< Unità 1 - Risoluzione dei problemi e informatica ('22-'23)

Lezione 10 - Introduzione alla risoluzione dei problemi - Ponte di spaghetti (Lezione alternativa 1)

45 minuti

Panoramica

Domanda del giorno: cosa può aiutarci a lavorare insieme e risolvere i problemi in gruppo?

In questa lezione, gli studenti lavorano in gruppo per progettare ponti a forma di spaghetti che sostengano il maggior numero possibile di libri. I gruppi hanno a disposizione due turni per lavorare sui ponti, con l'obiettivo di cercare di contenere più libri rispetto al primo turno. La struttura dell'attività prefigura diverse fasi del processo di risoluzione dei problemi che gli studenti vedranno illustrate più dettagliatamente nella lezione successiva. Alla fine della lezione gli studenti riflettono sulle loro esperienze con l'attività e stabiliscono collegamenti ai tipi di risoluzione dei problemi che svolgeranno per il resto del corso.

Questa è un'attività alternativa a Introduzione a Risoluzione di problemi - Barche in alluminio

Traguardo di apprendimento

Questa lezione è una divertente introduzione alla soluzione di problemi, in modalità aperta, collaborativa e creativa che gli studenti utilizzeranno nel resto di questa unità e del corso. Il problema del ponte di spaghetti potrebbe facilmente essere sostituito da una serie di altri problemi che richiedono agli studenti di definire i propri obiettivi, elaborare un piano, sperimentare una soluzione, valutare i risultati e quindi migliorare da lì, tentativo dopo tentativo. Il fatto che il problema scelto sia di carattere «non computazionale» è intenzionale. L'informatica è fondamentalmente una disciplina che risolve problemi e stare lontano dai tradizionali problemi informatici a questo punto aiuta a inquadrare questa lezione più in generale come una lezione sulla risoluzione dei problemi, in cui l'informatica è un nuovo «strumento» per aiutare ad affrontare determinati tipi di problemi.

Opportunità di valutazione

  1. Comunicare e collaborare con i compagni di classe per risolvere un problema
Nella domanda conclusiva della discussione sulla collaborazione, verifica i vantaggi della collaborazione nella risoluzione dei problemi e puoi elencare le strategie appropriate per superare le sfide. Questa pratica sarà consolidata durante l'unità e il corso.
  1. Migliora in modo iterativo una soluzione a un problema
Nella Guida alle attività, verifica i punti di forza e di debolezza nella progettazione originale degli studenti e il collegamento alle modifiche appropriate per la prossima riproposizione del progetto.
  1. Identifica le diverse strategie utilizzate per risolvere un problema
Nella Guida alle attività, verifica le strategie per superare le sfide dell'attività. Potresti anche voler controllare i "punti di forza" dei loro progetti che gli studenti elencano come parte dello sviluppo del loro piano nella seconda pagina della guida.

Mappatura delle competenze

Mappatura completa del corso
CSTA K-12 Computer Science Standards (2017)
    • 1B-AP-08 - Confronta e perfeziona più algoritmi per la stessa attività e determina qual è quello più adatto.
    • 1B-AP-11 - Scompone (suddivide) i problemi in sotto-problemi più piccoli e gestibili per facilitare il processo di sviluppo del programma.
    • 1B-AP-16 - Assumi ruoli diversi, con la guida dell'insegnante, quando collabori con i compagni durante le fasi di progettazione, implementazione e revisione dello sviluppo del programma.

Pianificazione

Obiettivi

Gli alunni saranno in grado di:
  • comunicare e collaborare con i compagni di classe per risolvere un problema
  • Identificare le diverse strategie utilizzate per risolvere un problema
  • individuare volta per volta la soluzione più adatta a un problema

Preparazione

Per ciascun gruppo

  • 1 chilo di spaghetti secchi (circa 1 scatola)
  • 1 pistola per colla a caldo
  • Una copia della guida alle attività

Per l'insegnante

  • 10-20 libri di peso e dimensioni simili.
  • Controlla il forum "Aula insegnanti" per insegnanti verificati per trovare strategie o risorse aggiuntive condivise dagli altri colleghi insegnanti
  • Se stai facendo una lezione virtuale, valuta la possibilità di controllare le nostre Modifiche alla lezione virtuale

Collegamenti

Attenzione! Fai una copia di tutti i documenti che intendi condividere con gli alunni.

Per gli studenti

Guida didattica

Configurazione dell'ambiente di classe

Per poter vedere il lavoro degli studenti nell'arco dell'anno e consentire loro di accedere a strumenti e risorse online, gli studenti devono trovarsi tutti nella stessa sezione di Code Studio. Per visualizzare le valutazioni e le chiavi di risposta fornite da Code.org, devi anche essere un «insegnante verificato».

Prima della lezione

Assicurati di essere registrato su Code Studio come account insegnante "verificato".

Chiunque può creare un account insegnante su Code Studio, il che significa che abbiamo bisogno di un ulteriore livello di autorizzazione per consentire agli insegnanti di "Alla scoperta dell'informatica" di vedere valutazioni, chiavi di risposta e qualsiasi altra garanzia a cui gli studenti non dovrebbero essere banalmente in grado di accedere. Se hai partecipato a un seminario di apprendimento professionale di Code.org durante l'estate, dovresti già avere questo accesso.

Per verificare se hai accesso:

  1. Vai alla Pagina panoramica del corso dell'Unità 1
  2. Considera il sondaggio pre-corso "Alla scoperta dell'informatica" come la prima "fase" del corso?
  3. In caso contrario, compilare questo modulo. Tieni presente che può essere necessario circa un giorno per diventare un account insegnante verificato, quindi esegui questo passaggio in anticipo!

Se non sei un account insegnante verificato, puoi comunque creare una sezione per la tua classe, ma non sarai in grado di amministrare il sondaggio pre-corso il primo giorno.

Crea una sezione di classe su Code Studio.

Per creare una sezione:

  1. Vai alla home page dell'insegnante
  2. Fai clic su "Nuova sezione" in "Sezioni della classe"
  3. Scegli "Accessi email"
  4. Nello spazio fornito, dai un nome alla tua sezione (ad es. Fase del corso 1), il voto dei tuoi studenti, Corso: '"Alla scoperta dell'informatica"', Unità Currente: 'Unità 1: Risoluzione dei problemi' e fai clic su 'Salva'
  5. Una volta creata la sezione, fare clic sul nome della sezione
  6. Nella nuova pagina, vedrai un URL di accesso univoco che distribuirai ai tuoi studenti nella classe.

Per una panoramica video di questi passaggi e altro sulla navigazione nel tuo account Code.org, vai alla Lista di riproduzione video "Come fare" di Code.org

All'inizio della lezione

  1. Chiedi agli studenti di creare un account Code Studio all'indirizzo https://studio.code.org se non ne hanno già uno
  2. Condividi l'URL di iscrizione con gli studenti e chiedi loro di accedervi per navigare nella sezione
    • Puoi avere conferma che uno studente si sia iscritto con successo alla tua sezione aprendo la pagina di avanzamento della sezione nella home page del docente e premendo aggiorna quando gli studenti si iscrivono. Gli studenti dovrebbero vedere una piccola barra verde nella parte superiore della pagina che dice "Ti sei iscritto con successo..."
  3. Da [studio.code.org]a[1] , chiedi agli studenti di individuare il riquadro Computer Science Discoveries e fare clic su "Visualizza corso", quindi passare all'Unità 1.

Una volta che gli studenti avranno consultato la pagina di panoramica dell'Unità 1, saranno pronti per rispondere al sondaggio pre-corso del CSD

Sondaggio pre-corso CSD

Importante! Chiedi ai tuoi studenti di partecipare al sondaggio pre-corso CSD!

Gli studenti possono trovare un link al sondaggio in Code Studio come primo elemento nella pagina di panoramica dell'Unità 1. Per garantire che gli studenti partecipino al sondaggio solo al momento opportuno, questo viene "bloccato" e non può essere visualizzato fino a quando non lo "sblocchi". Il documento [r how-to-administer-a-locked-assessment/csd/2021] fornisce dettagli su come farlo quando sei pronto. Tieni presente che le istruzioni per la gestione di una valutazione e di un sondaggio sono le stesse.

Quanto tempo ci vuole? il sondaggio richiede del tempo: contiene circa 30 domande. Potresti prendere in considerazione l'idea di somministrarlo in un giorno amministrativo a scuola o come compito a casa presto.

Quando devo somministrare il sondaggio? poiché si tratta di un sondaggio preliminare al corso, è importante che gli studenti lo facciano il prima possibile e preferibilmente nelle primissime fasi o addirittura prima di aver avuto a che fare con l'apprendimento in aula, in modo da poter valutare con precisione i cambiamenti causati dal corso sugli atteggiamenti e sulle convinzioni.

Suggerimenti didattici
  • Uno degli obiettivi principali del corso "Alla scoperta dell'informatica" è quello di ampliare la partecipazione all'informatica.

  • È quindi fondamentale avere un'idea degli atteggiamenti e delle convinzioni degli studenti nei confronti dell'informatica prima del corso in modo da poter misurare la quantità di cambiamenti avvenuti dopo la fine del corso.

  • Tieni presente che questo sondaggio è anonimo per gli studenti

  • Il suo completamento ci aiuta anche a definire importanti miglioramenti che possiamo apportare al Piano di studi per migliorare l'esperienza degli insegnanti e degli studenti.

Aiutaci facendo in modo che i tuoi studenti contribuiscano a questo set di dati fondamentale. Le loro voci possono fare la differenza!

Preparazione (5 minuti)

Porre le basi

Discussione: cosa rende qualcuno un buon risolutore di problemi? Preparati a condividere tre idee con il tuo gruppo.

Suggerimenti didattici

Tenere il diario: tenere il diario è una pratica chiave in "Alla scoperta dell'informatica". Gli studenti possono scrivere un diario su fogli sfusi, su quaderni o digitalmente.

Diapositive: le diapositive di questa unità sono disponibili nella sezione «Risorse per gli insegnanti» del programma delle lezioni. Ti verrà richiesto di crearne una copia, cosa che dovrai fare solo una volta, dopodiché potrai utilizzare le diapositive per ogni lezione del piano di studi.

Discussione: consenti agli studenti di condividere le risposte al tavolo in gruppo o con un partner, poi chiedi a chi si sente a proprio agio di condividerle con tutta la classe.

Scopo della discussione

L'obiettivo di questa attività di avvio è iniziare gli studenti a pensare alla risoluzione dei problemi in preparazione all'attività della giornata. Evidenzia le risposte che rafforzano le pratiche chiave della classe, come collaborazione, perseveranza e creatività. Questa è anche un'occasione per rafforzare una cultura positiva che incoraggi gli studenti a condividere e sostenersi a vicenda nella condivisione di idee in gruppo.

Osservazioni

Sono tutte ottime idee! In informatica, dobbiamo risolvere problemi in continuazione, quindi esamineremo tutte queste capacità di risoluzione dei problemi oggi e per il resto del corso. La maggior parte della risoluzione dei problemi che le persone svolgono in informatica avviene in team. Oggi lavoreremo in squadra per risolvere un problema divertente che non ha bisogno di computer. Mentre lavori su quel problema, ecco una domanda a cui puoi pensare.

Mostra: mostra agli studenti la domanda del giorno

Domanda del giorno: cos'è che può aiutarci a lavorare insieme e a risolvere i problemi in gruppo?

Attività (35 minuti)

Costruire un ponte di spaghetti

Gruppo: crea gruppi di 2 o 3 studenti.

Osservazioni

Oggi costruiremo ponti per spaghetti. Ogni ponte dovrà attraversare uno spazio di circa 30 cm e contenere il maggior numero possibile di libri. Avrai l'opportunità di costruire almeno due ponti e utilizzare la tua esperienza con ognuno di essi per migliorare i tuoi progetti. Prima di iniziare, decidi in gruppo che tipo di design vorresti realizzare con il tuo primo ponte. Annota le tue idee e gli eventuali punti deboli di questo progetto nella tua guida alle attività.

Distribuzione: distribuisci una copia della guida alle attività per ogni gruppo.

Suggerimenti didattici

Ottenere copie dei documenti di Google Docs: le guide alle attività di questo piano di studi sono disponibili come Google Docs, Word Docs e PDF. Se desideri modificare o creare una copia personale di un documento Google, puoi farlo senza richiedere l'accesso. Basta accedere con un account Google, fare clic su «File» e «Crea una copia» dal menu. Puoi quindi condividere la tua copia con i tuoi studenti.

Obiettivi e regole

In classe, leggi le sezioni Obiettivi e Regole della guida alle attività e rispondi alle domande.

Suggerimenti didattici

Per svolgere questa attività c'è bisogno di spazio altrimenti ci potranno essere delle difficoltà. Se la tua stanza presenta spazi stretti potresti anche prendere in considerazione l'idea di far svolgere questa attività nel corridoio o in qualche altro spazio oppure, se necessario, definire regole aggiuntive.

Elabora un piano

Dai agli studenti un paio di minuti per discutere in gruppo dell'approccio che adotteranno con questo primo ponte. Una volta che i gruppi avranno preso nota delle loro idee e di alcuni possibili punti deboli, potranno venire da te per prendere gli spaghetti e iniziare a costruire i loro ponti. Dai circa mezzo chilo di spaghetti a ciascun gruppo.

Suggerimenti didattici

Trattieni i materiali finché gli studenti non presentano un piano per il loro ponte. L'obiettivo non è rallentarli troppo, ma semplicemente dar loro modo di riflettere brevemente sui possibili approcci che potrebbero adottare. Questo è uno dei modi in cui questa attività prefigura la fase di pianificazione del processo di risoluzione dei problemi che gli studenti vedranno nelle lezioni successive.

Collauda il tuo ponte

Quando i gruppi sono pronti, chiedi di collaudare i loro ponti posizionando i singoli libri sul ponte. Ricorda loro le regole, in particolare che non possono toccare o aggiustare i ponti una volta che è stato posizionato un libro. Chiedi loro di annotare nelle loro guide di attività il numero totale di libri collocati.

Valuta e migliora

Osservazioni

Questo primo tentativo di costruire il nostro ponte è stata un'ottima occasione per saperne di più sul problema. Costruiremo tutti un secondo ponte e vedremo se possiamo aumentare il numero di libri che i nostri ponti contenevano. Prima di iniziare però, vediamo cosa possiamo imparare da questa prova.

Condividi: Chiedi agli studenti di condividere i risultati della loro prima sfida con i gruppi vicini. Chiedi ai gruppi di concentrarsi in particolare su quale sia stato l'eventuale difetto del ponte (ad esempio il ponte non è durato abbastanza, era instabile, ecc.) e di riflettere su come aggirare questi problemi.

Suggerimenti didattici

Sebbene alcuni studenti vedano questa parte come una competizione, sottolinea che ogni gruppo sta cercando di migliorare il proprio progetto, non di competere con gli altri. Stai invitando ogni studente a sfidare prima se stesso, non gli altri.

Se svolgi questa attività per due giorni, puoi decidere di fermarti qui.

Sviluppa un piano

Osservazioni

Ora che hai avuto la possibilità di imparare dal primo ciclo di costruzione di ponti, ripetiamo la stessa attività. Innanzitutto, il tuo gruppo svilupperà un nuovo piano. Proprio come prima, annotalo sulla tua guida alle attività e quando sarai pronto tornerò a darti degli spaghetti nuovi.

Supporto: mentre ti aggiri per l'aula da un gruppo all'altro, poni domande al gruppo su come fare attenzione nella riprogettazione. Es: «Quale aspetto del tuo ponte necessitava dei maggiori miglioramenti?» «Quali idee di altri gruppi volevi incorporare nelle tue?» «Hai sentito il bisogno di riconfigurare completamente il tuo ponte o apportare piccole modifiche?»

Una volta che i gruppi hanno preparato i nuovi piani, dai loro altri spaghetti e chiedi a ciascuno di loro di realizzare un nuovo ponte.

Collauda il tuo tavolo

I gruppi possono collaudar i propri progetti come prima e annotare i risultati nelle loro guide alle attività.

Rifletti

Transizione: chiedi agli studenti della classe di tornare al proprio posto per riflettere sull'attività.

Conclusione (5 minuti)

Rifletti sulla sfida

Domanda del giorno: cosa può aiutarci a lavorare insieme e risolvere i problemi in gruppo?

Discussione: hai lavorato in team per questa attività. In che modo il lavoro in team ha reso questa attività più semplice e impegnativa? Cosa ha aiutato il tuo gruppo a superare queste sfide?

Discussione: concedi agli studenti il tempo di condividere i propri pensieri con la classe.

Opportunità di valutazione

Gli studenti sono in grado di comprendere che la collaborazione ha permesso loro di riflettere sulle proprie idee in modo più approfondito o che sono stati in grado di suddividere il lavoro che dovevano svolgere. Mentre gli studenti fanno un elenco delle sfide che si profilano, assicurati che trovino modi per superarle. Se hai notato problemi nelle dinamiche di gruppo durante l'attività, potresti utilizzare questo tempo per sollevarli come potenziali problemi in modo non conflittuale e aiutare gli studenti a generare strategie per lavorare insieme in modo più efficace nelle attività future. Queste possono fungere da norme in classe per il lavoro di gruppo in futuro.

Osservazioni

Tutti i tuoi pensieri su queste domande sono stati fantastici. Faremo molto lavoro di squadra in questa classe. Potresti essere abituato a pensare che l'informatica riguardi solo i computer, ma l'informatica riguarda principalmente la risoluzione di problemi e questa fase di solito si svolge in squadra. Anche molte altre parti di questa attività, come il miglioramento dei progetti e la costruzione di oggetti, saranno una componente importante di questo corso. Spero che tu sia entusiasta per quest'anno. Domani inizieremo ad approfondire la mera soluzione dei problemi.

Creative Commons License (CC BY-NC-SA 4.0).

Questo compito è disponibile previa Licenza Creative Commons (CC BY-NC-SA 4.0).

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