Corso di Informazione Quantistica: 1 Fondamenti di Informazione Quantistica (QIT) (in preparazione)

Informatica Avanzata: Informazione Quantistica e Applicazioni Obiettivi generali: Introdurre i concetti fondamentali dell'informazione quantistica e della computazione quantistica, approfondendo protocolli, tecnologie e applicazioni in settori strategici. La sezione è rivolta a studenti, autodidatti e appassionati che vogliano esplorare i confini dell'informatica moderna.

MODULO 1 – Fondamenti di Informazione Quantistica (QIT)

Contenuti:

• Cos’è l’informazione quantistica e in cosa si differenzia dall’informazione classica

• Rappresentazione degli stati quantistici: spazio di Hilbert, notazione bra-ket

• Operatori fondamentali: operatori di Pauli, Hadamard, NOT quantistica

• Porte logiche quantistiche: gate X, Y, Z, H, CNOT, T, Toffoli

Approfondimenti:

• Sovrapposizione, interferenza, no-cloning

• Introduzione all'entanglement come risorsa computazionale

• Esempi interattivi con simulatori (es. IBM Quantum Experience)

Attività:

• Visualizzazione di stati qubit su sfera di Bloch

• Simulazioni di circuiti quantistici base

• Esperimenti virtuali di misurazione e decoerenza

---

Corso di Fondamenti di Informatica e Programmazione: 5 Applicazioni e Progetti Reali (in preparazione)

 MACROAREA 5 – Applicazioni e Progetti Reali

Obiettivi:
Favorire l’apprendimento attivo e significativo attraverso la realizzazione di applicazioni, giochi, strumenti educativi e sociali. Gli studenti mettono in pratica quanto appreso nelle macroaree precedenti, sperimentando l’intero ciclo di vita di un progetto software: ideazione, progettazione, sviluppo, testing e presentazione.

---

1. Project Work: costruire un programma (con tracce guidate)
Contenuti:

Analisi del problema e stesura dei requisiti

Scelta del linguaggio e degli strumenti

Pianificazione delle fasi (diagrammi di flusso, pseudocodice)

Implementazione graduale

Attività:

Tracce guidate: costruire un diario digitale, un gioco quiz, una calcolatrice intelligente

Suddivisione in gruppi con ruoli (developer, tester, designer)

Tutoraggio e feedback durante il lavoro

---

2. Il caso studio “Taskmaster”: ideazione, sviluppo, testing
Contenuti:

“Taskmaster” come esempio di task manager personale per organizzare attività

Definizione dell’interfaccia e funzionalità principali (aggiunta, modifica, eliminazione, ordinamento delle attività)

Integrazione di concetti di OOP, interfaccia grafica e gestione dati

Attività:

Costruzione completa del progetto “Taskmaster” in Python con GUI (Tkinter o PyQt)

Testing delle funzionalità con casi reali

Opzionale: salvataggio dei dati su file esterni (txt, csv o json)

---

3. Applicazioni scolastiche, creative e sociali
Contenuti:

Idee per progetti didattici (app di matematica, esercizi di grammatica, quiz)

App creative (generatore di storie, compositore musicale base)

App sociali e civiche (gestione rifiuti, promemoria farmaci, volontariato digitale)

Attività:

Brainstorming guidato per la scelta del progetto

Progettazione partecipata (modello canvas semplificato)

Sviluppo e condivisione dell'app con compagni o online

---

4. Introduzione alle interfacce grafiche (GUI)
Contenuti:

Differenze tra interfacce testuali e grafiche

Librerie GUI per Python (Tkinter base e avanzato)

Struttura di una finestra: widget, layout, eventi

Design usabile e accessibile

Attività:

Creare GUI per i progetti realizzati (es. Taskmaster)

Realizzare un'app con pulsanti, input testuali, liste, etichette

Personalizzare la grafica (colori, font, icone)

---

5. Presentare un progetto software
Contenuti:

Documentare un progetto: codice, guida utente, changelog

Preparare una presentazione efficace (PowerPoint, Canva, Google Slides)

Mostrare il funzionamento del programma: demo e video-tutorial

Raccontare la propria esperienza progettuale (problematiche, soluzioni, lezioni apprese)

Attività:

Redigere un report finale del proprio lavoro

Presentare oralmente il progetto a una classe/gruppo

Condividere il software su piattaforme (GitHub, siti personali, portfoli)

---

Output didattici attesi:

Capacità di ideare e realizzare un progetto software completo

Acquisizione di competenze trasversali (lavoro di gruppo, gestione del tempo, comunicazione)

Confidenza con strumenti di sviluppo reali

Valorizzazione delle proprie creazioni digitali

Primi esempi di portfolio tecnico personale

---

Corso di Fondamenti di Informatica e Programmazione: 4 Programmazione Strutturata e OOP (in preparazione)

MACROAREA 4 – Programmazione Strutturata e OOP

Obiettivi:
Accompagnare lo studente nella transizione da una programmazione semplice e lineare a una più avanzata, modulare e orientata agli oggetti, introducendo strumenti, concetti e pratiche professionali attraverso esercitazioni guidate e piccoli progetti concreti.

---

1. Programmazione strutturata: modelli e applicazioni

Contenuti:

• Cos’è la programmazione strutturata: principi base

• Sequenza, selezione, iterazione come strutture fondanti

• Suddivisione del programma in moduli e sottoprogrammi

• Buone pratiche di scrittura (indentazione, commenti, leggibilità)

Attività:

• Analisi e riscrittura di codice disorganizzato in modo strutturato

• Costruzione di mini-programmi modulati

• Esercizi di decomposizione logica di problemi

---

2. Oggetti, classi e metodi: introduzione alla programmazione ad oggetti (OOP)

Contenuti:

• Il paradigma a oggetti: motivazioni e vantaggi

• Differenza tra programmazione procedurale e OOP

• Definizione di classi, istanze, metodi, attributi

• Costruire oggetti da classi personalizzate

Attività:

• Creazione di una classe “Animale” e sue istanze (es. cane, gatto)

• Programmare interazioni tra oggetti

• Rappresentare concetti del mondo reale (es. Studente, Libro, ContoBancario)

---

3. Ereditarietà, incapsulamento, polimorfismo

Contenuti:

• Ereditarietà: classi base e derivate

• Incapsulamento: protezione dei dati e accesso controllato

• Polimorfismo: metodi con lo stesso nome ma comportamento diverso

• Importanza di questi concetti nella progettazione del software

Attività:

• Costruire una gerarchia di classi (es. Veicolo → Auto, Bici)

• Usare getter e setter per il controllo degli attributi

• Implementare metodi sovrascritti e polimorfi in Python

---

4. Debugging: trovare e correggere errori

Contenuti:

• Tipi di errori: sintattici, logici, di runtime

• Strategie per il debugging

• Uso di strumenti di debug nei moderni IDE

• Messaggi di errore: come interpretarli

Attività:

• Correggere un programma con errori deliberati

• Annotare bug e spiegare le correzioni

• Debug assistito con IDE (Thonny, IDLE, VS Code)

---

5. Gestione della memoria

Contenuti:

• Cos’è la memoria in un programma

• Variabili, strutture dati e spazio occupato

• Garbage collection in Python

• Errori comuni: uso di variabili non inizializzate, sovrascrittura

Attività:

• Visualizzazione della memoria con strumenti grafici

• Analisi comparata di codice efficiente vs inefficiente

• Laboratorio: scrivere codice ottimizzato per occupazione e velocità

---

6. IDE e ambienti di sviluppo

Contenuti:

• Cos’è un IDE e perché usarlo

• Confronto tra IDE: Thonny, VS Code, PyCharm, Replit

• Struttura di un progetto software in ambiente professionale

• Uso integrato di editor, terminale, debugger, versionamento

Attività:

• Configurare un ambiente di sviluppo completo

• Progetto guida: creare e gestire un'applicazione base in VS Code

• Introduzione al controllo di versione con Git (concetti base)

---

7. Design dell’interfaccia utente

Contenuti:

• Concetti base di UI/UX

• Interfacce testuali (console), grafiche (GUI) e web

• Librerie grafiche per Python (Tkinter, PyGame, PyQt)

• Progettare un'interfaccia semplice, usabile e coerente

Attività:

• Creare una calcolatrice GUI con Tkinter

• Sviluppare un menù interattivo da console

• Analizzare e migliorare un’interfaccia esistente

---

8. Test di un programma

Contenuti:

• Cos’è un test e perché è fondamentale

• Test manuale e test automatico (unit test)

• Scrivere test per funzioni e classi

• Validazione del software: casi di input corretti e non previsti

Attività:

• Scrivere casi di test per funzioni esistenti

• Introdurre il modulo unittest di Python

• Progetto finale: costruzione, test e validazione di una mini-app completa

---

Output didattici attesi:

• Scrivere codice strutturato, modulare, leggibile e riutilizzabile

• Padroneggiare i concetti fondamentali della OOP con Python

• Saper correggere errori, testare programmi e ottimizzarli

• Creare interfacce semplici e funzionali

• Utilizzare ambienti di sviluppo professionali con strumenti integrati

• Avere le basi solide per realizzare progetti complessi e mantenibili