ISTITUTO D’ISTRUZIONE SUPERIORE “MAJORANA”
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Sezione Liceale Scientifico - Linguistico
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PIANO DI LAVORO ANNUALE PROF. Emanuele Avantaggiato
MATERIA: Informatica
Classe: 5E liceo scientifico (scienze applicate) a.s. 2020 – 2021
LINEE GENERALI E COMPETENZE
L’insegnamento di informatica contempera diversi obiettivi:
• comprendere i principali fondamenti teorici delle scienze dell’informazione,
• acquisire la padronanza di strumenti dell’informatica,
• utilizzare tali strumenti per la soluzione di problemi significativi in generale, ma in particolare connessi allo studio delle altre discipline,
• acquisire la consapevolezza deivantaggi 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 vengono quindi trattati in modo integrato. Il rapporto fra teoria e pratica viene mantenuto su di un piano paritario e i due aspetti vengono 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. Ha 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,
permetterà 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.
Dal punto di vista dei contenuti il percorso del quinquennio 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).
Il docente aderisce alla sperimentazione CLIL per una didattica bilingue (italiano-inglese) e utilizza dispense e contenuti dal libro di testo e dal web in lingua inglese.
Obiettivi cognitivi
QUINTO ANNOL’insegnante valuterà il percorso didattico più adeguato alla singola classe e realizzerà percorsi di approfondimento, auspicabilmente in raccordo con le altre discipline.
Si studieranno i principali algoritmi del calcolo numerico (CS), introdurranno i principi teorici della computazione (CS) e verranno 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 nelcorso dei bienni 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).
Testo
Informatica APP Vol.3, quinto anno licei scientifici opzione scienze applicate - Gallo, Sirsi - Minerva Scuola
Dispense dell’insegnante
Obiettivi
• Studiare i principali algoritmi del calcolo numerico (CS)
• Introdurre i principi teorici della computazione (CS)
• Introdurre le tematiche relative alle reti di computer, ai protocolli di rete, alla struttura di internet e dei servizi di rete (RC) (IS).
• Sviluppare 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).
Argomenti
Trimestre:
•
Fondamenti di telematica•
Le reti di computer•
Generalità•
Cosa sono le reti di computer•
Come funziona una rete•
I circuiti fisici•
Flussi trasmissivi e tecniche di trasmissione•
Le topologie di rete•
Quanto può essere grande una rete•
Tecniche di commutazione e protocolli•
Il modello architetturale ISO/OSI•
ISO/OSI: la comunicazione tra host•
ISO/OSI: i compiti dei sette strati funzionali•
I mezzi trasmissivi•
I protocolli CSMA/CD e token ring•
Il livello data link•
Il controllo del flusso dei frame•
Gestione degli errori: la tecnica CRC•
Interconnessioeìne di reti: il protocollo TCP/IP•
L’implementazione di una LAN•
Classi di reti e indirizzi IP•
La subnet mask•
Dispositivi di rete•
La comunicazione tra reti differenti•
Calcolo Numerico•
Teoria dell’errore•
Errore computazionale•
Rappresentazione dei numeri•
Errore assoluto e relativo•
Elementi di algebra lineare•
Matrici e vettori•
Operazioni su matrici•
Determinante di una matrice•
Norme•
Octave•
Octave•
Calcolo matriciale•
Octave come linguaggio di prograzzazione•
Le strutture di controllo•
Metodi di soluzione di Sistemi lineari•
Metodo di Cramer•
Polinomio di interpolazione di Lagrange•
Test di primalità•
Calcolo del π con il metodo di ArchimedePentamestre:
•
Teoria della computazione•
Sistemi e modelli•
I sistemi•
Caratteristiche e comportamento di un sistema•
Sistemi di controllo a catena aperta e chiusa•
Classificazione dei sistemi•
Rappresentazione dei sistemi: i modelli•
Classificazione dei modelli•
Sistema informativo e sistama informatico•
Ciclo di vita del sw•
DBMS- Database e operazioni sui database•
ER di P.CHEN•
Il modello relazionale delle basi di dati•
Teoria degli automi•
Introduzione agli automi•
Rappresentazione degli automi•
Il diagramma degli stati•
Teoria della calcolabilità•
Problemi, algoritmi e modelli computazioni•
Un modello computazionale: la macchina di Turing•
Comportamento della macchina di Turing•
Macchina di Turing universale e tesi di Church•
La complessità computazionale•
Qualità di un algoritmo•
Costo di un algoritmo•
Complessità computazionale•
Ordine di grandezza e classi di computabilità•
Efficienza di un algoritmo•
Intelligenza artificiale (CLIL-Inglese)•
Che cos’è l’intelligenza artificiale•
L’intelligenza artificiale: le origini•
L’intelligenza artificiale: il contributo di Turing (CLIL-Inglese) Wordpress•
Uno sguardo d'insieme e utilizzo fattivo per blogMetodologia didattica
Lezioni frontali con ausilio della LIM e/o videoproiettore. Lezioni con la modalità in peer education e utilizzo degli strumenti di blogging (utilizzate dai discenti come singoli e di gruppo) per aumentare la percezione del proprio prodotto e della propria efficacia comunicativa e sintesi. Modalità di addittività della conoscenza confrontando e considerando i lavori migliori. Modalità di collaborazione sui prodotti con Wiki e ricerca comune per aumentare la percezione del team. Lezioni di laboratorio al calcolatore. Video lezioni autoprodotte e di terzi. Lezioni con tutorial esistenti in rete per le specificità tecniche dei linguaggi di programmazione (uso limitato in classe ma vivamente consigliato per l’autoapprendimento in orari extrascolastici) Parziale e mediato utilizzo di risorse in inglese.
Piattaforma di elearning del docente e/o dell’istituto.
Gli obiettivi cognitivi scelti nelle riunioni dipartimentali dell’ambito scientifico, sono quelli ripotati dal corrente programma al fine di dare una corretta continuità e integrazione al lavoro di alta qualità svolto negli anni passati dai precedenti docenti d’informatica. La programmazione delle scienze dell’informazione completano coaudiano lo studio e l’approccio scientifico matematico delle
scienze esatte. Si aggiungono alcune modalità di interazione digitale con i discenti e si introducono linguaggi di programmazione che, per loro natura, avvicinano i discenti alla programmazione con l’approccio problematico e modellistico consigliato dall’ingegneria del software e consolidati nella didattica dell’informatica sia nella scuola secondaria superiore che universitaria.
Verifiche e valutazione.
Le verifiche sono, per lo più scritte ed eseguite in aula oppure al calcolatore, in particolare, sono previste due prove (ad item oppure con tre domande a risposta aperta) nel Trimestre ed almeno altrettante nel Pentamestre (con modalità di simulazione della terza prova dell’Esame di Stato e, quindi, composte da tre domande a risposta aperta); a queste (soprattutto nel secondo periodo didattico) potrebbero essere aggiunta almeno una valutazione orale sempre in ottica di preparazione all’Esame di Stato con l’esposizione di ricerche di repertorio sugli argomenti del programma e su tutti gli argomenti previsti dal programma stesso.
