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Il pensiero computazionale
Prof. Piero Gallo
28 settembre 2017
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Il pensiero computazionale
«Sono le persone che nessuno immaginache possano fare certe cose, quelle che fanno
cose che nessuno può immaginare»Dal film The Imitation Game (A. Turing)
PENSARE COME UN INFORMATICO
PER RISOLVERE PROBLEMI
(IN OGNI AMBITO DELLA VITA)…
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Il pensiero computazionale
«Sono le persone che nessuno immaginache possano fare certe cose, quelle che fanno
cose che nessuno può immaginare»Dal film The Imitation Game (A. Turing)
… NON EQUIVALE A PENSARE
COME UN COMPUTER
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Riflessioni
Il pensiero computazionale
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Riflessioni
• Viviamo in un mondo scientifico/tecnologico, ma l’interesse per la scienza/tecnologianon è diffuso come potrebbe e dovrebbe.
• Questo è un problema per la scienzae per la tecnologia… ma è un problema anche per il nostro futuro.
Il pensiero computazionale
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Riflessioni
• Perché succede?
• Ci sono tante cause: una tra le più importanti è la mancanza di stimoli adeguatinell’età dell’apprendimento.
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Riflessioni
• L’attitudine verso la scienzaè un atteggiamento che il bambino acquisisce (o non acquisisce) presto,di solito tra gli 8 e gli 11 anni,e tipicamente non lo cambia più.
• Se il bambino non prova interesseper la scienza, sentirà anche che discipline come la fisica, la matematica e l’informatica, sono troppo ardue, e le troverà difficilida imparare in futuro.
Il pensiero computazionale
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Quindi?
• Imparare il pensiero computazionale.
• Imparare a programmare.
Il pensiero computazionale
per ogni disciplina e per chiunque.
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Il pensiero computazionale
Il Piano, presentato il 27 ottobre 2015dal ministro Giannini, riprende ed esplicita quantogià annunciato nella legge 107 Buona Scuola.
L’azione #17 del PNSD introduce di fatto il pensiero computazionale nella scuola primaria con una duplice valenza:
• avviare alla comprensione e alla conoscenza delle potenzialità della rete e della tecnologia fin da giovani;
• delineare gli indirizzi strategici per l’innovazione digitale facendo riferimento alle otto competenze chiavetra cui la competenza digitale.
Il Piano Nazionale Scuola Digitale
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Che cos’è il pensiero computazionale?
Definizione formulata da Jeannette Wing:
“È il processo mentale che sta alla base della formulazione dei problemi e delle loro soluzioni così che le soluzioni siano
rappresentate in una forma che può essere implementatain maniera efficace da un elaboratore di informazioni,
sia esso umano o artificiale”.
In altre parole è lo sforzo che un individuo deve metterein atto per fornire a un altro individuo o macchina
tutte e sole le “istruzioni” necessarie affinché questi, eseguendole, sia in grado di portare a termine il compito dato.
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Il pensiero computazionale
• È una competenza imprescindibile perché costituisce un metododi ragionamento e di risoluzione dei problemiche si applica con successo anche al di fuoridella disciplina informatica intesa come tecnologia.
• Va considerata come quartaabilità di base per ogniindividuo, a fianco di leggere,scrivere e calcolare.
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In parole semplici…
Quando affrontiamo un problemao abbiamo un’idea, può accadereche intuiamo la soluzione, ma non siamoin grado di formularla in modo operativoe metterla in pratica.
Il pensiero computazionale è la capacitàdi descrivere un procedimento costruttivoche porti a una soluzione creativa, efficace
e non ambigua.
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Qual è il legame tra computer, informaticae pensiero computazionale?
Come l’invenzione della stampa ha facilitatola diffusione dell’alfabetizzazione,oggi la programmazione e i computer facilitano l’acquisizione e la diffusionedel pensiero computazionale.
Il pensiero computazionale sfrutta concetti e strumenti dell’informatica per trovare
soluzioni innovative e creativeai problemi di ogni giorno.
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Il pensiero computazionalee la computer science
La computer sciencenon si occupa di insegnare,sviluppare e migliorarei linguaggi di programmazione,ma offre contributi importantiper imparare a capirecome pensiamo,come organizziamoil nostro sapere,come impariamo cose nuove,come condividiamoquello che sappiamo.
Il pensiero computazionale
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Che cosa sto imparando mentre studio, approfondisco e sviluppo questi temi?
Il pensiero computazionale
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Il pensiero computazionale
«Quando si diventa fluenti a leggere e scriverenon lo si fa solamente per diventare uno scrittoredi professione. Ma imparare a leggere e scrivere
è utile a tutti. Ed è la stessa cosaper la programmazione. La maggior partedelle persone non diventerà un esperto
di informatica o un programmatore, ma l’abilitàdi pensare in modo creativo, pensare
schematicamente, lavorare collaborandocon gli altri […] sono cose che le persone possono usare, indipendentemente dal lavoro che fanno.»
Mitchel Resnick
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Che cosa rende universaleil pensiero computazionale?
• Pensare in modo computazionale significa suddividere il processo decisionale in singoli step, ragionare passo passo sul modo miglioreper ottenere un obiettivo.
• Si tratta di un comportamento che in realtà, quasi senza accorgercene, mettiamo in atto tutti i giorni, per esempio quando stabiliamo il percorso più breve per raggiungere una destinazione o quando giochiamo ai videogiochi e dobbiamo elaborareun piano per superare un livello.
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Da dove si parte? Il ragionamento logico
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Strategia risolutiva 1
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Strategia risolutiva 2
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Trova la soluzione
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Algoritmi
Il pensiero computazionale
• La soluzione di un problema deve passare attraverso il pensiero algoritmico.
• Un algoritmo è una sequenza di passiche devono essere eseguiti secondo un ordine prefissato per raggiungere il risultato voluto.
• Un algoritmo può essere rappresentatocon schemi a blocchi ed è stato dimostrato (Teorema di Jacopini-Bohm) che qualunque algoritmo si bassa su tre strutture fondamentali: sequenziale, condizionale, iterativa.
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Alcuni esempi di algoritmi
Il pensiero computazionale
• Quando organizziamo la nostra giornata.
• Quando condividiamo i passi di una ricettache abbiamo sperimentato.
• Quando facciamo le operazioni aritmetiche.
• Quando spieghiamo un gioco agli altri.
• Quando dobbiamo fornire delle istruzioniper raggiungere un luogo.
• Quando vogliamo costruire una mappa concettuale.
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Le parole chiave
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Le parole chiave: livello di astrazione
Il pensiero computazionale
Come gli spieghi le cose? Il linguaggio deve essere dettagliato?
Per esempio: “riempi la pentola di acqua” -Riempi la pentola a metà, metti la pentola sotto il rubinetto, apri l’acqua fredda, chiudi quando l’acqua raggiunge il livello.
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Le parole chiave: decomposizione
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Scomporre il problema in tanti piccoli problemi. In questa fase la decomposizione del problema dipende dalla potenzae dal livello di astrazione dell’esecutore:fare una torta al cioccolato.
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Le parole chiave: algoritmo
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Le istruzioni devono essere sequenziatein un ordine logico e preciso per risolverein maniera efficace il problema.
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Le parole chiave: verifica
Il pensiero computazionale
Verificare la correttezza della proceduree delle istruzioni mettendosi nei panni dell’esecutore, importanza del debuggingcioè del rilevamento e della correzione dell’errore e riformulazione delle procedure.
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Struttura sequenziale
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Struttura di selezione
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Struttura di selezione
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Se… allora…
Se piove allora
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Il pensiero computazionale
Se… allora…
Se piove allora
altrimenti
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Il pensiero computazionale
Se… allora…
Se piove allora
altrimenti
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Il pensiero computazionale
Se… allora…
Se piove allora
altrimenti
Se non piove
allora
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Struttura iterativa
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Ripetizione
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RIPETI n volte… che cosa?
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Ripetizione
Il pensiero computazionale
RIPETI
n volte
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Ripetizione
Il pensiero computazionale
RIPETI
n volte
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Azioni elementari
• Le indicazioni fornite a un esecutore meccanico(il computer) devono essere semplici e chiare. A un essere umano, dotato di intelligenza, si possono impartire istruzioni generiche o complesse.
• Per esempio gli si può dire «aggiungi un po’ di sale», che è un’ istruzione generica perché «un po’» non è una quantità precisamente determinata. Oppure gli si può dire «telefonami verso le sette». Anche questa è un’istruzione generica, perché «verso le sette» indica un’ora approssimativa, e poi è complessa, perché l’azione del telefonare comporta una serie di atti più elementari: alzare la cornetta, comporre il numero, attendere la risposta, chiedere di parlare con una determinata persona.
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Azioni elementari o no?
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Vai a casa
Telefona a Marco
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Azioni elementari
Il pensiero computazionale
Telefona a Marco
• Prendi il telefono
• Accendi il telefono
• Fai il numero
• Premi il tasto
per terminare
la chiamata
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Istruzioni
Il pensiero computazionale
L’ISTRUZIONE è un COMANDO che descrive in modo NON AMBIGUO un’azione ELEMENTARE
Qualcuno impartisce
Qualcuno esegue
} in un determinato
contesto
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Fare la puntaalla matita
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Fare la puntaalla matita
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Fare la puntaalla matita
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Fare la puntaalla matita
Il pensiero computazionale
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Fare la puntaalla matita
Il pensiero computazionale
sì
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Fare la puntaalla matita
Il pensiero computazionale
sìno
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Fare la puntaalla matita
Il pensiero computazionale
sìno
Inserisci la matita nel temperamatite
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Fare la puntaalla matita
Il pensiero computazionale
sìno
Inserisci la matita nel temperamatite
Ruota la matitain senso orario
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Fare la puntaalla matita
Il pensiero computazionale
sìno
Inserisci la matita nel temperamatite
Ruota la matitain senso orario
Fatta la punta?
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Fare la puntaalla matita
Il pensiero computazionale
sìno
Inserisci la matita nel temperamatite
Ruota la matitain senso orario
Fatta la punta?
no
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Fare la puntaalla matita
Il pensiero computazionale
sìno
Inserisci la matita nel temperamatite
Ruota la matitain senso orario
Fatta la punta?
no
Estrai la matitadal temperamatite
sì
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Fare la puntaalla matita
Il pensiero computazionale
sìno
Inserisci la matita nel temperamatite
Ruota la matitain senso orario
Fatta la punta?
no
Estrai la matitadal temperamatite
sì
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Fare la puntaalla matita
Il pensiero computazionale
sìno
Inserisci la matita nel temperamatite
Ruota la matitain senso orario
Fatta la punta?
no
Estrai la matitadal temperamatite
sì
?Non va bene!
Dobbiamo
negare tutto!
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