Computer skills advancedproblem solving e computational thinking

Prof. Raffaella FOLGIERI

DEAS, Dipartimento di Scienze Economiche, Aziendali e Statistiche

aa 2011/2012

Computational thinking• Nuovo paradigma di problem solving• Prende nome dall’uso estensivo delle tecniche proprie della 

computer science• Termine computational thinking usato per la prima volta da 

Seymour Papert (matematico del MIT) nel 1996.• Il metodo può essere utilizzato algoritmicamente per risolvere 

problemi di scala realizzando forti miglioramenti in efficienza• Applicato a tutte le discipline• Adottato dalla comunità scientifica a seguito di un famoso 

articolo scritto da Jeannette M. Wing (computer science professor alla Carnegie Mellon )

• L’articolo suggerisce che sia uno skill fondamentale per tutti, non solo per gli scienziati della computer science, e sottolinea l’importanza di integrarne le idee portanti nelle altre discipline.

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Il Centro per il Computational thinking

• Presso la Carnegie Mellon.• Principale attività: PROBEs (PROBlem‐oriented Explorations), applicazione dei nuovi concetti del computational thinking a varie discipline.

• Sito del centro: http://www.cs.cmu.edu/~CompThink/

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Caratteristiche del Computational thinking

Processo di problem solving caratterizzato da:• Analisi e organizzazione logica dei dati (data 

modeling data abstraction) e simulazioni• Formulazione di problemi ai quali un elaboratore

può fornire supporto• Identificazione, test ed implementazione di 

possibili soluzioni• Automazione di soluzioni attraverso il pensiero

algoritmico (algorithmic thinking)• Generalizzazione ed applicazione di questo

processo ad altri problemi

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Computational thinking: riferimenti sul web• Varie risorse (in particolare social science):http://education.sdsc.edu/resources/CompThinking.pdf• Università di Edinburgo, computational thinking:http://www.inf.ed.ac.uk/research/programmes/comp‐think/ (in 

particolare http://www.inf.ed.ac.uk/research/programmes/comp‐think/previous.html )

• L’articolo della Wing: http://www.cs.cmu.edu/afs/cs/usr/wing/www/publications/Wing06.pdf

• Esplorare il computational thinking con Google: http://www.google.com/edu/computational‐thinking/

• Basati sui principi del computational thinking:http://scalablegamedesign.cs.colorado.edu/wiki/Scalable_Game_Design_wi

ki (scalable game design)http://www.cs4fn.org/ (computer science for fun)http://www.ncwit.org/unplugged (computer science in a box)

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Computer skills advancedproblem solving: altre metodologie e rappresentazioni

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DEAS, Dipartimento di Scienze Economiche, Aziendali e Statistiche

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• Altri diagrammi di uso comune, sia per la pura rappresentazione che per la rappresentazione/risoluzione di problemi.– Diagramma a Piramide– Onion diagram (diagramma a cipolla)– Albero di decisione

• Tanti altri. Ne citiamo solo alcuni:– Metodo del Kaizen (mutuato dal controllo di qualità)– BPR (usato per il Business Process Reengineering)– Event Tree (descrizione degli eventi)– Decision Tree (decisioni)– Teoria dei Vincoli (riconoscimento causa-effetto)– ecc. ecc….

Altre metodologie per affrontare e rappresentare un problema

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Event Trees• Event Tree = rappresentazione di tutti gli eventi

che possono accadere in un sistema di business

• Usato anche in altri campi

• Permette di esplorare tutte le opzioni che possono

presentarsi

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Diagrammi semplici: Onion Diagram

• Diagramma a cipolla

• Formato da cerchi concentrici

• Ogni cerchio rappresenta un processo o una componente del problema che dipende dal cerchio interno ad esso.

Al centro si pone il concetto (problema) principale, ovvero la radice

Ha il vantaggio di visualizzare in modo semplice ed efficace un problema, tuttavia è pocoutilizzato nelle fasi di dettaglio di un problema (è adatto solo alle fasi iniziali di identificazione)

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Diagrammi semplici: Tree Diagram

• Diagramma ad albero

• Consiste nello scomporre (come in una classificazione) il problema in sotto-problemi più semplici.

Utile anche per spiegare strutture di dati o dettagli di integrazioni di sistemi.

• Utile quando si ha a che fare con una gerarchia di informazioni o con un processo composto da molte parti.

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ICT Tools

• Molti tools di supporto alla rappresentazione simbolica (disegno simbolico) di un problema– Microsoft VISIO– SmartDraw: http://www.smartdraw.com

– EDRAW: http://www.edrawsoft.com/index.php

Tool gratuiti:

– Qui trovate riferrimenti a software che supportano UML: http://www.uml.org

– Software gratuito (OpenSource): http://swik.net/flowchart+UML

– DIA (supporta UML): http://dia-installer.sourceforge.net/download.php

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Problem solving per le vostre discipline?• A cosa serve conoscere i principi del problem solving e le varie

metodologie (decision making, p.s. creativo, p.s. algoritimico, proj.management) a chi si laureerà in:

• Scienze del Lavoro (LAV): specialisti nell’analisi, impostazione e attuazione delle politiche del lavoro e del welfare e delle strategie di management dei rapporti di lavoro e gestione delle differenze (o diversity management) all’interno delle organizzazioni (decision making, p.s. creativo, p.s. algoritimico, proj.management)

• Relazioni internazionali (REL): preparazione multidisciplinare avanzata nel campo dei rapporti internazionali che coinvolgono Stati, organizzazioni internazionali o imprese private (decisionmaking, p.s. creativo, p.s. algoritimico, proj.management)

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Problem solving per le vostre discipline?

• Amministrazioni e politiche pubbliche (APP): manager con una realistica conoscenza delle logiche di funzionamento - o di malfunzionamento - delle organizzazioni pubbliche locali, nazionali, sovranazionali; con la capacità di gestire le risorse umane, finanziarie, tecnologiche e i vincoli normativi in contesti organizzativi complessi; con la piena padronanza dei metodi per il disegno, la realizzazione e la valutazione delle politiche e dei servizi; con la preparazione tecnica per aumentare l’accountability delle amministrazioni pubbliche, dando conto del loro operato in modo chiaro, diretto, efficace, misurabile ; con la capacità di organizzare queste informazioni in modo facilmente accessibile ai cittadini e alle loro associazioni, utilizzando tutte le risorse offerte dalle nuove tecnologie (decision making, p.s. creativo, p.s. algoritimico, proj.management)

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Problem solving per le vostre discipline?• Scienze sociali per la ricerca e le istituzioni (SOC): formazione

avanzata interdisciplinare nel campo delle scienze sociali, con particolare enfasi sulle discipline sociologiche, nonché dei metodi e delle tecniche propri della ricerca sociale nel suo complesso

• Scienze Politiche e di governo (GOV): formazione multidisciplinare progredita nel campo politologico e giuridico, con significative integrazioni di economia, sociologia e storia. Idonei a ricoprire ruoli di responsabilità sia nei settori di analisisia in quelli operativi di: imprese private, pubbliche e del terzo settore; organizzazioni internazionali governative e non governative; amministrazioni regionali e degli enti locali, di società o aziende con compiti di gestione di servizi pubblici; centri di ricerca applicata; società di consulenza (decisionmaking, p.s. creativo, p.s. algoritimico, proj.management)

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