Giorno 1

Pensiero Computazionale

Processo mentale che consente di risolvere problemi di vario tipo, seguendo metodi e strumenti specifici;
 

la capacità di risolvere un problema pianificando una strategia.

Si tratta quindi di un processo logico-creativo che permette di pianificare una procedura tramite la quale sia possibile raggiungere un risultato o un obiettivo ed è un’abilità trasversale che va sviluppata, stimolata e allenata sin da piccoli.

Pensiero Computazionale

Il pensiero computazionale non consiste semplicemente nel saper programmare, ma nel pensare a diversi livelli di astrazione.

E’ un’abilità fondamentale per tutti oggigiorno e dovrebbe diventare la quarta abilità di base oltre al saper “leggere, scrivere e fare di conto”.

A cosa serve?

Suddivisione per abilità chiave

• Scomposizione: dividere un problema complesso in più parti gestibili singolarmente;

• Riconoscimento di modelli: riconoscere schemi che possono aiutare a risolvere problemi;

• l’Astrazione: semplificare i problemi rimuovendo dettagli non essenziali;

• l’Algoritmo: elaborare una serie di passaggi ordinati per risolvere un problema.

Il pensiero computazionale è infatti un’abilità trasversale, un processo di problem solving utile in qualunque contesto, che consente di risolvere problemi di varia natura seguendo metodi e strumenti specifici, pianificando una strategia.

Abitua al rigore e quindi rende possibile la creatività, oltre a permette di interagire con persone e strumenti, di fruire delle potenzialità delle macchine quali oggetti capaci di compensare le lentezze o l’imprecisione dell’uomo, se ben programmati.

Pensiero Computazionale

Pensiero Computazionale

Seymour Papert nella sua teoria dell’apprendimento, illustra che, attraverso il computer è possibile costruire, manipolare, apprendere, scoprire e persino sbagliare.  

Infatti, nella teoria di Papert, l’errore non è visto in ottica negativa, ma come un aspetto costruttivo del processo di apprendimento.

Sbagliare significa esplorare alla ricerca di soluzioni alternative al problema.

Pensiero Computazionale

Programmare contribuisce alla costruzione delle competenze matematiche, scientifiche e tecnologiche, ma anche allo spirito di iniziativa, nonché all’affinamento delle competenze linguistiche.

Pensiero Computazionale

Attualmente, il modo più diretto per comprendere il pernsiero computazionale è insegnare a programmare.
 

Chi programma bene sa:

• analizzare un problema
• scomporlo nelle sue parti essenziali
• astrarre
• automatizzare
• testare che "fili tutto liscio"
• correggere eventuali errori
• riutilizzare il codice (perché rifare da capo?)
• ottimizzarlo sempre più

Tipi di Programmazione

Esistono ovviamente diverse tipologie di programmazione, basati principalmente sulla

Programmazione

testuale

Programmazione

visiva

Tipi di Programmazione

Programmazione

testuale

Programmazione

visiva

Codice scritto in sequenza per mezzo di un editor di testo

Istruzioni rappresentate da blocchi (di testo o veri e propri) che si possono trascinare in un’area di lavoro.
I blocchi possono essere collegati tra loro in modo da comporre istruzioni.

Tipi di Programmazione

Programmazione

testuale

Programmazione

visiva

Programmazione visuale

Questa tipologia di programmazione si basa dunque su uno spazio di lavoro visuale, nel quale si rappresentano i flussi che compongono una programmazione collegando vari componenti insieme in semplici diagrammi.

Per esempio, possiamo connettere un bottone (input) con una luce al led (output) ed un regolatore di luce che va a gestire gli scambi di informazioni tra i due componenti.

SAM LABS

Il software di SAM Labs offre lo “Space”,  cioé l’ambiente all’interno del quale operare con dei blocchetti e pulsanti di sistema.

Questa parte hardware di SAM  comunica direttamente con il programma grazie alla tecnologia Bluetooth.

Operando a corto raggio, può “trasmettere” direttamente i blocchi SAM nel “SAM Space” passando in pochi passi dal virtuale al reale.

Programmazione visuale

In questo modo estremamente semplice, riusciamo a dimostrare visivamente il passaggio delle informazioni.

[Dimostrazione base]

Programmazione visuale

Quello che abbiamo appena visto è un modello di programmazione nel quale le icone dei blocchetti si scambiano informazioni o le ricevono.

Quindi il programma non è una sequenza di istruzioni come accade nella programmazione tradizionale, ma è
caratterizzato da un insieme di flussi di dati che vengono scambiati tra le icone dei blocchetti con diverse funzioni.
 

Usiamo delle frecce di connessione, dove i nodi sono le icone dei blocchetti ed ai lati vi sono questi collegamenti nei quali passano le  informazioni. Si ha quindi la possibilità di “disegnare” le connessioni, invece di doverle scrivere a mano.

SAM LABS

Input                                                   Comportamenti                                         Output

[Dimostrazione avanzata]

Elementi di composizione

Per questo nuovo flusso, avremo bisogno di inserire nel nostro campo di lavoro due input pressione del tasto.

Questi blocchi ci permettono di attivare la nostra programmazione
semplicemente premendo il pulsante della tastiera che desideriamo. In questo caso, li cambieremo con le iniziali dei colori che vogliamo mescolare, e per farlo basta premere l'icona del blocco e poi la rotellina di impostazioni che compare.

Fatto ciò, andiamo ad inserire due comportamenti di colore, e li impostiamo come prima dei colori scelti.

Per completare la prima parte del flusso, ci basterà inserire l’output LED RGB.

Ora dobbiamo effettivamente miscelare i due colori che abbiamo scelto. Per farlo, andiamo ad aggiungere un blocco logico AND, che creerà una nuova linea di flusso che si attiverà nel momento in cui premiamo i due tasti insieme.

A quel blocco, andiamo a collegare un blocco di colore impostato nella tonalità da noi scelta.

Però c’è un problema: come vedete, i colori al momento funzionano solamente quando teniamo premuti i tasti. Per far si che il colore resti acceso per il lasso di tempo che vogliamo, aggiungiamo tre blocchi logici Hold.
In questo modo, possiamo importare per quanti
secondi, minuti o ore il colore dovrà restare acceso dopo che avremo premuto il tasto di input.

Volendo aggiungere un elemento, possiamo introdurre un altro bottone di output, ovvero un motore!

Quest’ultimo, connesso al Behaviour AND, ci permette di inserire la mozione della miscela dei due elementi che si vanno ad unire per fondersi in uno solo.

Giorno 2

Ecco come potrebbe essere una classica soluzione:

Che miglioramenti potremmo aggiungere?

Per mantenere acceso il ventilatore senza tener premuto di continuo il bottone, come potremmo modificare il flusso?

Volendo aggiungere un elemento, possiamo introdurre un altro bottone di input, ovvero il sensore di pressione!!

E se volessimo attivare il ventilatore ad una certa temperatura? Come fareste?

Per questo esercizio, andremo a rappresentare un pannello solare che raccoglie energia.

Iniziamo inserendo un input Sensore di luce, il quale registrerà la luminosità nella stanza, ed un Output LED RGB.

Per connettere un elemento all’altro, andiamo ad aggiungere al foglio di lavoro dei comportamenti: tre Confrontare e tre Colore.

Collegando questi elementi, andiamo a dimostrare che più luce solare c’è, maggiore è l'energia raccolta dal pannello solare.
Invece, se la luce rilevata è inferiore a 20, il LED RGB resterà spento.

Andiamo ora ad aggiungere un output Motore, che andrà a dimostrare il consumo dell’energia rappresentando un ventilatore.

Andremo infatti a farlo funzionare solo quando l’energia raccolta sarà superiore a 50, e per farlo aggiungiamo un Comportamento Filtro, dal menù numeri. Impostandolo tra 50 e 100, il ventilatore si attiverà solo in quei momenti.

Per vedere reazioni in più, possiamo connettere al motore un Comportamento di movimento cambia direzione, che permetterà di cambiare il senso di rotazione del motore.
Per attivare questa funzione, colleghiamo al comportamento l’input di pressione del tasto, chiamandolo V.

Quindi, quando il pannello solare raccoglierà almeno il 50% dell’energia, il ventilatore si attiverà e volendo, possiamo fargli cambiare direzione premendo il tasto V della tastiera.

Volendo modificare il sistema e far partire la macchina solo quando il semaforo è verde, come fareste?

Si può scegliere di modificare i valori, andando ad impostare (ad esempio) il colore rosso per il semaforo quanto la luce percepita dal sensore è inferiore a 50, giallo quando è maggiore di 50 e verde quando è maggiore di 75.

Così abbiamo il cambiamento della luce; per far partire di conseguenza l’auto, dobbiamo aggiungere un comportamento numerico filtro, impostandolo da 75 a 100.

Ad esso, connettiamo il motore precedentemente usato, e ne aggiungiamo un altro (che si muove in direzione opposta, in quanto un motore andrà montato sul telaio al contrario).

Così facendo, quando scatterà il verde, in automatico la macchina andrà avanti!

Per programmare una macchina radiocomandata, andiamo ad inserire un input Potenziometro, che andrà a decidere la velocità della macchina, e due output Motore a corrente continua, che andranno a far girare le ruote.

Andiamo ora a montare le parti sul telaio fornito dal kit, notiamo che i motori per le ruote vanno inseriti in direzioni opposte per lasciare lo spazio alle ruote: di conseguenza, per permettere alla macchina di andare avanti, è necessario aprire le impostazioni del motore montato al contrario, per decidere di farlo ruotare in direzione antioraria.

Per segnalare ulteriormente in che direzione stiamo girando, possiamo collegare ai pulsanti un output LED RGB con due comportamenti colore di tonalità diverse, ognuno connesso ad un pulsante diverso per segnalare sinistra e destra.

In questo modo, però, il colore resterebbe acceso soltanto fino a quando premiamo il pulsante. Per farlo mantenere acceso, aggiungiamo due comportamenti Interruttore Attiva/Disattiva.

E se volessimo impedire che l'auto si scontri con il muro?

Giorno 3

Programmazione a Blocchi

Programmazione a Blocchi

Programmazione a Blocchi

Programmazione a Blocchi

Programmazione a Blocchi

Programmazione a Blocchi

Programmazione a Blocchi

Programmazione a Blocchi

Dimostrazione 5: indovina...?

Iniziamo con il collegare un blocchetto Motore, che sarà il fulcro del programma.

Per farlo girare, andiamo in “general” e scegliamo “program start”.

In questo modo, il nostro programma si attiverà quando andiamo a premere “Run” in alto nella schermata.

Dimostrazione 5: indovina...?

Per portare avanti il flusso, dobbiamo creare una variabile dal menù fucsia e la chiamiamo “Gira”.
Sempre da quel menù, inseriamo nel nostro input il blocco di testo set “Gira”.

Dimostrazione 5: indovina...?

Dalla sezione “Math” aggiungiamo “random integer from 1 to 100”, mettendo un valore massimo a 5.

Dimostrazione 5: indovina...?

Ora, non ci resta che selezionare la velocità costante con la quale vogliamo far girare il motore.

Andiamo quindi a prendere dal menù DC Motor un blocchetto set DC Motor Speed to  e selezioniamo un valore di 50.

Dimostrazione 5: indovina...?

Se non succede nulla, andiamo nella sezione general ed inseriamo il blocco wait for ... seconds.

Dimostrazione 5: indovina...?

Sarebbe utile sfruttare la variabile Gira che abbiamo impostato precedentemente, giusto?

Dimostrazione 5: indovina...?

Nel caso dei tablet, bisogna aggiungere un paio di comandi.

Dimostrazione 5: indovina...?

Ora non rimane
altro che creare:

Dimostrazione 5: indovina...?

Visto? E questo è niente! Ma è così che

tutto inizia sempre: dal molto piccolo.

Dimostrazione 6: password

Dopo aver connesso il nostro Micro:bit, andiamo a prendere dal menù relativo “When Micro:bit A is pressed”.

Dimostrazione 6: password

Per proseguire, dobbiamo poi andare a creare tre variabili, ovvero: Lettere, Simboli e Password. Fatto questo, vedremo comparire una serie di nuove etichette.

Per il prossimo passaggio, ci serviranno tre “Set Variable to” che, in ordine, andremo a modificare nel menù a discesa con Lettere, Simboli e Password.

Dimostrazione 6: password

Questi elementi, nel momento in cui faremo partire il programma, faranno comparire a schermo due prompt di testo che pongono le richieste che abbiamo appena scritto, con uno spazio in cui compilare con lettere e simboli a nostro piacere.

Dimostrazione 6: password

Ora non ci resta che programmare quella che va effettivamente ad essere la password.

Per fare ciò, andiamo su Text e prendiamo un “create text with”, e premendo sulla rotella a sinistra andiamo ad aggiungere slot fino a quando non ne avremo 8 disponibili.

Dimostrazione 6: password

Questo andrà a dettare il numero di valori da cui sarà composta la nostra password, che per la sicurezza deve essere composta da 8 caratteri alfanumerici.

Ora, il modo in cui decideremo di andare a disporre i prossimi elementi, sarà il modo in cui ci compariranno poi.

Dimostrazione 6: password

Andiamo infatti ad inserire 5 “In text text get random letter” dal menù Text, e li colleghiamo agli slot 1, 3, 5, 6 e 8. Per completare questi comandi, nel pezzo di puzzle fuxia andiamo a cambiare il valore, in ordine, con: Simboli, 3 Lettere e Simboli.

Dimostrazione 6: password

Nei 3 slot vuoti che rimangono, andiamo ad inserire da Math “random integer from 1 to 100”, e decidiamo un range di valori numerici.

Per completare il tutto, ci maca solo l’input che permetterà di far comparire la password sul microbit; aggiungiamo quindi un “on micro:bit display” e mettiamo la variabile “Password”.

Dimostrazione 6: password

Per poter visualizzare più facilmente la password generata, possiamo aggiungere alla fine delle istruzione “Print” e mettiamo la variabile “Password”.

In questo modo avremo nella console di SAM Blockly la password stampata a monitor.

Dimostrazione 7: log in

Ora, però, solamente il tasto A del micro:bit è programmato per darci una risposta quando premuto.

Andiamo quindi a programmare anche il tasto B.

Per cominciare, proviamo a far accendere un led casuale sul micro:bit, come se aspettasse il caricamento di un file.

Inseriamo da Loops “Repeat while/ do” e cambiamo while con “Until”.

Nello Slot “do”, andiamo ad inserire da Micro:bit “on micro:bit plot x: y:” ed inseriamo due “random integer from 0 to 100” da math, cambiando 100 a 4.

Questo perché i valori 0 a 4 rappresentano la griglia di LED disponibile sul micro:bit.

Dimostrazione 7: log in

Andiamo poi ad inserire un “wait for 1 second” da General e lo impostiamo a 0.7 secondi.

Esso rappresenta il tempo che ogni led aspetterà prima di farne accendere un altro.

Dimostrazione 7: log in

Dimostrazione 7: log in

Andiamo ora ad aggiungere al programma un ulteriore input, ovvero un bottone. Questo potrà essere premuto e far procedere il programma alla fase successiva, ovvero la seconda parte del loading.

Notiamo però che abbiamo ancora “repeat until” vuoto: questo perchè ci mancava l’input che fa passare il programma alla seconda fase, appunto il nostro bottone.  

Andiamo quindi a collegare “get button is pressed”.

Dimostrazione 7: log in

Passando poi alla seconda parte del loading: aggiungiamo da logic un “if / do” e prendiamo un altro “get Button is pressed” da collegare ad “if”.

Dimostrazione 7: log in

Passando alla sezione “do”, dobbiamo aggiungere tre “on micro:bit display”,  modificando a piacere le tre icone che compaiono.

Tra l’uno e l’altro, andiamo poi ad aggiungere tre “wait for 2.5 seconds”, per poi inserire alla fine un “on micro:bit display “word””.

Quest’ultimo prompt lo cambiamo con “Logged in”.

A concludere il programma, come prima, inseriamo “Clear micro:bit LEDs”.

Giorno 4

Scratch è un ambiente di programmazione gratuito, gestito con un linguaggio di tipo visivo.

Scratch prevede un approccio orientato agli oggetti (denominati Sprite) che consente di elaborare storie interattive, giochi, animazioni, arte e musica.

Programmare con Scratch

Le istruzioni fondamentali del linguaggio sono implementate in blocchi colorati creati per agganciarsi l'un l'altro e formare delle colonne.

Ognuna di queste colonne di blocchi viene chiamata script e fanno parte del codice vero e proprio che viene interpretato dal computer.

Programmare con Scratch

Esercitazione 1: Gioco a palleggi

Per iniziare scegliamo uno sprite che andrà a rimbalzare, ed uno sfondo.

Esercitazione 1: Gioco a palleggi

Andiamo ora ad animare la partenza ed i rimbalzi dello sprite.

Esercitazione 1: Gioco a palleggi

Andiamo ora ad animare la base che farà rimbalzare la palla.

Creiamo un nuovo sprite e ne prendiamo uno a nostro piacere.

Esercitazione 1: Gioco a palleggi

Torniamo a programmare la palla, facendo in modo che rimbalzi sulla base che abbiamo scelto precedentemente.

Esercitazione 1: Gioco a palleggi

Questo permetterà alla palla di rimbalzare con un angolo casuale,  settato da valori da noi scelti, ed opposto rispetto alla barra che manovriamo con il mouse.

Esercitazione 1: Gioco a palleggi

Penultima fase: fermare il gioco quando la palla cade!Aggiungiamo quindi uno sprite linea e la posizioniamo nella parte inferiore dello schermo.

Esercitazione 1: Gioco a palleggi

Ultimissima fase! Dobbiamo creare una variabile “Punteggio” che useremo come contatore riguardo ai rimbalzi che riusciamo a fare durante una partita.