou à “penser” oblige les enfants à réfléchir à leurs propres actions et pensées, rendant ainsi le processus d’apprentissage de la programmation plus efficace. Les jetons PrimaSTEM sont une représentation visuelle et simplifiée des langages de programmation. Au début de l’apprentissage, aucun texte ni chiffre - seulement des commandes de base.

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Pourquoi du bois ?

🌱 La télécommande et le robot sont fabriqués en bois. La pratique a montré que les enfants préfèrent jouer avec des jouets en bois - ils sont sûrs, durables et créent une histoire d’utilisation individuelle.

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Concept de programmation avec PrimaSTEM

Les jetons physiques PrimaSTEM sont analogues aux instructions des vrais langages de programmation, démontrant des concepts importants.

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Algorithmes

Les algorithmes sont une séquence de commandes précises (jetons) constituant un programme.

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File d’attente

Les commandes sur la télécommande PrimaSTEM s’exécutent strictement de gauche à droite, démontrant visuellement la file d’attente d’exécution.

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Correction d’erreurs (débogage)

Une erreur est facile à corriger : il suffit de remplacer le jeton. Cette approche développe la compétence de débogage autonome du programme.

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Fonction

Une fonction (sous-programme) est un ensemble de commandes dans la partie inférieure de la télécommande, appelé depuis le programme principal par le jeton «Fonction».

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Application dans d’autres matières

PrimaSTEM aide à acquérir d’autres compétences :

• Communication : Le jeu en groupe favorise la collaboration.
• Motricité : Manipuler les jetons améliore la coordination.
• Compétences sociales : Les enfants apprennent la confiance et la résolution collaborative de problèmes.
• Mathématiques : Les concepts mathématiques de base sont acquis.
• Logique : Les enfants apprennent à construire des séquences et à prévoir les résultats.

En construisant une chaîne de jetons, l’enfant maîtrise la programmation de manière tactile, visuelle et mentale. Après avoir appuyé sur le bouton «Exécuter», le robot se déplace et le résultat est comparé aux attentes de l’enfant. Cette expérience complexe accélère l’apprentissage.

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Découverte du robot et de la télécommande

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Le robot

Expliquez aux enfants que le robot est leur ami qu’ils peuvent programmer. Expliquez : il n’a pas ses propres pensées et n’exécute que leurs instructions - comme un appareil ménager qu’il faut allumer.

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La télécommande

Expliquez que la télécommande transmet les commandes au robot. Montrez comment installer les jetons-commandes et programmer le robot.

Le programme principal se construit dans la ligne supérieure de la télécommande (6 cellules). La ligne inférieure (5 cellules) est destinée au sous-programme-fonction et s’utilise avec la commande «Fonction».

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Les jetons-commandes

Les jetons sont des commandes pour le robot qui s’insèrent dans la télécommande. Après avoir appuyé sur «Exécuter», le robot exécute la séquence. Chaque jeton est une commande séparée, apprenant aux enfants la pensée computationnelle et la conception de programmes. Il est important que les enfants comprennent ce que fait le robot lors de l’activation de chaque commande. Cela leur apprend à concevoir des programmes et à anticiper les actions du robot. Expliquez aux enfants : les jetons ne doivent pas être perdus ou abîmés, sans eux le robot ne pourra pas se déplacer.

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1 - Premier programme

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Cause et effet

L’objectif principal est de montrer aux enfants le lien entre commande et action. Laissez l’enfant insérer le jeton «Avancer» dans la première cellule de la télécommande et appuyer sur «Exécuter». L’enfant doit voir la correspondance entre le jeton et l’action.

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Instructions univoques

Répétez les étapes avec chaque direction (avant, tourner gauche, tourner droite) jusqu’à ce que l’enfant sache reconnaître chaque jeton.

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Première tâche

Déployez le plateau de jeu ou créez une grille de 15x15 cm avec du ruban adhésif ou un marqueur. Placez le robot sur la case de départ. Demandez à l’enfant de créer un programme pour avancer d’une case. Si le mauvais jeton a été choisi, ramenez le robot et proposez de réfléchir à une nouvelle option.

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2 - Programme et débogage

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File d’attente des événements

Placez une cible à deux cases devant le robot. Laissez l’enfant créer un programme de deux jetons pour atteindre la cible.

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Séquence de trois jetons

Cette fois, la cible est une case devant et une case à droite. Laissez l’enfant choisir lui-même la bonne séquence de commandes. Ne vous inquiétez pas si un mauvais jeton a été choisi. Ramenez simplement le robot à sa position initiale et demandez à l’enfant de réfléchir à son choix et d’essayer de nouvelles options.

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Débogage - trouver l’erreur

Placez le point d’arrivée à une case devant le robot et à une case à sa gauche. Cette fois, créez un programme pour résoudre le problème en insérant intentionnellement un mauvais virage dans la séquence. Demandez à l’enfant de prédire la commande incorrecte dans le programme et de prédire lui-même le résultat incorrect, puis laissez-le appuyer sur le bouton «Exécuter» pour confirmer son hypothèse. Après que l’enfant se soit assuré que la séquence présentée était incorrecte, soit par raisonnement, soit par vérification, permettez-lui de modifier la commande incorrecte en la commande correcte, déboguant ainsi le programme.

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3 - Programme avec fonction

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Commande «Fonction»

Lorsque les commandes de base sont maîtrisées, introduisez le jeton-commande Fonction. C’est un ensemble de commandes répétable auquel on peut accéder depuis le programme principal.

Pour expliquer comment cela fonctionne, vous pouvez utiliser la métaphore d’une tour (sous le jeton fonction, d’autres commandes sont empilées les unes sur les autres), expliquant qu’on peut placer plus d’instructions dans un seul jeton.

Montrez un exemple : placez d’abord deux jetons «Avancer» dans les cellules supérieures et exécutez le programme - le robot avance de deux cases. Maintenant, placez les mêmes deux «Avancer» dans la fonction (rangée inférieure), et dans le programme principal utilisez «Fonction». Le résultat sera identique, mais maintenant une partie du programme est cachée dans un sous-programme. Ensuite, créez la séquence : Avancer - Avancer - Droite - Avancer - Avancer. Demandez aux enfants de trouver les parties répétitives et de les «cacher» dans la fonction. La séquence finale : dans la partie principale - Fonction - Droite - Fonction, en bas - Avancer - Avancer.

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Résoudre des tâches avec fonction

Donnez à l’enfant 3 jetons «Avancer» et 2 «Fonction». La tâche - avancer de 5 cases. Laissez l’enfant comprendre qu’il faut utiliser la fonction pour une action multiple et résoudre cette tâche. Si la séquence est incorrecte, ramenez simplement le robot à sa position initiale et demandez à l’enfant de réfléchir à la solution correcte de la tâche et d’essayer de nouvelles options.

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4 - Aléatoire

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Commande «Direction aléatoire»

Pour introduire la notion d’aléatoire, prenez 4 jetons de direction : «Avancer», «Gauche», «Droite» et «Arrière», placez-les dans une boîte opaque ou un sac, mélangez et demandez aux enfants de tirer 1 jeton sans regarder et de le montrer au groupe, puis de le remettre. Expliquez aux enfants ce qu’est l’aléatoire parmi quatre états avec cet exemple. Ensuite, montrez aux enfants le jeton-commande «Mouvement aléatoire». Expliquez que ce jeton fait presque la même chose qu’ils faisaient en tirant des jetons aléatoires du sac : il choisit aléatoirement la direction où le robot ira, puis le déplace d’un pas logique - une case. C’est-à-dire que le robot peut se déplacer d’une case en avant, à droite, à gauche ou en arrière. Placez le jeton «Mouvement aléatoire» dans la cellule supérieure et exécutez le programme plusieurs fois - le robot se déplacera différemment à chaque fois. Jouez avec les enfants : qu’ils devinent où ira le robot avant d’exécuter la commande. Attirez l’attention sur le fait qu’il s’agit d’aléatoire et qu’on ne peut pas toujours deviner correctement la direction. Essayez de faire un petit jeu avec les enfants en utilisant le jeton «Mouvement aléatoire».

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5 - Boucles (répétitions de commandes)

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Découverte des boucles numériques

Montrez aux enfants les jetons de valeur, demandez-leur s’ils connaissent les chiffres, s’ils ont vu un dé à jouer pour les jeux de société, s’ils ont joué à de tels jeux. Placez deux jetons «Avancer» dans les cellules supérieures et exécutez - le robot avance de deux cases. Maintenant, laissez un seul «Avancer», et placez en dessous le jeton «boucle 2». Le résultat sera le même : l’action se répétera deux fois. Installez 4 commandes «Avancer», observez le résultat, puis demandez aux enfants d’utiliser les jetons de valeur - boucles - pour répéter le déplacement du robot de 4 cases. Des solutions simples sont possibles avec le jeton «Avancer» et la valeur de boucle 4, ainsi que d’autres options : par exemple «Avancer» avec le nombre de boucle 3 et une autre commande «Avancer».

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Boucle d’appel de fonction

Essayez avec les enfants d’appliquer une boucle avec valeurs à la commande «Fonction» : par exemple, faire marcher le robot en zigzag avec la commande «Fonction» avec une valeur de boucle de 5 et la séquence fonctionnelle dans la partie inférieure de la télécommande avec les commandes «Avancer», «Droite», «Avancer», «Gauche». Créez d’abord avec la fonction un programme pour le mouvement «en marche» - «avant», «droite», «avant», «gauche» et exécutez-le. Ensuite, ajoutez à la fonction une boucle avec le nombre 5, répétant ainsi la fonction plusieurs fois, le robot se déplacera en marches vers le haut et à droite. Le robot se déplacera en escalier en diagonale vers la droite et vers le haut, faisant 5 marches en cours de route.

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6 - Nombres aléatoires

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Notion de nombre aléatoire

Parmi les jetons se trouve «Nombre de boucles aléatoire» (avec une image de dé). Il choisit une valeur aléatoire de 1 à 6. Faites un jeu en tirant des jetons de boucles d’un sac. Pour introduire la notion de nombre aléatoire, prenez 4 jetons de boucles : «2», «3», «4» et «5», placez-les dans une boîte opaque ou un sac, mélangez et demandez aux enfants de tirer 1 jeton sans regarder et de le montrer, en nommant les valeurs, puis de le remettre. Faites un jeu : qui tire la plus grande valeur. Expliquez aux enfants ce qu’est l’aléatoire parmi quatre états avec cet exemple. Ensuite, montrez aux enfants le jeton-valeur «Nombre de boucles aléatoire». Expliquez que ce jeton fait presque la même chose qu’ils faisaient avant en tirant des jetons de valeur aléatoires du sac : il choisit aléatoirement 1 des 6 nombres (de 1 à 6), comme un dé à jouer, pour le transmettre au robot et répéter les actions. Placez le jeton «Avancer» dans la cellule supérieure de la télécommande, et le jeton «Nombre de boucles aléatoire» en dessous. Demandez aux enfants d’appuyer sur le bouton «Exécuter». Ramenez le robot à sa place initiale. Répétez cette tâche plusieurs fois. Jouez : quel robot ira le plus loin. Attirez l’attention des enfants sur le fait que le robot se déplace d’un nombre aléatoire de cases : de 1 à 6. Attirez l’attention sur le fait qu’il s’agit d’aléatoire et qu’on ne peut pas savoir à l’avance jusqu’où ira le robot.

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7 - Nombres : distances et angles

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Découverte des nombres

Sans installer de valeurs numériques pour les commandes (au-dessus ou en dessous de la commande dans la double cellule), le robot utilise les paramètres de mouvement par défaut : sans paramètres, le robot avance de 15 cm et tourne de 90°. Ces valeurs peuvent être modifiées avec les jetons de valeur. Exemple : Ajoutez à la commande «Avancer» la valeur 200 et observez la distance parcourue par le robot. Ajoutez la valeur 180 à la commande «tourner» et évaluez les changements.

Important : La télécommande conserve la dernière valeur définie pour les commandes de mouvement et de rotation. Si une commande est utilisée sans nouvelle valeur, la dernière valeur enregistrée s’applique jusqu’à ce que la télécommande soit éteinte. Définir une nouvelle valeur modifie la valeur par défaut. Les valeurs par défaut (150 mm = 15 cm et 90°) peuvent être restaurées en les définissant explicitement ou en redémarrant la télécommande.

La modification des paramètres permet de créer des trajectoires et des scénarios de mouvement plus complexes. Voir les exemples sur la page des dessins mathématiques.

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8 – Arithmétique

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Opérations arithmétiques

Les opérations arithmétiques avec des nombres permettent de modifier dynamiquement les valeurs dans le programme pour les commandes de mouvement (Avancer, Reculer, Gauche, Droite), rendant le contrôle du robot plus flexible. Lors de l’ajout d’une opération arithmétique, le contrôleur modifie le nombre enregistré pour la commande de mouvement et envoie la nouvelle valeur au robot. Exemple : «Avancer 200» — le robot se déplace de 20 cm, «Avancer +100» — encore 30 cm. Distance totale : 50 cm. L’utilisation de telles opérations dans une boucle permet de créer des progressions.

Si le résultat d’une opération arithmétique devient négatif, le robot effectue l’action inverse : au lieu d’avancer, il recule ; au lieu de tourner à gauche, il tourne à droite.

Disponible : addition (+), soustraction (−), multiplication (*), division (/), racine carrée (√), élévation à la puissance (^). Des exemples de motifs sont montrés sur la page des dessins mathématiques.

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Jouez et apprenez avec les enfants !

Vous connaissez mieux vos élèves. PrimaSTEM est un outil universel pour l’apprentissage par le jeu. Utilisez-le pour enseigner la programmation, la logique et d’autres matières. Tout dépend de votre imagination ! p/s : Merci d’utiliser PrimaSTEM et pour l’intérêt porté ! Nous attendons vos retours, écrivez-nous sur votre expérience et vos impressions.