informatica - Liceo Vallisneri

 Dipartimento di Matematica - Matematica e Fisica - Informatica
Liceo “ A. Vallisneri “ -Lucca - PROGRAMMAZIONE DI DIPARTIMENTO - anno scolastico 2014-2015 Corso:
Liceo Scientifico – opzione scienze applicate Quadro orario Classe Informatica I 2 II 2 III 2 IV 2 V 2 - INFORMATICA - Secondo le indicazioni nazionali l’insegnamento di informatica nell’insegnamento liceale deve
proporsi diversi obiettivi: far comprendere i principali fondamenti teorici delle scienze
dell’informazione, far acquisire la padronanza di strumenti dell’informatica e l’utilizzo di tali
strumenti per la soluzione di problemi sia pur significativi in generale, ma in particolare
collegati allo studio delle altre discipline, far acquisire la consapevolezza dei vantaggi ed
al tempo stesso dei limiti dell’uso degli strumenti e dei metodi informatici e delle
conseguenze sociali e culturali di tale uso.
Questi obiettivi si riferiscono ad aspetti fortemente connessi fra di loro, che vanno quindi
trattati in modo integrato, mantenendo paritario il rapporto fra teoria e pratica ed integrando
costantemente i due aspetti, anche alla luce dei limiti imposti dal tempo a disposizione.
Al termine del percorso liceale lo studente sa padroneggiare i più comuni strumenti software
per il calcolo, la ricerca e la comunicazione in rete, sa acquisire ed organizzare dati,
applicandoli soprattutto nell'indagine scientifica, sapendo scegliere di volta in volta lo
strumento più adatto, ha una sufficiente padronanza di uno o più linguaggi per sviluppare
applicazioni semplici, ma significative, di calcolo in ambito scientifico e comprende la
struttura logico-funzionale della struttura fisica e del software di un computer e di reti locali.
Soprattutto nel corso del secondo biennio e del quinto anno il collegamento non solo con le
discipline scientifiche, ma anche con la filosofia e l'italiano, permetterà di riflettere sui
fondamenti teorici dell'informatica e delle sue connessioni con la logica ed anche sull’
influenza dell’informatica sui metodi delle scienze e delle tecnologie.
I contenuti proposti dalle indicazioni nazionali fanno riferimento alle seguenti aree
tematiche:
•
architettura dei computer (AC),
•
sistemi operativi (SO),
•
algoritmi e linguaggi di programmazione (AL),
•
elaborazione digitale dei documenti (DE),
•
reti di computer (RC),
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Liceo
•
•
•
“ A. Vallisneri “ -Luccastruttura di Internet e servizi (IS),
computazione, calcolo numerico e simulazione (CS),
basi di dati (BD).
Gli argomenti contenuti all’interno dei suddetti nuclei possono essere sviluppati durante tutto
il periodo dell’apprendimento e della formazione dell’alunno pertanto sarà opportuno che la
didattica si sviluppi a spirale nel tempo, per consentire al docente di ritornare in momenti
diversi sui medesimi argomenti, per trattarli con un maggiore approfondimento.
In questo modo la disciplina risulta calata in modo più efficace nel processo dinamico di
insegnamento-apprendimento e la metodologia didattica di volta in volta privilegiata può
avere una significativa ricaduta sulla formazione generale dell’alunno.
Si propongono le seguenti finalità (obiettivi trasversali) per l’insegnamento liceale di
informatica: a) saper cooperare, mettersi in discussione e lavorare in gruppo
b) saper lavorare per progetti;
c) saper stabilire interazioni tra progetto e discipline coinvolte;
d) acquisire capacità di scelta;
e) acquisire un metodo di lavoro produttivo.
f) potenziare le capacità di analisi;
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Liceo “ A. Vallisneri “ -LuccaPRIMO BIENNIO Nel corso del primo biennio si richiede che gli studenti raggiungano le seguenti
competenze disciplinari:
comprendere i fondamenti teorici basilari delle scienze dell’Informazione;
b)
acquisire la padronanza degli strumenti informatici proposti;
saper utilizzare tali strumenti per la soluzione di problemi, anche connessi allo studio di altre
discipline;
d) acquisire la consapevolezza dei vantaggi e dei limiti che il ricorso agli strumenti
informatici presenta;
a)
c)
Nel corso del primo biennio si richiede il raggiungimento dei seguenti obiettivi disciplinari
minimi: Conoscere le caratteristiche dei principali componenti hardware di un computer.
Conoscere cosa è ed a cosa serve un sistema operativo e saper orientarsi in esso (con
particolare riferimento a Windows) per operare con icone, finestre e menù e per gestire
cartelle e file.
c) Conoscere le caratteristiche e la relativa operatività di base dell’ambiente di lavoro
Excel.
Conoscere la definizione di algoritmo e le caratteristiche fondamentali dei diagrammi a
blocchi.
Saper analizzare e formalizzare semplici problemi per individuare il percorso risolutivo di
un problema assegnato e saperlo tradurre in un diagramma a blocchi
f) Saper tradurre un algoritmo in un linguaggio di programmazione.
Conoscere e saper utilizzare le variabili, i tipi di dati e le strutture di base del linguaggio C
nello strutturare il programma risolvente un semplice problema assegnato.
Conoscere che cosa è un sottoprogramma (function) e saperlo utilizzare all’interno di un
programma.
i) Saper analizzare dati sperimentali e rappresentarli graficamente
j) Saper utilizzare la posta elettronica e saper effettuare una ricerca in Internet.
a)
b)
d)
e)
g)
h)
Contenuti
Questi i contenuti previsti dalle indicazioni nazionali per il PRIMO BIENNIO
AREA TEMATICA: ARCHITETTURA DEL COMPUTER (AC)
Introduzione alle caratteristiche architetturali di un computer: i concetti di hardware e
software, una introduzione alla codifica binaria, presentazione dei codici ASCII e Unicode, gli
elementi funzionali della macchina di Von Neumann: CPU, memoria, dischi, bus e le
principali periferiche.
AREA TEMATICA: SISTEMI OPERATIVI (SO)
Concetto di sistema operativo, le funzionalità di base e le caratteristiche dei sistemi operativi
più comuni; il concetto di processo come programma in esecuzione, il meccanismo base
della gestione della memoria e le principali funzionalità dei file system.
AREA TEMATICA: ELABORAZIONE DIGITALE DEI DOCUMENTI (DE)
Gli elementi costitutivi di un documento elettronico e i principali strumenti di produzione,
con particolare attenzione al foglio elettronico.
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Liceo “ A. Vallisneri “ -Lucca AREA TEMATICA: STRUTTURA DI INTERNET E SERVIZI (IS)
La struttura e i servizi di Internet; uso efficace della comunicazione e della ricerca di
informazioni, consapevolezza delle problematiche e delle regole di tale uso.
AREA TEMATICA: ALGORITMI E LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE (AL)
Principi base dei linguaggi di programmazione; le principali tipologie di linguaggi e il concetto
di algoritmo. Implementazione di un algoritmo in pseudo-codice o in un particolare linguaggio
di programmazione.
In particolare, prevedendo una scansione quadrimestrale. i contenuti saranno articolati come
segue:
CLASSE PRIMA
I ° quadrimestre ARCHITETTURA DEL COMPUTER (AC) Introduzione alle caratteristiche architetturali di un computer: i concetti di hardware e
software, una introduzione alla codifica binaria, presentazione dei codici ASCII e Unicode, gli
elementi funzionali della macchina di Von Neumann: CPU, memoria, dischi, bus e le
principali periferiche. Il software: software di base e sistema operativo.
SISTEMI OPERATIVI (SO)
Concetto di sistema operativo, le funzionalità di base e le caratteristiche del sistema
operativo Windows. La gestione dei file. Il concetto di processo come programma in
esecuzione.
II° quadrimestre
ELABORAZIONE DIGITALE DEI DOCUMENTI (DE) Gli elementi costitutivi di un documento elettronico e i principali strumenti di produzione.
Redazione di un documento di testo mediante Microsoft Word. Il foglio elettronico Excel:
caratteristiche ed operatività.
ALGORITMI E LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE (AL)
Cenni e principi base dei linguaggi di programmazione; le principali tipologie di linguaggi. I
problemi e loro soluzione, il concetto di algoritmo. La programmazione strutturata.
Implementazione di un algoritmo in ambiente VBA di Excel.
CLASSE SECONDA
I ° quadrimestre ALGORITMI E LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE (AL) Pag. 4
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Liceo “ A. Vallisneri “ -LuccaStrutture di controllo: selezione (semplice, doppia, nidificata e multipla). Struttura iterativa:
ciclo a contatore, a condizione iniziale, a condizione finale.
Espressioni
logiche:
and,
or,
not.
Rappresentazione dei numeri in virgola mobile.
L’ambiente di programmazione VBA in Excel: tipi di dato; implementazioni di semplici
programmi con selezione, iterazione ed espressioni logiche.
ELABORAZIONE DIGITALE DEI DOCUMENTI (DE) Gli elementi costitutivi di un documento multimediale: uno dei principali strumenti di
produzione: Microsoft PowerPoint: caratteristiche ed operatività.
II° quadrimestre
ALGORITMI E LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE (AL) Dati strutturati: gli array. Procedure e funzioni; il passaggio dei parametri. Ricerca di un dato
in un vettore. Ordinamento dei dati di un vettore.
STRUTTURA DI INTERNET E SERVIZI (IS)
Reti e Internet. Servizi di Internet: pagine web, posta elettronica. Uso efficace della
comunicazione e della ricerca di informazioni.
Durante l’intero anno scolastico il foglio elettronico Excel potrà essere utilizzato a supporto di
quanto studiato in matematica per elaborare e rappresentare graficamente dati, rette e
parabole.
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Liceo “ A. Vallisneri “ -LuccaSECONDO BIENNIO Nel corso del secondo biennio si richiede che gli studenti si procedano ad un allargamento
della padronanza di alcuni strumenti e ad un approfondimento dei loro fondamenti concettuali.
La scelta dei temi dipende dal contesto e dai rapporti che si stabiliscono fra l’informatica e le
altre discipline.
Per l’anno scolastico in corso, analizzando le esperienze pregresse delle classi con il
susseguirsi annuale di diversi docenti, occorre rilevare come non ci sia stato uno sviluppo
organico di tutte le aree tematiche coinvolte nel piano disciplinare previsto dalle indicazioni
ministeriali. Per questo motivo, soprattutto nelle classi QUARTA e QUINTA dovranno essere
affrontate tematiche relative ad anni precedenti, che non sono state trattate al tempo dovuto,
ma che tuttavia si ritengano necessarie per una maggiore interazione multidisciplinare e per
un’organicità di sviluppo della materia.
Nel corso del secondo biennio si richiede che gli studenti raggiungano le seguenti
competenze disciplinari:
a) approfondire i fondamenti teorici delle scienze dell’Informazione;
b)
acquisire la padronanza di strumenti informatici avanzati per il trattamento
dell’informazione, sia in testuale che grafica;
saper utilizzare tali strumenti per la soluzione di problemi, anche connessi allo studio di altre
discipline;
d)
crescere nella consapevolezza dei vantaggi e dei limiti dell’uso degli strumenti e dei
metodi informatici;
c)
Nel corso del secondo biennio si richiede il raggiungimento dei seguenti obiettivi
disciplinari minimi: a) Saper analizzare, formalizzare ed individuare il percorso risolutivo di un problema
assegnato e saperlo tradurre mediante un linguaggio di programmazione, del genere
OOP, se possibile.
b) Conoscere una base di dati ed il suo sistema di gestione DBSM
c) Conoscere il linguaggio SQL per costruire ed operare sui DB
d) Conoscere e saper operare con dati in forma non testuale (grafica, audio, video)
e) Saper operare con programmi multimediali, sia in termini di presentazioni, sia in modalità
di sviluppo WEB
Contenuti
Questi i contenuti previsti dalle indicazioni nazionali per il SECONDO BIENNIO
AREA TEMATICA: ELABORAZIONE DIGITALE DEI DOCUMENTI (DE)
Strumenti avanzati di produzione di documenti elettronici (XML) e i principali strumenti di
produzione. I linguaggi di markup (HTML, etc)
AREA TEMATICA: BASI DATI (BD)
Introduzione al modello relazionale dei dati, ai linguaggi di interrogazione e manipolazione
dei dati.
AREA TEMATICA: ALGORITMI E LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE (AL)
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Liceo “ A. Vallisneri “ -LuccaSintassi ed implementazione di un linguaggio di programmazione orientato agli oggetti,
metodologie di programmazione.
In particolare, prevedendo una scansione quadrimestrale, i contenuti saranno articolati come
segue:
CLASSE TERZA
I ° quadrimestre ELABORAZIONE DIGITALE DEI DOCUMENTI (DE) I formati di memorizzazione dei disegni e delle immagini. Immagini raster e vettoriali
I formati di memorizzazione di audio e video e programmi di elaborazione dei file
multimediali: Microsoft PowerPoint
Progettazioni di pagine web e fogli stile: elementi di programmazione in linguaggi markup
(HTML), la formattazione, elementi multimediali, fogli di stile CSS.
Il linguaggio XML per la produzione di documenti strutturati.
II° quadrimestre
ALGORITMI E LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE (AL) Linguaggio VBA Excel: le strutture e passaggio alla programmazione OOP mediante classi
predefinite
I concetti di oggetto e di classe Uso di costruttori di classi, l’interfaccia pubblica di una classe
CLASSE QUARTA
I ° quadrimestre BASI DATI (BD) Concetto di base di dati. Modello concettuale entità/relazioni. Introduzione al modello
relazionale dei dati. DBMS e linguaggio SQL. Implementazione di un database.
II° quadrimestre
ELABORAZIONE DIGITALE DEI DOCUMENTI (DE) I formati di memorizzazione dei disegni e delle immagini. Immagini raster e vettoriali
I formati di memorizzazione di audio e video e programmi di elaborazione dei file
multimediali: Microsoft PowerPoint
ALGORITMI E LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE (AL) Linguaggio VBA Excel: le strutture e passaggio alla programmazione OOP mediante classi
predefinite
I concetti di oggetto e di classe Uso di costruttori di classi, l’interfaccia pubblica di una classe
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Liceo “ A. Vallisneri “ -LuccaQUINTO ANNO Il quinto anno deve esplicitare il più possibile il carattere interdisciplinare dell’insegnamento
dell’informatica (paradigma di scienza applicata), per cui sono opportuni percorsi di
approfondimento in raccordo con le altre discipline, anche mirati al proseguimento degli studi
universitari e di formazione superiore, nonché sinergie con il territorio, collaborazioni con
università, enti di ricerca, musei della scienza e mondo del lavoro.
Nel corso del quinto anno si richiede che gli studenti raggiungano le seguenti
competenze disciplinari:
a)
Padroneggiare i più comuni strumenti software per il calcolo, la ricerca e la
comunicazione in rete, la comunicazione multimediale, l'acquisizione e l'organizzazione
dei dati;
b)
Possedere una sufficiente padronanza di uno o più linguaggi per sviluppare
applicazioni semplici, ma significative, di calcolo in ambito scientifico;
c)
Comprendere la struttura logico-funzionale della struttura fisica e del software di
un computer e di reti locali, con una valutazione delle prestazioni ed il mantenimento
dell'efficienza;
d)
Comprendere il modo in cui l'informatica influisce sui metodi delle scienze e delle
tecnologie e su come permetta la nascita di nuove scienze.
Per il corrente anno scolastico si richiede inoltre di affrontare brevemente l’ambito delle Basi di
Dati che non è stato sviluppato negli anni precedenti, ma che si ritiene indispensabile per una
completezza culturale della materia
Nel corso del quinto anno si richiede il raggiungimento dei seguenti obiettivi disciplinari
minimi: a) Saper operare correttamente mediante un DBMS, effettuando più semplici
interrogazioni
b) Saper valutare un algoritmo secondo il grado di efficienza e complessità.
c) Saper utilizzare i servizi Internet (DNS, DHCP,…) per la gestione ed il controllo di una
rete LAN.
d) Discutere e valutare le ricadute dell’informatica a livello scientifico, sociologico e
culturale
Questi i contenuti previsti dalle indicazioni nazionali per il QUINTO ANNO
AREA TEMATICA: COMPUTAZIONE, CALCOLO NUMERICO E SIMULAZIONE (CS)
Utilizzando i linguaggi di programmazione appresi negli anni precedenti, e riprendendo
lo strumento del Foglio di calcolo, verranno studiati i principali algoritmi del calcolo
numerico, introdotti i principi teorici della computazione. Simulazioni come supporto alla ricerca scientifica (studio quantitativo di una teoria,
confronto di un modello con i dati…) in alcuni esempi, possibilmente connessi agli
argomenti studiati in fisica o in scienze AREA TEMATICA: RETI DI COMPUTER (RC)
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Dipartimento di Matematica - Matematica e Fisica - Informatica
Liceo “ A. Vallisneri “ -Lucca-
Con l'ausilio degli strumenti acquisiti nel corso dei bienni precedenti (area IS), saranno
sviluppate tematiche relative alle reti di computer, ai protocolli di rete, alla struttura di
internet e dei servizi di rete. In particolare, prevedendo una scansione quadrimestrale, i contenuti saranno articolati come
segue:
CLASSE QUINTA
I ° quadrimestre BASI DATI (BD) Concetto di base di dati. Modello concettuale entità/relazioni. Introduzione al modello
relazionale dei dati DBMS e implementazione di un database. Principali operazioni sul DB
COMPUTAZIONE, CALCOLO NUMERICO E SIMULAZIONE (CS) Linguaggio VBA Excel: le strutture e utilizzo della programmazione OOP mediante classi
predefinite
Complementi di programmazione: ricorsività, complessità computazionale. Thread.
Concorrenza e sincronizzazione. Socket.
II° quadrimestre
RETI DI COMPUTER (RC) Modelli funzionali di rete: peer-to-peer e client-server. Modello ISO/OSI e TCP/IP. Servizi di
rete. Problematiche di sicurezza. Conseguenze sociali e culturali Pag. 9
Dipartimento di Matematica - Matematica e Fisica - Informatica
Liceo “ A. Vallisneri “ -LuccaMETODOLOGIA
L'insegnamento sarà centrato su una didattica prevalentemente laboratoriale, basata
largamente sulla risoluzione con tecniche informatiche di esercizi e problemi; le lezioni
teoriche avranno il compito di sistematizzare ed illustrare il significato generale delle
tecniche apprese, anche mediante canali multimediali attraverso l’uso delle LIM.
In laboratorio, in genere, gli alunni lavoreranno in piccoli gruppi (2-3 persone) ed avranno in
tal modo la possibilità di confrontarsi e di collaborare nella realizzazione di un progetto
concreto.
Come già detto in precedenza, gli argomenti previsti dal programma potranno essere ripresi
dal docente, nel corso dell’anno scolastico o di un periodo di formazione più ampio, per
successivi approfondimenti più consoni sia alle necessità di lavoro sia al livello di formazione
degli alunni.
Si deve inoltre prevedere la collaborazione con altre discipline, in particolare scientifiche,
sulla base di indicazioni del Consiglio di Classe legate ad una progettualità, anche se
limitata, di tipo multidisciplinare.
VERIFICA E VALUTAZIONE
La valutazione finale di ogni modulo si avvale di verifiche specifiche che possono consistere
in prove che misurino:
• l’acquisizione e l’incremento di competenze;
• la partecipazione ed il contributo individuale dato al lavoro svolto.
Per la disciplina è previsto sia il voto per lo scritto che quello per l’orale: è necessario quindi
produrre nel PENTAMESTRE almeno due valutazioni per lo scritto e due valutazioni per
l’orale; nel primo periodo sono sufficienti complessivamente tre valutazioni Gli obiettivi della disciplina richiedono l’utilizzo di prove di verifica differenziate, riconducibili
alle seguenti tipologie:
scritto:
compito a problemi, produzione di programmi informatici, utilizzo di software
applicativi, anche in ambito di laboratorio
orale :
test a scelta multipla, relazioni sull’attività di laboratorio.
Allo scopo di valutare e certificare le competenze raggiunte in ambito informatico, come
previsto al termine del biennio dell’obbligo, saranno prese in considerazione alcune delle
verifiche somministrate nella classe seconda e nel secondo periodo nella classe prima .
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