Idéias para desafios relacionados à CS para equipes de estudantes do ensino médio?

Estou ajudando a projetar uma atividade relacionada à CS para um concurso Let's Talk Science , que promove STEM entre estudantes do ensino médio. Na competição, equipes de seis estudantes passarão de estação para estação, tentando concluir cada uma delas o mais rápido possível.

Uma estação pode dar à equipe um medidor, e depois pedir que medam a altura de um edifício. (Isso pode ser resolvido usando triângulos semelhantes para estimar a altura do edifício.) Penalidades de tempo são adicionadas ao tempo de conclusão da equipe, dependendo da proximidade da resposta.

Minhas restrições são assim:

• A maioria dos estudantes não tem conhecimentos de programação / CS
• O desafio não deve exigir um computador
• A idéia deve desafiar equipes de seis alunos por 15 a 20 minutos
• O desafio deve ter uma resposta clara que possa ser pontuada objetivamente (não julgada)

Um desafio razoavelmente bom apresenta uma frase codificada com uma cifra de César e depois pede aos alunos que a decodifiquem. A pessoa que dirige a estação dá uma breve explicação sobre o que é uma cifra de César e deixa as equipes decodificarem o texto. As penalidades de tempo são concedidas com base na correção - cada personagem incorreto adiciona uma penalidade de 30 segundos.

A ideia da cifra de César já foi usada com frequência no passado, e estou tentando desenvolver algo novo. Eu já participei de várias atividades no CS Unplugged , mas nenhuma me atraiu - os exercícios que vi foram geralmente voltados para ilustração e não adequados para competição, eram simples demais ou exigiam muita explicação do conhecimento de fundo.

Você tem alguma idéia sobre o que seria um desafio divertido relacionado à CS para equipes de seis estudantes do ensino médio?

Obrigado!

Uma atividade que eu realmente gostei é a seguinte: criar uma maneira de comunicar uma pequena mensagem de texto através de um longo campo de futebol, sem usar eletrônicos e sem gritar. Você pode usar qualquer campo grande ou área aberta que seja grande o suficiente para que eles não consigam se ouvir gritando, mas forneça uma linha de visão.

A idéia é que a equipe se reúna com antecedência para criar um método de comunicação. Então, metade da equipe fica em uma extremidade do campo e a outra metade na outra extremidade. A primeira metade recebe uma mensagem e eles precisam comunicá-la para o outro lado. Eles são pontuados com base na precisão da mensagem recebida e em quanto tempo leva.

Este é um exercício muito legal. Isso lhes dá muitas oportunidades de engenhosidade. Você pode fornecer alguns materiais e eles podem selecionar um esquema de sinalização - talvez use bandeiras, espelhos ou objetos grandes, ou o nome dele.

Eles terão que criar um método eficiente de codificar texto em algo que eles possam sinalizar e um bom algoritmo de sinalização. É do interesse deles trocar a eficiência pela robustez (redundância para lidar com erros no recebimento dos dados). Eles podem optar por usar um código de correção de erro de encaminhamento (por exemplo, adicionar alguma redundância) ou podem optar por usar um mecanismo de confirmação / nova tentativa (em que o destinatário pode sinalizar "não conseguiu, tente novamente").

Outra coisa interessante nesse exercício é que ele oferece uma oportunidade para o trabalho em equipe, brainstorming e cooperação dentro de sua equipe. É sempre mais divertido fazer essas coisas junto com algumas outras do que fazer sozinho.

Se desejar, você pode apontar o rico histórico de esquemas de sinalização que foram usados ​​no passado: semáforo, código Morse, os disparos de sinal usados ​​por Alexandre, o Grande, etc.

Se você não gosta desse:

O CS Unplugged é um dos melhores recursos. Se eles não tiverem o que quiser, isso pode ser bem difícil.

A propósito, lembre-se de que a concorrência tem efeitos mistos, alguns bons e outros ruins. A competição é boa para motivar alguns alunos, mas, ao mesmo tempo, alguns consideram a competição desmotivadora. Além disso, há uma lacuna de gênero aqui; é mais provável que as competições desliguem mulheres do que homens, o que pode não ser desejável em uma atividade para crianças do ensino médio, uma vez que já existem barreiras suficientes para manter as mulheres afastadas da ciência da computação.