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Comptage binaire

Dans le défi du comptage binaire, les enfants apprendront à compter comme un ordinateur (en utilisant le système de nombres binaires). Le système numérique binaire est un système de base 2. La compréhension des nombres binaires, du système binaire et de la conversion entre le binaire et le décimal est essentielle pour toute personne impliquée dans l'informatique, le codage et les réseaux. En d'autres termes, les enfants apprendront à compter en utilisant uniquement les chiffres 0 et 1. En outre, les enfants apprendront à former des mots avec des chiffres binaires.

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Matériel nécessaire

Modalités

Durée

Objectifs d'apprentissage

ODD

Crayons, ciseaux

8-12 ans, en groupe ou seul, en salle

30 à 45 mn

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Intérêt pédagogique 

Aborder la programmation : Savoir programmer est devenue une des compétences importantes de notre siècle, car notre société devient de plus en plus automatisée et numérisée. La programmation prépare les enfants à obtenir des compétences qu'ils pourront utiliser lorsqu'ils seront adultes.

Compétences qui peuvent être apprises de la programmation :

  • Pensée créative et logique

  • Conscience spatiale

  • Capacité de résolution de problèmes

  • Structure

  • Collaborer

 

Découvrez le système binaire : Le système numérique binaire joue un rôle central dans la manière dont les informations de toutes sortes sont stockées sur les ordinateurs. Comprendre le système binaire permet de lever une grande partie du mystère qui entoure les ordinateurs, car à un niveau fondamental, ce ne sont que des machines mathématiques qui fonctionnent avec des informations numériques, c'est-à-dire que ces informations sont soit "éteintes", soit "allumées". Cette information est représentée en informatique par le système numérique binaire, qui utilise uniquement les chiffres 0 et 1. Ces chiffres binaires sont appelés bits en informatique. Ainsi, en informatique, 0 = désactivé et 1 = activé. Cela permet aux ordinateurs d'utiliser une série de "commutateurs" pour prendre des décisions sur la base d'une série de décisions logiques (c'est ce qu'est un programme informatique ou "code").


Le système numérique binaire est une façon de compter en utilisant seulement deux chiffres : 0 et 1 : En binaire, la valeur de place de chaque chiffre est deux fois plus élevée que celle du chiffre suivant à droite (puisque chaque chiffre contient deux valeurs). En décimal - le système que les humains utilisent normalement de nos jours - chaque chiffre contient dix valeurs, et la valeur de place augmente par une puissance de dix (un, dix, cent, etc.). La valeur de place du chiffre le plus à droite, dans les deux cas, est 1.

Comprendre les nombres et les calculs : Les nombres et les calculs sont très importants dans la vie quotidienne. Lorsque les enfants utilisent les mathématiques, ils se familiarisent avec les propriétés des nombres et la façon de les calculer. Lorsqu'ils les utilisent de manière active, cela stimule les sens et la mobilité. Elle entraîne le développement des capacités de résolution de problèmes et de la résilience, ce qui se traduit par de meilleures performances physiques. La résolution de problèmes mathématiques requiert des compétences relationnelles, mais elle augmente également la confiance en soi, stimule la pensée abstraite et aide à développer des attitudes.

Raisonnement : Le raisonnement est la capacité à résoudre des problèmes. Notre capacité à raisonner nous permet d'utiliser des connaissances pour comprendre le monde. Lorsqu'un enfant apprend à raisonner et à argumenter, cela améliore son comportement et ses capacités de communication. Il aura sa propre opinion et tirera ses propres conclusions de certaines situations. Cela accélère le développement cognitif et émotionnel.

Regles du jeu

Récit du jeu : Dans ce jeu, les enfants apprendront à compter comme un ordinateur. Ils apprendront la différence entre le système numérique binaire et le système numérique décimal. Le système numérique décimal utilise 10 chiffres, de 0 à 9. Mais le système numérique binaire est un système de chiffres en base 2. Binaire signifie que nous ne pouvons utiliser que 0 et 1 pour compter, le chiffre ayant la valeur la plus faible étant écrit à droite et celui ayant la valeur la plus élevée à gauche. Les chiffres 0 et 1 peuvent être comparés à oui ou non, vrai ou faux, allumé ou éteint, ce qui est très utile en électronique et en informatique puisqu'ils peuvent soit conduire (1) un signal électrique, soit ne pas le conduire (0). Dans ce jeu, les enfants apprendront à convertir les nombres binaires en décimaux et vice versa. En outre, ils essaieront également de fabriquer des mots à partir de nombres binaires et de traduire des nombres binaires en mots. Ils y parviendront en transcrivant des nombres et en cherchant à quelle lettre ils correspondent dans un tableau alphabétique. De cette façon, ils comprendront comment un ordinateur compte et enregistre des données.

Comment convertir des nombres décimaux en nombres binaires : Pour convertir des nombres décimaux en nombres binaires, le nombre décimal donné est divisé plusieurs fois par 2 et les restes sont notés jusqu'à obtenir 0 comme quotient final. Les étapes suivantes sont considérées comme la formule de conversion d'un nombre décimal en un nombre binaire qui montre la procédure de conversion.

  • Étape 1 : Divisez le nombre décimal donné par 2 et notez le reste.

  • Étape 2 : Divisez le quotient obtenu par 2, et notez à nouveau le reste.

  • Étape 3 : Répétez les étapes ci-dessus jusqu'à ce que vous obteniez 0 comme quotient.

  • Étape 4 : écrivez les restes de manière à ce que le dernier reste soit écrit en premier, suivi du reste dans l'ordre inverse.

  • Étape 5 : On peut aussi comprendre d'une autre manière que le bit le moins significatif (LSB) du nombre binaire est en haut et que le bit le plus significatif (MSB) est en bas. Ce nombre est la valeur binaire du nombre décimal donné.

Comprenons cela à l'aide d'un exemple : Convertir le nombre décimal 13 en binaire. Nous allons commencer à diviser le nombre donné à plusieurs reprises par 2 jusqu'à ce que nous obtenions le quotient 0. Nous noterons les restes dans l'ordre. Après avoir noté les restes, nous les écrirons de manière à ce que le bit le plus significatif (MSB) du nombre binaire soit écrit en premier, suivi du reste. Par conséquent, l'équivalent binaire du nombre décimal donné 13 = 1101.

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Regles du jeu:

  • 6 enfants vont s'avancer. Chacun d'entre eux doit tenir une grande carte binaire.

  • Laissez les enfants s'avancer à tour de rôle

  • Essayez de transformer les nombres décimaux en nombres binaires.

  • Résoudre les fiches de travail individuellement

 

Rôle de l'enseignant et organisation du jeu :

  • Expliquer les règles

  • Distribuer les grandes cartes binaires à 6 enfants

  • Choisir au hasard les nombres que les enfants doivent faire avec les cartes binaires et recommencez plusieurs fois

  • Distribuer les petites cartes binaires à la classe

  • Distribuer les fiches de travail

  • Corriger les fiches de travail

Les manches

Tour1 - Travail classique

Avant de commencer l'activité, l'enseignant ouvre une discussion sur les nombres, en posant des questions telles que :

  • Pourquoi transformons-nous les nombres sous forme binaire ?

  • Pourquoi les ordinateurs travaillent-ils avec des nombres binaires ? Pourquoi est-ce plus utile ?

  • Quels autres exemples de la vie réelle pouvons-nous trouver sous forme binaire ? (Il est très important de faire le lien avec les applications du monde réel, car les filles pourraient se sentir détachées de cette activité si elle devenait trop théorique).

L'enseignant choisit 6 enfants de la classe pour s'avancer. Ces enfants reçoivent chacun une grande carte binaire qu'ils tiennent devant eux. Les autres enfants restent à leur place.

L'enseignant choisit un nombre inférieur à 5. Les 6 enfants qui se présentent doivent additionner les nombres inscrits sur les grandes cartes. La somme doit être le nombre choisi par l'enseignant. Les bons chiffres sont maintenant rendus à la classe. Les autres cartes sont retournées de l'autre côté de façon à ce qu'une page blanche soit visible. La page blanche signifie en langage binaire/ordinateur "0" et les chiffres signifient "1" en langage binaire/ordinateur. De cette manière, les enfants ont rendu binaire un nombre décimal. L'enseignant écrit la réponse au tableau. L'enseignant choisit ensuite un nombre inférieur à 10 et les autres étapes sont répétées. Chaque groupe de 6 enfants peut essayer plusieurs fois. Ensuite, les nombres deviennent plus grands et d'autres enfants se présentent. Après avoir pratiqué plusieurs fois, c'est le moment du travail individuel.

Tour 2 - Travail individuel

Tous les enfants reçoivent des petites cartes binaires et doivent prendre un crayon pour résoudre 3 fiches de travail (super facile, facile, difficile) qu'ils reçoivent de l'enseignant. Ils doivent résoudre ces devoirs individuellement.

Dans ces feuilles de travail, ils doivent changer les nombres de binaire en décimal et vice-versa. Ils peuvent également essayer d'écrire des mots ou des noms en binaire, ou de traduire le code binaire en mots. Ils peuvent utiliser les petites cartes binaires pour les placer sur les feuilles de travail, ce qui les aidera à résoudre les exercices. Ils auront également un tableau avec l'alphabet lié aux nombres pour pouvoir convertir les mots également. Lorsqu'un enfant a terminé le premier exercice, l'enseignant vérifie la feuille de travail et en donne une autre. La première feuille de travail est facile, mais elle devient progressivement plus difficile.

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Comptage binaire

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Aller plus loin

Thème 1 - Apprentissage du système numérique binaire

Thème 2 - Chiffres et calculs

Vous trouverez ici des documents utiles pour introduire la conversion des nombres binaires en décimaux et vice versa :

Sujet 3 - Raison

Voir des énigmes binaires pour enseigner le raisonnement de manière amusante ici : https://www.sciencekiddo.com/teach-kids-binary/

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