Programmare senza computer Teach article

Tradotto da Valentina Palmieri. I programmi non hanno sempre bisogno di un computer- trasforma i tuoi studenti in programmatori e robot con penne, carta e una pila di bicchieri.

La programmazione e l’informatica stanno diventando componenti fondamentali del curriculum vitae e del mondo scientifico, ma molti dei principi di queste discipline possono essere esplorati senza utilizzare computer. Usando un “vocabolario robotico” predefinito, i tuoi studenti scopriranno come guidarsi l’un l’altro per compiere specifiche azioni senza averne mai discusso prima.

Questa attività insegna agli studenti la connessione tra simboli e azioni, così come la preziosa capacità di fare “debugging” (correggere gli errori del codice). Se c’è abbastanza tempo, c’è anche la possibilità di introdurre le funzioni a fine lezione.

Programmare un robot

Comincia chiedendo alla classe se qualcuno ha mai sentito parlare di robotica. Qualcuno ha mai visto o toccato un robot? Può un robot “sentirvi” parlare? “Capisce” realmente cosa state dicendo? La risposta all’ultima domanda è: “Non allo stesso modo in cui lo fa una persona.”

I robot funzionano seguendo istruzioni: una specifica serie di azioni che i robot sono pre-programmati per fare. Per eseguire un compito, un robot ha bisogno di una serie di istruzioni (qualche volta chiamate algoritmo) che possa seguire. Questa attività insegna agli studenti cosa occorre per far sì che accada.

Materiali

• simboli (1 per ogni squadra) ^w1
• carte raffiguranti pile di bicchieri (1 per ogni squadra) ^w1
• bicchieri usa e getta (6 o più per squadra)
• carta bianca (1 per persona)
• una penna o una matita (1 per persona)

I simboli e le carte raffiguranti pile di bicchieri possono essere scaricati utilizzando il link nella colonna di destra.

Procedimento

Creare una copia dei simboli o scriverli sulla lavagna (Figura 1). Questi sono gli unici sei simboli che gli studenti potranno usare per questa attività. Per questo compito, gli studenti daranno istruzioni al robot per costruire specifiche pile di bicchieri utilizzando solamente queste frecce.

Prima lavora con un esempio con la classe. Mostra loro come impilare i bicchieri come raffigurato in Figura 2. Posiziona i bicchieri su un tavolo visibile a tutti.  Chiedi alla classe di darti la prima istruzione per creare la pila. La risposta corretta è “prendi un bicchiere”.  Quando prendi ciascun bicchiere, ricorda che dovrai sollevarlo sopra il bicchiere più in alto già impilato.

Con la mano già sollevata, chiedi agli studenti quale sarà la prossima mossa. Potresti dover ricordare alla classe che il passo successivo corrisponde a metà della larghezza di un bicchiere (vedi figura 3).

Una volta che hai posizionato un singolo bicchiere domanda alla classe di aiutarti a scrivere i simboli sulla lavagna così da poter “lanciare il programma” successivamente.

1. Dividi la classe in squadre (vedi il riquadro accorgimenti per la grandezza ideale).
2. Ogni squadra deve scegliere un ‘robot’. Manda i robot nella ‘libreria dei robot’ in un’altra zona della classe mentre i ‘programmatori’ iniziano a creare codice. I robot possono usare il loro tempo nella libreria per esercitarsi a impilare i bicchieri ed essere sicuri di aver capito le regole.
3. Scegli la carta raffigurante una pila di bicchieri per ciascuna squadra.
4. Ogni squadra deve creare un algoritmo per il robot che faccia sì che costruisca la pila indicata dalla carta.
5. Le squadre dovranno poi tradurre l’algoritmo in frecce, come indicato dai simboli. I programmatori dovranno anche controllare il codice per vedere se è sensato.
6. Quando i programmatori hanno completato la creazione del loro codice per la pila di bicchieri, possono chiamare il robot.
7. Una volta che il robot torna in squadra, i partecipanti dovranno rimanere in silenzio, il robot leggerà i simboli dalle carte e li tradurrà in movimenti.
8. Se c’è un errore nel codice, la squadra può bloccare l’esecuzione del programma e rimandare il robot lontano prima di fare il “debugging” (ovvero la correzione degli errori) del programma e chiedere al robot di eseguirlo nuovamente

Ogni volta che la squadra risolve un problema, verrà scelto un nuovo robot da mandare nella libreria, e alla squadra verrà assegnata una nuova carta raffigurante una pila (preferibilmente più difficile della precedente).

Attività facoltativa: Funzioni

Spesso, durante questa lezione, gli studenti cominciano a scrivere versioni abbreviate delle istruzioni utilizzando numeri. Ad esempio ->x5 invece che ->->->->->. Evitate che lo facciano, e ricordate agli studenti di limitarsi ai 6 simboli permessi. Comunque, nell’attività seguente, puoi premiare l’intelligenza e la lungimiranza degli studenti che hanno usato questo trucco, e ringraziarli per aver scoperto, in maniera autonoma, l’utilità delle funzioni.

Una freccia abbinata a un numero è un modo molto chiaro per indicare che vogliamo ripetere un movimento un numero specifico di volte. Autorizzando le ripetizioni, stiamo essenzialmente creando un nuovo simbolo che ci evita di riutilizzare codice non necessario. Questa è proprio l’idea che sta dietro le funzioni. I tuoi studenti potrebbero inventare anche altre scorciatoie e funzioni.

Ora che la classe ha queste nuove funzioni, fai in modo che completino una carta con pila di bicchieri ancora più difficile. Le squadre possono lavorare insieme se hanno bisogno di più bicchieri.