Competenze e competizioni di Informatica DIDAMATICA-2011 Torino 4-6 maqggio 2011 Le Olimpiadi di Problem Solving Sapere, saper fare, saper far fare (in modo effettivo!) MIUR – Roma – 7 novembre 2008 Giorgio Casadei, Antonio Teolis Università di Bologna Giorgio Casadei - Università di Bologna -
Informatica e processi educativi La scuola italiana rischia come il Titanic, Naviga verso il futuro senza una chiara percezione dell’iceberg rappresentato dalla Informatica; Le scialuppe sono rappresentate da alcune lodevoli iniziative, proposte dal Ministero, cui aderiscono volontariamente le scuole grazie alla lungimiranza di docenti e all’entusiasmo di studenti. Le Olimpiadi di Problem Solving Giorgio Casadei, Antonio Teolis Università di Bologna Giorgio Casadei - Università di Bologna -
Informatica e processi educativi (In generale) nella scuola, l’Informatica non è percepita come una disciplina scientifica come lo sono, per esempio, la matematica, la fisica o la filosofia. Sono perciò ignorati i contributi scientifici e culturali che l’informatica può offrire grazie ai profondi legami storici con queste discipline. Giorgio Casadei, Antonio Teolis Università di Bologna Giorgio Casadei - Università di Bologna -
Informatica e processi educativi L’Informatica si presenta come un iceberg: la parte emersa rappresenta le applicazioni e i servizi oggi diffusi in ogni area applicativa indicati genericamente come TIC (Tecnologie dell’Informazione e della Comunicazione); la parte immersa rappresenta il contenuto scientifico e culturale che consente la realizzazione dei servizi e l’applicazione delle tecnologie. Giorgio Casadei, Antonio Teolis Università di Bologna Giorgio Casadei - Università di Bologna -
Informatica e processi educativi La metafora dell’iceberg vale anche per altre discipline; e la scuola lo riconosce dando opportuno spazio sia alla parte emersa (i contenuti operativi) sia alla parte immersa (i contenuti scientifici e culturali). Disciplina | Aspetti operativi | Contenuti culturali ___________________________________ | ____________________________________________________________________________________________________________________ Italiano | Leggere e scrivere | Letteratura Matematica | Fare di conto | Dimostrazioni e teoremi Informatica | TIC e servizi | ?????? Giorgio Casadei, Antonio Teolis Università di Bologna Giorgio Casadei - Università di Bologna -
!! Nelle scuole sono presenti i computer non l’Informatica !! Per usare un computer sono sufficienti abilità operative. Per usare l’Informatica sono necessarie competenze concettuali. Non è sufficiente saper usare il computer; si deve conoscere anche l’Informatica!!!! Giorgio Casadei, Antonio Teolis Università di Bologna Giorgio Casadei - Università di Bologna -
Informatica e processi educativi L’Informatica va introdotta come disciplina non solo per i valori propri della disciplina, ma anche perché offre risorse indispensabili per risolvere problemi di altre discipline risorse operative e tecnologiche che si acquisiscono con l’addestramento. risorse metodologiche, culturali e concettuali, che si formano con lo studio e si accumulano con l’esperienza. Giorgio Casadei, Antonio Teolis Università di Bologna Giorgio Casadei - Università di Bologna -
Informatica e processi educativi La complessa galassia dell’informatica può essere descritta da un punto di vista storico culturale con il significato di quattro aggettivi; da un punto di vista scientifico con tre applicazioni Giorgio Casadei, Antonio Teolis Università di Bologna Giorgio Casadei - Università di Bologna -
Informatica e processi educativi La prospettiva storica Digitale lingua e letteratura, biblioteche e musei virtuali, Automatico fisica ingegneria automi Effettivo filosofia logica matematica Cognitivo (intelligente) il calcolo filosofico di Leibniz Giorgio Casadei, Antonio Teolis Università di Bologna Giorgio Casadei - Università di Bologna -
Informatica e processi educativi La prospettiva scientifica: Il computational thinking La scienza cognitiva Il problem solving Giorgio Casadei, Antonio Teolis Università di Bologna Giorgio Casadei - Università di Bologna -
Informatica e processi educativi 1. Computational thinking, ovvero saper discutere il dilemma: cosa sanno fare gli uomini meglio dei computer, e cosa sanno fare i computer meglio degli uomini? Giorgio Casadei, Antonio Teolis Università di Bologna Giorgio Casadei - Università di Bologna -
Informatica e processi educativi Herbert Simon ”ora nel mondo esistono macchine che possono essere istruite a pensare, imparare e creare. La loro abilità nel fare queste cose aumenterà rapidamente finché, in un prossimo futuro, il campo dei problemi che potranno gestire avrà la stessa estensione di quello a cui si applica la mente umana. Il computer può essere istruito e può apprendere dall’esperienza; per questo è più rivoluzionario come idea e prospettiva che come insieme di servizi. Giorgio Casadei, Antonio Teolis Università di Bologna Giorgio Casadei - Università di Bologna -
Informatica e processi educativi 2. Area delle Scienze cognitive. (Mente e cervello) Psicologia Linguistica Filosofia Neuroscienze Brain Informatics …….. Informatica: perché? Giorgio Casadei, Antonio Teolis Università di Bologna Giorgio Casadei - Università di Bologna -
Informatica e processi educativi Argomenti della Scienza Cognitiva Memoria Ragionamento Comunicazione Riconoscimento e comprensione Apprendimento studiati in modo effettivo dall’Informatica. Giorgio Casadei, Antonio Teolis Università di Bologna Giorgio Casadei - Università di Bologna -
Informatica e processi educativi 3. Area del Problem Solving (Attività primaria di mente e cervello) Economia Matematica Organizzazione aziendale Filosofia …… Informatica: perché? Giorgio Casadei, Antonio Teolis Università di Bologna Giorgio Casadei - Università di Bologna -
Informatica e processi educativi Fisica computazionale (simulazioni). Chimica computazionale (con premio Nobel) Biologia computazionale (studio del DNA) Linguistica computazionale Medicina computazionale Giurisprudenza computazionale Matematica computazionale (dimostrazione di teoremi) Giorgio Casadei, Antonio Teolis Università di Bologna Giorgio Casadei - Università di Bologna -
Informatica e processi educativi Le competenze di problem solving non sono esclusive dell’uomo; anche un computer può arrivare ad averne Il ruolo dei linguaggi di programmazione Da Galileo alla seconda metà del secolo scorso, la matematica ha rappresentato la strumento essenziale per descrivere la natura; oggi si è aggiunta l’informatica con la possibilità di realizzare le simulazioni Giorgio Casadei, Antonio Teolis Università di Bologna Giorgio Casadei - Università di Bologna -
Dal pensiero algoritmico Al pensiero computazionale. Leggere scrivere e far di conto non bastano più La conoscenza mediante esperimenti e teorie descritte con modelli matematici va integrata dalla comprensione mediante simulazione. Giorgio Casadei, Antonio Teolis Università di Bologna Giorgio Casadei - Università di Bologna -
Informatica e processi educativi Dalla conoscenza alla competenza Da era digitale a era computazionale Sapere, saper fare, saper far fare. Giorgio Casadei, Antonio Teolis Università di Bologna Giorgio Casadei - Università di Bologna -
Informatica e processi educativi Vantaggio competitivo derivante dalla competenza acquisita da esperienze di programmazione: - formalizzazione del problema - descrizione effettiva del procedimento - valutazione (positiva/negativa) del risultato Giorgio Casadei, Antonio Teolis Università di Bologna Giorgio Casadei - Università di Bologna -
Informatica e processi educativi Obiettivi del problem solving. I quattro passi di Polya (How to solve it: 1945) Capire il problema (interpretare le esigenze e individuare il contesto), Definire un piano operativo (formalizzare il problema e individuare un procedimento), Eseguire il procedimento (ottenere la soluzione), Verificare e generalizzare (controllare e interpretare il risultato). Giorgio Casadei, Antonio Teolis Università di Bologna Giorgio Casadei - Università di Bologna -
Informatica nel primo ciclo: Le Olimpiadi di Problem Solving Altri tentativi di definire il “Problem Solving”. Problem solving: capacità (abilità/competenza) di un individuo a usare processi cognitivi per affrontare e risolvere situazioni problematiche reali e trasversali rispetto a molte discipline quando il procedimento di soluzione non è disponibile in modo evidente e Le conoscenze che possono (e devono) essere applicate non appartengono esclusivamente ad una sola area. Giorgio Casadei, Antonio Teolis Università di Bologna Giorgio Casadei - Università di Bologna -
Informatica nel primo ciclo: Le Olimpiadi di Problem Solving Una definizione che lega il “Problem Solving” alla disciplina Informatica. È da notare che il concetto di problem solving è evoluto col tempo e comprende un più ampio processo costituito anche da formulazione e formalizzazione del problema. Oggi Problem solving indica un'attività del pensiero che un organismo o un dispositivo di intelligenza artificiale mettono in atto per raggiungere una condizione desiderata a partire da una condizione data. Problem solving indica più propriamente l'insieme dei processi atti ad analizzare, affrontare e risolvere positivamente situazioni problematiche. Giorgio Casadei, Antonio Teolis Università di Bologna Giorgio Casadei - Università di Bologna -