geometria analitica con Scratch: Fare coding mentre si insegna matematica

Di Giovanni Mastropaolo

Il libro aiuta ad appendere ed approfondire l’uso di un linguaggio di programmazione (Scratch) abbastanza evoluto e molto facile da usare mentre si affronta il disegno dei grafici e lo studio della geometria analitica.

Geometria analitica è un argomento presente nei programmi di matematica della scuola secondaria.
Disegnare grafici e comprenderli rientra tra le competenze da acquisire.
Il coding sviluppa la capacità di risolvere problemi complessi attraverso la loro scomposizioni in problemi elementari che devono essere combinati per restituire la soluzione adatta alla complessità del reale utilizzando le tecniche dell’informatica.

Scrivere un programma deve diventare una abilità usuale come il parlare, lo scrivere, il disegnare, il trattare numeri e grandezze fisiche.
Scratch permette di fare coding in forma ludica e permette la scrittura di programmi per mezzo di un’interfaccia grafica intuitiva.
Scratch è facile da usare, non presuppone grandi attenzioni alla sintassi (delizia e croce dei programmatori) mentre permette di concentrarsi sulle sequenze logiche e gli algoritmi (flow chart) che consentono di tenere sotto controllo la complessità della soluzione.

Vengono messi a disposizione esempi di applicazioni di Scratch e video dimostrativi che sono recuperabili attraverso link inseriti nel testo.

Il libro è in formato ePub ed è pienamente fruibile da PC/MAC. È ampiamente fruibile da tablet e smartphone se dotati del lettore ePub ma ci sono problemi con il browser che potrebbe non essere adatto all’utilizzo di Scratch. 
Per i link è necessaria la connessione a internet.
Gli e-reader devono essere in grado di aprire il formato ePub e potrebbero non essere adatti all’accesso al web.

• Lingua: Italiano
• Editore: Giovanni Mastropaolo
• Data di uscita: 22 mar 2017
• ISBN: 9788826066998

Anteprima del libro

Messaggi

presentazione

Cosa tratta la pubblicazione

In questa pubblicazione si fa geometria analitica usando Scratch e si fa coding.

Adatto per alunni della scuola secondaria di secondo grado (triennio delle superiori).

Il libro è utilizzabile per scopi diversi:

- si usano le applicazioni messe appositamente a disposizione online per esaminare le proprietà delle curve in relazione ai valori assunti dai parametri;

- si prova ad inserire proprie equazioni per osservarne i grafici;

- si studiano gli script per imparare a programmare.

Lo scopo perseguito è quello di organizzare in un unico testo lezioni ed esercitazioni che possono servire per iniziare gli alunni alla programmazione con un linguaggio adatto a principianti.

L’idea di base è la seguente: nella didattica di ogni disciplina si può introdurre una quota di informatica migliorando la comprensione della disciplina e promuovendo le capacità computazionali degli allievi.

Con Scratch si coglie l'obiettivo di avvicinare alla programmazione e capire la logica degli algoritmi (prima dell'uso del codice di un linguaggio rigoroso), oltre a sviluppare abilità creative nell'uso dei computer (citazione tratta da prof.a Paola Biasotti).

L’impiego di Scratch per descrivere le figure da disegnare migliora la capacità di analisi, contribuisce all’approfondimento della geometria e permette l’acquisizione di quelle capacità computazionali che sono alla base dei processi di apprendimento.

Con la geometria analitica si usa un pretesto per esercitarsi con la programmazione intorno ad una situazione concreta, definita e ben documentata.

Un alunno di scuola secondaria superiore può utilizzare le conoscenze che va apprendendo in materia di Geometria analitica per cominciare a programmare o, meglio, per imparare a costruire algoritmi.

Per utilizzare le applicazioni non è necessario conoscere Scratch: le applicazioni scaricabili dal sito che sono collegate a questo manuale si possono utilizzare subito, così come sono, per disegnare alcune coniche con parametri a scelta dell’utente.

Il processo di calcolo può essere sospeso e ripreso a piacere in modo da consentire di soffermarsi intorno ad aspetti specifici della costruzione del grafico.

Nelle schede del capitolo Geometria Analitica vengono esaminate in breve le diverse curve geometriche dal punto di vista analitico e per ciascuna di esse viene illustrato lo script utilizzato per disegnare la curva in base a parametri scelti dell’utente.

Chi conosce Scratch sa che non ci si deve occupare di parole riservate e di sintassi.

Per costruire gli script (il programma) viene largamente usata la grafica per rappresentare istruzioni, comandi e controlli in modo da permettere al principiante di occuparsi della parte più importante della programmazione: la sequenza logica delle istruzioni da impartire per ottenere un risultato.

Facilita l’uso di Scratch il fatto che l’esito dell’esecuzione del programma è anch’esso di tipo grafico e si svolge su di uno spazio organizzato come un piano cartesiano.

Piano della pubblicazione

Il capitolo 1 - Le applicazioni propone subito l’accesso alle applicazioni di Geometria analitica tramite rimandi al sito di Scratch.

Il capitolo 2 - Il piano cartesiano riprende alcuni argomenti che riguardano l’utilizzo del piano cartesiano in cui vengono richiamati gli accorgimenti necessari per produrre correttamente grafici. Vengono quindi illustrate le basi su cui poggia Scratch per utilizzare lo spazio dello stage, per gestire gli sprite e produrre gli script necessari al funzionamento dell’applicazione.

Il capitolo 3 - Disegnare introduce l’uso di Scratch per disegnare. Il compito diventa interessante sul piano didattico perché si sperimenta concretamente la possibilità di collocare punti a piacere su di un piano utilizzando due soli numeri per poi tracciare linee tra punti a piacere fino a costruire disegni sempre più complessi tramite tracce con colori e spessori a scelta.

Il capitolo 4 - Geometria analitica illustra gli aspetti peculiari utilizzati per la costruzione delle curve e per la manipolazione delle variabili da parte dell’utente. Qui ci sono gli elementi che l’allievo deve prendere in considerazione per imparare a programmare.

Il capitolo 5 - Appendice A illustra alcuni aspetti comuni del funzionamento dei vari script.

Il capitolo 6 - Appendice B tratta alcuni aspetti generali della grafica cartesiana e di Scratch che ho ritenuto utili per approfondire l’utilizzo di alcuni comandi poco conosciuti.

Collegamenti

In questa pagina web ci sono link utili per degli approfondimenti e per i video dimostrativi che si riveleranno utili anche in futuro.

È stata anche predisposta una pagina di errata corrige… non si sa mai.

Questo ed altri lavori di supporto alla didattica sono raccolti nel sito  www.mastropaolo.net che si rintraccia anche con la frase il laboratorio di gianni

Il sito contiene attività svolte con Scratch, Picoboard, Arduino e argomenti di elettronica ed elettrotecnica.

Nell’opera si fa riferimento a siti in cui sono trattati meglio e con maggiore approfondimento alcuni argomenti che qui sono appena richiamati:

www.wikipedia.it,

http://www.math.it,

http://ripmat.it,

http://www.youmath.it,

I siti sono equivalenti. Il fatto che nel testo si faccia riferimento specifico ad uno di essi è casuale ed è legato alla necessità di non appesantire troppo la lettura con molteplici richiami.

Hardware

Il libro è in formato ePub ed è fruibile su PC, Mac, tablet e smartphone se dotati del lettore di ePub. Non tutti gli eReader ammettono il formato ePub, verificare eventualmente.

Per dotarsi di un lettore ePub, in caso di necessità, cercare nel web epub su PC.

La presenza di molti collegamenti a siti web rende utile, ma non necessario, avere la possibilità di accedere a internet.

Le applicazioni richiamate con i Link sono depositate sul sito di Scratch e sono completamente fruibili con i browser utilizzati su PC e Mac.

Con i browser utilizzati dalle apparecchiature portatili le applicazioni non sono facilmente fruibili e per questo motivo viene messo a disposizione un video con una demo.

Note di utilizzo

Gli esempi riportati utilizzano prevalentemente la grafica di Scratch2; utilizzando Scratch1 si osserveranno alcune differenze ma struttura e significato sono uguali.

Lo studio e gli esercizi di applicazione proposti sono realizzati con la versione 2.

Gli esempi consentiranno di imparare ad utilizzare istruzioni e comandi evoluti e spesso inutilizzati che consentono applicazioni avanzate di Scratch come il suo impiego nello studio di funzioni e nelle simulazioni eseguite con calcoli trigonometrici, differenziali ed integrali¹.

Ci sono anche molti rimandi a pagine web nelle quali sono ripresi e sviluppati gli argomenti trattati in questo testo.

Scratch è scaricabile da qui (scratch.mit.edu).

Questo non è un testo per principianti assoluti; si danno per scontate alcune definizioni di base che sono comprensibili con l’intuizione e con un minimo di pratica sperimentale.

Anzi, la cosa migliore da fare è "giocare" con i vari comandi, o istruzioni, e vedere cosa accade.

In caso di necessità è utile approfittare della funzione di aiuto associata a ciascuna istruzione.

Se interessati, per iniziare può aiutare questa presentazione.

Meglio ancora questo articolo della prof. Paola Biasotti.

Convenzioni

Le parole riservate (istruzioni, comandi) di Scratch sono presentate racchiuse tra parentesi quadre [].

I comandi contenuti