Introduzione al percorso didattico

Problema - Modello - Esecutore
Enrico Maranzana
PREMESSA
La staticità della scuola italiana può essere nitidamente osservata se si focalizza l’ordinaria gestione del
servizio scolastico; il lessico corrente ne è un indicatore inequivocabile: si pensi ad esempio a capacità,
formazione, competenza, laboratorio, offerta formativa, modulo, flessibilità, successo, apprendimento …
La terminologia non ha trovato ancora univoca e condivisa definizione. Tale carenza rende l’operatore
scolastico insensibile alla necessità e all’inderogabilità di un progetto di riorganizzazione.
Il Decreto Legislativo 294/97 rappresenta un sicuro e valido architrave per l'innovazione dell'istituzione
scolastica: nella figura che segue sono rappresenti gli organismi, la funzionalità, la struttura e gli elementi
del sistema scolastico.
Il percorso didattico qui di seguito proposto è ideato per dare concreta ed efficace risposta al dettato della
legge: si tratta di un modulo finalizzato alla
 promozione e all’accertamento/certificazione di competenze
 riconoscimento della progettualità del lavoro dell'insegnante
 documentazione dell'attività connessa alla funzione docente
 valorizzazione del lavoro degli organismi collegiali.
Esso è mirato allo sviluppo e al potenziamento di comportamenti cognitivi meditati: al termine del modulo
gli studenti dovranno dare prova del possesso delle capacità applicare modelli .e costruire modelli
Sul versante disciplinare viene focalizzata la cultura informatica: si tratta di una scelta controcorrente in
quanto il programma ministeriale non trova puntuale applicazione; nella scuola, infatti, si tende a
privilegiare l'aspetto strumentale, operativo delle nuove tecnologie dell'informazione.
Le attività proposte sono dirette alle classi prime della scuola secondaria di secondo grado e sviluppano
alcuni degli argomenti del 5° tema dei vigenti programmi ministeriali.
La definizione dei traguardi formativi deriva dall’associazione delle capacità che si vogliono promuovere
con argomenti selezionati dal tema 5 dei vigenti programmi ministeriali:
1
Capacità
Argomento
Competenza
Utilizza i diagrammi sintattici per scrivere righe di
programma
Linguaggi formali
Comprende il significato di programmi Pascal
Applicare modelli
Analisi, organizzazione,
rappresentazione di dati
Automi finiti
Linguaggi formali
Costruire modelli
Costruzione strutturata di
algoritmi e loro
rappresentazione
Affronta problemi definendo prioritariamente il
risultato e, in funzione d’esso, struttura
gerarchicamente i dati
Modella processi facendo uso di reti di Petri
Produce diagrammi sintattici in grado di generare
specifiche sequenze di elementi
Individua e formalizza con le reti di Petri strategie
risolutive
Formula algoritmi utilizzando le strutture di
controllo
Per quanto riguarda gli obiettivi socio-affettivi e di relazione le attività che sono proposte
favoriscono
 l'apprendimento autonomo ed efficace
 la capacità di risolvere problemi, di lavorare in gruppo/per obiettivi/per progetti, l'assunzione di
responsabilità
 la fiducia e l'accettazione dell'altro
 l'identificazione del gruppo come pluralità in interazione, come occasione operativa in cui i
soggetti si influenzano reciprocamente al fine di orientare il lavoro verso un fine condiviso
 il rispetto e l'accettazione dei vincoli operativi per identificare lo spazio entro cui manifestare la
propria capacità di scelta.
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Agli studenti è chiesto di trascrivere e riordinare a casa, su un quaderno, tutti i lavori fatti a scuola.
In tal modo rifletteranno e rinforzeranno concetti e strumentazione appresi.
NELLA PROVA FINALE SARA' CONSENTITA LA CONSULTAZIONE DEL QUADERNO
PERSONALE E DEI LIBRI DI TESTO
2
Le singole fasi dell’itinerario non prevedono l’indicazione di specifici e parziali traguardi:
l’evoluzione degli apprendimenti ha un elevato grado di variabilità. Solo a fine percorso sarà
accertato il grado di sviluppo delle competenze.
1 Rappresentare processi
La coniugazione di un verbo all’indicativo presente introduce le RETI DI PETRI,
efficace strumento per rappresentare processi.
fase 1 - Il docente, illustrando le diapositive, presenta il procedimento per la coniugazione
dell'indicativo presente di un verbo della prima coniugazione e introduce le RETI DI PETRI
[1-le reti di Petri]
Tempo 30'
fase 2 - Lavoro di gruppo finalizzato all'analisi e alla rappresentazione di una disposizione
della Costituzione italiana. [2 – Costituzione della repubblica italiana] Si tratta di un compito
non banale per degli studenti che hanno avuto solo alcuni rudimenti della notazione di Petri.
Per tale motivo sono previsti gruppi di lavoro di 4/5 elementi. Alla fine dell'attività gli
studenti comunicheranno, utilizzando un'opportuna modalità, l'esito del proprio lavoro. Nulla
vieta che, se l'organizzazione oraria lo consente, gli studenti concludano il loro compito a
casa.
Tempo 60'
fase 3 - Uno studente per ogni gruppo illustra la sua produzione. Il docente evidenzia le
differenze esistenti e porta ad unità i lavori presentati.
L'incontro si conclude con la presentazione delle diapositive
[3 – promulgazione legge]
Tempo 30'
2 – La comunicazione verso l'esecutore:
La codifica del procedimento di coniugazione di un verbo all’indicativo presente,
analizzato nel precedente incontro, consente di focalizzare la rigidità dell'interazione
con il calcolatore.
Si introducono i diagrammi sintattici per scrivere un programma formalmente
corretto
fase 1 - seguendo l'itinerario scandito dalle diapositive [1 – cilindro], il docente costruisce il
programma che consentirà all'esecutore di coniugare il tempo presente di un verbo della
prima coniugazione.
Terminata l’esposizione vengono consegnati i diagrammi sintattici [2 – diagrammi sint] per
consentire loro partecipare attivamente all’illustrazione sviluppato dal docente [3 – lucidi
diagrammi sint]
tempo 60'
fase 2 - il docente illustra l'ambiente di elaborazione commentando i lucidi [4 – l’ambiente
turbo Pascal].
Gli studenti, acquisite le nozioni base e utilizzando la documentazione [5 – documentazione
per studenti], comunicano al calcolatore il programma, ne controllano l'esattezza, lo
eseguono.
Tempo 60'
3
3 – la struttura di controllo IF
Il costrutto selezione:
gli studenti arricchiscono il programma VERBO realizzato nel precedente incontro:
l'utente deve poter scegliere tra l'indicativo presente, l'indicativo passato e il passato
remoto
fase 1 - Gli studenti, in gruppo, sono chiamati a arricchire (RETE DI PETRI) l'algoritmo di
coniugazione del tempo presente [1 – selezione]. Finita questa prima attività, utilizzando i
diagrammi sintattici, procederanno alla realizzazione della codifica PASCAL. La novità
della questione posta implica l'utilizzo del lavoro di gruppo.
Tempo 30'
fase 2 - Gli studenti espongono alla classe le loro soluzioni . Il docente evidenziando
similitudini e differenze sollecita il confronto: presenta infine una soluzione [2 – selezione].
Tempo 30'
fase 3 - Nel centro di calcolo gli studenti realizzano quanto l'insegnante ha indicato, in
forma non compiuta, nella fase di sistematizzazione. Distribuzione della documentazione [3documentazione verbi]
Tempo 60'
fase 4 - Compito individuale da svolgere a casa: il problema dell'ordinamento di tre numeri
interi [4 - ordinamento]
fase 5 - Esposizione e confronto di alcune soluzioni, discussione. Il docente, utilizzando i
lucidi, presenta una soluzione [5 – ordinamento]. Attività nel centro di calcolo. Al termine
distribuzione della documentazione [6 – documentazione – ordinamento]
Tempo 60'
4 – la struttura di controllo REPEAT:
un costrutto iterativo.
l'analisi di una favola consente di introdurre il terzo costrutto del linguaggio
[sequenza/selezione/iterazione]. L'attività costituisce la premessa logica allo sviluppo
della codifica PASCAL della struttura iterativa
fase 1 - lavoro di gruppo finalizzato all'analisi e alla rappresentazione di un breve
racconto. Anche in questo caso la cooperazione tra i membri del gruppo faciliterà
l'individuazione del costrutto iterativo che il testo presuppone [1 - cappucetto rosso]
Tempo 45'
fase 2 - intergruppo per l'esposizione e il confronto delle soluzioni. Sistematizzazione [ 2 –
l’interazione] consegna della documentazione [3- documentazione per studenti]
Tempo 45'
5 - Prova intermedia individuale
Verifica formativa: il quesito presuppone la capacità di assumere un corretto punto
vista e la competenza relativa all'uso delle RETI DI PETRI.
fase 1 - attività individuale - durante il compito gli studenti possono consultare tutto il
materiale in loro possesso: libri, quaderni … [1 – gioco dell’oca]
Tempo 60'
fase 2 - discussione del testo del problema e presentazione di una soluzione [2 – lucidi gioco
dell’oca]. Discussione libera centrata sulle difficoltà che sono state incontrate Tempo 60'
fase 3 - presentazione generale delle risultanze della prova. [3 – gioco dell’oca – tabulazione
esiti]. In seguito, individualmente, il docente illustra e discute le note di revisione: per
ognuna delle tre prestazioni attese avrà indicato il corrispondente livello.
I livelli previsti sono cinque contrassegnati dalle lettere 'a' 'b' 'c' 'd' 'e'.
'a' indica il livello massimo … 'c' il livello di sufficienza … 'e' il livello minimo
Tempo 60'
4
6 - laboratorio
Si propongono alcune situazioni di lavoro le cui soluzioni svilupperanno elementari
competenze di programmazione. Le sollecitazioni proposte hanno natura diversa,
alcune mirano all'analisi e all'interpretazione, altre all'applicazione di concetti e di
strumenti che gli studenti possiedono.
La costante di tutte le esercitazioni si ravvisa nella prassi risolutiva delle questioni
poste: si inizia il lavoro a tavolino; l'approccio al calcolatore deve avvenire solo nella
fase conclusiva.
Sul significato di LABORATORIO si rimanda a Francesco De Bartolomeis –
Sistema di laboratori – per una scuola nuova necessaria e possibile - Feltrinelli
Prova finale Verifica sommativa.
5
Prova intermedia formativa: il gioco dell'oca
Prestazioni attese
- assumere un punto di vista funzionale al
problema da risolvere / selezionare i dati
necessari
- funzionalità della rappresentazione
- correttezza formale
fase 1 - attività individuale - durante il compito gli studenti possono consultare tutto il materiale in loro
possesso: libri, quaderni …
Tempo 60'
fase 2 - discussione del testo del problema e presentazione di una soluzione. Discussione libera centrata sulle
difficoltà che sono state incontrate
Tempo 60'
fase 3 - presentazione generale delle risultanze della prova. In seguito, individualmente, il docente illustra le
note di revisione: per ognuna delle tre prestazioni attese avrà indicato il corrispondente livello. I livelli previsti
sono cinque contrassegnati dalle lettere 'a' 'b' 'c' 'd' 'e'.
'a' indica il livello massimo … 'c' il livello di sufficienza … 'e' il livello minimo
Tempo 60'
ritorna all'indice
Laboratorio - il lavoro degli studenti deve svilupparsi seguendo le tipiche fasi dell'attività informatica:
 lettura del testo del compito e specificazione del risultato atteso
 analisi e selezione dei dati contenuti nel testo
 reperimento dei dati necessari
 individuazione e rappresentazione della strategia risolutiva
 codifica dell'algoritmo
 interazione con la macchina
 controllo dei risultati e gestione degli errori.
In altre parole: l'attività fondamentale deve risultare quella a tavolino dove, con carta e matita, si
progetta la soluzione del problema.
Sul disco sono presenti le soluzioni sia in linguaggio sorgente (PASCAL) sia in formato eseguibile.
fase a - Il costrutto REPEAT: ulteriore sviluppo del programma per la coniugazione dei verbi. Il lavoro di
gruppo apre la sessione. E' opportuno che gli studenti in difficoltà siano orientati: saranno indicati loro i punti
nodali del ragionamento che deve essere compiuto.
I gruppi sono di tre persone in quanto si tratta di un lavoro che richiede precisione e riflessione su quanto
precedentemente à stato fatto e che non presuppone l'ideazione
della via risolutiva.
fase b - il costrutto WHILE: il quoziente di due numeri interi calcolato con sottrazioni successive. Gli
studenti realizzano il programma utilizzando la struttura REPEAT. I gruppi di lavoro sono di due studenti:
l'attività non è molto diversa da quelle precedentemente sviluppate.
Il docente presenta e discute i lucidi (15') introducendo il nuovo costrutto. Successivamente gli studenti
lavorano con il calcolatore per controllare il proprio operato.
fase c - i numeri di Fibonacci: si tratta di un'esercitazione che mira a potenziare la percezione del
funzionamento delle locazioni di memoria. Il lavoro di gruppo (tre studenti) dovrebbe concludersi in 30'. Si
dovrà valutare l'opportunità di promuovere il confronto tra il lavoro dei gruppi. Nel centro di calcolo, prima di
iniziare la validazione dei lavori, il docente presenta una possibile soluzione del problema.
fase d - l'algorimo di Euclide. Lavoro individuale da svolgere in classe: il monitoraggio del processo di
apprendimento è l'obiettivo dell'attività. Gli studenti sono chiamati a interpretare il listato di un programma, di
ipotizzarne la finalizzazione e di valutare la validità della congettura fatta. Terminato il lavoro individuale
alcuni studenti presenteranno il proprio lavoro, infine il docente presenterà i lucidi conclusivi.
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fase e - Il calcolo della potenza di un numero - compito individuale da affrontare a casa - soluzione. Si tratta
di un'attività di rinforzo.
fase f - Moltiplicare due numeri utilizzando l'operatore +. Compito individuale. L'attività vuole far emergere
eventuali zone d'ombra della preparazione degli studenti. Terminata l'elaborazione è da prevedere un
opportuno spazio per il confronto delle soluzioni e per la discussione delle difficoltà emerse. A conclusione il
docente presenta i lucidi di sistematizzazione.
fase g - La somma di frazioni Esercitazione da sviluppare in gruppo. Si tratta dell'attività conclusiva, di
sintesi delle diverse questioni affrontate. Confrontate le soluzioni il docente sistematizza .
Prova finale – Vengono proposti due questioni:
a)
b)
l’interpretazione di un programma che calcola la radice quadrata seguendo un procedimento per approssimazioni
successive
la riscrittura del programma per la coniugazione dei verbi in base ad un diagramma sintattico non noto.
Prestazioni attese
A1) segue l'esecuzione del programma annotando nelle celle di memoria tutti i cambiamenti che avvengono
A2) individua la funzionalità dell'algoritmo e ne verifica l'attendibilità
A3) assegna alle variabili dei nomi che corrispondono al loro significato
B1) scrive le istruzioni del programma nel rispetto del diagramma sintattico
B2) scrive le istruzioni del programma consapevole del loro significato (dichiarazioni - ingresso - selezione)
Le soluzione al quesito b):
programma sorgente
programma eseguibile
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