Un matin récent, la musique salsa emplit l'air lorsque les élèves entrent en classe d'espagnol I à la North Star Academy Washington Park High School de Newark. L'un après l'autre, ils ont salué leur professeur, Mya Rodriguez-Mendoza, en lui disant "Buenos días" et ont ouvert leurs ordinateurs portables. Mais au lieu de s'attaquer à une leçon traditionnelle, ils se sont lancés dans quelque chose de nouveau : la création d'un jeu de quiz sur le vocabulaire espagnol en utilisant les outils de base de l'informatique.

Les élèves apprenaient à utiliser Scratch, un langage de programmation, pour décorer leurs propres paysages en ligne avec des pommes, des ours et d'autres images virtuelles, appelées "sprites". Ils ont ensuite ajouté des questions et des réponses sur leurs scènes numériques en espagnol. 

"Regardez, j'ai réussi !" s'exclame une élève qui s'est efforcée d'enlever un ballon de basket dont elle ne voulait plus. "J'ai trouvé comment cacher le sprite !

De tels moments sont l'objectif d'une initiative d'Uncommon qui vise à élargir considérablement la portée de l'informatique. Notre hypothèse est que si nous aidons les étudiants à construire une identité en informatique et leur montrer que le codage est pour les - en la rendant attrayante, accessible et pertinente par rapport à leurs intérêts personnels - ils seront plus enclins à suivre un cours d'informatique à l'école secondaire et à s'inscrire à un cours d'informatique à l'université. poursuivre comme matière principale à l'université.

Nous pouvons tester cette hypothèse grâce à un financement de cinq ans d'un montant de $4 millions d'euros. Subvention pour l'innovation et la recherche en matière d'éducation du ministère américain de l'éducation. Dès cette année, Uncommon intègre la pensée informatique - un vaste ensemble de compétences qui comprend le codage et la science des données - dans cinq cours destinés aux élèves de neuvième et de dixième année, notamment l'histoire du monde antique, la biologie, la chimie et la géométrie. L'objectif est de s'assurer que tous Si les élèves sont exposés très tôt au codage, ils seront plus susceptibles d'opter pour des cours d'informatique avancés. Nous voulons que tous nos lycéens gagnent en confiance dans ce domaine et rejetons les idées fausses largement répandues selon lesquelles seuls certains élèves férus de technologie peuvent en maîtriser la rigueur.

La recherche a montré que de nombreux étudiants noirs et latino-américains ont intériorisé des stéréotypes négatifs impliquant qu'ils n'ont pas leur place dans l'informatique. Au niveau national, en 2020, seulement 6% des étudiants passant les examens de l'AP Computer Science étaient noirs, 16% étaient latinx et 31% étaient des femmes, selon une étude de l'Institut de recherche sur les sciences de la vie. rapport dans Code.org, une organisation à but non lucratif dédiée à l'informatique. 

Notre initiative vise à lutter contre ces inégalités et à augmenter le nombre de femmes et de personnes de couleur accédant à des carrières lucratives dans le secteur des technologies. L'emploi dans le secteur de l'informatique et des technologies de l'information devrait croître de 15% au cours de la prochaine décennie, de estimations fédéralesavec plus de 418 000 postes sont à pourvoir chaque année au niveau national. Le salaire annuel médian pour ce L'année dernière, le salaire médian dans ce domaine a atteint $97 000 euros, soit plus du double du salaire médian de l'ensemble des professions. En outre, de nombreux emplois en dehors de la technologie requièrent aujourd'hui des compétences techniques de base.

Uncommon intégrera des projets de programmation dans les cours d'enseignement général afin que les étudiants n'aient pas besoin de s'orienter eux-mêmes vers l'informatique pour en tirer une immense satisfaction. Dans le cadre de cet essai contrôlé randomisé, un partenaire de recherche indépendant, Mathematica, a choisi au hasard cinq de nos lycées pour ajouter des unités de pensée computationnelle au tronc commun en neuvième et dixième année. Les neuf lycées de l'Union européenne feront de même à partir de l'automne 2024. 

"Il modifie leur façon de penser 

La première phase de notre initiative a été lancée cet automne avec des modules dans trois classes principales. Les modules ont été conçus de manière à ce que les étudiants travaillent en partenariat par le biais de NearpodL'objectif de ce programme est de permettre à l'utilisateur d'effectuer une tâche au cours d'une semaine à l'aide de vidéos d'instruction étape par étape.

• Les étudiants en géométrie ont utilisé Grattageun langage de codage basé sur des blocs, pour construire un système d'information sur la santé. application pour la visualisation des transformations de formes dans un plan (c'est-à-dire réflexion, rotation et translation).
• Les étudiants en biologie ont d'abord acquis des compétences de base en matière d'analyse de données, telles que le tri et le filtrage de données, en utilisant un ensemble de données Spotify. Ils ont ensuite appliqué ces compétences à un vaste ensemble de données sur l'acidification des océans. ensemble de données de la National Oceanic and Atmospheric Administration pour répondre à la question de savoir comment l'acidification des océans affecte la vie marine.
• Les étudiants d'espagnol I ont appris les principes de base de la programmation, notamment les variables, les conditions et l'itération, tout en créant leur propre programme d'études. jeu de quiz sur le vocabulaire.

Les enseignants ont bénéficié d'un après-midi de développement professionnel et ont essayé les mêmes activités que leurs élèves. Nous avons insisté sur l'importance de rester positif, de donner l'exemple de la résilience et d'aider les élèves à se considérer comme des personnes capables de résoudre des problèmes et d'utiliser la technologie pour créer leurs propres outils, même s'ils ne réalisent pas toutes les étapes de la tâche dans la semaine impartie.

Kimberly Arnold, qui enseigne l'espagnol I à la Lincoln Park High School de Newark, a été ravie de constater l'enthousiasme des élèves. "J'ai vu beaucoup d'exemples d'engagement fort et d'élèves désireux d'utiliser cet outil non seulement pour améliorer leur espagnol, mais aussi pour montrer leur propre créativité", a-t-elle déclaré. "Il s'agit en quelque sorte d'une réorganisation de la façon dont ils penser à l'apprentissage".

Démystifier 5 mythes sur l'informatique pour tous

Beaucoup de choses sont devenues claires au fur et à mesure que nous passions de la planification à la mise en œuvre, et certaines hypothèses clés ont été rapidement démenties. 

Mythe #1 : Le codage semble plus naturel dans les cours de sciences ou de mathématiques que dans les cours de sciences humaines.

• La réalité : Le codage est une compétence à part entière qui semble tout aussi nouvelle en géométrie qu'en espagnol. En effet, nous avons constaté que l'engagement des élèves était le plus fort dans les classes où les enseignants avaient adopté cette nouvelle expérience, à la fois dans la manière dont ils l'encadraient pour les élèves et dans leur propre préparation - quel que soit le contenu de l'enseignement.

Mythe #2 : Les modules asynchrones sont les plus efficaces.

• La réalité : La raison d'être des modules asynchrones (qui s'appuient fortement sur des vidéos pédagogiques) était de rendre les leçons aussi gérables que possible pour les enseignants et créer une expérience d'apprentissage homogène pour les élèves. Dans la pratique, il était (naturellement !) difficile pour les enseignants de soutenir les élèves qui se trouvaient tous à des stades légèrement différents et qui rencontraient des difficultés uniques - certains élèves avaient des difficultés avec le contenu du codage, d'autres avec la navigation dans la plate-forme Nearpod et les vidéos. Nous avons constaté que la plupart des enseignants souhaitaient jouer un rôle plus actif dans l'enseignement, ce qui leur permettrait de mieux aider les élèves et d'adapter les cours à leurs besoins.

Mythe #3 : La réalisation des activités des élèves serait une préparation suffisante pour les enseignants.

• La réalité : Si nous voulons vraiment que les élèves développent leur efficacité personnelle en informatique, nous devons d'abord aider les enseignants à faire de même - et cela ne peut pas se faire en trois heures sur Zoom. Les premiers résultats de l'enquête suggèrent que les enseignants ont besoin de plus de temps pour apprendre le contenu avant de réfléchir à la meilleure façon d'aider les élèves. Nous doivent trouver un moyen de leur donner le temps et l'espace nécessaires pour le faire dans le cadre d'un programme d'enseignement et de développement professionnel déjà chargé.

Mythe #4 : Les modules autonomes sont le moyen le plus efficace de transmettre le contenu de la pensée computationnelle.

• La réalité : Un module d'une semaine ne semble pas suffisant pour aider les étudiants à se familiariser avec une nouvelle technologie. et créer des artefacts significatifs de leur apprentissage. Bien que nous n'ayons pas encore vu les données de l'enquête auprès des élèves et du groupe de discussion, les observations en classe et les conversations avec les enseignants suggèrent qu'une meilleure approche pourrait être d'introduire la technologie (par exemple, Scratch ou Google Sheets) au cours du premier mois de l'année scolaire, puis d'intégrer des activités plus courtes tout au long de l'année qui permettent aux élèves de développer un état d'esprit de pensée computationnelle et de pratiquer la compétence spécifique (par exemple, le codage ou la science des données) afin qu'elle ait plus de chances de "coller".

Mythe #5 : Tout le monde sait déjà ce qu'est le codage et pourquoi les élèves devraient l'apprendre. 

• La réalité : Bien que l'idée du codage à l'école soit aujourd'hui assez répandue, avec des activités telles que Hour of Code et des clubs de codage extrascolaires qui apparaissent chaque jour, la vérité est que de nombreux élèves (et, surtout, de nombreux enseignants) n'ont jamais eu d'expérience pratique du codage. Quel privilège, alors, de pouvoir créer une première expérience qui peut être puissante et enrichissante sur le plan intellectuel ! Ce privilège s'accompagne de la responsabilité de susciter l'enthousiasme pour les possibilités du codage - éventuellement en utilisant des vidéos telles que celui-ci de code.orget des affiches de CS Heroes et d'autres ressources de la Computer Science Teachers Association.

Prochaines étapes

Les premières réactions des enseignants et des élèves ont permis d'apporter quelques modifications à la deuxième série de modules, le codage Python en chimie et un autre module Scratch en histoire du monde antique, qui sera lancé au printemps. 

• Changements pédagogiques : Permettre une plus grande interaction entre l'enseignant et l'élève, en particulier pendant que les étudiants se familiarisent avec le nouvel outil ou le nouveau langage de programmation. Concevoir des activités qui intègrent des "gains rapides" pendant que les élèves apprennent la technologie. Intégrer davantage d'opportunités de créativité une fois que les élèves ont maîtrisé les bases. Exploiter les vidéos d'instruction pour les tâches de programmation plus complexes.
• Changements dans la formation des enseignants : Les enseignants apprendront le contenu de base de la pensée computationnelle de manière asynchrone, avant la formation Zoom de 3 heures. Lors de la réunion synchrone, ils pourront approfondir leur compréhension du contenu et mettre en pratique les stratégies d'enseignement qu'ils utiliseront.

Célébrer les victoires

Les réactions positives à ce premier tour suggèrent que, moyennant quelques ajustements significatifs, ce modèle pourrait être la clé pour rendre la pensée computationnelle plus efficace. une partie de ce que nous faisons à Uncommon. En voyant les étudiants créer un jeu ou comprendre pourquoi leur graphique ne s'affiche pas comme prévu dans Google Sheets, on constate que ces activités renforcent leurs compétences en matière de résolution de problèmes, tout en offrant aux étudiants une manière différente de s'engager dans le contenu traditionnel du cours.

"J'aime créer un monde entièrement nouveau à partir de simples blocs de code", a déclaré Nia, élève de neuvième année à Lincoln Park. "J'ai toujours été imaginative, et c'est amusant de savoir que je peux enseigner aux gens de nouvelles choses dans mon propre monde.

Malgré quelques obstacles à la mise en œuvre, de nombreux enseignants ont été ravis des avantages apportés. Megan Nolan, professeur de géométrie à Washington Park, a déclaré que les élèves collaboraient avec une intensité qu'elle n'avait pas vue depuis les fermetures de Covid. Anntania Emanuel, professeur de biologie à la Camden Prep High School, a déclaré qu'il était important que les élèves apprennent à accepter le changement et à explorer.

"C'est un outil qui permet non seulement aux élèves de se familiariser avec le codage, mais aussi d'apprendre quelque chose de nouveau et de sortir de l'environnement habituel de la salle de classe", a déclaré Mme Arnold, de Lincoln Park. "C'est un moyen pratique pour les élèves d'appliquer ce qu'ils savent tout en faisant appel à leur propre créativité.