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Lezione 1: Programmazione su carta a quadretti

Panoramica

"Programmandosi" l'un l'altro per disegnare immagini, gli alunni hanno l'opportunità di sperimentare alcuni dei concetti fondamentali della programmazione in modo divertente e accessibile. Gli alunni useranno dei simboli per darsi istruzioni a vicenda su come colorare i quadretti di un foglio a quadretti, nel tentativo di riprodurre un'immagine esistente. Se rimane abbastanza tempo, la lezione può concludersi con immagini create dagli alunni.

Traguardo di apprendimento

Il traguardo di apprendimento che ci si pone con questa attività è lo sviluppo del pensiero critico e l'avvio del corso con entusiasmo, introducendo alcuni dei concetti fondamentali della programmazione che verranno utilizzati durante il corso. Presentando alla classe alcuni concetti base come la sequenza di istruzioni e gli algoritmi in un'attività tradizionale, anche gli alunni che sono intimoriti dai computer potranno costruirsi una base di comprensione su questi argomenti. In questa lezione, gli alunni impareranno come sviluppare un algoritmo e codificarlo in un programma.

Pianificazione

Introduzione (10 min)

Attività principale (30 min)

Conclusione (15 min)

Verifica facoltativa (10 min)

Approfondimenti

Visualizza in Code Studio

Obiettivi

Gli alunni saranno in grado di:

  • riformulare una sequenza di passaggi, traducendola in un programma codificato
  • spiegare i vincoli di traduzione dei problemi dal linguaggio umano al linguaggio macchina

Preparazione

  • Guarda il video "Programmazione su carta a quadretti - Video della lezione in aula".
  • Stampa per ogni gruppo una copia del documento "Programmazione su carta a quadretti - Esercitazione".
  • Stampa per ogni alunno una copia del documento "Programmazione su carta a quadretti - Verifica".
  • Fornisci ad ogni gruppo diverse griglie su cui disegnare, carta e penne o matite.
  • Assicurati che ogni alunno abbia un Diario di bordo.

Collegamenti

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

Per gli insegnanti

Per gli alunni

Glossario

  • Algoritmo - Un elenco di passaggi per completare un compito.
  • Programma - Un algoritmo che è stato tradotto in un linguaggio che può essere interpretato ed eseguito da una macchina.

Supporto

Segnala un errore

Guida didattica

Introduzione (10 min)

Introduzione alla programmazione su carta a quadretti

In questa attività, gli alunni programmeranno le istruzioni per guidarsi a vicenda verso la realizzazione di disegni, senza che il resto del gruppo veda l'immagine originale. Questa confronto preliminare introduce l'attività in classe.

Visualizzazione - Mostra agli alunni uno dei seguenti video per dargli un'idea più realistica di ciò che i robot possono realmente fare:

Suggerimenti

L'obiettivo di questo rapido confronto è di sottolineare che i robot non possono comportarsi come delle persone, bensì reagiscono esclusivamente in base a come sono stati programmati. Gli alunni, probabilmente, saranno influenzati dall'immaginario creato dai robot visti nei film, che invece si comportano più come umani. Invitali a prendere in considerazione robot che hanno realmente visto in azione o di cui hanno sentito parlare, come Roomba o gli assistenti vocali come Amazon Alexa.

Confronto - Come pensi che i robot sappiano come realizzare le cose che fanno? Hanno cervelli che funzionano come i nostri?

Avvia un confronto con l'obiettivo di mettere in evidenza come devono essere programmati i robot per svolgere attività specifiche, usando istruzioni specifiche.

Attività principale (30 min)

Esercitiamoci insieme

In questa attività, gli alunni agiranno sia come programmatori che come robot (esecutori), colorando i quadrati in base ai programmi scritti l'uno per l'altro.

Distribuzione - Gli alunni useranno griglie 4x4 (stampate o disegnate su fogli di carta a quadretti). Avranno anche bisogno delle immagini presenti sul documento dell'Esercitazione.

Visualizzazione - Proietta questi comandi o scrivili alla lavagna. Gli alunni non li useranno per molto tempo, ma li aiuteranno a passare dall'algoritmo al programma.

Spostati di una casella a destra
Spostati di una casella a sinistra
Spostati di una casella in alto
Spostati di una casella in basso
Riempi la casella con il colore

Spiegazione - Oggi, avremo tutti l'opportunità di programmare dei robot... e sono già qui nella stanza! Siete voi! Scriveremo dei programmi usando degli appositi simboli per aiutarci a vicenda a ricreare un'immagine. Per prima cosa, ci eserciteremo insieme, come se io fossi il robot e voi foste i programmatori, poi potremo suddividerci in gruppi in modo che tutti abbiano il loro turno.

Visualizzazione - Mostra sia l'immagine da realizzare, sia una griglia vuota che dovrà essere riempita grazie alla programmazione. Assicurati che le istruzioni, la griglia e l'immagine rimangano visibili contemporaneamente.

Dichiarazione

Ecco un'immagine. Fate finta che io sia il robot automatico. Queste sono le uniche istruzioni che capisco.

Partendo dall'angolo in alto a sinistra, guidatemi pronunciando i comandi ad alta voce.

Illustrazione - La classe dovrebbe darti istruzioni come quelle che seguono. Prima di eseguire un'istruzione, ripetila ad alta voce, in modo che gli alunni possano tenere traccia di ciò che stai facendo. 

Spostati di una casella a destra
Riempi la casella con il colore
Spostati di una casella a destra
Spostati di una casella in basso
Riempi la casella con il colore

Continua con l'attività fino al completamento dell'esempio.

Annotazione Scrivi tutti i comandi, in modo che gli alunni possano vedere tutti i passaggi che sono stati eseguiti per realizzare l'immagine.

Spostati di una casella a destra
Riempi la casella con il colore
Spostati di una casella a destra
Spostati di una casella in basso
Riempi la casella con il colore

Spiegazione - Mi avete appena fornito un elenco di passaggi per completare un'attività. In informatica si chiama "algoritmo". Gli algoritmi sono fantastici, perché sono facili da capire per i programmatori. MA, cosa succede quando vogliamo scrivere l'algoritmo per un disegno come questo?

Visualizzazione - Mostra agli alunni un'immagine più complicata, come quella qui sotto.

Successivamente, inizia a scrivere le istruzioni necessarie per replicare quell'immagine. Si spera che gli alunni notino in fretta che scrivere tutto per esteso diventa un incubo.

Spostati di una casella a destra
Riempi la casella con il colore
Spostati di una casella a destra
Spostati di una casella a destra
Riempi la casella con il colore
Spostati di una casella in basso
Spostati di una casella a sinistra
Riempi la casella con il colore
Spostati di una casella a sinistra
Spostati di una casella a sinistra
Riempi la casella con il colore
PIÙ ALTRE 12 ISTRUZIONI!

Visualizzazione - Mostra agli alunni questo elenco di simboli.

Suggerimenti

L'obiettivo di questo confronto è portare gli alunni a comprendere che si possono usare dei simboli per rappresentare intere frasi. Una volta capito questo, spiegagli che la fase che va dall'elenco dei passaggi dettagliati alla codifica è ciò che si intende per "programmazione".

Confronto - Come si potrebbero usare questi simboli per semplificare il nostro elenco di comandi?

Raccogli le proposte degli alunni, in merito alla traduzione dei comandi verbali in simboli. Una volta che hanno messo a fuoco la questione, fai loro notare che questo testo:

  • “Spostati di una casella a destra, spostati di una casella a destra, riempi la casella con il colore”

ora corrisponderebbe al seguente programma:

Suggerimenti

Notate che abbiamo scritto il programma da sinistra a destra come se scrivessimo un testo. Alcuni alunni apprezzano questo metodo, altri preferiscono iniziare ogni riga della griglia su una nuova riga del foglio. Il modo in cui si scrive il programma non è così importante, purché i compagni "esecutori" siano in grado di seguirle!

Illustrazione - Ora chiedi alla classe di aiutarti a disegnare l'immagine più grande, usando solo i simboli. Per ora, non devi preoccuparti di eventuali azioni superflue. Se il programma finale riesce a creare correttamente l'immagine, è un successo.

A questo punto gli alunni potrebbero dare molti suggerimenti. Se la classe ha compreso a fondo l'essenza dell'esercizio, è il momento giusto per discutere dei vari modi alternativi di compilare la stessa griglia. Se invece c'è ancora un po' di confusione, è meglio rimandare questa parte ad un altro giorno e lavorare su un altro esempio.

Ecco una possibile soluzione:

Ora tocca a loro

Esercitazione - Dividi gli alunni in coppie o piccoli gruppi.

  • Chiedi ad ogni coppia/gruppo di scegliere un'immagine dall'esercitazione.
  • Gli alunni di ogni gruppo devono confrontarsi per definire l'algoritmo da seguire per disegnare l'immagine scelta.
  • L'algoritmo deve essere poi convertito in un programma utilizzando gli appositi simboli.
  • Successivamente i gruppi devono scambiarsi i programmi e disegnare l'immagine programmata dai compagni.
  • Una volta completata l'immagine, ne possono scegliere un'altra e riprovare!

Conclusione (15 min)

Diario di bordo / Tiriamo le somme

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?
  • Disegna un'altra immagine da programmare. Riesci a scrivere il programma necessario per riprodurla?
  • Quali altri tipi di robot potremmo programmare se cambiassimo il significato delle frecce?

Verifica facoltativa (10 min)

Programmazione su carta a quadretti - 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.

Di bene in meglio

  • Chiedi alla classe di provare ad inventare le proprie immagini.
  • Riescono a capire come programmare le immagini che creano?

Sfida di classe

  • Disegna un'immagine su una griglia 5x5.
  • Gli alunni riescono a programmarla insieme a te?
  • Levels
  • 1
  • (click tabs to see student view)
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
  • 1B-AP-11 - Scompone (suddivide) i problemi in sotto-problemi più piccoli e gestibili per facilitare il processo di sviluppo del programma.

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
  • 3.L.6 - Acquisire e utilizzare parole e frasi colloquiali, accademiche generali e specifiche del dominio appropriate al livello scolare, comprese quelle che segnalano le relazioni spaziali e temporali (ad esempio, dopo cena quella sera siamo andati a cercarli).
SL - Parlare e ascoltare
  • 3.SL.1 - Impegnarsi efficacemente in una serie di discussioni collaborative (a tu per tu, in gruppo e guidate dall'insegnante) con diversi compagni su argomenti e testi della quinta classe, basandosi sulle idee altrui ed esprimendo chiaramente le proprie.
  • 3.SL.3 - Porre e rispondere a domande sulle informazioni da un oratore, offrendo elaborazione e dettagli appropriati.
  • 3.SL.6 - Produrre frasi complete quando appropriato per compito e situazione al fine di fornire i dettagli o i chiarimenti richiesti.

Competenze matematiche

G - Geometria
  • 3.G.2 - La partizione si forma in parti con aree uguali. Esprimi l'area di ciascuna parte come frazione unitaria del tutto. Ad esempio, suddividere una forma in 4 parti con area uguale e descrivere l'area di ciascuna parte come 1/4 dell'area della forma.
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.3 - Costruisce argomentazioni valide e analizza in modo critico i ragionamenti degli altri.
  • MP.5 - Utilizza strategicamente strumenti appropriati.
  • 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
  • 3-5-ETS1-1 - Definire un semplice problema di progettazione che rifletta un'esigenza o un desiderio che includa criteri specifici per il successo e vincoli su materiali, tempi o costi.
  • 3-5-ETS1-2 - Generare e confrontare più possibili soluzioni a un problema in base alla probabilità che ciascuna soddisfi i criteri e i vincoli del problema.
  • 3-5-ETS1-3 - Pianificare ed eseguire test equi in cui le variabili sono controllate e i punti di guasto sono considerati per identificare gli aspetti di un modello o prototipo che possono essere migliorati.