Coding e Pensiero Computazionale

Piano Nazionale Scuola Digitale

Coding e Pensiero Computazionale

A cura di E. De Santo

“L’uomo tanto può, quanto sa”

Sir Francis Bacon

“Sviluppo delle competenze digitali del pensiero computazionale (coding), uso critico dei social

media e legame con il mondo del lavoro”media e legame con il mondo del lavoro”

LEGGE 13.7.2015 n.107 (G.U. del 15.7.2015) “La Buona Scuola”

Che cosa è cambiato?

• Avvento della società digitale• Nativi digitali• Necessità di ripensare gli apprendimenti• Innovazione delle metodologie didattiche• Innovazione delle metodologie didattiche

I Nativi Digitali

• L’87,1% delle famiglie possiede un PC (ISTAT) • Su 852 studenti universitari il 94,5% ha una

connessione a internet e usa almeno una volta a settimana Internet e per circa l’80% a scopi di connessione a internet e usa almeno una volta a settimana Internet e per circa l’80% a scopi di comunicazione (messaggi, email, chat…). L’84,1% degli studenti ha un profilo Facebook (Università di Trento, 2011-2012)

• 52,7% dei giovani hanno navigano su You Tube e il 66,1% ha uno smartphone (CENSIS 2013)

• Nativo digitale (digital native) è una espressioneche viene applicata ad una persona che è cresciutacon le tecnologie digitali comei computer, Internet, telefoni cellulari e MP3 e ingenere si usa l'espressione per indicare le personegenere si usa l'espressione per indicare le personenate (negli USA) dal 1985.

• L'espressione è stata coniata da Marc Prensky nelsuo Digital Natives, Digital Immigrants pubblicato nel2001. In questo articolo, l'espressione viene utilizzataper indicare un nuovo gruppo di studenti che accedeal sistema dell'educazione

• I primissimi nativi digitali nascono con ladiffusione di massa dei PC a interfacciagrafica nel 1985 e dei sistemi operativi afinestre nel 1993finestre nel 1993

• Il nativo digitale cresce in una societàmultischermo, e considera le tecnologie comeun elemento naturale non provando nessundisagio nel manipolarle e interagire con esse

• Per contro l'espressione immigratodigitale (digital immigrant) si applica ad unapersona che è cresciuta prima delle tecnologiedigitali e le ha adottate in un secondo tempo.digitali e le ha adottate in un secondo tempo.

• Una terza figura è invece quella del tardivodigitale, una persona cresciuta senzatecnologia e che la guarda tutt'oggi condiffidenza.

• Una delle differenziazioni tra questi soggetti èil diverso approccio mentale che hanno versole nuove tecnologie: ad esempio un nativodigitale parlerà della sua nuova macchinafotografica (senza definirne la tipologiafotografica (senza definirne la tipologiatecnologica) mentre un immigrato digitaleparlerà della sua nuova macchina fotograficadigitale, in contrapposizione alla macchinafotografica con pellicola chimica utilizzata inprecedenza.

• Secondo Prensky:– I nativi digitali imparano ad usare le nuove

tecnologie come un bambino impara la propria lingua madre, ossia in modo naturale. lingua madre, ossia in modo naturale.

– Ciò sta portando a una modifica strutturale del sistema nervoso, che si distingue da quello degli «immigrati digitali» per i quali le nuove tecnologie sono acquisizioni secondarie e più difficoltose.

• Le tecnologie cambiamo la PSICHE degli individui:attivano connessioni e aree cerebrali differenti,sulla base dei nuovi stimoli ambientalisulla base dei nuovi stimoli ambientali

• Le tecnologie modificano le strade che usa ilpensiero per arrivare a soddisfare un bisogno.Percorrendo nuove strade anche l’essere umanomuta: nella sua psiche, nella sua cultura

• Lo schermo diviene l’estensione della MENTEAUMENTATA.

• “Nello schermo si verificano forme di• “Nello schermo si verificano forme dicombinazioni cognitive al di fuori della mente:le nostre capacità cognitive ed emozionalimigrano negli schermi dei pc e dei socialmedia per diverse ore al giorno” (D. DeKerckhove)

• Ad esempio Internet (social media inparticolare) connette individui attraversonuove forme di RELAZIONE, che determinanocambiamenti nella psiche e di neicambiamenti nella psiche e di neicomportamenti

• Se le reti neuronali si modificano nell’utilizzo della tecnologia, la vera differenza non sta tra NATIVI o IMMIGRATI, ma tra UTILIZZATORI E NATIVI o IMMIGRATI, ma tra UTILIZZATORI E NON UTILIZZATORI

A cosa serve la tecnologia?

• Non è la tecnologia a motivare uno studentedisinteressato. La tecnologia gli consentesolamente di focalizzare al meglio l’attenzione,solamente di focalizzare al meglio l’attenzione,velocizzando e migliorando il processo diapprendimento.

• Ciò che spinge lo studente ad affrontare i temiche la scuola propone (che sono quelli dellavita piena e consapevole) è la passione per lavita piena e consapevole) è la passione per laconoscenza e la ricerca che solo il veroEDUCATORE (scuola/famiglia) o la VITA(qualche caso fortunato) possono instillare

Che tipo di utilizzatori siamo?

• In realtà siamo prevalentemente dei“consumatori passivi”

• Un esempio sono le applicazioni (App) presentinei dispositivi mobilinei dispositivi mobili

• Le App rappresentano i nostri oggetti digitali diutilità quotidiana, attraverso i quali siamo ingrado di lavorare, giocare, comunicare con ilprossimo, di svolgere una vita sociale, studiare

• In genere utilizziamo le applicazioni create da altri

• La maggior parte degli utilizzatori ditecnologia ha una certa consapevolezza dicome è fatta una tecnologia: cavi, elettricità,circuiti, software ecc.circuiti, software ecc.

• Sappiamo come è fatta un App o un videogame?

• CI SI DIMENTICA CHE A SOSTENERE IL TUTTO C’E’ UN LINGUAGGIO, IL LINGUAGGIO DELLE

MACCHINE: IL CODICE MACCHINE: IL CODICE

Riflettendo…

• La comunicazione tradizionale è affiancata a quella attraverso la messaggistica e i video

• La rete e i social network forniscono imponenti quantità di informazioni sulla vita pubblica e non quantità di informazioni sulla vita pubblica e non

• I dispositivi elettrici, elettronici e meccanici funzionano grazie all’uso del codice informatico

• I dispositivi informatici sono integrati in quasi tutti gli elettrodomestici, nelle auto, nei sistemi di domotica ecc

• L’informatica, ovvero i linguaggi checonsentono lo sviluppo dei software, non èpiù relegata nell’ambito delle attivitàpiù relegata nell’ambito delle attivitàprofessionali, ma entra in contatto con noi inmoltissimi momenti della vita quotidiana

E’ necessario un passaggio:Da consumatori di tecnologia

A creatori di tecnologia

• Nel 2020 mancheranno in Europa 900 mila in Europa 900 mila esperti informatici per coprire le esigenze del settore

• La programmazione è un filo conduttore che unisce tutte le professioni futureunisce tutte le professioni future

Il Pensiero Computazionale

• Il concetto di computational thinking, pensierocomputazionale, prende le mosse dagli studi diSeymour Papert e dal concetto di Costruzionismo

• E’ stato introdotto nella didattica anglosassone grazie auna serie di supporti digitali pensati per permettereuna serie di supporti digitali pensati per permettereanche ai più piccoli esperienze di programmazionedigitale: in prima fila il Massachussets Institute ofTechnology, MIT (http://web.mit.edu) con il LOGO(creato da Seymour Papert negli anni 60)e il recenteScratch, un ambiente di programmazione visuale emolto intuitivo

S. Papert e il Costruzionismo• Papert introduce il concetto di costruzionismo nelle teorie

dell'apprendimento• Infatti, secondo Papert, il processo di apprendimento è un

processo di costruzione di rappresentazioni più o menocorrette e funzionali del mondo con cui si interagisce

• Rispetto al costruttivismo, il costruzionismo introduce il• Rispetto al costruttivismo, il costruzionismo introduce ilconcetto di artefatti cognitivi, ovvero oggetti e dispositiviche facilitano lo sviluppo di specifici apprendimenti

• Quindi: l'apprendimento avviene in modo più efficiente sechi apprende è coinvolto nella produzione di oggettitangibili

• Seymour Papert delinea il termine costruzionismo inun documento intitolato Constructionism: A NewOpportunity for Elementary ScienceEducation definendolo:

"Una parola che indica due aspetti della teoria delladidattica delle scienze. Dalle teorie costruttiviste indidattica delle scienze. Dalle teorie costruttiviste inpsicologia prendiamo la visione dell'apprendimentocome una ricostruzione piuttosto che come unatrasmissione di conoscenze. Successivamenteestendiamo il concetto dei materiali manipolativinell'idea che l'apprendimento è più efficiente quando èparte di un'attività come la costruzione di un prodottosignificativo".

In cosa consiste il Pensiero Computazionale?Computazionale?

• E’ processo mentale per la risoluzione di problemicostituito dalla combinazione di metodi caratteristici edi strumenti intellettuali (J.Wing 2006)

• Il concetto di pensiero computazionale, già presente datempo ma trend topic della Didattica dell’Informatica, ètempo ma trend topic della Didattica dell’Informatica, èstato portato all'attenzione della comunità scientificada Jeannette Wing in un lungimirante lavoro in cui sievidenzia che, in tutta una serie di ambiti scientifici,l'informatica ha portato non solo strumenti (computere linguaggi di programmazione) ma innovazioni nelmodo di pensare

• Se nelle discipline scientifiche il processo è già in atto,così non è nella vita di tutti i giorni

• Viviamo in un mondo in cui i computer sonopervasivamente attorno a noi (ubiquitous computing),ma all'esplosione della disponibilità di calcolatori dallema all'esplosione della disponibilità di calcolatori dalledimensioni ridottissime, con enorme potenza di calcolo-resa potenzialmente infinita dall'accesso a Internet eall’enorme disponibilità di informazioni - sempre graziealla Rete - non ha fatto seguito l'aumento dellaconoscenza e delle abilità connesse all'elaborazione ditale informazione

• Il pensiero computazionale va ben oltre l'uso dellatecnologia, ed è indipendente da essa (sebbene la sfruttiintensivamente): non si tratta di ridurre il pensiero umano,creativo e fantasioso al mondo meccanico e ripetitivo di uncalcolatore, bensì di far comprendere all'uomo quali sono lereali possibilità di estensione del proprio intellettoattraverso il calcolatorereali possibilità di estensione del proprio intellettoattraverso il calcolatore

• Si tratta di risolvere problemi, progettare sistemi,comprendere il comportamento umano basandosi suiconcetti fondamentali dell'informatica

• In sostanza, pensare come un informatico quando siaffronta un problema

Perché è importante il Pensiero Computazionale?Computazionale?

• Nonostante il termine “computazionale” possaindurre a pensare che il pensierocomputazionale sia un’abilità utile solo a chiha fatto dell’informatica la propriaha fatto dell’informatica la propriaprofessione, si tratta di una skill fondamentaleche tutti dovrebbero possedere, in particolareda parte di quei giovani che desiderano nonfarsi sfuggire le opportunità che il futuro porràloro dinanzi nei prossimi anni

• È ormai universalmente riconosciuto che per riuscirebene nel proprio futuro professionale i giovanidovranno “imparare a imparare” e non limitarsi afornire risposte preconfezionate: in questa direzione simuovono le raccomandazioni dell’Unione Europea inmateria di istruzione che sono state recepite dal MIURmateria di istruzione che sono state recepite dal MIURanche con l’introduzione della programmazione nellescuole a partire dalla primaria

• Al pari di leggere, scrivere e contare, abilità che èimportante imparare fin da bambini, anche il pensierocomputazionale deve essere appreso ed esercitato findai primi anni di scuola

Qual è il legame tra computer, informatica e pensiero

computazionale?computazionale?

• Così come l’invenzione della stampa hafacilitato la diffusione dell’alfabetizzazione,così oggi la programmazione e i computerfacilitano l’acquisizione e la diffusione delpensiero computazionalepensiero computazionale

• Il pensiero computazionale prende in prestitoconcetti e strumenti propri dell’informaticaper trovare soluzioni innovative e creative aiproblemi di ogni giorno

• Questo non significa che gli esseri umani devonoimparare a pensare come i computer: il pensierocomputazionale è il modo in cui gli esseri umaniinsegnano ai computer a risolvere i problemi enon viceversanon viceversa

• I computer sono stupidi e noiosi e solo grazieagli esseri umani possono diventare strumentiutili e interessanti: l’unico limite a quello che icomputer sono in grado di fare è costituito dallanostra creatività e immaginazione

• I processi mentali tipici del pensierocomputazionale sono favoriti dall’approccio allarisoluzione dei problemi che viene messo in attoda coloro che sviluppano programmi per ilcomputer: in altre parole il pensierocomputer: in altre parole il pensierocomputazionale è quello che adotta uninformatico quando affronta un problema

• Esercitare il pensiero computazionale significaquindi molto di più che saper scrivere righe dicodice

• Papert, come abbiamo visto, ha coniato il termine“computational thinking” sulla base della teoriadel costruzionismo: la mente umana per poterapprendere bene ha bisogno di creare artefatti,apprendere bene ha bisogno di creare artefatti,ovvero rappresentazioni reali del mondo con cuiinteragisce

• E il computer, secondo Papert, è un ottimostrumento didattico poiché, grazie allaprogrammazione, può creare questi artefatti

• Il testimone di Papert è stato raccolto daMitchel Resnick responsabile del LifelongKindergarten del MIT MediaLab che con i suoicollaboratori ha realizzato un framework perl’insegnamento del pensiero computazionale el’insegnamento del pensiero computazionale ela valutazione dell’apprendimento che si fondasulla convinzione che i bambini possanoacquisire il pensiero computazionaleprogrammando storie interattive evideogiochi (gli artefatti di cui parlava Papert)

• Il lavoro di questi anni di Resnick e dei suoicollaboratori ha portato alla nascita di Scratch, unambiente di programmazione visuale checonsente ai ragazzi di creare in maniera semplicee intuitiva le proprie storie animate, giochi esimulazionie intuitiva le proprie storie animate, giochi esimulazioni

• Oggi Scratch conta una community di giovanisviluppatori estesa in tutto il mondo ed è di fattolo strumento di riferimento per insegnare aibambini il pensiero computazionale attraverso laprogrammazione

Il pensiero computazionale secondo il framework sviluppato dal Lifelong

Kindergarten delMIT MediaLab

Kindergarten delMIT MediaLab

Il pensiero computazionale secondo il framework sviluppato dal Lifelong Kindergarten del

MIT MediaLab

• Concetti di pensiero computazionale:– Sequenza: un’attività può essere espressa attraverso una serie

consecutiva di singoli step o istruzioni.– Ciclo: è un meccanismo per eseguire più volte la medesima sequenza

in maniera iterativa.– Evento: il verificarsi di un’azione causa lo scatenarsi di un’altra azione.– Parallelismo: significa eseguire sequenze di istruzioni differenti allo – Parallelismo: significa eseguire sequenze di istruzioni differenti allo

stesso tempo.– Condizione: è la possibilità di prendere decisioni sulla base del

verificarsi di determinate situazioni.– Operatore: fornisce supporto per la manipolazione di numeri e

stringhe di caratteri.– Dati: sono valori che possono essere salvati, recuperati e modificati

durante l’esecuzione di un programma.

• Pratiche di pensiero computazionale:– Essere incrementali e iterativi: la progettazione è un processo adattativo dove

la pianificazione può cambiare man mano che ci si avvicina alla soluzione del problema.

– Testare e debuggare: individuare problemi ed errori e correggerli.– Riusare (pattern recognition): riconoscere come alcune parti di soluzione

possono essere riusate nella stessa o riapplicate a problemi simili.– Remixare (copiare per migliorare): grazie alla rete e all’ampia disponibilità di – Remixare (copiare per migliorare): grazie alla rete e all’ampia disponibilità di

lavori di altri autori, è possibile prendere spunto da idee e codice per costruire cose più complesse di quelle che si sarebbero potute realizzare per conto proprio, dando un’ulteriore spinta alla propria creatività.

– Astrarre: è il processo di riduzione della complessità, per far emergere l’idea principale mantenendo solo alcuni aspetti e tralasciandone altri.

– Modularizzare (scomporre): è il processo che consente di scomporre un problema complesso in problemi più semplici, per cui risolvendo i problemi più semplici si risolve anche il problema complesso.

• Attitudini di pensiero computazionale:– Esprimere se stessi: una persona dotata di pensiero

computazionale vede nella tecnologia uno strumento per esprimere se stessa, la propria creatività e dire qualcosa di sé agli altriqualcosa di sé agli altri

– Essere connessi: saper comunicare e lavorare con gli altri per raggiungere un obiettivo o una soluzione condivisa

– Porre domande: saper sviluppare una mente vigile grazie alla quale è sempre viva la domanda di come un oggetto incontrato nel mondo reale possa funzionare

In definitiva…

• L’uso della logica computazionale:– Stimola un approccio creativo alla risoluzione di

problemi – Impara ad analizzare le situazioni suddividendole – Impara ad analizzare le situazioni suddividendole

in sotto-problemi, classificandole– Impara a pianificare attraverso obiettivi e

sottobiettivi (problem solving) – Stimola l’intuizione

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