Lesson 6: I miei ciclici amici robotici

Lezione tradizionale | Ciclo | Ripeti

Overview

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.

Purpose

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.

Agenda

Introduzione (5 min)

Attività (30 min)

Conclusione (10 min)

Attività di approfondimento

View on Code Studio

Objectives

Students will be able to:

  • individuare nel codice gli schemi ripetuti che possono essere sostituiti con dei cicli
  • scrivere programmi che usano le istruzioni di ripetizione (cicli) per eseguire schemi ripetuti

Preparation

Collegamenti

Heads Up! Please make a copy of any documents you plan to share with students.

For the Teachers

For the Students

Vocabulary

  • Ciclo - L'azione di ripetere qualcosa più e più volte.
  • Programma - Un algoritmo che è stato tradotto in un linguaggio che può essere interpretato ed eseguito da una macchina.
  • Programmazione - L'arte di creare un programma.
  • Ripeti - Fai di nuovo qualcosa

Support

Report a Bug

Teaching Guide

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 (30 min)

Introduzione ed illustrazione

Impostazione - Prepara le pile di bicchieri o ritaglia i trapezi di carta per i gruppi.

Visualizzazione - Prendi il programma di uno dei due esempi precedenti e mostralo alla classe, oppure usa il seguente.

3 cup solution

Riflessione - Chiedi agli alunni di osservare con calma dove riescono a trovare una sequenza di istruzioni che si ripete consecutivamente (una ripetizione dopo l'altra).

Esercitazione - Invita gli alunni a rivolgersi a un vicino di banco e condividere uno degli schemi di ripetizione che hanno trovato.

Condivisione - Chiedi ad alcuni alunni di condividere con la classe gli schemi identificati. Prova ad identificare diversi approcci agli schemi di raggruppamento. Per ogni schema, chiedi agli alunni di individuare quante volte si ripete.

Illustrazione - Usando uno degli schemi di ripetizione individuati dalla classe, mostra come cerchiare l'istruzione o la sequenza che si ripete, scrivi il numero di ripetizioni vicini al cerchio, quindi sbarra le frecce sostituite dal ciclo.

looped code

Ripeti fino a quando l'intero programma non è stato abbreviato, quindi riscrivi il codice in modo che gli alunni possano notare quanto sono semplici le istruzioni risultanti.

Aggiungere cicli ai tuoi robot

Esercitazione - Distribuisci gli alunni in gruppi di 4. Dividi quindi ogni gruppo in due coppie: ogni coppia svilupperà il proprio programma che verrà poi "eseguito" dall'altra coppia.

Distribuzione - Fornisci ad ogni gruppo una pila di bicchieri o gli analoghi ritagli di carta.

Visualizzazione - Mostra alla classe il documento Suggerimenti per accatastare bicchieri - Scheda da ritagliare o distribuiscine copie individuali a tutti i gruppi. Chiedi a ciascuna coppia (non al gruppo) di scegliere quale schema vorrebbero far implementare al proprio robot. Questa volta, incoraggia le coppie a scegliere uno schema più complicato.

Suggerimenti

In cerca delle ripetizioni - Accertati che i tuoi alunni si sforzino di usare i cicli. Cerca di evitare di correggere complessivamente i loro algoritmi o di indicare direttamente una soluzione, ma sentiti libero di indirizzare gli alunni verso un utilizzo di schemi che possano essere abbreviati usando dei cicli.

Osserva gli alunni mentre eseguono il loro codice. Ci sono degli errori? Usa le domande di debugging per aiutarli a trovare una soluzione.

  • Che cosa fa?
  • Cosa avrebbe dovuto fare?
  • Questo cosa ti suggerisce?
  • Funziona tutto al primo passo?
  • Funziona tutto al secondo passo?
  • Dove smette di funzionare?

Confronto - Invita ciascun gruppo a discutere su come deve essere costruita la pila di bicchieri, quindi invita gli alunni a tradurre l'algoritmo in simboli. Assicurati che ogni gruppo scriva l'algoritmo di simboli da qualche parte, in modo che poi il "robot" possa leggerlo. Mentre gli alunni lavorano ai loro programmi, ricordagli di cercare valide opportunità per sostituire degli schemi ripetuti con dei cicli.

Esercitazione - Quando gli alunni hanno finito di preparare le loro istruzioni, fai scambiare i programmi tra le coppie in modo che ognuna esegua il codice dell'altra. Ricorda agli alunni di tenere traccia degli errori (bug), ma di non interrompere il "robot" fino al termine dell'esecuzione del programma.

Confronto - Quando tutte le coppie hanno avuto la possibilità di eseguire i programmi, chiedi ad alcuni di condividere le loro soluzioni con la classe. Sfrutta quest'opportunità per discutere di come i gruppi hanno trovato soluzioni diverse per lo stesso esercizio. In particolare, per ciascun programma, potresti chiedere:

  • Come avete identificato i cicli?
  • Ci sono altri modi in cui si potevano scrivere quei cicli?
  • Quanto è più breve un programma che sfrutta la potenzialità dei cicli rispetto all'analogo codice che non ne farebbe uso?
  • È più facile capire un programma scritto i cicli o senza? Perché?

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.

Attività di approfondimento

  • Chiedi agli alunni di disegnare dei progetti di pile di bicchieri da proporre ad altri compagni che dovranno creare i relativi programmi.
  • Fornisci agli alunni degli algoritmi che utilizzano dei cicli, quindi chiedi loro di scomporli nelle sequenze complete di singole istruzioni.

Standards Alignment

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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.

Cross-curricular Opportunities

This list represents opportunities in this lesson to support standards in other content areas.

Competenze linguistiche

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.a - Presentarsi alle discussioni preparato, dopo aver letto o studiato il materiale richiesto; attingere esplicitamente a quella preparazione e ad altre informazioni note sull'argomento per esplorare le idee in discussione.
  • 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.
OA - Operazioni e pensiero algebrico
  • 5.OA.2 - Scrivi delle semplici espressioni che registrano i calcoli con i numeri e interpreta le espressioni numeriche senza valutarle. Ad esempio, esprimi il calcolo "somma 8 e 7, poi moltiplica per 2" come 2 × (8 + 7). Riconosci che 3 × (18932 + 921) è...

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.