Si consiglia la visione delle attività “La stanza cinese” e “Un robot su Marte“.

Si consiglia la visione dell’attività del gruppo Bebras “Una foto per Bella” reperibile qui: Bebras dell’informatica — Quesiti d’esempio

Materiale

Una copia delle 5 schede con le immagini dei Pokémon

Almeno una ventina di copie della scheda delle caratteristiche

Una copia della prima scheda dei Pokémon per l’insegnante

Forbici

Eventualmente colla e una quindicina di fogli di cartoncino

Età

A partire dai 7 anni

Numero di giocatori

Attività per tutta la classe

Competenze acquisite

Obiettivi di apprendimento al termine della classe terza della scuola primaria

Ambito dati e informazione
O-P3-D-2. Definire l’interpretazione degli oggetti utilizzati per rappresentare l’informazione (legenda)

Ambito consapevolezza digitale
O-P3-N-1. Riconoscere usi dell’informatica e delle sue tecnologie nella vita comune

Attività di introduzione all’Apprendimento Automatico.

1. Ritagliare i Pokémon dalle 5 schede e anche dalla scheda per l’insegnante, seguendo le linee tratteggiate. Volendo, possono poi essere incollati su dei pezzi di cartoncino della stessa misura, in modo da ricordare delle carte da gioco. E’ consigliato che questa parte venga svolta dall’insegnante, in quanto i bambini non devono vedere altri Pokémon oltre a quello che verrà loro fornito.
2. Scegliere un volontario dalla classe che condurrà il gioco; è preferibile che si sieda alla cattedra oppure che stia in piedi vicino alla lavagna in modo da essere ben visibile per gli altri bambini.
3. A questo punto, consegnare ad ogni bambino (tranne al volontario) la carta di un Pokémon (attenzione: i Pokémon dalla prima scheda per l’insegnante non devono essere dati o mostrati alla classe! Per questa attività verranno usati soltanto “Staravia”, “Seel” e “Pikachu”). Spiegare che la propria carta va tenuta il più possibile nascosta, in modo che i vicini non vengano a conoscenza del proprio Pokémon. Se alcuni bambini restano senza carte, allora si può scegliere di far lavorare alcuni alunni a coppie.
4. In seguito, informare gli studenti che su ogni carta, oltre all’immagine del Pokémon, in basso ne sono riportati il nome e il tipo.
5. Infine, distribuire ad ogni bambino (o coppia di bambini) la scheda delle caratteristiche.

1. Ogni studente deve compilare la scheda delle caratteristiche basandosi sul Pokémon disegnato sulla propria carta. Lasciare circa 10 minuti di tempo.
2. Intanto, consegnare al bambino volontario la carta con il Pokémon chiamato “Staravia” dalla scheda per l’insegnante e anche una copia della scheda delle caratteristiche.
3. Quindi, anche il volontario completa la propria scheda delle caratteristiche, basandosi su “Staravia”.
4. Nel frattempo, passare tra i banchi e controllare che i bambini compilino correttamente le schede delle caratteristiche (nella sezione di risoluzione del gioco sono presenti le soluzioni per ogni Pokémon). 
5. Spiegare alla classe che l’obiettivo è trovare l’evoluzione del Pokémon del bambino volontario (senza mai lasciare intendere di quale Pokémon si tratti) tra tutte le carte che i bambini hanno ricevuto.
6. Al termine dei 10 minuti, il volontario legge le caratteristiche del proprio Pokémon (potrebbe quindi dire: “il mio Pokémon ha una coda, ha un becco, il suo colore principale è il grigio…”, escludendo quelle caratteristiche la cui risposta è negativa). Ogni volta chiede alla classe chi abbia un Pokémon con la stessa caratteristica. I bambini rispondono per alzata di mano, senza mai comunicare il nome o mostrare l’immagine del proprio Pokémon. Alla lavagna, dopo aver scritto il nome di tutti gli alunni (incluso il volontario) e delle coppie che possiedono una carta, l’insegnante scrive la caratteristica in questione sotto il nome di chi ha alzato la mano.
7. Dopo che il volontario ha finito di leggere, si contano le caratteristiche scritte sotto ogni nome alla lavagna e si scrive il numero di fianco al nome.
8. Il bambino o la coppia di bambini il cui numero di caratteristiche comuni si avvicina di più a quello del volontario, ha il Pokémon cercato. Per verificare che il procedimento abbia funzionato correttamente, si mostrano alla classe i due Pokémon, quello del volontario e quello appena scoperto. Si deduce che si tratti di un’evoluzione dal tipo (deve essere lo stesso) e dall’aspetto (i due Pokémon non devono essere completamente diversi).

Lo stesso procedimento (perciò i passi dal numero 2 al numero 8) va ripetuto consegnando al bambino volontario il Pokémon “Seel” e infine “Pikachu” (ogni volta assieme a una nuova scheda delle caratteristiche). E’ importante seguire questo ordine.

9. Al termine, avviare la discussione finale.

Esaminiamo quindi nel dettaglio le soluzioni delle 3 evoluzioni (“Staravia”, “Seel” e “Pikachu”), ma prima riportiamo le caratteristiche di ogni Pokémon, che potrebbero essere utili nel caso di problemi in fase di verifica della soluzione. Per evitare fraintendimenti, la caratteristica “fluttua nell’aria” è intesa come la capacità di restare sospesi nell’aria senza però usare delle ali (quindi è diverso dal “volare”).

Di seguito è riportato l’elenco delle caratteristiche per ogni Pokémon.

Vediamo quindi le soluzioni alle 3 evoluzioni nel dettaglio. 

Staravia ha 6 caratteristiche: ha una coda, ha un becco, il suo colore principale è il grigio, ha delle ali, ha degli artigli e ha delle piume. Bisogna quindi trovare un Pokémon, tra tutti quelli consegnati alla classe, che abbia un numero di caratteristiche comuni il più alto possibile. Si avvicinano Dragonite, con 3 caratteristiche comuni (ha una coda, ha delle ali, ha degli artigli) e Pidgeotto, con 5 caratteristiche comuni (ha una coda, ha un becco, ha delle ali, ha degli artigli, ha delle piume), ma si nota che Staraptor ha esattamente tutte e 6 le caratteristiche di Staravia. Perciò l’evoluzione di Staravia è Staraptor (è facile accorgersene anche dall’aspetto e dal nome, che risultano essere molto simili).

Seel ha le seguenti 5 caratteristiche: ha una coda, il suo colore principale è il bianco, ha delle zanne, ha un corno e ha delle pinne. Tra tutti i Pokémon, quelli con più caratteristiche in comune sono Gyarados (con 3 caratteristiche: ha una coda, ha dei corni e ha delle pinne. Non importa il numero dei corni, siccome la domanda è espressa in questo modo: “ha uno o più corni?”), Cubone (anche lui con 3 caratteristiche: ha una coda, ha delle zanne, ha due corni) e Dewgong (con ben 4 caratteristiche comuni: ha una coda, il suo colore principale è il bianco, ha un corno e ha delle pinne). L’evoluzione corretta di Seel è quindi Dewgong. Non è dunque obbligatorio che l’evoluzione abbia esattamente tutte le caratteristiche della forma precedente: in questo caso Seel ha delle zanne, mentre Dewgong ha i denti appuntiti.

Le caratteristiche di Pikachu sono 4: ha una coda, ha delle orecchie, il suo colore principale è il giallo e ha dei cerchi sulle guance. Si nota che i Pokémon che hanno il maggior numero di caratteristiche comuni con Pikachu sono Raichu e Dedenne. Entrambi hanno questi 3 aspetti in comune con Pikachu: hanno una coda, hanno delle orecchie e hanno dei cerchi sulle guance. Come capire qual è la corretta evoluzione tra le due? Verrà spiegato nella discussione conclusiva.

Con questa attività si vuole introdurre la classe all’Apprendimento Automatico, uno tra i settori principali dell’Intelligenza Artificiale. In questa disciplina, un computer viene programmato in modo tale da saper analizzare correttamente nuovi dati, basandosi su una fase di apprendimento iniziale. Definiamo dunque i seguenti concetti:

1. LEARNING SET (abbreviato LS e tradotto significa “insieme di apprendimento”): è l’insieme dei dati che vengono forniti all’inizio al computer (da parte di una persona). Ad ogni dato è associata una classe specifica. Nella fase di apprendimento iniziale, il computer impara quale classe è stata associata ad ogni dato e cerca di capirne il perchè (ovvero si domanda: “perchè quell’elemento è stato assegnato proprio a quella classe e non a quest’altra?”). La macchina prova a darsi una risposta basandosi sulle caratteristiche di ogni dato (fa quindi dei ragionamenti di questo tipo: “quell’elemento è stato assegnato a quella classe perchè ho notato che tutti gli elementi in quella classe hanno queste 3 caratteristiche comuni…”). E’ evidente che più dati vengono forniti al computer in questa fase, più apprende meglio.

2. TEST SET (abbreviato TS e tradotto significa “insieme di prova”): si tratta di un insieme di nuovi esempi che vengono forniti al computer dopo la fase di apprendimento. A questo punto la macchina esegue una fase di classificazione: sulla base di quanto ha appreso nel LS, deve assegnare le classi corrette ai nuovi esempi. Non è detto che classifichi sempre senza errori: dipende se ha imparato a sufficienza nella fase precedente, o se si poteva fare di meglio (quindi dare al computer ancora più dati o dati più specifici).

L’Apprendimento Automatico è un campo in continua evoluzione e ha molte applicazioni, una tra queste il riconoscimento facciale (in cui il computer distingue una persona da un’altra basandosi sulle caratteristiche del volto, quindi la forma della bocca, del naso, il colore degli occhi…).

Perciò, anche in questo caso parliamo di Learning Set e Test Set:

• il computer esegue una fase di apprendimento iniziale con i dati del Learning Set: riceve un insieme di foto di persone, e ad ognuna è associato un nome (il nome, in questo esempio, indica la classe). Il computer apprende a quale classe è associata ogni foto basandosi sui particolari del volto di ogni persona;
• in seguito, la macchina dovrà classificare i dati del Test Set, ovvero “riconoscere” una persona presente in una nuova foto assegnandola alla classe corretta (quindi dice come si chiama quella persona). Se si tratta di una persona che non era presente nel Learning Set, il computer non è in grado di riconoscerla.

Come spiegato prima, il computer potrebbe sbagliarsi e non riconoscere una persona la cui foto le era stata fornita nel Learning Set oppure potrebbe confondere alcuni individui piuttosto simili… insomma, la bravura del computer dipende sempre dalla quantità e dalla qualità dei dati che usa per fare apprendimento!

In questa attività si è voluto riprendere il meccanismo alla base del riconoscimento facciale nel caso specifico dei legami di parentela (cioè la macchina è in grado di riconoscere due componenti dello stesso nucleo familiare basandosi sulle loro foto e sulle relative somiglianze). In particolare, un certo Pokémon e la sua rispettiva evoluzione sono intesi come parenti (si può pensare che il genitore corrisponda al Pokémon evoluto, mentre il figlio al Pokémon nella forma precedente).

Quindi, nel gioco, il Learning Set è rappresentato dalle carte dei Pokémon consegnate alla classe, il Test Set invece consiste nelle carte Pokémon usate dal volontario, tratte dalla prima scheda per l’insegnante.

Nel caso di Staravia la sua evoluzione veniva riconosciuta molto facilmente siccome aveva le sue stesse caratteristiche. Anche per Seel non vi erano particolari difficoltà, in quanto solo una caratteristica cambiava tra la forma base e la sua evoluzione, mentre tutti gli altri Pokémon avevano un numero minore di caratteristiche comuni. Invece con Pikachu si ha un esempio di apprendimento non efficiente: la sua evoluzione (ovvero Raichu) viene confusa con Dedenne, poiché hanno caratteristiche identiche, quindi un ipotetico computer non riconoscerebbe nessuna differenza tra i due e non capirebbe qual è l’evoluzione corretta. La soluzione consiste nel migliorare la fase di apprendimento iniziale: si potrebbe aggiungere una caratteristica più specifica (che hanno soltanto Raichu e Pikachu, ma non Dedenne), come le orecchie a punta oppure la coda di due colori diversi.