Lezione 4 - Rappresentazione di immagini

Mostra dalla prima diapositiva le immagini della bicicletta e dell'albero agli studenti

Discussione: cosa rende difficile nel rappresentare queste due immagini su un computer? Pensi che sia più facile o più difficile che rappresentare delle lettere?

Discussione: chiedi agli studenti di fare una riflessione libera in silenzio, poi condividilo con un compagno, quindi discutine con tutta la classe.

Obiettivo: l'obiettivo è sottolineare quanto possa essere scoraggiante rappresentare questa complessa informazione. Preparati a presentare agli studenti questa sfida per normalizzare il fatto che è davvero difficile, ma allo stesso tempo dare loro una possibilità.

Mostra: mostra la seconda diapositiva che mostra diverse versioni della stessa immagine in forme più pixelate.

Discussione: quale strategia viene utilizzata con questi esempi che potrebbe aiutare un computer a rappresentare le immagini?

Discussione: puoi scegliere di intraprendere questa come eventuale seconda riflessione libera fatta silenziosamente oppure semplicemente discuterne immediatamente con tutta l'aula.

Obiettivo: queste immagini hanno lo scopo di dimostrare visivamente l'idea di suddividere le immagini in componenti più piccoli. Si spera che gli studenti riconoscano che quello che stanno guardando è un sistema binario (bianco e nero) e quindi con il sistema giusto dovrebbero essere in grado di rappresentare le ultime immagini. Dovresti essere pronto a riconoscere che, sebbene l'ultima immagine sia di qualità inferiore, probabilmente si potrebbero usare le stesse idee per realizzare l'originale. Dopotutto è sul loro schermo!

Risolvere un grosso problema di solito significa scomporlo in problemi più piccoli. Un quadro generale può essere difficile da rappresentare, ma se lo suddividiamo in pezzi più piccoli diventa improvvisamente meno impressionante. Oggi esamineremo più da vicino come funziona questo sistema.

Domanda del giorno: quale sistema usano i computer per rappresentare le immagini?

Glossario: introduci brevemente il seguente glossario

• Pixel: un piccolo quadrato o punto che contiene un singolo punto di colore di un'immagine più grande.

Code Studio: chiedi agli studenti di accedere a questa lezione in Code Studio a partire dall'esercizio 1.

Esercizio 1: gli studenti imparano a digitare 0 e 1 per attivare i pixel in uno schema 10 x10.

Non lo puoi rompere: i componenti sono progettati per far rispettare le regole in modo che gli studenti possano esplorare liberamente i concetti. Incoraggia gli studenti a sperimentare e a non preoccuparsi di romperlo.

Dai agli studenti lo spazio per risolvere i problemi: come insegnante probabilmente scoprirai anche che gli studenti imparano di più giocando con lo strumento che facendosi spiegare. Prova a impostare un timer per 5-10 minuti, dopodiché i computer vengono spenti per discutere di ciò che stanno vedendo. All'inizio ci si dovrebbe aspettare un po' di fatica, ma generalmente porta alla ricompensa degli studenti che risolvono i problemi da soli.

Esercizio 2: gli studenti creano una faccina 10 x 10. Se gli studenti non vedono i pulsanti «Formato leggibile» e «Formato grezzo»., mostrali tu agli studenti Questo è un modo molto utile per facilitare l'utilizzo dello strumento.

Esercizio 3: gli studenti modificano il cursore della larghezza per «individure» qual è l'immagine prodotta da quell'insieme di bit.

Conoscere il sistema utilizzato: questo esercizio dimostra l'importanza di conoscere l'esatto «sistema» utilizzato per interpretare una stringa di bit. La lettura di un'immagine a 8 bit come se fosse larga 10 bit porterà a un'immagine confusa. Questo è un luogo in cui gli studenti vedono chiaramente questo fenomeno, ma potrebbero non accorgersene se non viene segnalato.

Esercizio 4: gli studenti «modificano» un'immagine per aggiungere sopracciglia a una faccina sorridente. Questa attività dimostra che i bit vengono letti in sequenza. Se ne elimini o ne aggiungi uno in precedenza, il computer non «sa» che il resto non dovrebbe spostarsi.

Esercizio 5: gioco libero. Gli studenti dovrebbero creare almeno un'immagine 8 x 8 (anche se idealmente può essere più grande). Se possibile dovresti riassumere questa attività e far sapere in anticipo agli studenti quanto tempo avranno a disposizione. 10-15 minuti prima della discussione in classe probabilmente vanno bene. Se hai più tempo, gli studenti possono sempre tornare per terminare i loro disegni.

Tieni pronta qualche idea: molti studenti potrebbero aver bisogno di aiuto per decidere cosa disegnare. Prepara un paio di idee da condividere come il loro hobby, il loro animale preferito, un logo personale, ecc.

Condivisione: quando gli studenti stanno per apprestarsi a concludere, chiedi loro di condividere tra loro le immagini che hanno creato. Prendi in considerazione la possibilità di creare una galleria digitale in cui gli studenti possano pubblicare le loro immagini e condividerle anche fuori dall'aula.

Discussione: pensate al sistema ASCII che abbiamo imparato ieri e al sistema di rappresentazione delle immagini che abbiamo imparato oggi.

• In che senso si può dire che sono entrambi esempi di scomposizione di problemi grandi in piccoli problemi che siamo in grado di risolvere?
• Oltre agli 0 e agli 1, di quali informazioni avete bisogno per decodificare un messaggio binario?

Discussione: concedi agli studenti un minuto per annotare le proprie idee prima di condividerle con un compagno. Alla fine organizza una discussione con tutta la classe.

La prima discussione ha evidenziato che entrambi i sistemi scomponevano informazioni complesse come parole o immagini in piccoli pezzi più facili da rappresentare. Con il testo questo è già fatto per noi poiché una pagina di parole è già suddivisa in lettere. Per quanto riguarda le immagini, dovevamo essere più creativi per suddividere l'immagine in pixel. Gli studenti devono riconoscere che una volta fatto questo il problema diventa molto semplice.

La seconda discussione è stata progettata per mostrare che una serie di dati in sistema binario in realtà non significano nulla se non si conosce il sistema utilizzato per codificarle. Gli studenti devono capire che, affinché un sistema funzioni, esso deve essere conosciuto da tutti coloro che devono utilizzarlo. Potrebbero anche riconoscere che questo sistema dovrebbe essere inequivocabile, in modo che ci sia un solo modo per interpretare una determinata sequenza di bit.

Gli informatici sono risolutori di problemi. Devono lavorare con gli strumenti disponibili. Rappresentare qualcosa di così complesso come un'immagine usando solo accensioni e spegnimenti può sembrare davvero impegnativo. Tuttavia, scomponendo un problema in parti più piccole, è possibile trovare soluzioni. La prossima volta esamineremo un altro sistema per rappresentare un nuovo tipo di dati.