Coding unplugged

Con il termine di coding unplugged si indicano tutte quelle attività e quei laboratori volti ad insegnare ai bambini i fondamenti delle scienze informatiche e computazionali senza l’utilizzo di un computer. Sostanzialmente, il coding unplugged ha a che fare con tre distinte aree di lavoro:

• la rappresentazione delle informazioni,
• il funzionamento e la costruzione degli algoritmi;
• la rappresentazione dei processi.

ESERCIZI E IDEE PER FARE CODING UNPLUGGED

PRIMO ESERCIZIO: SCRIVERE I DATI

Il primo, semplice esercizio consiste nel mostrare ai ragazzi come un oggetto può essere rappresentato tramite pixel. I pixel (termine che deriva dalla fusione di “picture element”) sono l’unità minima di un’immagine che si può rappresentare su uno schermo digitale.

Per cominciare, bisogna realizzare una griglia. Noi abbiamo realizzato una tabella con il lapis, 5×6 celle (abbiamo realizzato celle quadrate, da 2 quadretti di lato; in questo modo l’immagine è più grande e più visibile). La griglia 5X6 è sufficiente per realizzare le lettere dell’alfabeto e i numeri utilizzando i pixel. Per realizzazioni più complesse (immagini) è necessaria una griglia più grande.

Nella foto, puoi vedere:

• a sinistra, la lettera a rappresentata imitando i pixel;
• a destra, la trascrizione in “codice” di ciascuna riga della tabella (B sta per bianco, N per nero).

Vale la pena notare che questo tipo di trascrizione, utile come primissimo approccio all’analisi delle immagini in pixel, non è binario: infatti, oltre alle lettere B e N troviamo anche i numeri. Dunque, non è esattamente fedele a come un calcolatore elettronico potrebbe elaborare l’immagine raffigurante la lettera “a”.

Ma come possiamo trascrivere i pixel in codice binario? Ecco che si passa al secondo esercizio. Questa volta, le lettere B e N scompaiono e rimangono solo i numeri.
Abbiamo visto che trascrivendo il codice si descrive la sequenza dei pixel di ogni riga da sinistra a destra.
Dunque, se il primo pixel a sinistra è bianco, la trascrizione binaria comincerà con un numero intero superiore a zero (1,2,3 e così via). Quel numero indica quanti pixel bianchi ci sono da sinistra a destra.
Se il primo pixel a sinistra è nero, invece, la trascrizione comincerà con uno zero, seguito dal numero di pixel neri.

Ecco come si trascrivono le lettere “a” e “b”:

Domanda: non si potrebbe convertire l’immagine in una sequenza di 0 e 1 utilizzando lo 0 per i pixel bianchi e l’1 per i pixel neri? Questa domanda è perfettamente legittima e anzi, chi la pone dimostra di padroneggiare le basi della materia.

Prendiamo per esempio la prima riga della lettera “a” verde: 1, 3, 1. Usare il codice che abbiamo esposto sopra consente di codificare l’immagine in una sequenza di tre numeri. Proviamo utilizzando lo 0 per i pixel bianchi e l’1 per i pixel neri: 0, 1, 1, 1, 0. Servono cinque numeri. Questo significa che è possibile, ma che richiederà al nostro computer uno sforzo quasi doppio rispetto al codice precedente.
Le scienze computazionali,utilizzando supporti fisici imperfetti, deve sempre cercare di fare economia nei processi di calcolo: ecco perché la prima forma di codifica, anche se un po’ più faticosa da apprendere, è migliore.

SECONDO ESERCIZIO: UTILIZZARE UN ALGORITMO

Il secondo gioco-esercizio si chiama caccia all’alieno. Si utilizzano le tavolette che trovi in allegato qui sotto (e che puoi stampare). Ecco le istruzioni:

• si gioca a coppie: ciascun giocatore prende una scheda senza che l’altro veda i numeri che si trovano sotto ciascuna astronave;
• ogni giocatore sceglie un’astronave e dice all’altro giocatore il numero che si trova sotto di essa;
• l’obiettivo del gioco è indovinare la lettera che si trova sopra l’astronave dell’avversario prima di lui;
• a turno, ogni giocatore sceglie una lettera e il suo avversario gli rivela il numero che si trova sotto l’astronave corrispondente;
• l’obiettivo è indovinare la lettera dell’astronave scelta dal giocatore avversario;
• si procede così finché uno dei due giocatori non indovina la lettera corrispondente all’astronave avversaria.

Questo gioco assomiglia molto alla classica battaglia navale. La differenza è che per vincere, piuttosto che procedere per tentativi casuali, sarebbe meglio utilizzare un algoritmo per ordinare i numeri e trovare rapidamente il nostro bersaglio.

La mossa vincente è scegliere la lettera nel mezzo, la G: in questo modo, è possibile dividere le lettere rimanenti in due gruppi e, siccome i numeri sono in ordine crescente, stabilire in quale dei due gruppi si trova l’astronave avversaria. Anche per quanto riguarda la seconda mossa, la scelta vincente è scegliere la lettera nel mezzo (la D o la L, a seconda del gruppo individuato con la mossa precedente).
Il funzionamento dell’algoritmo è piuttosto semplice: ogni mossa permette di ordinare l’insieme di dati in due parti e di eliminarne una, fino a trovare l’elemento da individuare.

Ecco le schede stampabili per giocare a caccia all’alieno:

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