1 ISTITUTO TECNICO INDUSTRIALE STATALE "G. ASPRONI" PROGRAMMAZIONE DIDATTICA ANNUALE a.s. 2014-2015 CLASSE 3a INFORMATICI Docenti : Pierpaolo Damele – Arnaldo Scarpa Disciplina : Informatica Generale, Applicazioni e Laboratorio Si ritiene opportuno presentare i contenuti della programmazione richiamandoli ai punti dell’elenco che segue: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. Finalità dell'insegnamento; Obiettivi didattici; Metodologia; Verifiche e valutazioni; Criteri di valutazione; Recupero; Collegamenti con le altre discipline; Contenuti. 1. FINALITÀ DELL’INSEGNAMENTO Finalità dell'insegnamento è quella di favorire la formazione e la crescita intellettuale civile e sociale degli alunni attraverso la conoscenza e l’applicazione del metodo scientifico allo studio dei sistemi di elaborazione automatica dell’informazione, con particolare riguardo alle risorse, ai procedimenti e alle tecnologie orientate alla modellizzazione software di universi di discorso attualizzabili in contesti operativi reali. Per il conseguimento di questa finalità risultano strategici: i linguaggi formali, lo sviluppo di capacità interpretative specifiche nell’analisi di testi, la condivisione e la cooperazione, le abilità di veicolare attraverso reti di risorse contenuti non necessariamente tecnici ma strutturati ed organizzati in modo da favorire l’interazione e la produttività personale e di gruppo, la condivisione di idee e strumenti da dirigere e far evolvere attraverso una progettualità non predefinita ovvero attraverso una progettualità continuamente rivedibile. Lo studio della disciplina, pertanto, dovrebbe tendere a: potenziare le facoltà logicointuitive dello studente, familiarizzarlo all’analisi dei contesti e alla sintesi creativa, esercitarlo al ragionamento induttivo e deduttivo, familiarizzare l’allievo all’uso delle tecniche di problemsolving, favorire l’impiego di strumenti e metodi astratti nella rappresentazione della conoscenza, combinare i vantaggi dell’approccio analitico con i benefici di quello sistemico, educare alla precisione del linguaggio che è al tempo stesso responsabilità e dovere, fornire un insieme di modelli, regole, principi e procedure atti a descrivere ed interpretare la realtà, fornire abilità specifiche in grado di interagire sinergicamente con quelle delle altre discipline che caratterizzano l’indirizzo di studio. 2. OBIETTIVI Obiettivi generali 1. Stimolare le capacità logico-linguistiche ed espressive. 2. Stimolare alla inesauribile problematicità delle situazioni. 3. Saper adattare i modelli teorici appresi nello studio della disciplina a situazioni e problemi che nascono da altri campi di studio o dall’esperienza quotidiana. 4. Utilizzare consapevolmente tecniche, strumenti e metodologie informatiche. 5. Saper agire in modo collaborativo e saper condividere risorse. 6. Saper valutare e verificare le soluzioni ottenute. 7. Sapersi esprimere in modo chiaro, rigoroso e sintetico, utilizzando il linguaggio specifico della disciplina. 8. Saper produrre report tecnici. 9. Sviluppare le capacità di analisi e sintesi. 10. Analizzare situazioni diverse determinandone proprietà o strutture comuni. 11. Comprendere il significato dei formalismi impiegati 12. Descrivere e rappresentare relazioni tra categorie di oggetti e/o fatti. . Obiettivi specifici 1. Acquisire la nozione di algoritmo e saperla applicare nei più disparati contesti; 2. Comprendere le nozioni di input e di output; 3. Comprendere e saper applicare la nozione di programma inteso come combinazione di algoritmi e strutture dati; 4. Comprendere e saper applicare i principi e le metodologie di base necessarie per la progettazione del software; 5. Comprendere e saper applicare i principi ed i metodi per la codifica e collaudo dei programmi; 6. Conoscere un linguaggio di programmazione di alto livello (Paradigma Imperativo); 7. Comprendere e saper applicare le nozioni ed i meccanismi della programmazione imperativa; 8. Comprendere e saper applicare le nozioni ed i meccanismi della programmazione procedurale; 9. Comprendere e saper applicare le nozioni e le metodologie relative all’Astrazione sui Dati; 10. Comprendere e saper applicare le nozioni e le metodologie relative all’Astrazione sulle Operazioni; 11. Comprendere e saper applicare le nozione di Tipo di Dato Primitivo e di Tipo di Dato d’Utente; 12. Comprendere e saper applicare la nozione di tipo di dato ed i meccanismi di programmazione che ne consentono la definizione e l’uso nell’ambito di uno specifico linguaggio di programmazione; 13. Comprendere e saper applicare la nozione di sottoprogramma ed i meccanismi che ne consentono la realizzazione e l’impiego nell’ambito di uno specifico linguaggio di programmazione; 14. Comprendere e saper applicare la nozione di interfaccia di comunicazione ed i meccanismi che ne consentono la realizzazione e l’impiego nell’ambito di uno specifico linguaggio di programmazione; 15. Comprendere e saper usare la nozione di interfaccia nella definizione ed attivazione di sottoprogrammi; 16. Comprendere e saper usare in generale la nozione di parametro; 17. Comprendere e saper usare la nozione di parametro nel contesto delle interfacce di comunicazione e dei sottoprogrammi; 18. Comprendere e saper applicare i meccanismi di programmazione relativi al controllo del flusso; 19. Comprendere e saper applicare i meccanismi di programmazione relativi alle strutture dati; 20. Comprendere e saper usare la nozione di puntatore; 21. Conoscere algoritmi notevoli; 22. Conoscere algoritmi elementari per eseguire ordinamenti e ricerche; 23. Conoscere le strutture dati in memoria secondaria (file) e le operazioni per gestirle; 3. METODOLOGIA Gli argomenti saranno organizzati secondo la logica dei moduli. Il metodo didattico privilegiato sarà quello induttivo, che consente il passaggio dallo studio di esempi concreti ad una elaborazione astratta dei contenuti, senza peraltro trascurare il metodo deduttivo. Si tenterà di approcciare le nozioni ed i concetti nucleari della disciplina partendo da ciò che può stimolare la curiosità degli allievi e la loro intuizione, attingendo da esperienze facilmente comprensibili. Pertanto gli alunni saranno impegnati, individualmente ed in gruppo, in momenti operativi, indagini e riflessioni, opportunamente guidati ed integrati dall’intervento del team educante. Per quanto riguarda i mezzi didattici, sarà dato ampio spazio alla lavagna multimediale che consentirà anche la fruizione in aula del libro di testo in una modalità guidata e condivisa che, oltre a facilitare la veicolazione dei contenuti, potrà risultare ancora più strategica nell’apprendimento di un proficuo metodo di studio e di lavoro soprattutto per gli studenti che possiedono minore autonomia e/o maggiori difficoltà di apprendimento. Per quanto attiene all’attività di laboratorio essa costituisce per la disciplina un momento fondamentale dei processi di apprendimento: quello in cui la metodologia scientifica trova la sintesi ideale tra teoria e prassi, tra verità formulate e verità (o errori) fattuali, tra astrazione e concretezza. In questa sede si dovrà far leva necessariamente anche su altre capacità, su altre abilità: approccio intuitivo, quello euristico, quello operativo e problematizzato serviranno a stimolare le motivazioni allo studio inteso come ricerca della verità, della bellezza, della semplicità, dell’efficacia, dell’efficienza; e qui la realizzazione di lavori interdisciplinari potrà consolidare e rinforzare abilità già possedute o spingere a desiderare di possederne di nuove. 4. VERIFICHE E VALUTAZIONE La somministrazione periodica delle verifiche servirà a monitorare i processi di apprendimento individuali degli allievi in termini di conoscenze teoriche, capacità applicative ed abilità operative. Le verifiche saranno nelle tre tipologie previste, ovvero: scritte, orali e pratiche. Si cercherà di distribuire, nell'arco dell'anno scolastico, almeno una prova strutturata per Modulo formativo. La prova strutturata, articolata per quesiti sarà del tipo: Vero/Falso: se il distrattore è uno solo; Scelta Multipla: se i distrattori sono più di uno; Corrispondenze: se agli allievi sono proposte due serie di termini; Domande Esplorative/Concettuali: costruite per saggiare la comprensione globale dell’argomento ed introdotte da: Chi/Che cosa/Perché/Come/Quale/Quando; Domande a Risposta Aperta-Guidata: per saggiare le capacità di sintesi, di applicazione e di valutazione. Domande a Risposta Aperta. Ogni prova sarà costituita da un congruo numero di quesiti; il punteggio attribuito ai singoli quesiti potrà mutare in relazione al valore ed alla complessità della domanda da essi posta.. Le verifiche serviranno a: Valutare il livello di comprensione di ogni Unità Didattica (Verifiche Formative); Stabilire quali contenuti sono stati compresi correttamente, quali sono quelli che presentano criticità, quali, infine, quelli che non sono stati compresi affatto; Determinare il numero di obiettivi specifici raggiunti ed il numero di quanti sono ancora da raggiungere; Valutare se i metodi, i materiali e gli strumenti usati sono stati appropriati; Acquisire gli elementi di conoscenza che forniscono l’aiuto necessario per impostare nel modo più corretto possibile l’azione di stimolo. La valutazione sarà intesa come necessità di interpretare una misurazione: quella attribuita alle verifiche sulla base di un criterio d’oggettività. Quindi la valutazione verrà intesa non come elemento di decisione sul promuovere o respingere (se questa fosse la sua funzione essa esorbiterebbe già dal legittimo uso educativo ad essa stesso sotteso) ma come momento informativo per impostare nel modo più corretto possibile un’azione di stimolo e di guida a completo beneficio degli allievi. Con la valutazione, non si mirerà tanto a rilevare quanta conoscenza gli alunni abbiano fino a quel momento memorizzato, bensì a rilevare il grado di comprensione e di ragionamento autonomo conseguiti da ogni allievo rispetto ai livelli di partenza. La valutazione dell’apprendimento non dovrà fornire un giudizio tale da mettere in dubbio le potenzialità dello studente, ma dovrà fornire allo stesso, indicazioni per modificare o consolidare il proprio metodo di studio e/o il proprio atteggiamento nei confronti della scuola. Nella determinazione della valutazione si terrà inoltre conto dei seguenti parametri: giudizio complessivo sullo studente in relazione al suo percorso formativo, ai suoi interessi, alla disponibilità al dialogo educativo, all’impegno profuso per superare le difficoltà, alle sue possibilità di studio autonomo e maturo; capacità dello studente di recuperare e di annullare i ritardi nella preparazione. La valutazione finale sarà la sintesi di quanto emerso nel corso dell’anno, dovuta all’unificazione dei risultati riportati nelle prove scritte, orali e pratiche, e, in generale, dalla rilevazione del comportamento scolastico dell’alunno. 5. CRITERI DI VALUTAZIONE CONOSCENZE/COMPETENZE Voto (Giudizio) Descrittori LIVELLI A Rifiuto dell’attività proposta - Compito in bianco B Conoscenze prevalentemente lacunose, incapacità di orientarsi nei contenuti, anche se guidato, uso di un linguaggio inadeguato e scorretto C Conoscenze lacunose e superficiali, uso di un linguaggio inadeguato e scorretto D 1 (Nullo) 2/3 (Scarso) 4 (Insufficiente) Conoscenze incomplete e superficiali, capacità di orientarsi solo se guidato, uso di un linguaggio spesso inadeguato e scorretto. 5 (Mediocre) Conoscenza degli aspetti fondamentali del programma e l’applicazione di questi nei casi più semplici; 6 E dei (Sufficiente) F Conoscenza sufficientemente approfondita, comprensione autonoma dei contenuti semplici, uso di un linguaggio abbastanza corretto ma con qualche improprietà. 7 (Discreto) G Conoscenza completa e abbastanza approfondita, autonoma comprensione anche dei contenuti complessi uso di un linguaggio corretto pur con qualche improprietà. 8 (Buono) Esposizione contenuti. coerente e linguisticamente accettabile H Conoscenza completa, approfondita, facilità a comprendere, collegare e rielaborare in modo autonomo i contenuti, anche in ambiti diversi, uso di un linguaggio corretto e appropriato. 9 (Ottimo) I Qualora, in presenza delle condizioni del punto precedente, vi sia anche un apporto personale di arricchimento delle conoscenze richieste. 10 (Eccellente) 6. RECUPERO Poiché è sempre più attuale la richiesta di una scuola più attenta alle problematiche individuali, tesa a garantire il diritto allo studio e alla conoscenza a quegli alunni maggiormente disagiati culturalmente e socialmente, occorre ridurre il divario tra i cosiddetti "bravi" e quelli “meno bravi”; rimuovere quelle carenze che risultano da freno all'apprendimento delle nuove conoscenze; stimolare il più possibile la curiosità intesa come premessa verso nuovi saperi. Nella fase di recupero si procederà con l’utilizzo di interventi, suggerimenti e consigli didattico/educativi, sia individualizzati sia di gruppo, facendo ricorso alle nuove tecnologie multimediali. L'organizzazione del recupero dei moduli avverrà preferibilmente ed in prima battuta nell'ambito delle ore curricolari attraverso l’aggregazione temporanea degli alunni suddivisi per piccoli gruppi di livello omogeneo. Si cercherà di rilevare: le motivazioni dell’insuccesso: carenze di base/lacune pregresse/non sa studiare/non riesce ad applicare i concetti/studia poco/non studia; la direzione evolutiva dei processi di apprendimento: miglioramento/peggioramento/stazionarietà nella preparazione il livello dell'insuccesso: non molto grave/grave/gravissimo. Altri indicatori si ricercheranno attraverso: disagio causato dalla lontananza della scuola dal domicilio, disagio personale dovuto a problematiche adolescenziali e/o familiari e/o eccessivo numero di alunni presenti nella classe e/o qualsiasi altro elemento di disturbo oggettivamente rilevabile. 7. COLLEGAMENTI CON LE ALTRE DISCIPLINE Si tenterà, qualunque sia l'argomento trattato, di evidenziare le correlazioni con le altre discipline, in particolare con: Inglese, Matematica, Sistemi, Teoria e Progettazione di Sistemi Informatici e Telematici, Telecomunicazioni; si cercherà inoltre di stabilire collaborazioni attive e proficue con i colleghi delle materie di indirizzo maggiormente affini, cercando di realizzare relazioni sinergiche sia nel tempo che nella quantità e qualità degli argomenti da svolgere (ad esempio attraverso anticipazione/posticipazione degli stessi oppure mediante il loro rafforzamento/indebolimento o ancora attraverso dilatazione/condensazione dei contenuti); si tenterà in ogni caso di sviluppare le occasioni di dialogo interdisciplinare che in itinere dovessero apparire utili agli studenti sotto qualsiasi punto di vista. 8. CONTENUTI MODULO 1 – Fondamenti della Disciplina U.D. 0: L’informatica come disciplina scientifica - L’Informatica nella storia del pensiero scientifico – Uomini, idee e macchine – Scienza e letteratura . U.D. 1: Problemi, Algoritmi, Esecutori – La strategia risolutiva di un problema e la sua descrizione – Modelli grafico-concettuali: i Diagrammi di Flusso (Flowchart) – I flowchart orientati alla descrizione di algoritmi: le principali forme grafiche e le regole di composizione – Dalla programmazione a spaghetti ai Diagrammi a Blocchi Strutturati (DABS) – Costanti, variabili, espressioni – Tipi di dato – I/O – L’assegnamento – Lo scambio. U.D. 2: La programmazione strutturata: i costrutti di sequenza e selezione – Condizioni semplici – Il linguaggio naturale, i valori di verità ed i connettivi proposizionali - L’algebra di Boole, i connettivi vero-funzionali e le tabelle di verità – Costrutti di selezione a 1 e 2 vie – Costrutti di selezione non standard e regole di trasformazione Costrutti di selezione in serie – Costrutti di selezione annidati. U.D. 3: Il tipo di dato carattere – La nozione di codice e la sua importanza nella storia – La codifica dell’informazione: codici numerici ed alfanumerici – Codifica numerica – Codifica alfanumerica – Il codice ASCII – Il codice UNICODE U.D. 4: Costrutti di selezione a più di 2 vie - Applicazioni con interfacce basate su menù Costrutti di programmazione per il controllo del flusso: iterazione determinata e indeterminata Algoritmi iterativi fondamentali - Manipolazione di stringhe mediante iterazioni. U.D. 5: Array omogenei a 1, 2 e più dimensioni – L’operazione di accesso - Iterazioni su array – Iterazioni annidate – Stringhe. U.D. 6: Nozione di stringa – Operazioni su stringhe – Implementazione delle stringhe nel linguaggio di riferimento – Operazioni predefinite su stringhe – Operazioni su stringhe carattere per carattere. U.D. 7: Nozione di puntatore – Operazioni su puntatori – Codifica di algoritmi basati su puntatori. U.D. 8: Postulati su array e puntatori nel linguaggio di riferimento – Stringhe e puntatori nel linguaggio di riferimento. MODULO 2 – Macrodefinizioni (Operazioni d’Utente I) U.D.1: La nozione di sottoprogramma - La nozione di macro – Macro senza parametri – Macro con parametri. MODULO 3 – Astrazione sulle operazioni (Operazioni d’Utente II) U.D.1: La nozione di sottoprogramma chiuso – La nozione di interfaccia di comunicazione – La nozione e le tipologie di parametri – Meccanismi di trasmissione dei parametri. U.D.2: Regola generale di attivazione – Regola di attivazione per sottoprogrammi tipati – Regola di equivalenza tra sottoprogrammi. U.D.3: Codifica di algoritmi ed operazioni di base mediante sottoprogrammi parametrici. MODULO 4 – Memoria Dinamica U.D.1: La memoria dinamica e la sua gestione – Le funzioni di allocazione e deallocazione dinamica – Memoria statica vs. memoria dinamica. MODULO 5 – Astrazione sui Dati (Tipi di Dati d’Utente) U.D. 1: La nozione di TDU – Modellizzazione dei Dati – Meccanismi di Composizione dei Dati. U.D. 2: Array eterogenei – L’operazione di accesso – Operazioni su array eterogenei – Array di array. U.D. 3: Codifica di algoritmi ed operazioni di base mediante sottoprogrammi parametrici. MODULO 6 – Ricerca e Ordinamento U.D. 1: Il problema della ricerca – Nozione di chiave di ricerca – Classificazione degli algoritmi di ricerca. U.D. 2: Algoritmo di ricerca sequenziale – Algoritmo di ricerca con sentinella – Algoritmo di ricerca binaria – Stima dei costi degli algoritmi di ricerca; U.D. 3: Il problema dell’ordinamento come operazione globale sui dati – Relazioni d’ordine Ordinamento fisico ed ordinamento logico - Nozione di chiave di ordinamento – Classificazione degli algoritmi di ordinamento. U.D. 4: L’ordinamento per selezione diretta -Ordinamento per inserzione – Ordinamento per scambio. MODULO 7 – Strutture dati notevoli U.D. 1: La pila – Contesti d’uso - Caratterizzazione astratta – Caratterizzazione concreta basata su vettori. U.D. 2: La coda – Contesti d’uso - Caratterizzazione astratta – Caratterizzazione concreta basata su vettori. MODULO 8 – File U.D. 1: Memorizzazione di dati permanenti – La nozione di record - Il file come struttura dati dinamica – File di testo – File binari – Accesso sequenziale e accesso diretto – File di record ad accesso diretto – Il file di record come array illimitato – Operazioni predefinite sui file. LABORATORIO Programmazione Imperativa Applicazioni basate su variabili semplici ed operazioni elementari di confronto ed assegnamento; Applicazioni basate su stringhe ed operazioni predefinite od orientate al singolo carattere; Applicazioni basate su iterazioni (senza array); Applicazioni basate su array ed iterazioni; Applicazioni interattive basate su interfacce a menù; Applicazioni basate su sottoprogrammi con parametri; Applicazioni basate su strutture dati dinamiche e composizione di strutture dati statiche; Applicazioni basate su algoritmi di ricerca ed ordinamento; Sviluppo di semplici applicazioni interattive basate su operazioni ciclicamente attivabili mediante menù e sottomenù; Implementazione di strutture dati notevoli: pila e coda; Semplici applicazioni basate su file sequenziali. TAVOLA DI PROGRAMMAZIONE Sulla base dell’esperienza pregressa si stima che il monte ore teorico a disposizione per lo svolgimento delle attività didattiche ammonti a complessive 190 ore di lezione: di queste è però necessario riservare una quota-parte da destinare alle attività previste dal Progetto di Alternanza Scuola-Lavoro (di seguito indicato come “PASL” che a partire da quest’anno scolastico coinvolgerà anche le classi III dell’Istituto) che potrebbe incidere sul totale sino ad un massimo del 30%. Poiché non è detto che questo limite sarà raggiunto e poiché le suddette attività non sono ancora state identificate a pieno titolo come “curricolari”, si ritiene di poter stimare sin da ora che la loro incidenza si aggirerà intorno al 10-15% del monte-ore complessivo ovvero comporterà una “decurtazione” (si noti il virgolettato) di al più 30 ore (10 ore nel trimestre e 20 nel pentamestre) . Relativamente alla periodizzazione approvata in trimestre e pentamestre le ore di lezione saranno dunque ripartite nelle seguenti misure: TRIMESTRE (dal 18/9/14 sino al 23/12/14): 70 (– 10 per PASL) = 60 ore di lezione; PENTAMESTRE (dal 24/12/14 sino al 10/06/15): 120 (– 20 per PASL) = 100 ore di lezione. E secondo la scansione temporale presentata nella seguente tabella: Contenuti Modalità Strumenti Tempi Attività guidata Lezione dialogata Laboratorio Libro di testo Schede di lavoro LIM (-5 per PASL) Attività guidata Lezione dialogata Laboratorio Libro di testo Schede di lavoro LIM 5 ore Attività guidata Lezione dialogata Laboratorio Libro di testo Schede di lavoro LIM (-5 per PASL) Attività guidata Lezione dialogata Laboratorio Libro di testo Schede di lavoro LIM (-3 per PASL) Attività guidata Lezione dialogata Laboratorio Libro di testo Schede di lavoro LIM (-5 per PASL) Attività guidata Lezione dialogata Laboratorio Libro di testo Schede di lavoro LIM (-3 per PASL) Attività guidata Lezione dialogata Laboratorio Libro di testo Schede di lavoro LIM (-2 per PASL) Attività guidata Lezione dialogata Laboratorio Libro di testo Schede di lavoro LIM (-2 per PASL) (Tempi) Modulo 1 Fondamenti della disciplina 55 ore (Ottobre-Novembre) Modulo 2 Macrodefinizioni (Novembre) Modulo 3 Astrazione procedurale 45 ore (Dicembre-Gennaio) Modulo 4 Memoria dinamica 10 ore (Marzo) Modulo 5 Astrazione sui Dati 30 ore (Febbraio-Marzo) Modulo 6 Ricerca e Ordinamento 20 ore (Dicembre-Marzo) Modulo 7 Strutture Dati notevoli 15 ore (Marzo-Aprile) Modulo 8 File (Marzo) 10 ore