Informatica e didattica

Obiettivi del corso Analisi dei processi di insegnamento e apprendimento Uso della moderna tecnologia nella didattica per la costruzione di ambienti interattivi tra l’allievo e il computer tra tutti i partecipanti al processo didattico

Etimologia dei termini Educazione: ex-ducere trarre fuori ma anche da educare … = dar da mangiare alle oche!! Insegnare: mettere un segno su una tabula rasa Apprendere: prendere con forza (della mente) Didattica: strumento per l’insegnante

Evoluzione degli strumenti Per Socrate, la scoperta della scrittura favorisce la perdita della memoria; la parola produce poi un "effetto estemporaneo" che la scrittura tende ad annullare. Un editto dell’Università di Parigi vietò l’uso della stampa e il suo uso a scopo educativo

Nuovi Strumenti 1950- Test di Turing Le macchine possono pensare!! stratema.sigis.net/n/dl/Turing.doc Gioco dell’imitazione A uomo, scopo di ingannare C B donna, C interrogante scopo di indovinare dove uomo, dove donna

Le macchine possono pensare? “Io credo che tra una cinquantina d’anni sarà possibile programmare calcolatori aventi una capacità di memoria di circa 10^ 9 in modo da farli giocare così bene al gioco dell’imitazione che un interrogante medio avrà una probabilità non superiore al 70% di compiere l’identificazione giusta dopo 5 minuti di interrogatorio”. “ la domanda non ha senso”

Obiezioni previste Argomento della coscienza Concezione teologica Siamo sicuri della “coscienza” degli interlocutori umani? Concezione teologica Cosa impedirebbe di assegnare un’anima alla macchina? Obiezione dello “struzzo” Non è un’obiezione tapparsi gli occhi!! Obiezione matematica Esistono questioni indecidibili. Forse l’uomo sa rispondere a tutto?

Obiezioni previste Argomenti fondati su incapacità varie Obiezione di Lady Lovelace Argomento fondato sulla continuità del sistema nervoso Argomento del comportamento senza regole rigide

Artificial Intelligence Il computer digitale è in grado di replicare i comportamenti intelligenti umani. Ovvero esso è una mente, ove opportunamente programmato. intelligenza = manipolazione di simboli

Searle: la stanza cinese members.xoom.virgilio.it/ailab/biblio/searle1.htm La stanza serviva per mettere in evidenza la “estraneità” rispetto al fine da raggiungere da parte dell’esecutore dell’algoritmo. “la comprensione del calcolatore non è (come la mia del tedesco) solo parziale, è nulla”.

Searle: critica La mente sta al cervello come il programma allo hardware. Possiamo certo simulare lo stato formale delle scariche neuroniche ma gli stati “INTENZIONALI”? Il cervello umano è un’entità biologica che produce pensiero.

Ricaduta didattica Le macchine possono insegnare. Un domani ogni essere umano potrebbe avere a suo fianco un “Maestro meccanico” in grado di aiutarlo a crescere intellettualmente!! Possiamo provare a esprimere il test di Turing per il maestro? Insegnare = sapere??

Trasposizione didattica “so” ma come trasmettere quello che “so”? Metodo Cosa è importante trasmettere? Oggetto Come tutto questo si riflette nell’uso dell’informatica? Nei nostri programmi (VB, java, ecc..)

Un secolo prima 1859- L’origine delle specie La selezione naturale consente l’evoluzione. Forse ha senso studiare cosa succede negli organismi inferiori. Vari livelli di apprendimento. Ma cosa è?

Apprendimento: una definizione Variazione del comportamento non fisiologica (cresco e.., invecchio e.., è buio e la retina ..), non traumatica ( cado e..), sostanzialmente irreversibile, legata a esercizio e rinforzo. Tempo che si dedica all’apprendimento = esercizio. Interesse alle conseguenze del nuovo comportamento = rinforzo

Apprendimento: osservazioni Si può apprendere a rispondere ad uno stimolo con qualcosa che già si conosceva (novità del legame) Si può apprendere a rispondere con qualcosa di veramente nuovo

Apprendimento: osservazioni Definizione che tratta chi apprende come una “scatola nera”. Può essere riferita a un automa, un essere umano, un animale. Misura l’apprendimento come capacità di eseguire un compito.

Una curva d’apprendimento b a = adattamento; b= progresso; c= stabile e caduta di performance

Apprendimento tutto-nulla

Condizionamento classico 1904 - Pavlov Stimolo incondizionato (o naturale): salivazione alla vista di cibo Stimolo neutro (un campanello) presentazione dei due stimoli contigui SN+SI SN produce da solo il riflesso condizionato della salivazione

LINK http://www.pianetascuola.it/laboratorio_neuroscienze/apprendimento/inrete/APP/neuropsicologia/neuropsicologia01.html http://www.nobel.se/medicine/educational/split-brain/index.html

Risposta condizionata Esempi: esperienze sensitive, emotive. il maglione che mi hai fatto tu … l’aula dove ho fatto male l’esame effetto placebo, fobie, manie... Esperienze con animali inferiori. Altri studi dimostrano che non necessita del SNC Gli apprendimenti sono tutti riducibili all’apprendimento di Pavlov?

Software e riflesso condizionato Arricchire il software con rinforzi emotivi che lo rendano gradevole In effetti risulta difficile eliminare il riflesso condizionato: l’estinzione inibisce il riflesso appreso ma non lo elimina. Non usare rinforzi negativi alias “con le buone maniere si ottiene tutto”

Condizionamento operante Si crea una situazione sperimentale attendendo che il soggetto emetta spontaneamente il comportamento desiderato. Esempio: la gabbia di Thorndike, la gabbia di Skinner;

Apprendimento per prove ed errori la gabbia di Thorndike Si lascia un gatto affamato in una gabbia e..questo impara ad abbassare il chiavistello che gli consente di uscire a mangiare Apprendimento per prove ed errori Prima movimenti inconsulti Poi più mirati Infine immediati

la gabbia di Skinner La leva è collegata con una penna che registra su una striscia di carta che si avvolge nel tempo. Si ottiene un grafico delle risposte. Si studiano anche i rinforzi parziali, dati ogni tot di tempo oppure ogni certo numero di risposte corrette

La base teorica L’organismo apprende le attività che sono state rinforzate, cioè hanno avuto un premio sia pure interno (soddisfazione per una buona riuscita) Tutti i processi derivano da due fattori Maturazione o sviluppo (biochimico) Esperienza condizionante

Esempi Mi trovo sulla strada di casa mentre devo andare altrove… segnali stradali imparo a pronunciare una parola straniera. Qui il rinforzo può essere il mio stesso ok.

Nel software Premiare comportamenti che portano alla meta Ignorare gli altri comportamenti Dividere il compito a pezzettini ….

Apprendimento senza errori I piccioni, le forme e i colori Abbondanza di stimoli tale da impedire praticamente l’errore Attenuazione via via del “contorno”

Istruzione programmata Macchine per insegnare di Skinner e istruzione programmata Una “rivoluzione” didattica? Nasce intanto il computer digitale.

Conclusioni Teorie stimolo risposta Acquisizione di abilità per prove ed errori tramite associazioni Si imparano abitudini?