Il corso si propone di introdurre le basi per un’educazione all’Intelligenza Artificiale. I partecipanti conosceranno alcuni strumenti elementari per poter sviluppare attività
didattiche in cui gli studenti possano sperimentare potenzialità e limiti degli algoritmi sottesi a questa tecnologia. Saranno presentati percorsi adattabili a scuole di diverso ordine e grado, così come a diverse discipline.
Destinatari: docenti della scuola secondaria di primo e secondo grado.
Argomenti: introduzione all’Intelligenza Artificiale: storia, definizioni, cultura, normativa; un esempio applicato all’etica. Imparare dagli esempi: panoramica degli strumenti base per iniziare a insegnare a un computer come fare qualcosa (riconoscere la spazzatura nel mare o come accendere e spegnere le luci in una stanza). Le reti neurali: definizioni e utilizzo di semplici algoritmi per il riconoscimento di caratteri e abiti. Strumenti per insegnare a un computer come rispondere alle richieste di un umano: panoramica e sperimentazione diretta delle soluzioni disponibili adattabili alla didattica.
Livello: B1 Sperimentatore (Corso di approfondimento). Area di competenza: Area 2 Risorse digitali – Area 3 Pratiche di insegnamento e apprendimento.
Durata: 8 ore suddivise in 4 incontri da 2 ore ciascuno.
Il corso si propone di illustrare e sperimentare diverse risorse disponibili per l’analisi di insiemi di dati complessi e per la loro rappresentazione; in particolare saranno fornite indicazioni per selezionare singole caratteristiche di un set di dati, evidenziare relazioni tra le diverse variabili, accorpare diverse sorgenti di dati, realizzare diverse tipologie di infografiche con particolare attenzione alla geolocalizzazione. Si imparerà a cosa serve
ogni strumento, quali linguaggi di programmazione sono necessari, le sue caratteristiche e le sue limitazioni, le possibili applicazioni a percorsi didattici per gli studenti con particolare attenzione alle ricadute sulla cittadinanza digitale. Per ogni
argomento saranno forniti video di supporto e testi di riferimento.
Destinatari: docenti della scuola secondaria di primo e secondo grado.
Argomenti: strumenti avanzati del foglio di calcolo; strumenti online per la visualizzazione dei dati, la realizzazione di infografiche e geo-localizzazioni; gli Ambienti di Calcolo Evoluto; Jupyter notebook e Google Colaboratory.
Livello: B1 Sperimentatore (Corso di approfondimento).
Area di competenza: Area 2 Risorse digitali – Area 3 Pratiche di insegnamento e apprendimento – Area 6 Sviluppo della competenza digitale degli studenti.
Durata: 8 ore suddivise in 4 incontri da 2 ore ciascuno.
Il corso si propone di presentare e analizzare diverse risorse disponibili per una didattica digitale applicata a discipline che richiedono un forte uso di strumenti grafici e simbolici come la Matematica, la Fisica e la Chimica. Saranno affrontate le problematiche sia dal lato docente sia dal lato studente, e saranno individuate possibili strade per superarle. In ogni incontro saranno proposte attività che vedranno il diretto coinvolgimento dei partecipanti e la produzione di materiali.
Destinatari: docenti della scuola secondaria di primo e secondo grado
Argomenti: strumenti per scrivere con la penna: fotocamere, document camera, tavolette grafiche, tablet; strumenti per scrivere con i tasti: ambienti di calcolo evoluto, equation editor, strumenti di mark-up.
Livello: A2 Esploratore (Corso base).
Area di competenza: Area 2 Risorse Digitali – Area 3 Pratiche di insegnamento e apprendimento.
Durata: 6 ore suddivise in 3 incontri da 2 ore ciascuno.
L’obiettivo di riferimento è stato progettare e realizzare alcune esperienze didattiche per attività di misura, accompagnate da video tutorial unitamente alla relativa documentazione, facilmente adattabili a diversi contesti, anche per docenti con poca esperienza di programmazione.
Il tirocinio è stato strutturato in una prima parte dedicata all’introduzione al contesto di riferimento: presentazione della struttura (spazi, personale, postazione di lavoro, regole e procedure, strumentazione disponibile), introduzione ai possibili contesti applicativi (l’Équipe Formativa Territoriale, l’ordinamento e le diverse articolazioni della scuola secondaria, la Didattica Digitale Integrata), introduzione alla progettazione didattica (riferimenti e strumenti).
Nella seconda parte sono state introdotte le schede micro:bit e Arduino e per ognuno dei due casi saranno analizzati caratteristiche generali, interfaccia di programmazione, sensori, sistemi di I/O.
La terza parte del tirocinio è stata dedicata alla progettazione vera e propria di unità didattiche per ognuna delle due piattaforme. Dopo aver svolto una selezione delle possibili attività da implementare, per ognuna saranno svolte le seguenti fasi: studio preliminare (ricerca, analisi e documentazione di attività simili presenti in rete), progettazione (individuazione dei requisiti HW e SW, definizione di inquadrature e testi), realizzazione e documentazione.
Nell’ambito della sperimentazione del recente Student Kit, è stato sviluppato un percorso con l’obiettivo di fare utilizzare questo strumento per il laboratorio di Fisica (Scienze Integrate negli Istituti Professionali). Tale percorso è stato pensato su tre livelli: uno iniziale sui circuiti base con attenzione alle diverse tipologie di collegamento, uno intermedio in cui si è affrontato il rapporto tra matematica e informatica, un ultimo di approfondimento in cui sono state applicate le conoscenze dei livelli precedenti per osservare il diverso comportamento di alcuni componenti. Questa attività è stata sfruttata anche per la sperimentazione di diversi strumenti potenzialmente utili alla Didattica Digitale Integrata: tavoletta grafica e tablet con penna per la scrittura di formule a mano su supporti digitali, document camera e tablet per la realizzazione di immagini e filmati, piattaforme online per la distribuzione del codice e la simulazione. Sebbene il focus principale sia il secondo ciclo di istruzione, tutte le proposte possono essere affrontate anche nella scuola secondaria di primo grado.
I collegamenti.
A questo livello si è voluto affrontare la differenza tra i collegamenti in serie e parallelo non solo attraverso un linguaggio al tempo stesso basilare e rigoroso facendo uso dei concetti di ramo e nodo (fisicacapovolta.it sez. 5.4), ma anche cercando di utilizzare semplici elementi circuitali come gli interruttori.
Collegamento in serie:
Collegamento in parallelo:
Esercizi proposti:
disegna e realizza un circuito con quattro pulsanti in serie;
disegna e realizza un circuito con quattro pulsanti in parallelo;
disegna e realizza un circuito con due pulsanti in serie collegati a due in parallelo;
disegna e realizza un circuito con due pulsanti collegati in serie e messi in parallelo con altri due in serie.
Dalla retta ai segnali
Lo strumento della “mappa” instesa come trasformazione di un insieme di valori in un altro è tanto semplice quanto potente, perché può essere utilizzato in moltissimi contesti differenti (ad esempio, come posso trasformare i punteggi di un test con 24 domande in una scala da 2 a 10?). Per ragione si è colta l’occasione per mettere in relazione le conoscenze realtive alla retta che arrivano dalla Matematica per applicarle in contesto semplice come la generazione dei segnali e i suoni. Di seguito un esempio della presentazione teorica dell’attività:
Applicazione della linearizzazione alla riproduzione di un suono
Nell’esempio proposto è stata sfruttata la possibilità di alimentare la scheda attraverso una batteria; il segnale viene generato dalla funzione tone().
Applicazione della linearizzazione alla gestione di due variabili e alla generazione di segnali periodici.
Simulazione con Thinkercad. Attenzione perché la simulazione del potenziometro ha una struttura differente da quello fornito con il kit, per cui anche i collegamenti saranno leggermente diversi tra simulazione e realizzazione pratica.
Realizzazione pratica
Esercizi proposti:
prova a variare i valori minimo e massimo della frequenza del primo circuito e osserva se e come cambia la percezione per diverse persone;
collega il piezo al secondo circuito e osserva come cambia il suono emesso.
Carichi lineari e non lineari
In questa ultima parte utilizziamo un segnale periodico per visualizzare la differenza di comportamento di un carico. Il segnale in uscita (V_out) è legato a quello in entrata (V_in) da una semplice relazione:
dove α può essere una costante o una funzione e i suoi valori dipendono anche dagli elementi presenti nel carico.
In entrambi gli esempi proposti è stato usato lo stesso codice.
Un carico lineare
Nel primo esempio è utilizzato un partitore formato da due resistori uguali. In questo caso abbiamo:
dove R_1 e R_2 sono i valori delle resistenze. Dal momento che sono stati usati due resistori uguali in questo caso α=0,5.
In questo caso al variare della resistenza cambia il valore del segnale in uscita (in rosso nel video), ma quest’ultimo non dipendende dalla frequenza del segnale in ingresso (in blu nel video).
Un carico non lineare
Nel secondo esempio è utilizzato un circuito RC.
In questo caso al variare della resistenza cambia il valore del segnale in uscita (in rosso nel video), che in questo caso dipendende dalla frequenza del segnale in ingresso (in blu nel video): infatti, all’aumentare della frequenza il segnale diminuisce in ampiezza e quello realizzato viene anche chiamato filto “passa-basso”.
Esercizi proposti:
nel primo esempio prova a sostituire uno dei resistori e osserva cosa cambia;
nel secondo esempio prova a sostituire il resistore con uno di diversa resistenza e osserva cosa cambia.
