Programmazione di Informatica

DIPARTIMENTO DI INFORMATICA BIENNIO E TRIENNIO
ANNO SCOLASTICO 2016/2017
I percorsi liceali come recita la normativa, devono fornire allo studente gli strumenti culturali e
metodologici per una comprensione approfondita della realtà, affinché egli si ponga, con atteggiamento
razionale, creativo, progettuale e critico, di fronte alle situazioni, ai fenomeni e ai problemi, ed
acquisisca conoscenze, abilità e competenze adeguate sia al proseguimento degli studi di ordine
superiore, che all’inserimento nella vita sociale e nel mondo del lavoro (art. 2 comma 2 del regolamento
recante “Revisione dell’assetto ordinamentale, organizzativo e didattico dei licei…”), per raggiungere
questi risultati l’insegnamento dell’informatica deve contemperare diversi obiettivi:
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comprendere i principali fondamenti teorici delle scienze dell’informazione;
acquisire la padronanza di strumenti dell’informatica e sapere utilizzare tali strumenti per la
soluzione di problemi significativi in generale, ma in particolare connessi allo studio delle
altre discipline;
acquisire la consapevolezza dei vantaggi e dei limiti dell’uso degli strumenti e dei metodi
informatici e delle conseguenze sociali e culturali di tale uso.
Questi obiettivi si riferiscono ad aspetti fortemente connessi fra di loro, che vanno quindi trattati in
modo integrato. Il rapporto fra teoria e pratica va mantenuto su di un piano paritario e i due aspetti
vanno strettamente integrati evitando sviluppi paralleli incompatibili con i limiti del tempo a
disposizione.
Al termine del percorso liceale lo studente padroneggia i più comuni strumenti software per il calcolo, la
ricerca e la comunicazione in rete, la comunicazione multimediale, l'acquisizione e l'organizzazione dei
dati, applicandoli in una vasta gamma di situazioni, ma soprattutto nell'indagine scientifica, e scegliendo
di volta in volta lo strumento più adatto. Deve avere una sufficiente padronanza di uno o più linguaggi
per sviluppare applicazioni semplici, ma significative, di calcolo in ambito scientifico. Comprende la
struttura logico-funzionale della struttura fisica e del software di un computer e di reti locali, tale da
consentirgli la scelta dei componenti più adatti alle diverse situazioni e le loro configurazioni, la
valutazione delle prestazioni, il mantenimento dell'efficienza.
L'uso di strumenti e la creazione di applicazioni deve essere accompagnata non solo da una
conoscenza adeguata delle funzioni e della sintassi, ma da un sistematico collegamento con i
concetti teorici ad essi sottostanti.
Il collegamento con le discipline scientifiche, ma anche con la filosofia e l'italiano, deve permettere
di riflettere sui fondamenti teorici dell'informatica e delle sue connessioni con la logica, sul modo in
cui l'informatica influisce sui metodi delle scienze e delle tecnologie, e su come permette la nascita
di nuove scienze.
E’ opportuno coinvolgere gli studenti degli ultimi due anni in percorsi di approfondimento anche
mirati al proseguimento degli studi universitari e di formazione superiore. In questo contesto è
auspicabile trovare un raccordo con altri insegnamenti, in particolare con matematica, fisica e
scienze, e sinergie con il territorio, aprendo collaborazioni con università, enti di ricerca, musei
della scienza e mondo del lavoro.
Dal punto di vista dei contenuti il percorso ruoterà intorno alle seguenti aree tematiche: architettura
dei computer (AC), sistemi operativi (SO), algoritmi e linguaggi di programmazione (AL),
elaborazione digitale dei documenti (DE), reti di computer (RC), struttura di Internet e servizi (IS),
computazione, calcolo numerico e simulazione (CS), basi di dati (BD).
Nello specifico per le classi con opzione scienze applicate nel primo biennio sono usati gli strumenti di
lavoro più comuni del computer insieme ai concetti di base ad essi connessi. Lo studente è introdotto
alle caratteristiche architetturali di un computer: i concetti di hardware e software, una introduzione alla
codifica binaria presenta i codici ASCII e Unicode, gli elementi funzionali della macchina di Von
Neumann: CPU, memoria, dischi, bus e le principali periferiche (AC).
Conosce il concetto di sistema operativo, le sue funzionalità di base e le caratteristiche dei sistemi
operativi più comuni; il concetto di processo come programma in esecuzione, il meccanismo base
della gestione della memoria e le principali funzionalità dei file system (SO).
Lo studente conosce gli elementi costitutivi di un documento elettronico e i principali strumenti di
produzione. Occorre partire da quanto gli studenti hanno già acquisito nella scuola di base per far loro
raggiungere la padronanza di tali strumenti, con particolare attenzione al foglio elettronico (DE).
Apprende la struttura e i servizi di Internet. Insieme alle altre discipline si condurranno gli studenti
a un uso efficace della comunicazione e della ricerca di informazioni, e alla consapevolezza delle
problematiche e delle regole di tale uso. Lo studente è introdotto ai principi che sono alla base dei
linguaggi di programmazione e gli sono illustrate le principali tipologie di linguaggi e il concetto di
algoritmo. Sviluppa la capacità di implementare un algoritmo in pseudo-codice o in un particolare
linguaggio di programmazione, di cui si introdurrà la sintassi (AL).
Nel triennio si procede ad un allargamento della padronanza di alcuni strumenti e ad un
approfondimento dei loro fondamenti concettuali. La scelta dei temi dipende dal contesto e dai rapporti
che si stabiliscono fra l’informatica e le altre discipline. Sarà possibile disegnare un percorso all'interno
delle seguenti tematiche: strumenti avanzati di produzione dei documenti elettronici, linguaggi di
markup (XML etc), formati non testuali (bitmap, vettoriale, formati di compressione), font tipografici,
progettazione web (DE); introduzione al modello relazionale dei dati, ai linguaggi di interrogazione e
manipolazione dei dati (BS); implementazione di un linguaggio di programmazione, metodologie di
programmazione, sintassi di un linguaggio orientato agli oggetti (AL). Per il quinto anno è opportuno
che l'insegnante realizzi percorsi di approfondimento, auspicabilmente in raccordo con le altre
discipline. Saranno comunque oggetto di studio i principali algoritmi del calcolo numerico (CS),
introdotti i principi teorici della computazione (CS) e affrontate le tematiche relative alle reti di
computer, ai protocolli di rete, alla struttura di internet e dei servizi di rete (RC) (IS). Con l'ausilio degli
strumenti acquisiti nel corso degli anni precedenti, sono inoltre sviluppate semplici simulazioni come
supporto alla ricerca scientifica (studio quantitativo di una teoria, confronto di un modello con i dati…)
in alcuni esempi, possibilmente connessi agli argomenti studiati in fisica o in scienze (CS).
METODI E STRUMENTI DIDATTICI
Il traguardo formativo potrebbe essere raggiunto privilegiando momenti di scoperte e di successiva
generalizzazione a partire da casi semplici e stimolanti. Gli allievi vengono così impegnati in
attività che favoriscono il consolidamento di meccanismi mentali di base. Si procederà per unità
didattiche, verrà utilizzato il metodo induttivo. Alla lezione frontale seguirà l’esercitazione pratica
in laboratorio per promuovere l'arricchimento delle conoscenze.
VERIFICHE E VALUTAZIONE
Le verifiche formative saranno fatte durante lo svolgimento delle unità didattiche tramite domande
a risposta multipla o aperta soprattutto per le classi V al fine di preparare gli allievi per affrontare
serenamente gli esami di stato, saranno inoltre somministrati esercizi on-line e off-line.
Le verifiche avranno lo scopo di guidare gli allievi e verificare il raggiungimento degli obiettivi ed
eventualmente poter colmare le lacune.
Gli strumenti utilizzati saranno colloqui, interrogazioni ed esercitazioni al computer. Le verifiche
sommative serviranno a valutare la competenza disciplinare acquisita e il raggiungimento degli
obiettivi cognitivi prefissati. Gli strumenti utilizzati saranno verifiche orali individuali, verifiche
scritte, test o risposte aperte e chiuse, soluzione di problemi.
Il numero delle verifiche sommative previste per ogni periodo è un minimo di due scritte per
quadrimestre e due orali.
Per la valutazione minima di sufficienza nei colloqui orali l’alunno deve dimostrare la conoscenza,
anche se non approfondita dei concetti oggetto del programma, deve saperli esporre in modo
semplice con termini appropriati e deve saper risolvere semplici esercizi e problemi. Inoltre nella
valutazione complessiva scritta per il raggiungimento degli obiettivi minimi si terrà conto della
completezza dell’elaborato, della correttezza, dell’organicità nell’esecuzione e della giustificazione
delle procedure attuate, delle conoscenze, competenze e abilità acquisite da ogni singolo allievo in
relazione ai livelli di partenza e ai livelli finali raggiunti, tenuto conto dell’impegno, della
partecipazione e della costanza nello studio.
Tenuto conto dei programmi ministeriali, si definiscono le linee generali e le tematiche disciplinari
relative alle classi prime, seconde, terze, quarte e quinte dell’opzione scienze applicate.
Classe I (opzione scienze applicate)
Concetti di base della tecnologia dell’informazione - L’evoluzione dell'informatica - I sistemi di
numerazione - La codifica delle informazioni- Proposizioni e connettivi logici - Le funzioni - Le
risorse hardware e software - Struttura generale del sistema di elaborazione - La memoria centrale L'unita' centrale di elaborazione - Le unità di input/output - Le memorie di massa - Classificazione
dei computer - Il software - Il sistema operativo - L'evoluzione dei sistemi operativi - Installare un
sistema operativo. Navigare all'interno della GUI. Identificare e applicare comuni tecniche di
manutenzione preventiva per i sistemi operativi. Risolvere i problemi relativi all'impiego dei sistemi
operativi. Il sistema operativo windows. Caratteristiche generali - La scrivania - Il mouse - Il
multitasking - L'interfaccia standard delle applicazioni - Il menu di start - La gestione delle risorse e
dei file - La guida in linea - Gestione di una stampante - Installazione e rimozione di nuovi
programmi - Installazione di nuovi componenti hardware - la gestione del foglio elettronico Utilizzo di un editore di testo - Le reti informatiche - Il foglio di calcolo.
Laboratorio:
Software applicativo: pacchetto office, AlgoBuild, Scratch.
Classe II (opzione scienze applicate)
Un editor di testo - I programmi per la multimedialità - Il programma per la gestione di un data base
- La gestione dei dati: variabili e costanti - Dati e azioni - Definizione di algoritmo - Acquisire e
comunicare i dati - Strumenti per la stesura di un algoritmo - Prime rappresentazioni di un
algoritmo. Il lavoro di programmazione - Le basi di un linguaggio - Gli operatori di relazione e
logici - Le istruzioni di ingresso e uscita - Primi esempi di programmi - Le fasi della
programmazione - Il metodo top-down - L'importanza della documentazione - Le tecniche della
programmazione - Le strutture di controllo - La programmazione strutturata - Il teorema di BohmJacopini - Rappresentazione delle strutture.
Laboratorio:
Linguaggi di programmazione: Scratch, C;
Software applicativo: pacchetto office, Scratch.
Classe III (opzione scienze applicate)
Le strutture di controllo - La struttura di ripetizione - iterazione pre-condizionale e postcondizionale - il ciclo enumerativo - Procedure e funzioni - Lo sviluppo top- down - Procedura
generale - procedure con parametri - il passaggio di parametri - le funzioni - le funzioni predefinite il trattamento delle stringhe - Le strutture di dati - gli array - gli array a una dimensione inserimento - ordinamento per selezione - ordinamento per scambio - ricerca in un array visualizzazione - vettori paralleli - vettori a due dimensioni.
Laboratorio:
Linguaggi di programmazione: C#.
Classe IV (opzione scienze applicate)
Linguaggi per il web (HTML, XML) – CSS - I record - le tabelle di record - Le matrici quadrate e
simmetriche (collegamento alla matematica) - Le strutture di dati - Le matrici quadrate e
simmetriche (collegamento alla matematica) - I file - Operazioni fondamentali sugli archivi - Tipi di
archivio - Tipi di organizzazione - Tipi di accesso - Creazione di file di testo - lettura di file di testo
- creazione sequenziale di file di record - lettura sequenziale di file di record - I file random e basi di
dati.
Laboratorio:
Linguaggi di programmazione: HTML - C# -Visual C#.
Classe V (opzione scienze applicate)
Basi di dati - Cos’è un data base - Definizione componenti di un DBMS - Le funzioni del DBMS Livelli di astrazione di un DBMS - Livello fisico. Livello concettuale. Livello esterno - Perché
utilizzare un DBMS - Efficienza di accesso - Indipendenza fisica dei dati - Indipendenza logica dei
dati - Modelli di dati per DBMS Il modello entità/relazione - I modelli logici - La progettazione di
Data Base in ambiente relazionale - Le forme normali.
Programmazione ad oggetti in Visual C# - Classi, metodi, eventi, proprietà - Realizzazione
applicazioni grafiche in Visual C# - Ereditarietà e polimorfismo.
Calcolo numerico - Errore computazionale - Aritmetica finita - Elementi di algebra lineare - Metodi
per la soluzione di sistemi lineari e interpolazione - Teoria della computazione - La complessità
computazionale.
Laboratorio:
Linguaggi di programmazione: C#, Visual C#, SQL, MySQL.
I docenti, consapevoli che l’informatica è una disciplina da potenziare in tutti i corsi essendo considerata
ormai disciplina trasversale, visto che la scuola è test center accreditata, concordano nel dare la
possibilità agli alunni del biennio in generale e soprattutto a quelli dell’opzione scienze applicate di
poter far conseguire nel biennio durante le ore curriculari la patente europea del computer.