Lezione 16 - Simulazione di esperimenti
45 minuti
Panoramica
Questa è una lezione di contestualizzazione: gli alunni eseguono una semplice simulazione nel Laboratorio dei personaggi e ne raccolgono i dati. Dopo aver eseguito la simulazione più volte, gli alunni hanno l'opportunità di prevedere in che modo la modifica di una variabile nella simulazione può influire sul risultato e verificare tale ipotesi.
Traguardo di apprendimento
In molte discipline scientifiche viene utilizzata l'informatica per eseguire modelli e simulazioni al fine di eseguire esperimenti, raccogliere dati e analizzare tali dati per ottenere informazioni dettagliate. Sebbene la simulazione introdotta in questa lezione sia piuttosto semplificata, può essere utilizzata come punto di partenza per gli alunni per considerare come utilizzare modelli computazionali più sofisticati per verificare le ipotesi.
Mappatura delle competenze
DA - Data & Analysis
- 1B-DA-06 - Organizzare e rappresentare visivamente i dati raccolti per evidenziare le relazioni e supportare un reclamo.
- 1B-DA-07 - Utilizzare i dati per evidenziare o proporre relazioni di causa ed effetto, prevedere i risultati o comunicare un'idea.
Pianificazione
Obiettivi
Gli alunni saranno in grado di:
- creare un grafico a doppia linea per confrontare i dati da due fonti diverse
- fare una previsione e testarla modificando le variabili di simulazione
- utilizzare una simulazione al computer per raccogliere dati su un modello
Preparazione
- Cerca di capire se gli alunni eseguiranno le simulazioni sul proprio computer o se le eseguiranno con tutta classe
- Se necessario, preparati a progettare le due simulazioni in questa lezione.
Collegamenti
Attenzione! Fai una copia di tutti i documenti che intendi condividere con gli alunni.
Per gli studenti
- Simulazioni in corso - Esercitazione
Glossario
- Modelli e simulazioni - un programma che replica o imita le caratteristiche chiave di un evento del mondo reale al fine di studiarne il comportamento senza il costo, il tempo o il pericolo di eseguire un esperimento nella vita reale.
Guida didattica
Preparazione (5 minuti)
Introduzione
Prompt: se fossi uno scienziato, quando potresti voler simulare un esperimento su un computer invece che nella vita reale? Incoraggia gli alunni a prendere in considerazione esperimenti che potrebbero essere pericolosi o difficili da riprodurre nella vita reale.
Di' questo: Oggi eseguiremo una simulazione per raccogliere dati su un esperimento, proprio come fanno gli scienziati.
Attività (35 minuti)
Simulazione di esperimenti
Distribuisci: distribuisci la lezione *Foglio di lavoro insieme a matite e strumenti da colorare di qualche tipo. Indirizza gli alunni a Code Studio o proietta l'esercizio sulla lavagna.
Esecuzione di simulazioni
Fase 1 Raccogli i dati: la prima bolla è una semplice simulazione di un elefante e un ippopotamo che raccolgono mele. Gli alunni eseguiranno la simulazione almeno 5 volte, registrando il numero di mele raccolte da ciascun animale e il tempo totale impiegato per eseguire la simulazione.
Grafico a linee del passaggio 2: utilizzando i dati raccolti nel passaggio precedente, gli alunni tracciano un grafico a doppia linea. Incoraggia gli alunni a condividere i loro grafici con i vicini e a discutere le seguenti domande:
- I grafici sono uguali o diversi? Perché pensi che lo siano?
- Cogli degli schemi?
- Cosa pensi che vedresti se eseguissi questa simulazione altre 5 volte?
Fase 3 Modifica e prevedi: nella seconda bolla gli alunni potranno modificare alcune delle variabili che controllano questa simulazione. Ogni alunno sceglierà una variabile da modificare, prevederà come quel cambiamento influirà sulla simulazione. Le potenziali variabili da modificare includono:
- Numero di elefanti
- Numero di ippopotami
- Numero di mele
- Velocità degli elefanti
- Velocità degli ippopotami
Fai notare che, se vogliono, gli alunni possono cambiare i personaggi nella loro simulazione con altri animali o altro cibo.
Fase 4 Raccolta di più dati: con le modifiche che gli alunni hanno deciso nell'ultimo passaggio, eseguiranno la simulazione altre cinque volte e raccoglieranno i dati.
Passaggio 5 Visualizza i tuoi dati: questo passaggio viene lasciato intenzionalmente aperto per consentire agli alunni di esplorare qualsiasi rappresentazione visiva dei loro dati che desiderano. L'obiettivo di questo oggetto visivo dovrebbe essere quello di provare o smentire la loro previsione.
Condividi: dopo aver terminato, gli alunni possono condividere i loro risultati con un compagno. Quando l'intera classe sarà pronta, riunisci tutti.
Conclusione (5 minuti)
Riflessione
Discussione: chiedi agli alunni di discutere come sono emerse le loro modifiche e previsioni, prima con un compagno e poi con l'intera classe. Incoraggia gli alunni a considerare perché hanno apportato le modifiche apportate e in che modo tale cambiamento si è collegato alle loro previsioni.
Obiettivo della discussione: La simulazione utilizzata in questa lezione è volutamente ampia e semplicistica. Attraverso questa discussione, gli alunni dovrebbero iniziare a collegare le previsioni e i cambiamenti variabili con le ipotesi scientifiche effettive. Da lì puoi incoraggiare gli alunni a pensare alla modellazione computazionale o a scenari o esperimenti più autentici.
Diario: Qual è una cosa interessante che potresti simulare usando un computer? Quali tipi di variabili vorresti controllare in quell'esperimento?
Approfondimenti
Personalizza la simulazione
Durante l'attività principale di questa lezione, gli alunni stanno eseguendo e modificando una simulazione che non hanno programmato da zero. Gli alunni possono effettivamente programmare la simulazione con blocchi di codice che hanno visto nelle lezioni precedenti.
Nell'ultimo livello della lezione, gli alunni possono esplorare questo codice e iniziare a pensare a come programmare autonomamente una simulazione.
Questo compito è disponibile previa Licenza Creative Commons (CC BY-NC-SA 4.0).
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