Scuola media Istituto comprensivo di Fagagna (Ud)
Insegnanti referenti: Guerra Annalja, Gianquinto
Maria.
Informatica oltre il computer
Questo lavoro è stato progettato per preparare i ragazzi della scuola di base ad un rapporto conscio e intelligente con le nuove tecnologie, invitando lo studente a riflettere sul concetto di “problema “ e “risoluzione”, a capire in che senso un problema può essere risolto attraverso un procedimento “algoritmico” e, se possibile, a progettare soluzioni “algoritmiche”.
L’informatica è la scienza che si occupa del trattamento automatico delle informazioni. In vista del fatto che tutti gli aspetti della vita dell’uomo nella sua dimensione sociale saranno modificati sarà sempre più necessario avere una cultura informatica. Questo non vuol dire saper usare il calcolatore, che è solo uno strumento per l’informatica ma non è l’informatica.
Il lavoro con il calcolatore e la conoscenza della
logica hanno alcuni aspetti altamente formativi che meritano di entrare a
far parte della cultura di ciascuno. Infatti, prima di ogni programma c’è
un algoritmo, cioè la sequenza di operazioni necessarie per risolvere un problema;
ora imparare a formulare algoritmi corretti (e in alcuni casi anche efficienti)
è un ottimo esercizio mentale e contribuisce all’acquisizione di un metodo
per risolvere i problemi e quindi per apprendere.
Ogni specifico algoritmo comunque non deve rimanere
un procedimento fine a se stesso, ma deve diventare uno strumento valido per
affrontare altre situazioni della stessa classe e poter essere comunicato ad
altri prima ancora che alla macchina.
Inoltre, strategie usate in situazioni più semplici si possono sfruttare in situazioni problematiche simili ma più complesse.
E’ necessario altresì rendersi conto di quali siano le condizioni in cui un problema non può essere risolto con un determinato algoritmo e scoprire quindi quali problemi non sono risolubili con quell’algoritmo.
E’ importante portare l’alunno a crearsi un modello che gli potrà essere utile per risolvere problemi analoghi. Egli imparerà ad organizzarsi, assumere tecniche, avere strategie per ridurre di complessità i problemi più complicati. I modelli organizzativi sono importanti per evitare di procedere a caso.
E’ inoltre importante imparare a fruire in modo più consapevole
degli strumenti di elaborazione dell’informazione partendo da attività
algoritmiche elementari che si possono
ritrovare nella vita di tutti i giorni, nel gioco e nella prassi di tutte le
discipline.
Utilizzando formalismi adeguati, per descrivere gli algoritmi, prima linguaggi informali, poi diagrammi di flusso e grafi ad albero, si svilupperà un linguaggio espressivo che potrà diventare, in una fase successiva, strumento risolutivo.
In questo modo lo studente si eserciterà ad esprimere concetti in modo chiaro e univoco nonché a strutturare spazialmente i dati del problema e quelli da trovare, collegandoli in modo logico.
Interessante è l’esercizio alla reversibilità del pensiero in cui, esaminando la questione posta dal problema, questa viene scomposta in problemi con livelli di difficoltà minori fino ad arrivare ai punti in cui possono essere utilizzati i dati conosciuti.
In questo caso si sviluppa
l’abitudine alla simultaneità del pensiero.
Il presente lavoro è stato pensato per studenti della prima e seconda classe della scuola media inferiore.
Potrebbe essere affrontato nell’ambito delle attività di laboratorio del tempo prolungato, per due ore settimanali, nell’arco di due mesi e mezzo circa.
Il tempo necessario per affrontare gli argomenti proposti è di circa 20 ore complessive.
Obiettivi
formativi
• Favorire la riflessione critica
• Favorire la capacità di astrazione
• Favorire la capacità di sperimentazione
• Sviluppare la capacità di lavorare
in gruppo
• Sviluppare la capacità di spiegare
idee e procedimenti in modo comprensibile
Obiettivi specifici
• Comprendere il significato
del termine algoritmo e capire che fare informatica non vuol dire saper usare
il computer, ma organizzare il proprio pensiero secondo una logica diversa
da quella alla quale siamo abituati.
• Abituare al rigore espressivo,
perché gli strumenti informatici, dovendo anche consentire di comunicare con
le macchine, si avvalgono di un insieme di codici di natura e tipo rigidamente
definiti.
• Abituare ad affrontare problemi
in modo ordinato e rigoroso perché l’informatica si muove in ambiti
in cui è necessario organizzare e tenere sotto controllo processi e sistemi
complessi.
• Guidare all’analisi e alla
razionalizzazione, alla formulazione degli algoritmi risolutivi dei problemi
con i linguaggi più adatti.
• Guidare all’acquisizione graduale
della capacità di riflettere sul proprio pensiero e sul percorso mentale seguito
per giungere alla risoluzione di una situazione problematica.
• Abituare lo studente al fatto
che la soluzione che aveva pensato non sempre risolve il problema.
Contenuti
Un primo
modulo,
di 10 ore, si propone di far riflettere i ragazzi sui concetti di “problema” e classi di problemi,
sequenza di operazioni, procedimento “algoritmico” attraverso l’esemplificazione,
lo studio e la ricerca di algoritmi per la risoluzione di diverse situazioni
problematiche.
Si proporranno alcune situazioni legate alla vita quotidiana ed altre matematiche, si prenderanno in considerazione i dati di cui disponiamo, si definirà la struttura delle operazioni da eseguire per arrivare al “risultato, riconoscendo poi l’eventuale algoritmo.
Si affronterà,
quando è possibile, il processo di generalizzazione, individuando classi di problemi a cui applicare una procedura risolutiva equivalente.
Si formalizzerà la fase procedurale scrivendo nel linguaggio più idoneo l’algoritmo risolutivo dei problemi affrontati.
Il secondo modulo, di 10 ore,
prevede una fase di laboratorio in
cui ai ragazzi saranno presentati
problemi da risolvere tratti da situazioni
reali, sarà richiesta una ipotesi di soluzione da verificare praticamente
con gli strumenti adatti. Le fasi procedurali saranno formalizzate nel linguaggio
più idoneo alla situazione.
Non è necessario sviluppare i due moduli
separatamente, ma si possono integrare l’uno con l’altro in modo da rendere il
lavoro per gli alunni più interessante e motivante.
Docenti coinvolti e dimensione dei gruppi
Docenti di matematica. Gruppi di 10-12 ragazzi di
classi prime o seconde.
Metodologia
Si faranno lavorare i ragazzi a gruppi non fissi in modo che ognuno di loro si abitui a proporsi, a confrontarsi e ad ascoltare diversi compagni.
L’esposizione orale delle proprie idee, dei propri ragionamenti, delle proprie proposte sarà richiesta in ogni attività.
Si abituerà i ragazzi ad annotare le fasi intermedie di un procedimento, secondo metodi ben precisi, che possono essere schemi o sequenze logiche per fare chiarezza nel ragionamento.
Gli alunni potranno servirsi di strumenti di facile reperibilità per verificare sperimentalmente le ipotesi fatte e utilizzeranno oggetti, schemi grafici, tabelle, diagrammi per l’annotazione dei risultati.
Per verificare i contenuti trattati ci si potrà avvalere dei problemi proposti come esercizi nelle diverse unità.
Materiali e attrezzature
Ø
Carta
e matita
Ø
Scambi
ferroviari.
Ø
Contenitori
di varie capacità .
Ø
Bastoncini
colorati .
Ø
Bilancia
a due piatti.
Ø
Carte
da gioco
Collegamento con altre unità
•
Nonsolocalcolo
Nonsolomisura Nonsolopeso
(Scuola elementare di Pagnacco)
•
Giochi
di informazione e computazione ...
(Liceo scientifico “N. Copernico”)
Organizzazione dell’unità
L’unità è suddivisa in due moduli.
In
ogni modulo sono descritti gli
obiettivi che ci si propone di raggiungere ed i prerequisiti necessari per
affrontare l’attività.
Uno
schema descriverà le attività da svolgere durante le lezioni che corrispondono
ciascuna a due ore di lavoro in classe, tranne la seconda lezione del primo
modulo che prevede quattro ore.
Per
ogni lezione vengono definiti i
contenuti, le conoscenze e le abilità da acquisire, le metodologie seguite.
Esempi
per gli insegnanti e soluzioni di
alcuni problemi sono raccolti alla fine di ciascun modulo.
Nelle
note per gli insegnanti si è fatto riferimento ad esperienze attuate in una
classe seconda nell’anno 2000-2001.