INSEGNARE GLI ALGORITMI GIOCANDO:PROGETTO, SVILUPPO E SPERIMENTAZIONE DI UN PROTOTIPO

SU LIM

RELATORE:

Prof.ssa Alessandra AGOSTINI

CONTRORELATORE:

Prof.ssa Carla SIMONE

UNIVERSITA’ DEGLI STUDI DI MILANO - BICOCCAFACOLTA’ DI SCIENZE MATEMATICHE, FISICHE E NATURALI

FACOLTA’ DI PSICOLOGIALAUREA MAGISTRALE IN TEORIA E TECNOLOGIA DELLA COMUNICAZIONE

Tesi di laurea di:

Marco DAMIANO

(063409)

1.Obiettivi2.Progettazione3.Sviluppo4.Sperimentazione5.Conclusioni

Sommario

2

Correlazione tra l’utilizzo di tecnologie didattiche a supporto delle attività di gruppo e il ragionamento e pensiero critico.

Il lavoro svolto:

Progettazione, sviluppo e sperimentazione un prototipo su LIM che:

stimola attività di gruppo; affronta concetti tipici dell’informatica in quanto scienza.

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Obiettivi1

2. Progettazione

4

Superficie interattiva su cui è possibile scrivere, disegnare, utilizzare contenuti multimediali.

Se usata in modo collaborativo: buon coinvolgimento ; apprendimento attivo; riutilizzo della lezione.

Se usata come semplice proiettore: basso coinvolgimento; lezione come semplice “show”; accelerano e semplificano eccessivamente gli argomenti.

Lavagna Interattiva Multimediale2

5

1. stimolare attività problem solving di gruppo;

2. essere affine agli interessi degli studenti;

3. coinvolgere i gruppi di studenti tramite competizione;

4. affrontare concetti tipici dell’informatica.

Requisiti del prototipo 2

6

L’approccio Divide et Impera2

7

Applicare una tecnica tipica di algoritmi per la risoluzione collaborativa di espressioni.

Divide: l’espressione è suddivisa in sotto-espressioni più semplici

Impera: le sotto-espressioni sono risolte dagli studenti

Merge: i risultati sono ricombinati per ottenere la soluzione finale

Dati del problema:

uno zaino che riesce a contenere un peso massimo P;

N oggetti caratterizzati da un peso e valore noto;

Obiettivo:

scegliere quali oggetti introdurre nello zaino per ottenere il massimo valore economico possibile.

Knapsack Problem2

8

Interfaccia grafica2

Interfaccia grafica2

Interfaccia grafica2

Interfaccia grafica2

Interfaccia grafica2

3. Sviluppo

14

15

Sviluppo3

Grafica: Adobe Flash Professional

Funzionalità: FlashDevelop

Architettura dell’applicazione: Model – View - Controller

4. Sperimentazione

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Istituto scolastico: scuola secondaria I grado Garcia, di Cinisello Balsamo

Lezioni

17

Il contesto della sperimentazione4

1. con LIM, a gruppi 16 alunni (8 ragazzi e 8 ragazze)

2. con esercizi su carta, individuali 20 alunni (9 ragazzi e 11 ragazze)

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Risultati del problema4

18

[0, 399] [400, 449]

[450, 499]

[500, 549]

[550, 559]

[600, 649]

[650, 699]

[700, 749]

[750, 799]

[800, 849]

[850, 899]

[900, 949]

[950, 999]

10000%

10%

20%

30%

40%

50%

60%

70%

80%

90%

5%10% 10%

25%

5%

15%17%

83%

NO LIM LIM

Punteggi ottenuti nel problema dello zaino

Pe

rce

ntu

ale

stu

de

nti

5. Conclusioni

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Conclusioni:

E’ stato progettato e sviluppato un prototipo di applicazione che ha stimolato attività di problem solving di gruppo, su un problema dell’informatica;

I risultati migliori dei problemi sono stati ottenuti nella lezione in cui è stato utilizzato il prototipo;

Sviluppi futuri:

Sviluppare un sistema per configurare più esercizi;

Trattare altri concetti tipici dell’informatica in quanto scienza. 20

Conclusioni e sviluppi futuri5

Grazie

Learning-centered

centrato sull’apprendimento dello studente, costruzione della conoscenza.

Teaching-centered centralità insegnamento, l’apprendimento è una semplice trasmissione di informazioni

Approcci didatticiX

Collaborative Learning

E’ l’apprendimento che si ottiene attraverso attività di gruppo

E’ l’apprendimento che si ottiene attraverso attività di gruppo.

1. L’insegnante diventa un “coach”, fornisce agli studenti opportunità di apprendimento;

2. sviluppo di capacità che rimangono per tutta la vita;

3. Stimolare la collaborazione, la costruzione della loro conoscenza ed un insegnamento reciproco.

Apprendimento collaborativoX

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Modalità di interazioneX

L’architettura dell’applicazione

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Model – View - ControllerX

Definisce lo stato dell’applicazione:

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ModelX

legge la base dati; rappresenta i dati in un modello opportuno; rende disponibile le operazioni che possono essere effettuate sul modello.

Visualizzazione e interazione con l’utente:

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ViewX

visualizza i dati e gli elementi dell’interfaccia; crea le grafiche delle schermate.

Logica di controllo dell’applicazione:

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ControllerX

gestisce le interazioni dell’utente (intercettate dal View) causando azioni sul Model;

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Diagramma delle classi - ModelX

30

Diagramma delle classi - ViewX

31

Diagramma delle classi - ControllerX

32

SensazioniX

Indifferenza noia impegno entusiasmo curiosità divertimento interesse soddisfazione

10% 15%

50%35%

50% 50%35%

20%

50%38%

19%

75%63%

25%

Durante la risoluzione del problema

Indifferenza noia impegno entusiasmo curiosità divertimento interesse soddisfazione

6% 13% 19% 19%

75%

13%

38%

6%15%30%

80%

25%45%

15%

Durante la spiegazione dell'algoritmo

Indifferenza noia impegno entusiasmo curiosità divertimento interesse soddisfazione

25%

50% 50%63%

75%

31%

50%

35%

55%45%

75%

20%

Lezione in generale

Classe 3°Acon LIM

Classe 3°Bsenza LIM

33

Risultati problema dello zainoXalunno negozio punti

Abbigliamento 1000

Elettronica 1000

Beauty 1000

Abbigliamento 971

Elettronica 947

Beauty 947

Beauty 945

Elettronica 922

Beauty 910

Elettronica 899

Abbigliamento 857

Abbigliamento 826

Elettronica 802

Elettronica 748

Beauty 710

Abbigliamento 612

Beauty 573

Abbigliamento 544

Abbigliamento 485

Beauty 411

gruppo negozio

Punti

(con

penalizzazione)

Punti

1 Elettronica 1000 1000

6 Beauty 1000 1000

3 Beauty 920 1000

5 Abbigliamento 910 1000

4 Abbigliamento 860 1000

2 Elettronica 615 640

Classe con LIM

Classe senza LIM