PNSD - Polo Formativo delle provincie di Savona ed Imperia - 2016

Didattica e pensiero computazionale: le innovazioni nel campo della didattica dell'informatica
Carlo Dapueto - Dipartimento di Matematica - Università di Genova

Il computer ha cambiato e continua a cambiare il modo di acquisire, organizzare ed elaborare le conoscenze.
Può essere uno strumento importante per costruire rapporti educativi significativi con gli alunni e per favorire forme di esplorazione ed elaborazione del sapere di tipo interdisciplinare.
Deve anche essere un oggetto di esplorazione da parte delle varie discipline.
Quali rapporti si possono instaurare tra le varie discipline (quelle che si occupano di particolari aree di problemi o fenomeni - come la fisica, la storia, ... - e quelle che sono caratterizzate dagli artefatti che impiegano per la costruzione dei modelli - come la matematica e l'informatica)?
Quale ruolo può avere il software in questo contesto?

Vedi anche  Il problem solving in classe: da Polya ai giorni nostri

Didattica e pensiero computazionale: le innovazioni nel campo della didattica dell'informatica - 1

Per semplicità chiudiamo sempre le nuove finestre che via via si aprono (in genere mettiamo un [X] per ricordarlo)

Gli obiettivi del PNSD e il taglio conseguente che diamo a queste lezioni. ([X] ← dopo chiudi la nuova finestra)

(α)  Siete di ordini scolastici diversi. Oggi affronteremo molti argomenti, senza particolari approfondimenti. L'obiettivo è dare molti input. Nel prossimo incontro svilupperemo e metteremo meglio a fuoco gli aspetti che sono di interesse prevalente.
• l'informatica, a scuola, non è tanto una disciplina quanto (dovrebbe essere) uno strumento usato in maniera diffusa;
• gli aspetti più tecnici sono, sin dalla scuola di base, presenti soprattutto nei programmi di matematica;
• questo anche perché l'informatica, oltre ad essere nata in ambito matematico, ha caratteri di trasversalità che la accomunano alla matematica;
• nella pratica didattica, come la matematica, e forse più di essa, dovrebbe intrecciarsi con le altre discipline;
• oggi essa è un linguaggio/strumento tipico dei ragazzi, e può quindi essere una delle chiavi da utilizzare per ricomporre il sapere, che ha scuola è spesso vissuto dagli alunni come una "giustapposizione" di materie;
• le discipline devono quindi, anche, creare consapevolezza e senso critico nell'uso delle nuove tecnologie, dare gli strumenti per esplorare la rete e discernere le cose che vi si trovano;
• noi vedremo anche degli esempi di uso di alcuni software;  ci si potrebbe riferire anche ad altri software, altri software compariranno in futuro, …;  uno dei ruoli degli animatori digitali dovrebbe essere quello spingere all'uso integrato dell'informatica (non mille programmi per mille cose diverse) e quello di prestare attenzione alle relative novità didattiche e culturali (e spingere alla loro valutazione da parte dei colleghi).

(D)  Occorre usare software gratuito. Esiste software semplice, online, senza bisogno di installazione, che non fa molte cose ma che è assai efficace, oltre che di semplice utilizzo. Un tipico esempio, per funzioni, curve, …: Desmos  (www.desmos.com). Vediamo gli esempi proposti qui. ([X])

(C)  Quello sopra visto era un esempio di software che consente di muovere grafici facendo variare alcuni parametri entro opportuni intervalli. Esiste poi del software chiamato di geometria dinamica che consente di muovere le figure più liberamente, ed è usabile a vari livelli.  Qui vediamo qualche esempio d'uso di Cinderella, software da qualche anno installabile ed usabile gratuitamente da tutti, che consente di affrontare attività in vari livelli scolastici, dalla scuola di base all'università.  È già installato nei computer dell'aula che stiamo usando, ma qui vedete anche come è installabile sul proprio computer. Trovate anche un breve help di Desmos. ([X])

1) Un primo esempio, affrontabile anche da alunni di 12 anni, qui. Fatta la costruzione dal menu Viste selezioniamo testo della costruzione, muoviamo i punti "mobili" della figura e vediamo come cambia la descrizione algebrica. Puoi vedere l'esito finale della costruzione qui. ([X])

2) Vediamo un esempio di file che gli alunni devono solo usare, per fare cose simili a quelle viste sopra con Desmos, qui (apriamo solo il primo "questo"). ([X])

3) Cose fattibili in fisica: qui (apriamo solo il secondo "qui"). ([X])

4) Cose affrontabili solo alla fine delle superiori o all'università: qui (apriamo solo il secondo "questo" e vediamo che cosa accade se spostiamo i vari pallini verdi). ([X])

(β)  Sono evidenti i cambiamenti che il computer introduce nell'ambito dell'educazione matematica (o, meglio, rende evidente l'opportunità di attuare le indicazioni introdotte nei programmi più di trent'anni fa, come quello dell'abbandono delle presentazioni assiomatiche della geometria).  I cambiamenti si presentano (devono presentarsi) anche nelle altre discipline, anche in quelle umanistiche e linguistiche.

(L)  Le lingue straniere. Perché non usare il computer per tradurre: in che cosa è di aiuto, quali attività didattiche può suggerire, come usarlo per la pronuncia, …?  Un esempio:

Google → → Traduttore   (alla fine, dopo 5), [X])

1) Un esempio.  Un brano da Le nevi del Chilimangiaro di Hemingway (vedi [X])

[l'originale: metterlo nella finestra di sinistra con selezionato "inglese"]
The cot the man lay on was in the wide shade of a mimosa tree and as he looked out past the shade onto the glare of the plain there were three of the big birds squatted obscenely, while in the sky a dozen more sailed, making quick-moving shadows as they passed.

2) Farlo leggere da Google

3) Che cosa si otterrebbe con Google
La culla l'uomo giaceva sul era in larga all'ombra di un albero di mimosa e mentre guardava fuori oltre l'ombra sul riverbero della pianura ci sono stati tre dei grandi uccelli accovacciato oscenamente, mentre nel cielo una dozzina più navigato, rendendo rapido -moving ombre mentre passavano.

4) Analizzare criticamente come ha tradotto, utilizzare il vocabolario, confrontare come è stato tradotto nelle edizione italiana, provare a utilizzare il computer per fare la traduzione inversa, …

[la traduzione di Vincenzo Mantovani; farla tradurre in inglese]
La branda sulla quale l'uomo giaceva era nell'ombra di un grande albero di mimosa e mentre lui guardava lontano, fuori dall'ombra, verso il riverbero della pianura, c'erano tre uccellacci accovacciati in una posa oscena, mentre un'altra dozzina veleggiavano nel cielo, proiettando al loro passaggio ombre in rapido movimento.

[cosa si ottiene:]
La band in cui l'uomo era sdraiato all'ombra di un grande albero di mimosa, e mentre guardava lontano, fuori dalle ombre, nel bagliore della pianura, c'erano tre brutti uccelli accovacciati in una posa oscena, mentre un'altra dozzina erano navigando nel cielo, proiettando ombre che passano in rapido movimento.

[Guardare sotto come ha interpretato il testo e selezionare "traduci invece"]
The cot on which the man was lying in the shade of a large mimosa tree, and as he looked away, out of the shadows, into the glare of the plain, there were three ugly birds squatting in an obscene pose, while another dozen were sailing in the sky, casting shadows as they pass fast moving.

5) Come mai le traduzioni dall'inglese sono peggiori di quelle dall'italiano? ...

(L-M-...)  L'uso dell'inglese è fondamentale anche per usare la rete ed utilizzare il molto materiale reperibile. Vediamo un esempio molto significativo: WolfrmaAlpha.

1) Accediamo ad esso cliccando qui: wolframalpha.com. Nella pagina compare un box in cui possiamo mettere un input e poi cliccare [=] o premere Invio:
     
Proviamo ad introdurre via via le seguenti righe di input e vediamo che cosa succede [dopo "sun" clicca "more", dopo "44.09 ..." clicca "satellite image"]:

solve 3*x-3=7 for x
plot b = 3*a-7, -5 <= a <= 10
1/6+5/9
{s''(t) = g, s(0) = 8, s'(0) = 5}
direction { (1,0,0),(0,1,0),(0,0,1),(1/2,1/2,0),(1,1,1) }
sun
pear
countries by area
anagrams corde
44.0493 North, 8.2106 East

2) Altri esempi li potrete, poi, trovare qui.  Questo è un ottimo esempio di software che, pur essendo essenzialmente matematico, può essere usato trasversalmente in tutte le discipline, in classe, dai 10 anni in su, e dagli insegnanti, per preparare materiale anche nella scuola primaria.
Questo programma, per la matematica fa "tutto", ma occorre "educare" ad usarlo,  a "interpretarne" le uscite, ...,  e  alternarne l'uso e il non uso,  farlo usare per controllare le risposte di esercizi dati dal docente o che gli studenti stessi si inventano, ...

(γ)  Il computer ha cambiato e continua a cambiare il modo di acquisire, organizzare ed elaborare le conoscenze.  Può essere uno strumento importante per costruire rapporti educativi significativi con gli alunni e per favorire forme di esplorazione ed elaborazione del sapere di tipo interdisciplinare.
• possibilità di utilizzare facilmente fonti varie, vedere che ci possono essere modi diversi di definire i concetti, che esistono convenzioni diverse, …
• possibilità di ricorrere a formule invece che a tabelle (matematica, economia, biologia, ...), di integrare le attività con il ricorso ad esercizi, spiegazioni, consultazione di dizionari, … reperibili in rete (non in modo becero, ma inzialmente guidato dai docenti), di leggere in modo "ipertestuale", …
• di vedere/leggere "animazioni", non solo con software di geometria dinamica.

(δ)  È compito degli animatori digitali stimolare i colleghi ad esplorare i rapporti si possono instaurare tra le varie discipline (quelle che si occupano di particolari aree di problemi o fenomeni - come la fisica, la storia, ... - e quelle che sono caratterizzate dagli artefatti che impiegano per la costruzione dei modelli - come la matematica [e l'informatica]), alla luce del ruolo che può avere il software in questo contesto.
Non è facile, perchè nel momento che si si usa del software per fare cose che un tempo si facevano "a mano" si usano sostanzialmente dei modelli matematici, per la cui comprensione (e il cui uso consapevole) servono conoscenze integrate fra più discipline. È una cosa difficoltosa, ma interssante, sia per l'adulto che per il ragazzo.
E sono cose che in genere non sono presenti nei libri di testo.
Vediamo con qualche flash di dare un'idea (agli animatori non matematici) di che cosa sia l'uso di software di base.

Didattica e pensiero computazionale: le innovazioni nel campo della didattica dell'informatica - 2

Per semplicità chiudiamo sempre le nuove finestre che via via si aprono (in genere mettiamo un [X] per ricordarlo)

Oggi farò un discorso di poco più di un'oretta, anche perché molte cose (la volta scorsa e questa) le ho messe in rete, per cui c'è la possibilità di guardarsele con calma. Poi svilupperemo una discussione delle cose che abbiamo affrontato in questi incontri e delle cose che potremo approfondire in seguito, on-line. Lascio questo spazio perché la discussione dal vivo, con la possibilità di interloquire direttamente, produce di più (per vari motivi) dello scambairci delle cose con dei messaggi scritti (e conviene farlo con il programmino - da dieci righe - che ho messo in rete, che fa poche cose ma che consente di comunicare più velocemente)

Tra gli interventi fatti nello scorso incontro, e nei messaggi che ci siamo inviati, sono emerse due richieste: quella di approfondire che cos'è il "coding", e se si identifica con Scratch (e che cos'è Scratch), e quella di discutere su come di possono coinvolgere i docenti delle materie letterarie. Sono due discorsi distinti, ma che richiedono la messa a fuoco di alcune problematiche comuni. Lo chiariremo fra un po'.

Gli interventi messi in rete da alcuni di voi mi hanno fatto subito sollecitato alla ricerca in rete delle idee che si stanno diffondendo sul significato di coding, anche in cose che stanno circolando in vari corsi del PNSD. Ho visto cose buffe che vengono scritte e diffuse (e fanno riferimento a proposte spesso sostenute dai dirigenti scolastici), che stanno del tutto al di fuori delle indicazioni dei programmi e degli obiettivi del PNSD, dei quali abbiamo discusso nel primo incontro. Ringrazio chi ha sollevato il problema, anche perché si dovrà allertare chi si occupa di didattica della matematica e dell'insegnamento scientifico e che non era a conoscenza di questo fenomeno, che si sta evidentemente diffondendo.

"Coding" vuol dire semplicemente "programmazione", in inglese. Tutte le attività di programmazione, dai diagrammi di flusso alle attività con qualunque ambiente che consenta di programmare sono "coding". Sul significato di "coding" (e sul PSND) riporto qui due interventi di un famoso ordinario di informatica, che avevo già citato nei messaggi. Soffermiamoci, ora, solo sulla seconda frase del primo intrevento ("Per i non … e culturale.") e sul secondo intervento. [X]

Consideriamo qualche esempio (alcuni li abbiamo già visti), qui. [X]  Questo è "coding"!

Vediamo, rapidamente, che cos'è Scratch. Per semplicità riporto una brevissima presentazione presentazione fatta da Liverani (un docente a contratto che insegna presso l'università di Roma Tre) nell'ambito di un corso (ben più ampio) fatto nell'ambito del Corso di Laurea in Formazione Primaria. Vediamo solo la parte relativa a Scratch.  (Chi, poi, voglia vedere una visione animata sul funzionamento di Scratch clicchi qui). [X]

Un inciso: la parola scratch da dove deriva. Per un informatico di professione (cioè che faccia l'informatico e non che si occupi solo di insegnare l'informatica) il termine scratch è usato per indicare un file temporaneo in cui vengono registrati dei dati o delle istruzioni durante l'elaborazione (il nome è stato dato a questo software perché, in qualche modo, non si ricorda delle cose fatte).

Come è detto anche nel documento citato, Scratch è uno degli eredi del Logo, un software che ha avuto una discreta diffusione in America e che, quando incominciava a diffondersi in Italia, ha sollevato una reazione "robusta" da parte dei matematici (in Italia, almeno fino ad ora, c'è un certo legame tra che si occupa di didattica dell'insegnamento scientifico nella scuola e all'Università). Vediamo, allora, per inquadrare il problema, alcuni brani da un vecchio articolo (di 30 anni fa) sull'insegnamento nella scuola primaria che avevo scritto con altri due docenti (che qualcuno di voi forse conosce: P.L.Ferrari e M.P.Rogantin), e che ho messo in rete evidenziando alcune parti. [X]

Le considerazioni svolte nella nota 15, assieme alle altre riflessioni sviluppate, mi sembra mettano in luce in modo abbastanza chiaro l'assurdità "didattica" di impiegare Scratch nella scuola primaria. [X] Altra cosa potrebbe essere riflettere (consapevolmente) sul suo uso nelle scuole superiori o in un corso di laurea in informatica, quando l'obiettivo può essere messo a fuoco meglio  (per curiosità qui, in materiali per gli studenti universitari di informatica di Genova, chi è interessato può vedere le prime cose per avviare ad un uso consapevole di Scratch).

Perché, allora, Scratch ha così successo mentre l'impiego dei mezzi di calcolo e lo sviluppo del concetto di algortimo, intrecciati alla messa a punto delle conoscenze disciplinari, predicato da trent'anni dai programmi, non l'ha avuto?  Perchè il suo uso non mette in discussione l'insegnamento separato delle discipline, ed è quindi ben accetto da chi vuole continuare a insegnare in modo ("modernamente") tradizionale!

Per altro cose analoghe si possono fare anche con del software più generale, come R, predisponendo opportuni programmi che gli alunni possono usare. Un esempio (leggi anche i commenti, cliccando >>>). [X]  O si possono fare con Cinderella (o con altro software di geometria dinamica). Vediamo ancora un esempio, a livello di scuola di base: qui. [è un esempio tratto dai file a cui potete arrivare da qui; ovviamente il concetto di angolo deve essere già stato introdotto operativamente; vedi qui].

R (considerato nel precedente incontro, clicca. [X], ed altri linguaggi e/o software) è per molti aspetti più semplice e più "trasparente" da usare di molto software "didattico": diverte e ha successo con gli alunni se viene usato intrecciato a contenuti culturali che facciano percepire l'utilità dell'informatica per affrontare il sapere.

A questo punto veniamo agli insegnanti di lettere. Per prima cosa osserviamo che la cosa più naturale è che vi sia un intreccio tra le varie discipline e che quindi anche nelle materie letterarie si usino rappresentazioni matematiche di vari fenomeni (storici, geografici, lingustici, …).  Qui e nella pagina successiva troviamo vari esempi al riguardo. [X]

Vi è poi l'uso delle risorse informatiche per sviluppare più propriamente attività di lingua italiana.  Qui ho messo un elenco di siti in cui si possono trovare cose al rigurado.

Qui ho finito. Ora possiamo discutere liberamente, anche per decidere come proseguire il lavoro (abbiamo ancora un po' di ore fa lavorare on-line, e c'è la mia disponiblità [se servo] a continuare a discutere, a mettere a punto materiali, … oltre alle cose da fare "formalmente").  Insomma, è uno spazio di comunicazione reciproca che si può aprire.

Didattica e pensiero computazionale: le innovazioni nel campo della didattica dell'informatica - Sintesi

Per semplicità chiudiamo sempre le nuove finestre che via via si aprono (in genere mettiamo un [X] per ricordarlo)

Oltre alla discussione svoltasi nell'ambito degli incontri, e di cui sono presenti sintesi nelle documentazioni di essi e in quanto segue, nell'ambito del corso si è svolto un dibattito on line che riporto in questo documento, in cui ho riprodotto solo gli interventi più significativi e ho tolto i nomi delle persone che se sono state autori.

    Ecco alcune mie considerazioni successive all'ultimo incontro.

•   Si è discusso molto del problema di come coinvolgere i colleghi nell'uso delle nuove tecnologie.
    C'è chi ha detto che entra in gioco l'età, chi invece ha detto che questo aspetto non è rilevante.  Le esperienze al riguardo sono diverse, in relazione alle varie realtà scolastiche (zona, ruolo del dirigente, "tipologia" dei colleghi, ...) e al livello e, nelle superiori, alla tipologia di scuola.
    Un aspetto, ripreso da più interventi, è quello di come l'uso delle risorse informatiche richiede anche un nuovo atteggiamento nei confronti sia delle discipline che degli alunni.  Sono state riprese considerazioni che per vari aspetti erano state affrontate nei punti α, γ, δ ed ε del primo incontro. [X]

•   Esistono una marea di cose in rete, di programmini vari di tipo "didattico", dalla vita per lo più breve.  Quel che si dovrebbe fare è mettere in grado i vari docenti di esplorare come il software e, soprattutto, la rete può interagire con il proprio mestiere (riflettere sull'impostazione, raccogliere/condividere materiali, scambiare idee, farne vari usi con gli alunni, ...), e selezionare poco software attendibile e condivisibile anche con docenti di altre discipline (per non far usare agli alunni una collezione infinita di software, variando da materia a materia e di anno in anno).
    Ricordiamo quali sono gli obiettivi degli animatori digitali. [X]  Occorre mostrare ai colleghi come, non a breve termine ma già nel giro di un anno, l'uso delle risorse informatiche può consentire di risparmiare tempo: nel mostrare una lezione proiettando materiali, filmati, animazioni, ...; nell'organizzare le verifiche (posso fare prove in cui le domande vengono riordinate automaticamente, le risposte vengono selezionate o scritte al computer, ...); nel mettere a punto materiali o esercizi per attività di recupero di cui gli studenti possono fruire on line; nel creare forme di interazione con gli alunni; ...

•   È stato sollevato il problema della qualità, dell'impostazione e dei costi dei libri di testo.  Abbiamo accennato nel secondo incontro (vedi il secondo "qui" relativo al paragrafo in cui abbiamo parlato degli insegnanti di lettere) come in rete ci sia tutto il materiale che può essere utile a livello di letteratura: basta selezionarlo, organizzarlo e metterlo in forma fruibile. [X]  La stessa cosa vale per storia dell'arte e per tutte le discipline, ed anche per la matematica e la fisica.  È una cosa che può essere fatta collaborando tra colleghi di scuole diverse.
    Abbiamo anche ricordato che non c'è alcun obbligo ad adottare i libri di testo.  Non credo che ci sia alcun dirigente scolastico che obblighi a fare una cosa del genere (sarebbe una cosa del tutto illegale!!!).  Basta che l'insegnante metta in rete riferimenti a materiali usabili in modo alternativo (vi sono state anche varie trasmissioni televisive che hanno ricordato ciò; vedi comunque qui [X]).

•   Qualcuno ha fatto esempi di blog e di altri spazi di comunicazione tra e con gli studenti che potrebbero essere aperti nelle scuole (come accade in alcune di quelle dei partecipanti al corso).

•   Attenzione! Occorre stare attenti a non creare negli alunni l'idea che tutto sia calcolabile: le funzioni calcolabili sono in quantità numerabile (ossia sono tante quante i numeri interi) mentre le funzioni in matematica sono in una quantità enormemente più grande.
    Per altro la modellizzazione matematica consiste nell'approssimare fenomeni vari (naturali, economici, sociali, ...) con opportuni strumenti.  Attività didattiche in cui il punto di partenza sia un gioco in cui si "astrae" dalla realtà senza mettere in luce i processi di matematizzazione sono del tutto inadeguate didatticamente (e, per altro, al di fuori delle indicazioni dei programmi scolastici).

•   Vi è poi l'area della matematica e delle scienze in generale, in cui si utilizza maggiormente il computer, e in cui è indispensabile il suo impiego: la statistica, che per altro mette bene in luce che non tutto è calcolabile. Essa è presente da 30 anni nei programmi scolastici ma è stata quasi sempre elusa.  Di essa abbiamo potuto parlare poco; qui possiamo trovare approfondimenti a vari livelli.

    Buon lavoro a tutti!