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PROGRAMMAZIONE DIDATTICA ANNUALE

ANNO SCOLASTICO 2016/2017

DOCENTE: PROF. FRANCESCO TAPPI

MATERIA DI INSEGNAMENTO: INFORMATICA

CLASSI: 5D SCIENZE APPLICATE

Risultati di apprendimento in termini di competenze

COMPETENZE GENERALI E TRASVERSALI DELLA DISCIPLINA

“Quelli che s’innamorano di pratica, sanza scienza, son come ‘l nocchiere, ch’entra in navilio

sanza timone o bussola, che mai ha certezza dove si vada” Leonardo Da Vinci

“Sedotti dalla facilità di raccogliere dati, sottovalutiamo lo sforzo di trasformare i dati in

informazione, l’informazione in conoscenza, e la conoscenza in saggezza.” Britton Harris, 1987

L’insegnamento di informatica deve contemperare diversi obiettivi: comprendere i principali

fondamenti teorici delle scienze dell’informazione, acquisire la padronanza di strumenti

dell’informatica, utilizzare tali strumenti per la soluzione di problemi significativi in generale, ma

in particolare connessi allo studio delle altre discipline, acquisire la consapevolezza dei vantaggi e

dei limiti dell’uso degli strumenti e dei metodi informatici e delle conseguenze sociali e culturali di

tale uso […] L'uso di strumenti e la creazione di applicazioni deve essere accompagnata non solo

da una conoscenza adeguata delle funzioni e della sintassi, ma da un sistematico collegamento con

i concetti teorici ad essi sottostanti […]

Nel quinto anno l’insegnante valuterà di volta in volta il percorso didattico più adeguato alla

singola classe, realizzando percorsi di apprendimento auspicabilmente in raccordo con le altre

discipline. La libertà, la competenza e la sensibilità dell’insegnante svolgeranno un ruolo

fondamentale nel proporre problemi significativi e, nello stesso tempo, tali da permettere un

collegamento permanente con le altre discipline. In questo modo l’informatica, oltre a proporre i

propri concetti e i propri metodi, diventa anche uno strumento del lavoro dello studente. E’

opportuno coinvolgere gli studenti degli ultimi anni in percorsi di approfondimento anche mirati al

proseguimento degli studi universitari e di formazione superiore. In questo contesto è auspicabile

trovare un raccordo con altri insegnamenti, in particolare con matematica, fisica e scienze, e

sinergie con il territorio, aprendo collaborazioni con università, enti di ricerca, musei della scienza

e mondo del lavoro. Come indicato dal Ministero dell’Istruzione saranno trattati i principali

algoritmi del calcolo numerico (CS), introdotti i principi teorici della computazione (CS) e

affrontate le tematiche relative alle reti di computer, ai protocolli di rete, alla struttura di internet e

dei servizi di rete (RC) (IS). Con l’ausilio degli strumenti acquisiti nel corso dei bienni precedenti,

saranno inoltre sviluppate semplici simulazioni come supporto alla ricerca scientifica (studio

quantitativo di una teoria, confronto di un modello con i dati …), possibilmente connessi agli

argomenti studiati in fisica o in scienze (CS).

dalle Indicazioni nazionali riguardanti gli obiettivi specifici di apprendimento,

Liceo Scientifico opzione scienze applicate

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Per la maggior parte delle persone l’Informatica viene percepita più come tecnologia e insieme

di servizi, piuttosto che come una disciplina scientifica. E’ naturale pensare a questa equivalenza:

Informatica = ITC = Servizi [posta elettronica, browser, word processing, …].

L'accezione scientifica dell’informatica è praticamente assente nella pratica dell'insegnamento

scolastico, con grave danno nella percezione della disciplina da parte dei non addetti ai lavori.

Paradossalmente, le prime esperienze di insegnamento dell'informatica negli anni '80

privilegiavano invece questa accezione, proponendo iniziative legate per lo più alla

programmazione. Tali iniziative sono oggi considerate superate da molti, probabilmente grazie alla

disponibilità di applicativi software sempre più accattivanti e d'uso intuitivo che nascondono, ad un

primo superficiale esame, la natura computazionale e algoritmica dello strumento.

Al contrario, la consapevolezza di questa natura intrinseca è fondamentale per un uso critico,

proficuo ed evoluto delle tecnologie informatiche. Viceversa, trascurando questi aspetti c'è il rischio

che queste ultime, ormai onnipresenti e pervasive, vengano percepite come misteriose o addirittura

“magiche".

E’ una controversia antica. Già nel 1986 Djikstra diceva: “Chiamare computer science

l’informatica è come chiamare scienza dei telescopi l’astronomia”.

Gli effetti di questa visione distorta dell’informatica sono sotto gli occhi di tutti:

o I corsi di laurea in Informatica faticano ad attirare gli studenti più brillanti.

o La società stenta a sfruttare appieno i benefici della rivoluzione informatica. Leggiamo, nel

World Economic Forum Global Information Technology Report 2007-08, come l’Italia sia a42 su 127 paesi analizzati, penultima fra quelli dell’Europa occidentale, nonostante sia a27

nel possesso di PC e a22 nell’accesso ad Internet.

o Gli alunni diventano grandi “smanettatori” al computer. Davanti ad un problema, procedono

per tentativi. Alla fine magari ottengono il risultato, ma perché e come ci arrivino non lo

sanno: diventano proceduralisti. Ma non è questa la conoscenza!

Cosa fare? Prima di tutto occorre insegnare informatica. Il computer sta all'informatico come il

microscopio al biologo o il telescopio all'astronomo. Lo studio della tecnologia attuale e' solo

funzionale (solo i concetti sui quali la tecnologia si basa sono interessanti).

• Conoscenza di base, a lungo termine. Esempi: algoritmi, complessità, computabilità...

• Conoscenza a medio termine. Esempi: linguaggi, formati, architetture di processori e bus

• Conoscenza a breve termine. Esempi: uso di strumenti software.

Occorre concentrarsi sulla conoscenza fondamentale che quindi ha una valenza di più lungo

termine. Tra l'altro la didattica sul mero uso di un computer, come quella dell'uso di un microscopio

è per gli studenti noiosa, ripetitiva e per nulla entusiasmante.

A tal proposito ecco alcune riflessioni illuminanti del professor Renzo Davoli dell’università di

Bologna:

“Gli studenti avvertono tantissimo la partecipazione del docente all'insegnamento. Il corso che

segue passo passo un libro di testo, uguale negli anni, senza novità non viene apprezzato.

Considerate che la vostra aula e' sempre pubblica... con i social network i ragazzi di diversi anni di

corso e di diverse scuole si confrontano. Occorre conquistare l'interesse dei ragazzi...

Considerate che nell'insegnamento occorre combattere alcuni preconcetti che i ragazzi della

“nintendo generation” spesso hanno. Per esempio sono convinti che non sia necessario conoscere

il funzionamento delle cose per usarle. In questo caso occorre mostrare loro che se non si conosce

il funzionamento di uno strumento si e' inermi quando lo strumento fornisce risultati inattesi. In

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altre parole si e' schiavi dello strumento e non si e' flessibili nei casi non comuni. Un altro

preconcetto tipico e' che tutto sia troppo complesso per poter essere compreso. Tutta l'ergonomia

ha prodotto una forma di pigrizia culturale (che fa comodo a chi non vuole che il mondo evolva

perché ci lucra sopra!). Io penso che un aspetto importante della didattica sia insegnare ai ragazzi

a non aver paura della materia studiata. Un laureato della materia X, nel mio modo di vedere le

cose, e' colui che può dire: se un essere umano esperto in X ha realizzato Y, io posso capire Y. Per

la scuola superiore magari basta ridurre il senso di spavento, dare fiducia...

Un concetto che un docente deve sempre fornire come effetto collaterale e' la perseveranza, la

pazienza che occorre nel cercare il risultato voluto. Il senso di velocità e di bombardamento

informativo che i nostri giovani hanno fa in modo che non abbiano (o non pensino di avere) il

tempo per costruire, fare esperimenti, lasciar sedimentare la conoscenza. La noia e' il nostro

nemico maggiore nell'aula.

Per riassumere i concetti mi basta dire che i nostri ragazzi sono stati viziati ad avere soluzioni

pronte, subito e appariscenti. Li hanno stupiti con effetti speciali, come diceva un antico messaggio

pubblicitario, continuava “ma noi siamo scienza non fantascienza”. Noi dobbiamo fare in modo

che si stupiscano di loro stessi”.

Le competenze che si vogliono raggiungere sono:

- Conoscere i fondamenti di calcolo numerico e i principi teorici della computazione

- Comprendere i fondamenti di Networking

- Comprendere e utilizzare i servizi di rete

- Sapere modellare problemi utilizzando tecniche di tipo object oriented

- Utilizzare il linguaggio di programmazione C#

Abilità, conoscenze e contenuti del programma

La programmazione didattica avverrà suddividendo la disciplina in quattro grandi aree tematiche:

(1) Calcolo numerico (CS);

(2) Reti di computer (RC);

(3) Struttura di internet e di servizi di rete (IS)

(4) Algoritmi e linguaggi di programmazione (AL)

ALGORITMI E LINGUAGGI DI PROGRAMMAZIONE (AL)

Abilità Conoscenze

- Applicare i principi della

programmazione ad oggetti

utilizzando il linguaggio C++.

- Creare una classe con attributi e

metodi.

- Dichiarare le istanze di una

classe.

- Definire un costruttore

- Creare una classe derivata.

- Saper utilizzare le clausole

public, protected, private.

- Rendere protetti i membri di

una classe.

- Applicare l'overloading ai

metodi nelle classi derivate.

AL1 - Il linguaggio C# procedurale

• Le basi della sintassi: dichiarazione di variabili, input,

output, assegnazione, struttura condizionale (if), strutture

iterative.

• Lo sviluppo top-down: funzioni. Tipi di ritorno. Funzioni

con parametri. Passaggio dei parametri per riferimento e

per valore.

• Strutture dati: array ad una dimensione. Operazioni con

gli array (definizione, popolamento, ricerca, cancellazione,

inserimento, fusione). Array a due o più dimensioni.

AL2 – Il linguaggio C# orientato agli oggetti

• Classi, attributi, metodi.

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- Saper riscrivere i metodi nelle

classi derivate.

- Saper realizzare un semplice

video gioco che utilizza classi,

metodi, formule di cinematica

per le traiettorie degli oggetti.

• Incapsulamento e information hiding.

• Definizione del costruttore.

• Accesso pubblico e privato ai membri.

• Ereditarietà. Gerarchia delle classi.

• Polimorfismo. Visibilità dei membri.

• Overloading dei metodi e overriding dei metodi.

AL3 – Il linguaggio C# e windows programming

• Interfaccia utente di tipo ingresso/uscita. Interfaccia

grafica gestita da eventi.

• I controlli form, textbox, label, button, radiobutton, listbox,

datagridview, groupbox: le proprietà e gli eventi.

• Il gestore di eventi e la delega a gestire un evento. La

verifica anticipata dei dati; associare più eventi allo stesso

gestore di eventi.

• La messagebox per utilizzare finestre di avvertimento, di

errore ed interagire con l’utente.

• La struttura dati Data.Datatable.

• La grafica in C#

CALCOLO NUMERICO (CS)

Abilità Conoscenze

Calcolo numerico:

- Comprendere le basi del

calcolo numerico.

- Acquisire il concetto di

numeri pseudocasuali.

- Saper sviluppare algoritmi

per il calcolo approssimato

(π, il numero e, sen(x), aree,

…)

Teoria della computazione:

- Essere in grado di calcolare il

passo base di un semplice

algoritmo e la sua

complessità temporale.

- Saper confrontare gli

algoritmi in base alle classi di

complessità.

• Introduzione al calcolo numerico.

• Aritmetica esatta e aritmetica finita, numeri reali e numeri

di macchina.

• Algoritmi di approssimazione, tramite la generazione di

numeri pseudocasuali. Il metodo Monte Carlo. Calcolo di

pigreco e calcolo di un’area mediante il metodo Monte

Carlo.

• Ricerca degli zeri di funzione ed integrazione numerica.

Implementazione in C# del metodo di bisezione, delle

tangenti, dei rettangoli, dei trapezi, di Cavalieri – Simpson.

• Il concetto di qualità di un algoritmo.

• La complessità asintotica di un algoritmo.

• La notazione O-grande. Definire la complessità asintotica

di un problema.

• Le classi di complessità P, NP e NPC.

RETI DI COMPUTER (RC)

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Abilità Conoscenze

- Saper classificare le reti in

base alla loro topologia e

all’uso dei mezzi trasmissivi.

- Classificare le tecniche di

trasferimento

dell’informazione

- Saper collocare le funzioni ai

diversi livelli protocollari.

- Saper confrontare il modello

ISO/OSI con il modello

TCP/IP

• Conoscere gli elementi fondamentali di una rete.

• Conoscere le topologie di rete.

• Acquisire il concetto di protocollo.

• Conoscere il concetto di architettura stratificata.

• Conoscere i compiti dei livelli ISO/OSI e TCP/IP.

STRUTTURA DI INTERNET E SERVIZI DI RETE (IS)

Abilità Conoscenze

- Scomporre una rete in

sottoreti.

- Aggregare più reti in una

supernetting.

- Assegnare staticamente gli

indirizzi IP.

- Utilizzo di ARP per ottenere

gli indirizzi MAC.

- Configurare manualmente un

PC.

- Analizzare i pacchetti HTTP.

• Sviluppo di Internet e del protocollo TCP/IP.

• Il confronto tra i livelli ISO/OSI e TCP/IP.

• I 4 strati del livello TCP/IP e le loro funzioni.

• La struttura degli indirizzi Internet.

• Le classi degli indirizzi IP.

• Assegnazione statica e dinamica degli indirizzi.

• Il protocollo ARP/RARP

• Conoscere il concetto di applicazione di rete.

• Avere il concetto di porta e di socket.

• Comprendere i meccanismi del protocollo HTTP.

• Acquisire il formato del messaggio HTTP.

Scansione temporale dei moduli di apprendimento

Si riporta di seguito la tabella (indicativa) del periodo in cui svolgere ciascuna unità didattica:

Primo quadrimestre Secondo quadrimestre

Set. Ott. Nov. Dic. Gen. Feb Mar. Apr. Mag. Giu.

AL1 AL1 AL2 AL2 AL2 AL2 AL3 CS CS RC RC IS IS IS IS IS

AL2 AL3 AL3 CS

Metodologia: Strategie educative, strumenti e tecniche di lavoro, attività di laboratorio, attività di

progetto, didattica innovativa attraverso l’uso delle LIM, forme di apprendimento attraverso la

didattica laboratoriale, programmazione CLIL (classi V).

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METODI

Lezioni frontali esplicative

• Momenti collettivi d’aula in forma discorsiva: lezione frontale, lezione frontale con interventi

individualizzati

• Ricerche guidate e lavori di gruppo

• Lettura, analisi e discussione di testi, brani, articoli

• Ascolto e visione di materiale audiovisivo

• Assegnazione di compiti e/o studio a casa

• Aula “aperta” con possibilità di partecipazione ad una classe virtuale su piattaforma Code

Studio.

• Utilizzo di una didattica laboratoriale.

STRUMENTI

• Libro di testo “Corso di Informatica - LINX”

• Libri di consultazione.

• Dispense fornite dal docente.

• Partecipazione al Bebras dell’Informatica.

• Ambienti di sviluppo per Python. Ambiente Code Studio. Piattaforma per Bebras

dell’Informatica.

Strumenti e metodologie per la valutazione degli apprendimenti.

Le operazioni di verifica, frequenti e sistematiche, avranno lo scopo di valutare e accertare le

conoscenze acquisite dagli alunni, la continuità del grado di apprendimento e gli elementi di

progresso dialettici e cognitivi. In questo modo gli alunni potranno essere seguiti nelle diverse fasi

di studio ed elaborazione delle unità didattiche rilevando celermente eventuali difficoltà e ritardi

nella preparazione. Le verifiche saranno effettuate mediante:

• Interrogazioni orali (formali ed informali) – interrogazioni scritte

• questionari a risposta chiusa e/o aperta

• elaborati eseguiti singolarmente/prove scritte individuali

• prove eseguite al calcolatore

• studio e approfondimento a casa

• lavoro di gruppo

Criteri di valutazione:

• raccolta di dati durante le interrogazioni formali

• sistematica raccolta di dati relativi a competenze e conoscenze possedute

• raccolta di dati relativi a vari aspetti della personalità ( capacità critica, proprietà espressiva,

partecipazione, collaborazione, percorso personale rispetto ai livelli di partenza, creatività …)

Le valutazioni saranno attribuite su scala decimale completa e formulate utilizzando la griglia di

valutazione presente nel POF dell’Istituto.

I voti saranno tradotti sul registro elettronico con il seguente criterio:

voto della prova voto su registro elettronico

5 5,00

5+ 5,25

5½ 5,50

6- 5,75

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Ovviamente tale schema si ripeterà identico per la conversione di tutti gli altri voti.

Il numero minimo di valutazioni sarà di tre sia per il trimestre sia per il pentamestre.

Attività di supporto ed integrazione. Iniziative di recupero.

Il docente è disponibile a rispondere via email e su opportune piattaforme di elearning alle

eventuali richieste di chiarimento avanzate da parte degli studenti al di fuori dell’orario scolastico.

Qualora ci fosse un gruppo di studenti sufficientemente numeroso che presenti gravi lacune in

merito ad uno o più argomenti affrontati, verranno effettuate pause didattiche durante le ore

curricolari, per riprendere quei concetti che evidentemente non sono stati spiegati con la dovuta

attenzione o hanno presentato per gli alunni difficoltà di comprensione superiori a quelle previste.

Eventuali altre attività (progetti specifici, forme di apprendimento di eccellenza per gruppi di

allievi, sperimentazione di didattiche alternative, moduli specifici per allievi DSA/BES ed H,

sviluppo di contenuti funzionali ai progetti e alle iniziative di alternanza scuola-lavoro ecc.)

Alla fine di Ottobre saranno selezionati otto studenti, particolarmente meritevoli, che saranno

suddivisi in due squadre per partecipare alla competizione nazionale Bebras dell’informatica 2016.

La competizione sposa in pieno gli obiettivi didattici e formativi esposti sopra. La gara si terrà

in data 11 Novembre 2016.

Durante l’anno scolastico saranno proposte agli studenti sfide sempre più avvincenti per

stimolare in loro la consapevolezza della bellezza della scienza dell’informazione.

NOTA. Il piano di lavoro previsto può subire variazioni per poter meglio essere adattato alle

esigenze della classe.

L’insegnante

Francesco Tappi