Lezione 15: Braccialetti binari

Lezione tradizionale | Codice binario

Panoramica

Il codice binario è fondamentale nel mondo dei computer. La maggior parte dei computer oggi memorizza tutti i dati in forma binaria. Questa lezione aiuta a dimostrare come sia possibile tradurre qualsiasi grandezza fisica in una serie di opzioni di tipologia acceso/spento (ON/OFF).

Traguardo di apprendimento

In questa lezione gli alunni impareranno come vengono rappresentati i dati in modo che un computer possa interpretarli e memorizzarli. Una volta imparato il codice binario, gli alunni possono scrivere messaggi in codice e condividerli segretamente con i compagni. Quest'esperienza può quindi essere ricollegata al modo in cui i computer leggono un programma, lo traducono in binario, usano i dati in qualche modo, quindi rispondono maniera che gli esseri umani possano capire. Ad esempio, quando digitiamo una frase in un documento e poi premiamo "Salva", un computer traduce la frase in binario, memorizza i dati ed invia un messaggio che indica che il documento è stato salvato.

Pianificazione

Introduzione (15 min)

Attività principale (20 min)

Conclusione (5 min)

Verifica (15 min)

Approfondimenti

Visualizza in Code Studio

Obiettivi

Gli alunni saranno in grado di:

  • codificare le lettere in binario
  • decodificare da binario a lettere
  • collegare il concetto di memorizzare le lettere sulla carta con il concetto di memorizzare le informazioni in un computer

Preparazione

  • Guarda il Video della lezione in aula - Braccialetti binari
  • Prepara dei pennarelli per i braccialetti ed eventuale materiale aggiuntivo come perline o scovolini decorativi.
  • Stampa una copia per ogni alunno dell'Esercitazione - Braccialetto binario.
  • Stampa una copia per ogni alunno della Verifica - Braccialetti binari.
  • Assicurati che ogni alunno abbia un Diario di bordo.
  • (Facoltativo) Scrivi un breve messaggio in binario alla lavagna.
  • Preparati a mostrare ai tuoi alunni il Video - Bit vs Byte.

Collegamenti

Attenzione! Fai una copia di tutti i documenti che intendi condividere con gli alunni.

Per gli insegnanti

Per gli alunni

Glossario

  • Codice binario - Un modo di rappresentare i dati usando solo due opzioni.

Guida didattica

Introduzione (15 min)

Glossario

In questa lezione viene presentato un termine molto importante:

Codice Binario - Ripetiamo insieme: Co-di-ce Bi-na-rio

Un modo di rappresentare i dati utilizzando solo due opzioni.

Spento e acceso (OFF e ON)

  • Se hai scritto sulla lavagna un breve messaggio in codice binario, richiama l'attenzione degli alunni e chiedi se qualcuno sa cos'è o cosa significa.
    • Metti quindi da parte il messaggio e passa alla preparazione della lezione.
  • Inizia chiedendo agli alunni se hanno mai guardato all'interno di un computer.
    • Cosa c'è dentro?
    • Questa è l'occasione giusta per mostrare loro l'interno di un computer (o delle immagini dell'interno di un computer).

  • I fili trasportano i dati attraverso la macchina sotto forma di elettricità.
    • I due segnali elettrici che un computer utilizza per rappresentare i dati sono "spento" (OFF) e "acceso" (ON). Proprio come le luci in quest'aula!
      • Quando i dati vengono rappresentati utilizzando solo due opzioni alternative, si parla di "codice binario".
    • La codifica basata su due opzioni alternative non termina quando i dati entrato nel computer.
  • I dati vengono anche memorizzati nel computer utilizzando il codice binario.
    • Codice binario non significa necessariamente ON e OFF.
      • I dati vengono memorizzati su disco basandosi sulle polarità magnetiche positiva e negativa.
      • Nei DVD i dati venono memorizzati basandosi sulle proprietà ottiche riflettente e non riflettente.
    • Come pensi si possano convertire in codice binario delle entità del mondo fisico, in modo da poterle memorizzare in un computer?
      • Cominciamo dalle lettere.
      • Sfrutta l'esercitazione Braccialetti binari - Esercitazione per mostrare come si possono rappresentare le lettere maiuscole in un computer.
        • Ecco giunto il momento di spiegare che ogni elemento del codice in cui si è in presenza di un'opzione binaria è chiamato "cifra binaria" o in breve "bit" (Binary digit).
        • Verifica se qualcuno sa come viene chiamato un raggruppamento di otto bit (è un byte).
        • Curiosità: un raggruppamento di quattro bit è chiamato "nibble" (che in inglese significa "bocconcino").
        • Mostra il video Bit vs Byte - Video per gli alunni (~1 minuto)
      • Illustra alcuni esempi di conversione di lettere in codice binario e viceversa.
      • Successivamente, scrivi il codice corrispondente ad una lettera e dai alla classe alcuni secondi per scoprire qual è.
      • Quando gli alunni riescono a scoprire da soli le lettere codificate, puoi procedere con l'attività.

Attività principale (20 min)

Braccialetti binari - Esercitazione

Suggerimenti

In qualità di insegnante, conosci bene la tua classe, decidi quindi se per gli alunni è più proficuo lavorare individualmente, in coppia o in piccoli gruppi.

Non è necessario esaminare la codifica binaria dell'intero alfabeto, il conteggio e la conversione di numeri decimali. Questa attività vuole essere una divertente introduzione al modo in cui i computer memorizzano i dati, non una lezione frustrante.

Istruzioni

  • Trova la prima lettera del tuo nome sul foglio dell'esercitazione.
  • Colora i quadrati di un braccialetto in modo che corrispondano a quelli accanto alla lettera che hai selezionato.
  • Ritaglia il braccialetto.
  • Fissa il braccialetto intorno al polso per indossarlo!
  • Mostra il tuo braccialetto ai tuoi compagni di classe per vedere se riescono a capire la tua lettera.

Suggerimenti

Se c'è la possibilità di procurarsi materiale aggiuntivo, potresti far creare i braccialetti binari usando filo (o scovolini decorativi) e perline invece di carta e penna. Puoi fornire agli alunni le perline di qualsiasi combinazione di due colori, ma considera che il bianco e il nero facilitano la comprensione del codice riportato nell'esercitazione.

Al termine dell'attività, riprendi il messaggio che hai scritto sulla lavagna all'inizio della lezione e verifica se, sfruttando ciò che hanno appena imparato, gli alunni sono in grado di decifrarlo.

Conclusione (5 min)

Tiriamo le somme: cosa abbiamo imparato?

  • Quali altri dati pensate che siano rappresentati in codice binario all'interno di un computer?
  • In quale altro modo potreste rappresentare il codice binario invece di usare caselle nere e bianche?
  • Quale parte di quest'attività avete preferito?

Diario di bordo

Far scrivere agli alunni ciò che hanno appreso, perché è utile e come si sentono al riguardo, può aiutare a consolidare le conoscenze acquisite oggi e a creare un riferimento da consultare in futuro.

Spunti per il diario di bordo

  • Di cosa trattava la lezione di oggi?
  • Come ti sei sentito durante la lezione di oggi?
  • Usa il foglio dell'esercitazione per scrivere in codice binario il resto del tuo nome o un'altra parola a tua scelta.
  • Immagina un mondo in cui si comunica solo in codice binario, dicendo solo "ON" o "OFF" e nient'altro. Disegna due personaggi che cercano di parlare tra loro in codice binario.

Verifica (15 min)

Braccialetti binari - Verifica

  • Distribuisci la verifica e, dopo aver fornito sufficienti istruzioni, consenti agli alunni di completare l'attività in modo indipendente.
  • Grazie alle attività svolte, l'argomento dovrebbe risultare familiare.

Approfondimenti

Sfrutta queste attività per migliorare l'apprendimento degli studenti. Possono essere anche utilizzate come attività extra-scolastiche.

Immagini binarie

  • Sul web si trovano ottime risorse per estendere in molti modi diversi questa attività.
  • Se ai tuoi alunni interessa capire come sono rappresentate le immagini (o anche la musica) in codice binario, puoi trovare maggiori dettagli in questo documento (in lingua inglese): Thinkersmith Binary Baubles.
  • Levels
  • 1
  • 2
  • (click tabs to see student view)
Visualizza in Code Studio

Student Instructions

Visualizza in Code Studio

Student Instructions

Mappatura delle competenze

Visualizza la mappatura completa del corso

CSTA K-12 Computer Science Standards (2017)

AP - Algoritmi e programmazione
  • 1A-AP-09 - Modella il modo in cui i programmi memorizzano e manipolano i dati utilizzando numeri o altri simboli per rappresentare le informazioni.
  • 1A-AP-11 - Individua (scompone) i passaggi necessari per risolvere un problema in una sequenza precisa di istruzioni.

Competenze interdisciplinari

Questo elenco riporta le competenze di altre materie sulle quali gli alunni hanno l'opportunità di esercitarsi in questa lezione.

Competenze linguistiche

L - Lingua
  • 2.L.6 - Utilizzare parole e frasi acquisite attraverso conversazioni, letture e in risposta ai testi, incluso l'uso di aggettivi e avverbi per descrivere (ad esempio, quando gli altri bambini sono felici, la cosa mi rende felice).
SL - Parlare e ascoltare
  • 2.SL.1 - Partecipare a conversazioni collaborative con diversi compagni su argomenti e testi di seconda elementare con compagni e adulti in gruppi piccoli e più grandi.
  • 2.SL.2 - Raccontare o descrivere idee chiave o dettagli a partire da un testo letto ad alta voce o informazioni esposte oralmente o attraverso altri media.

Competenze matematiche

MP - Esercizi di matematica
  • MP.1 - Comprende il significato dei problemi e persevera nella loro soluzione.
  • MP.2 - Ragiona in modo astratto e quantitativo.
  • MP.4 - Modellare con la matematica
  • MP.6 - Punta alla precisione.
  • MP.7 - Cerca e fa uso di strutture.
  • MP.8 - Cerca ed esprime delle regolarità nel ragionamento ciclico.

Competenze scientifiche

ETS - Engineering in the Sciences
ETS1 - Progettazione
  • K-2-ETS1-1 - Porre domande, fare osservazioni e raccogliere informazioni su una situazione che le persone vogliono cambiare per definire un semplice problema che può essere risolto attraverso lo sviluppo di un oggetto o strumento nuovo o migliorato.
  • K-2-ETS1-2 - Sviluppare un semplice schizzo, disegno o modello fisico per illustrare come la forma di un oggetto lo aiuti a funzionare come necessario per risolvere un dato problema.