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Lezione 1: I miei ciclici amici robotici

Algoritmi | Debugging (correzione degli errori) | Lezione tradizionale

Panoramica

Questa lezione si basa sull'attività iniziale "I miei amici robotici"; gli alunni imparano ad usare i cicli per programmare i loro "robot" in modo che costruiscano strutture più grandi in modo efficiente.

Traguardo di apprendimento

Questa lezione serve ad introdurre i cicli, usando l'ormai familiare insieme di istruzioni per programmare i "robot". Gli alunni sviluppano il pensiero critico cercando schemi di ripetizione nei movimenti dei compagni di classe e determinando come semplificare quegli schemi ripetuti usando i cicli.

Pianificazione

Introduzione (5 min)

Attività principale (45 minuti)

Conclusione (10 min)

Visualizza in Code Studio

Obiettivi

Gli alunni saranno in grado di:

  • comprendere la necessità di essere precisi nella programmazione
  • riconoscere un errore ed eseguire il debugging per correggere il codice

Preparazione

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.
  • Bug (errore) - Parte di un programma che non funziona correttamente.
  • Debugging (correzione degli errori) - Individuazione e risoluzione di problemi in un algoritmo o in un programma.
  • 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 (5 min)

Presentazione

Inizia chiedendo alla classe se qualcuno ha sentito parlare di robotica. Qualcuno ha mai visto o toccato un robot? Un robot ci "sente" davvero parlare? "Comprende" quello che diciamo? La risposta all'ultima domanda è: “Non come potrebbe farlo una persona.”

I robot possono fare solo ciò per cui sono stati istruiti o programmati. Per eseguire un'attività, un robot deve disporre di un elenco di istruzioni (anche chiamato algoritmo) espresso in un linguaggio che sia in grado di leggere e comprendere. Oggi, impareremo cosa ci vuole per realizzarlo.

Se hai una decina di minuti a disposizione, potrebbe essere utile fare un rapido esempio. Le pagine 6 e 7 del documento I miei amici robotici - Guida della lezione per l'insegnante descrivono come fare un semplice esempio prima dell'attività principale.

Attività principale (45 minuti)

Suggerimenti

Mentre il robot sta lavorando sulla pila assicurati che gli alunni abbiano ben chiaro che:

  • i programmatori non sono autorizzati a parlare quando il robot è in funzione, non possono quindi dare suggerimenti o segnalare quando il robot ha fatto qualcosa di sbagliato;
  • se i programmatori notano un errore, devono limitarsi ad alzare la mano.

Visualizza una copia del documento I miei amici robotici - Legenda (o scrivi i simboli sulla lavagna). Spiega alla classe che questi saranno gli unici sei simboli che useranno per svolgere questo esercizio. Dovranno istruire il loro amico "robot" a costruire una specifica pila di bicchieri usando solo le frecce elencate in I miei amici robotici - Legenda.

  1. Suddividi la classe in coppie o gruppi di 3. Chiedi ai gruppi di scegliere il primo "robot" (dovrebbe esserci tempo sufficiente per consentire a tutti di svolgere il proprio turno). Chiedi ai "robot" di lasciare la classe finché non vengono richiamati.

  2. Visualizza il documento Suggerimenti per accatastare bicchieri - Scheda da ritagliare al resto della classe. Chiedi ad ogni gruppo di scegliere l'idea che vorrebbero far realizzare al loro robot. Al primo tentativo, prova a suggerire una delle idee più semplici, in seguito potranno impegnarsi in progetti più complessi.

  3. Lascia che ogni gruppo discuta su come costruire la pila, quindi istruisci ogni gruppo a tradurre l'algoritmo in simboli. Assicurati che ogni gruppo annoti da qualche parte l'algoritmo codificato in simboli, affinché il "robot" possa poi leggerlo.

  4. Una volta che tutti i gruppi hanno deciso i loro algoritmi, chiedi ai "robot" di rientrare. Ti consigliamo di lasciare in vista il documento I miei amici robotici - Legenda mentre i robot costruiscono la pila, in modo che l'alunno robot possa consultarlo per verificare il significato di ogni comando.

Suggerimenti

Se la tua classe non si trova bene con piccoli gruppi, questa attività può anche essere svolta con un gruppi più numerosi.

Se un alunno nota un errore e alza la mano, chiedi al "robot" di completare le istruzioni al meglio delle sue capacità. Successivamente, chiedi agli alunni di discutere del potenziale errore e di trovare una soluzione. Continua a ripetere la procedura fino a quando lo schema non sarà creato correttamente.

Una volta creata la pila, puoi far ripetere l'attività ad un altro alunno robot.

Conclusione (10 min)

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?
  • Disegna una pila di bicchieri che il robot ha preparato oggi.
  • Disegna una pila di bicchieri che un giorno vorresti vedere costruire da un robot.

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.
  • 1B-AP-13 - Usa un processo iterativo per pianificare lo sviluppo di un programma includendo le prospettive altrui e considerando le preferenze degli utenti.

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
  • 5.L.6 - Acquisire e utilizzare parole e frasi accademiche generali e specifiche del dominio appropriate al livello scolare, comprese quelle che segnalano contrasto, addizione e altre relazioni logiche (ad esempio, tuttavia, sebbene, allo stesso modo, in aggiunta, in aggiunta).
SL - Parlare e ascoltare
  • 5.SL.1 - Impegnarsi efficacemente in una serie di discussioni collaborative (in coppia, 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.
  • 5.SL.1.b - Seguire le regole concordate per le discussioni e svolgere i ruoli assegnati.
  • 5.SL.1.c - Porre e rispondere a domande specifiche facendo commenti che contribuiscano alla discussione ed elaborare le osservazioni degli altri.
  • 5.SL.4 - Riferire su un argomento o testo o presentare un'opinione, sequenziando le idee in modo logico e utilizzando fatti appropriati e dettagli pertinenti e descrittivi a supporto delle idee o dei temi principali; parlare chiaramente a un ritmo comprensibile.
  • 5.SL.6 - Adattare il discorso a una varietà di contesti e compiti, utilizzando l'inglese formale quando appropriato al compito e alla situazione.

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.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-ETS1-3 - 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.