Débuter l’algorithmique avec Scratch

  Aujourd’hui, nous vivons dans un monde connecté. Ce nouveau « monde numérique » porte en lui de nombreux espoirs de progrès technologique, de création d’emploi mais aussi de craintes, en particulier dans le champ de l’éthique et du respect de la vie privée. Presque tous les jeunes utilisent les réseaux sociaux, postent des photos, envoient des e-mails, chattent en ligne via des applications de messagerie instantanées (Facebook Messenger, WhatsApp…), ou jouent à des jeux en ligne. Ces outils utilisent des programmes ou des applications informatiques s’appuyant sur des langages et des algorithmes plus ou moins complexes. Le numérique est vaste et de multiples technologies y sont présentes. L'utilisation principale que les citoyens en font s'apparente à une utilisation souvent basique. Les utilisateurs sont à l'aise avec les moteurs de recherche, les messageries instantanées, les sms, les jeux mais ça ne fait pas d'eux de parfaits experts des nouvelles technologies.

Les jeunes ont une facilité d'interaction avec le monde numérique mais pas vraiment une aisance de création. Alors, pourquoi ne pas comprendre un peu ce qui se passe derrière l’interface ? Scratch est un petit programme qui permet de créer des interactions, des jeux « sans coder ». C’est simple, ludique et facile d’accès, aucune connaissance en informatique n’est nécessaire pour débuter.

Présentation :

Scratch est une application en ligne (ou Offline) conçue pour s’initier à des concepts fondamentaux en mathématiques et en informatique. Il repose sur une approche ludique de l’algorithmique, pour créer des petits programmes. Scratch est développé par le groupe de recherche Lifelong Kindergarten auprès du laboratoire Média du MIT (USA).

Il faut savoir que « donner des ordres à un ordinateur », ce n'est pas seulement appuyer sur un bouton mais c’est aussi communiquer avec lui dans un langage de programmation et donc coder. Mais coder c’est aussi réfléchir, poser un schéma de pensée, écrire un algorithme.

L’interface de scratch 3 :

L’écriture d’un programme avec Scratch :

Le logiciel Scratch offre un environnement d’édition et une interface d’exécution des programmes. C’est un logiciel gratuit et disponible sur différents environnements usuels (Windows, Mac et Linux).

Ses principales qualités sont sa simplicité, sa fiabilité et sa robustesse. Il permet par ailleurs de travailler tous les concepts algorithmiques : la programmation événementielle et la gestion de scripts s’exécutant en parallèle. Scratch est donc dynamique : il permet de modifier le code et ce, directement en cours d'exécution. Son utilisation est ludique, il suffit de manipuler les briques et d’observer immédiatement le résultat.

Il est utilisable en ligne et offre la possibilité de partager ses projets au sein de la communauté internationale. De nombreuses ressources sont disponibles sur internet concernant Scratch : tutoriels, livres ou encore exemples de programmes à télécharger par la communauté sur le portail Scratch.

Les objets (Lutin ou arrière-plan)

Les lutins sont des objets manipulés par Scratch. Par défaut, il s’agit du chat, mais on peut utiliser plusieurs lutins, qui peuvent interagir en échangeant des messages, en détectant des collisions, etc. Chaque lutin a ses propres séquences d’instruction (scripts).

Tout lutin est muni d’un stylo, inactif (car relevé en position haute) par défaut, qui se déplace avec le lutin et qui, s’il est en position d’écriture, laisse une trace lors de ses déplacements.

Le stylo se déplace avec le lutin, mais il faut le mettre en position d’écriture pour que le tracé s’effectue lors des déplacements du lutin, ou le relever en position haute pour déplacer le lutin sans rien dessiner.

Il y a deux façons de se déplacer :

• en déplacement relatif. Les blocs d’instruction  ,   déplacent le lutin dans la direction qu’il regarde ou le font tourner, par rapport à la direction courante ;
• en déplacement absolu. Les blocs d’instruction  ,  indiquent la nouvelle position ou la nouvelle direction du lutin.

L’origine est au centre de l’écran de travail, ses bords gauche et droit sont d’abscisses -240 et +240, les bords bas et haut d’ordonnées -180 et +180.

Les angles sont mesurés dans le sens des aiguilles d’une montre, la direction 0° visant le haut de l’écran, la direction 90° la droite, etc.

Les costumes

Un lutin (objet) peut porter différents costumes, ce qui permet par exemple d’animer les déplacements d’un lutin ou encore d’en avoir plusieurs représentations dans un même programme.

Les variables

Une variable permet de stocker une information.

Les listes

Une liste ou tableau permet de stocker plusieurs éléments les uns à la suite des autres. Cette liste peut contenir des variables d’un type donné : booléen / nombre / texte

Les évènements

Un évènement permet de déclencher un ensemble d’opérations. Un évènement est une modification de l’état du système.

Exemple d’évènement :  

Dès que la touche espace sera enfoncée au clavier, l’instruction suivante sera exécutée. Cet événement est indépendant des autres objets.

Les scripts

Un script est une séquence d’instructions associée à un objet (lutin, arrière-plan) et démarrant par un évènement. Un programme Scratch comprend une ou plusieurs séquences, scripts (actions en parallèle).

Exemple de scripts (jeu du nombre mystère) :

Les tests ou structures alternatives (instructions conditionnelles)

Le test « si alors » peut être complété par une seconde instruction : « sinon ». Il se transforme ainsi en « Si alors sinon ». Le bloc d’instruction « SI (condition) alors... sinon » permet d’exécuter deux séquences d’instructions : une séquence si la condition est vérifiée et une autre séquence si la condition n’est pas vérifiée. Il est possible d’imbriquer le bloc d’instruction « Si (condition) alors sinon » dans un autre bloc d’instruction « Si (condition) alors sinon ».

On distingue trois types de structure alternative (test) :

Si alors	Si alors sinon	Si alors sinon imbriquée

Boucles ou structures répétitives

Une boucle (bornée) permet de répéter un certain nombre de fois les mêmes opérations.

On distingue trois types boucles dans Scratch :

Répéter n fois	Répéter indéfiniment	Répéter jusqu’à

Scratch permet donc d’aller assez loin dans la programmation. Il est possible d’imaginer un grand nombre d’activités autour du logiciel : jeux, énigmes, problèmes mathématiques, commandes d’un robot, dessins etc.

A l'école primaire et au collège, on peut former les élèves à l'algorithmique et au codage en utilisant le cahier d’algorithmique et programmation Cycle 3 (2017), les 3 cahiers d’algorithmique et programmation 5e 4e 3e (2018), ou le cahier d’algorithmique Cycle 4 (2021).

• Testez-vous sur le site web du MIT : https://scratch.mit.edu/
• Pour installer la version locale sur votre PC, c’est par ici : https://scratch.mit.edu/scratch2download/

Article mise à jour le 08/07/2022.