Progetto di potenziamento cognitivo logico matematico

I potenziamenti cognitivi,  per chi possiede ottime abilità nell’ambito logico-matematico,di durata annuale hanno l’obiettivo di sviluppare al massimo le potenzialità dei gifted student. Questo tipo di intelligenza consente alle persone di cogliere e usare relazioni astratte (si pensi alla statistica). È la capacità di calcolare, misurare, effettuare ipotesi ed eseguire operazioni matematiche complesse. Quest’intelligenza permette di percepire relazioni e connessioni, usare il pensiero astratto, il pensiero simbolico, la capacità di ragionamento sequenziale e i processi di pensiero induttivo e deduttivo.

 

Comunemente queste abilità risiedono in: matematici, scienziati, ingegneri, commercialisti, banchieri, investigatori e programmatori di computer. Alcuni personaggi di spicco con queste caratteristiche sono: Ernest Rutherford, Albert Einstein, Thomas Edison, Dr. Don Brash, Bill Birch, Dr. Jim Sprott, Bill Gates.

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Programmazione

“Non limitarti a comprare un videogioco. Realizzane uno” (Barack Obama)

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La programmazione è il linguaggio attraverso il quale possiamo entrare in comunicazione con le macchine. Saper programmare significa controllare pienamente la potenza di quella macchina e sfruttarne le massime potenzialità.

 

Nel flusso di dati digitali che ci circonda, il programmatore non si limita ad assorbire passivamente informazioni già predisposte, ma le può elaborare e trasformarle al fine di creare qualcosa di nuovo ed originale. Come tutti i linguaggi, la programmazione ha una sua particolare sintassi: impararne le regole permette di entrare in comunicazione e prendere il controllo con qualunque elaboratore. Il fulcro di questa attività è l’algoritmo, ossia quella sequenza ordinata, non ambigua che in un numero finito di passi elementari permette di codificare la soluzione ad un problema attraverso una sequenza di istruzioni eseguibili da una macchina. Definire un algoritmo significa modellizzare un processo, individuare i suoi passi costituenti e tradurlo in una struttura potente che gestisce e trasforma le informazioni iniziali (input) in nuove strutture di dati più complesse (output). Non solo quando programmiamo, ma ogni volta che comprendiamo il funzionamento di quanto ci circonda e il modo in cui replicarlo, definiamo un algoritmo! Lo facciamo quando prepariamo il caffè, quando risolviamo un problema di matematica, quando programmiamo un viaggio, quando guidiamo, quando scriviamo, etc. In informatica alcuni degli algoritmi più celebri sono ad esempio quelli che stanno alla base dei motori di ricerca, della crittografia dei messaggi, dell’intercettazione delle informazioni. Questa capacità viene oggi chiamata “pensiero computazionale” (computational thinking) ed è considerato uno dei pilastri dell’educazione del 21° secolo.

Attualmente, la programmazione rappresenta la connessione più diretta col futuro, ed è alla base di un utilizzo consapevole ed efficace di qualsiasi applicazione tecnologica: dal controllo del cyberspazio, alla costruzione di robot, dalla progettazione di nuovi strumenti medici sempre più precisi alla creazione di videogiochi.

Obiettivi

Il corso si propone di permettere l’apprendimento della sintassi di programmazione evoluta a partire dal linguaggio grafico.

In particolare della conoscenza delle strutture fondamentali della programmazione:

  • parametrizzazione dei dati e uso delle variabili

  • strutture di controllo: if/else, switch

  • strutture di controllo iterative: while, do-while, for

  • concetto e creazione di funzioni

  • Concetto di algoritmo e sviluppo di algoritmi connessi a problemi matematici

  • Basi della programmazione orientata agli oggetti (ragazzi della scuola secondaria)

  • Sviluppo della capacità di problem solving, di analisi del problema e di strutturazione delle sue possibili soluzioni.

Sotto-obiettivi

L’obiettivo del corso è introdurre i ragazzi alla sintassi della programmazione partendo dai linguaggi grafici e prestando particolare attenzione ad affiancare l’aspetto didattico a quello ludico.

SCUOLA PRIMARIA

Per i ragazzi della scuola primaria i linguaggi di programmazione proposti sono Scratch e Greenfoot.

Le tematiche del corso sono legate alla programmazione di videogiochi e alla traduzione in linguaggio informatico di problemi matematici.

SCUOLA SECONDARIA

Per i ragazzi della scuola secondaria, il corso si compone di due parti. La prima parte è rivolta all’introduzione della sintassi di programmazione tramite linguaggi grafici (Greenfoot, App Inventor). La seconda parte sarà invece dedicata all’introduzione della sintassi Java tradizionale, tramite l’uso di Processing. Sono inoltre previsti accenni al linguaggio Python. Il corso avrà come tematiche principali la programmazione di videogiochi e di app, e la modellizzazione di problemi matematici.

Monitoraggio: Il progetto di potenziamento sarà costantemente monitorato attraverso degli indicatori di apprendimento in grado poi di dare una restituzione delle competenze acquisite alla fine del percorso. Tutti i dati raccolti saranno inseriti nel portfolio delle competenze dello studente.

Docenti responsabili

Dr.ssa Francesca Agatolio: assegnista presso il dipartimento di Ingegneria dell’informazione dell’Università di Padova. I suoi ambiti di ricerca sono la robotica educativa e il suo impatto nello sviluppo delle abilità cognitive e nell’apprendimento della matematica (progetto ERASM). Partecipa inoltre al progetto europeo RoboESL per l’introduzione della robotica contro la dispersione scolastica. Si è’ laureata in matematica nel 2012 presso l’Università degli Studi Padova.

Partecipanti

Sia il corso per bambini della scuola elementara sia il corso per ragazzi delle scuole medie, sono pensati e riservati a persone con IPERDOTAZIONE COGNITIVA o ALTO POTENZIALE COGNITIVO. Per la partecipazione è pertanto necessario allegare una relazione che attesti tale caratteristica (per i bambini e i ragazzi valutati presso GATE o all’interno del progetto Education To Talent non è necessaria la presentazione della relazione perchè già nota). Il corso sarà attivato previo raggiungimento del numero minimo di 10 partecipanti e potrà raccogliere fino ad un massimo di 20 persone.

Dove

Le lezioni in presenza si svolgeranno presso la sede di Gate-Italy a Padova in via Ospedale Civile 19, piano terra, mentre alcuni incontri (date indicate) saranno tenuti  online.

Modalità di svolgimento del corso

Il corso prevede una lezione in presenza ogni mese, durante la quale verranno spiegati i principali concetti affrontati durante il mese e proposti alcuni esercizi applicativi di tali principi. Le successive settimane gli incontri si svolgeranno online. Il docente, per un’ora a settimana (vedi date), terrà una lezione e proporrà nuovi esercizi di allenamento da poter svolgere nell’arco della settimana.

Prof. Emanuele Menegatti: professore Associato di Ingegneria Informatica. La sua attività di ricerca si concentra sui temi della Visione Artificiale per i robot. In particolare ha lavorato su visione omnidirezionale, sistemi di visione distribuita, visione 2D e 3D per robot industriali e algoritmi di visione RGB-D per robot mobili. Insegna i corsi di “Elaborazione di dati tridimensionali”, “Architettura degli Elaboratori” e “Robotica educativa per gli insegnanti”. E’stato coordinatore del progetto europeo Thermobot e responsabile locale nei dei progetti europei 3DComplete, FibreMap e Focus. Nel 2005 Menegatti è stato co-fondatore della spin-off IT+Robotics srl e nel 2014 di una nuova startup EXiMotion srl.

Crittografia
 

La crittografia è una tecnica di rappresentazione di un messaggio in una forma tale che l’informazione in esso contenuta possa essere recepita solo dal destinatario; ciò si può ottenere con due diversi metodi: celando l’esistenza stessa del messaggio o sottoponendo il testo del messaggio a trasformazioni che lo rendano incomprensibile.

La crittografia ha trovato larga applicazione in campo militare, diplomatico e commerciale e il suo sviluppo è stato fortemente condizionato dall’evoluzione delle tecnologie di comunicazione adottate in questi campi. Le tecniche più note sono: scrittura invisibile, ottenuta mediante l’utilizzo di inchiostri simpatici, ovvero sostanze che, una volta asciugate, risultino invisibili finché non siano sottoposte all’azione di un determinato reagente; compressione del messaggio, tecnica particolarmente sviluppata durante e dopo la Seconda guerra mondiale; dissimulazione dell’informazione, ottenuta nascondendo il messaggio in un testo il cui significato sia apparentemente estraneo all’informazione da trasmettere. Le tecniche crittografiche consistono nel rappresentare gli elementi di un messaggio (testo in chiaro), mediante gli elementi di un altro sistema di simboli, alfabeto del codice, ottenendo un messaggio in codice o crittogramma. Per trasformare un messaggio in chiaro in un crittogramma occorre definire delle regole che determinano una classe di trasformazioni. Quella veramente adottata viene individuata dal valore assunto da un parametro detto chiave, sulla cui segretezza si basa la sicurezza del sistema crittografico. Un codice è un sistema crittografico in cui gli elementi del testo in chiaro sono parole o frasi che vengono sostituite da gruppi di lettere o di cifre, generalmente di lunghezza fissa, mentre un cifrario è un sistema in cui gli elementi del testo in chiaro sono i singoli caratteri.

Obiettivi

Imparare a conoscere il mondo della crittografia e le sue applicazioni nella nostra quotidianità.

Sotto-obiettivi:

  • Conoscere gli algoritmi storici di crittografia

  • Imparare ad applicare i più famosi metodi di crittografia

  • Imparare delle strategie per decriptare i messaggi più semplici

  • Imparare cosa sia e come costruire una firma digitale

  • Maneggiare i numeri binari

Monitoraggio

Il progetto di potenziamento sarà costantemente monitorato attraverso degli indicatori di apprendimento in grado poi di dare una restituzione delle competenze acquisite alla fine del percorso. Tutti i dati raccolti saranno inseriti nel portfolio delle competenze dello studente.

Docenti responsabili

Ing. Alessia Tagliavini Laurea Triennale in Ingegneria Biomedica, Laurea Magistrale in Bioingegneria, Dottorato di ricerca in Ingegneria dell’Informazione indirizzo Bioingegneria, conseguiti presso l’Università degli Studi di Padova. Attualmente assegnista di ricerca presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università degli Studi di Padova.

Maria Rubega. Laurea Triennale in Ingegneria dell’Informazione. Laurea Magistrale in Bioingegneria, entrambe conseguite presso l’Università degli Studi di Padova. Attualmente studente PhD presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università degli Studi di Padova.

Martina Vettoretti

Ha conseguito la Laurea Triennale in Ingegneria dell’Informazione e la Laurea Magistrale in Bioingegneria presso l’Università degli Studi di Padova ed è prossima al conseguimento del titolo di Dottore di Ricerca in Ingegneria dell’Informazione, con curriculum in Bioingegneria, presso la stessa università. Attualmente è assegnista di ricerca presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università degli Studi di Padova.

Partecipanti

Sia il corso per bambini della scuola elementara sia il corso per ragazzi delle scuole medie, sono pensati e riservati a persone con IPERDOTAZIONE COGNITIVA o ALTO POTENZIALE COGNITIVO. Per la partecipazione è pertanto necessario allegare una relazione che attesti tale caratteristica (per i bambini e i ragazzi valutati presso GATE o all’interno del progetto Education To Talent non è necessaria la presentazione della relazione perchè già nota). Il corso sarà attivato previo raggiungimento del numero minimo di 10 partecipanti e potrà raccogliere fino ad un massimo di 20 persone.

Dove

Le lezioni in presenza si svolgeranno presso la sede di Gate-Italy a Padova in via Ospedale Civile 19, piano terra, mentre alcuni incontri (date indicate) saranno tenuti via skype.

Modalità di svolgimento del corso

Il corso prevede una lezione in presenza ogni mese, durante la quale verranno spiegati i principali concetti affrontati durante il mese e proposti alcuni esercizi applicativi di tali principi. Le successive settimane gli incontri si svolgeranno via Skype. Il docente, per un’ora a settimana (vedi date), terrà una lezione e proporrà nuovi esercizi di allenamento da poter svolgere nell’arco della settimana.

Matematica

La matematica è l’insieme delle scienze che studiano in modo ipotetico-deduttivo entità astratte come i numeri e le misure: la matematica pura studia i problemi matematici indipendentemente dalla loro utilizzazione pratica; alla matematica applicata compete l’elaborazione di strumenti e modelli adatti agli scopi di altre scienze (fisica, biologia ecc.).

 

Originariamente, la matematica è la scienza razionale dei numeri (aritmetica, intesa come scienza della quantità discreta) e delle misure (geometria, intesa come scienza dell’estensione, cioè della quantità continua), i cui primi sviluppi, presso le civiltà preelleniche (Babilonia, Egitto), sono in relazione con la ricerca di soluzioni a concreti problemi di calcolo. Nella Grecia antica, tale scienza si configura come rigoroso sistema deduttivo, in particolare nella sintesi euclidea della geometria. Cassiodoro (6° sec.), riprendendo concetti già presenti nella Grecia antica, distinse la m. nelle quattro branche dell’aritmetica, della musica (leggi numeriche dell’armonia), della geometria piana e dell’astronomia, che nelle scuole medievali (a partire almeno dal 9° sec.) costituirono le arti del quadrivio o artes reales, distinte dalle artes sermocinales costituenti invece il trivio. Dato l’enorme sviluppo della matematica dal Rinascimento ai giorni nostri, risulta difficile ricomprendere in una definizione generale l’ampia varietà di ricerche, procedure e indirizzi in cui la disciplina si è ramificata. A partire dagli ultimi decenni del 20° sec. la m. ha avuto nel complesso notevoli sviluppi, dovuti alla soluzione di problemi che hanno richiesto la costruzione di metodi e di strutture sempre più raffinate. In particolare, la dimostrazione del grande teorema di Fermat, completata nel 1995 ha rappresentato una delle maggiori conquiste della m., sia per le tecniche usate sia per le notevoli difficoltà superate. In generale, settori come l’analisi funzionale e il calcolo delle variazioni si sono giovati dell’estensione infinito-dimensionale del calcolo differenziale classico con l’introduzione di nuovi spazi astratti. Lo studio di questi spazi ha determinato il poderoso sviluppo di alcune teorie, come la teoria spettrale, la teoria delle algebre di operatori, la teoria delle rappresentazioni dei gruppi. In geometria lo studio e la classificazione delle varietà hanno conosciuto risultati importanti, mentre i progressi della teoria dell’omologia e dei metodi della geometria algebrica hanno portato alla diffusione della k-teoria. Gli sviluppi delle algebre di Kac-Moody, così come i lavori di V.F.R. Jones nella teoria dei nodi hanno contribuito al progresso di varie questioni della meccanica quantistica e della bioingegneria.

Obiettivi

Si propone un percorso per scoprire come la matematica descriva il mondo attorno a noi e come con poche osservazioni e strategie i rompicapi più complessi diventino dei semplici e divertenti giochi.

Sotto-obiettivi

Imparare come la matematica possa essere letta in veste di gioco e come divertendosi si possano imparare dei trucchi per affrontare problemi di logica. Prendere confidenza e sapere affrontare esercizi/quiz logici/matematici di difficoltà crescente, avendo gli strumenti per imparare ad affrontare i problemi di Archimede alle olimpiade della matematica. Scoprire il calcolo letterale e il calcolo combinatorio. Scoprire il mondo della logica e dei circuiti elettronici: come semplici frasi possono diventare dei circuiti elettronici.

Monitoraggio

Il progetto di potenziamento sarà costantemente monitorato attraverso degli indicatori di apprendimento in grado poi di dare una restituzione delle competenze acquisite alla fine del percorso. Tutti i dati raccolti saranno inseriti nel portfolio delle competenze dello studente.

Docenti responsabili

Ing. Alessia Tagliavini Laurea Triennale in Ingegneria Biomedica, Laurea Magistrale in Bioingegneria, Dottorato di ricerca in Ingegneria dell’Informazione indirizzo Bioingegneria, conseguiti presso l’Università degli Studi di Padova. Attualmente assegnista di ricerca presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università degli Studi di Padova.

Maria Rubega. Laurea Triennale in Ingegneria dell’Informazione. Laurea Magistrale in Bioingegneria, entrambe conseguite presso l’Università degli Studi di Padova. Attualmente studente PhD presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università degli Studi di Padova.

Martina Vettoretti

Ha conseguito la Laurea Triennale in Ingegneria dell’Informazione e la Laurea Magistrale in Bioingegneria presso l’Università degli Studi di Padova ed è prossima al conseguimento del titolo di Dottore di Ricerca in Ingegneria dell’Informazione, con curriculum in Bioingegneria, presso la stessa università. Attualmente è assegnista di ricerca presso il Dipartimento di Ingegneria dell’Informazione dell’Università degli Studi di Padova.

Partecipanti

Sia il corso per bambini della scuola elementara sia il corso per ragazzi delle scuole medie, sono pensati e riservati a persone con IPERDOTAZIONE COGNITIVA o ALTO POTENZIALE COGNITIVO. Per la partecipazione è pertanto necessario allegare una relazione che attesti tale caratteristica (per i bambini e i ragazzi valutati presso GATE o all’interno del progetto Education To Talent non è necessaria la presentazione della relazione perchè già nota). Il corso sarà attivato previo raggiungimento del numero minimo di 10 partecipanti e potrà raccogliere fino ad un massimo di 20 persone.

 

Dove

Le lezioni in presenza si svolgeranno presso la sede di Gate-Italy a Padova in via Ospedale Civile 19, piano terra, mentre alcuni incontri (date indicate) saranno tenuti online.

Modalità di svolgimento del corso

Il corso prevede una lezione in presenza ogni mese, durante la quale verranno spiegati i principali concetti affrontati durante il mese e proposti alcuni esercizi applicativi di tali principi. Le successive settimane gli incontri si svolgeranno online. Il docente, per un’ora a settimana (vedi date), terrà una lezione e proporrà nuovi esercizi di allenamento da poter svolgere nell’arco della settimana.

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Tel.: 3519331083

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