Introduzione all'informatica: un percorso sulla rappresentazione dell'informazione per il primo ciclo scolastico

The teaching of computer science in the first school cycle still has major gaps both on the side of computer knowledge and on safety in a world that is moving more and more toward digital. An analysis of teaching through hands-on activities and unplugged games is proposed, with a focus on the effectiveness of such methodologies in fostering learning in children and young people. This work aims to demonstrate how cryptography, while a complex topic, can be made accessible and fun for young students, helping to stimulate interest in the subject and raise awareness of aspects that will become commonplace in everyday life. The first chapter will present an overview of teaching computer science in the early school cycle, with a focus on the theories of instructivism and cognitivism. Innovative approaches such as teaching through play and unplugged activities will also be discussed, concluding with a description of the work done for this research. The second chapter will address the Diderot Project final objective of the work done and the topic of cryptography, analyzing its historical evolution to modern applications. Fundamental aspects of information representation will also be explored. The third chapter will be devoted to a description of the activities proposed in schools. Worksheets structured for different age groups will be illustrated, dividing the activities by classes: third through fifth grades of elementary school and early years of secondary school. The worksheets will have a historical introduction on the topic and will relate back to the fundamental concepts of cryptography and information representation through various activities including, for example, Caesar's Cipher, the operation of the Enigma machine, cryptographic key generation, brute force attacks and database security. In the fourth chapter, a qualitative evaluation of the educational experience will be presented through the analysis of questionnaires that will be provided to the students involved in the activities and an expectation of the achievable results.

L'insegnamento dell'informatica nel primo ciclo scolastico presenta ancora forti lacune sia dal lato di conoscenze informatiche, sia sulla sicurezza, in un mondo che si muove sempre di più verso il digitale. Viene proposta un'analisi dell'insegnamento attraverso attività pratiche e giochi unplugged, con particolare attenzione all'efficacia di tali metodologie nel favorire l'apprendimento nei bambini e ragazzi. Questo lavoro mira a dimostrare come la crittografia, pur essendo un tema complesso, possa essere resa accessibile e divertente per i giovani studenti, contribuendo a stimolare l’interesse per la materia e a sensibilizzare su aspetti che diventeranno comuni nella vita di tutti i giorni. Nel primo capitolo verrà presentata una panoramica sull'insegnamento dell'informatica nel primo ciclo scolastico, con un focus sulle teorie dell'istruttivismo e del cognitivismo. Si discuteranno anche approcci innovativi come l'insegnamento attraverso il gioco e le attività unplugged, concludendo con una descrizione del lavoro svolto per questa ricerca. Nel secondo capitolo verrà affrontato il Progetto Diderot obbiettivo finale del lavoro svolto e il tema della crittografia, analizzandone l'evoluzione storica, fino ad arrivare alle applicazioni moderne. Verranno inoltre approfonditi aspetti fondamentali della rappresentazione dell'informazione. Il terzo capitolo sarà dedicato alla descrizione delle attività proposte nelle scuole. Verranno illustrate le schede strutturate per le diverse fasce d'età, suddividendo le attività per classi: dal terzo al quinto anno della scuola primaria e dai primi anni della secondaria. Le schede avranno un’introduzione storica sull’argomento e si ricollegheranno ai fondamentali concetti di crittografia e di rappresentazione dell’informazione attraverso varie attività che includono ad esempio il Cifrario di Cesare, il funzionamento della macchina Enigma, la generazione di chiavi crittografiche, attacchi di forza bruta e sicurezza nei database. Nel quarto capitolo verrà presentata una valutazione qualitativa dell’esperienza educativa attraverso l’analisi di questionari che verranno forniti agli studenti coinvolti nelle attività e un’aspettativa dei risultati ottenibili.