Dipartimento di Matematica e Informatica
Nucleo di Ricerca in Didattica dell'Informatica
Quale Informatica per la Scuola?
Preambolo
"Neve" per gli Inuit
del Labrador e della Groenlandia
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aput
apirlaat
massak, akkilokipok
mauja
mangokpok, mangiggal,
mangikaajaaq
pukak
massalerauvok, qinuq
tipvigut, apusiniq
aputitaq
putsinniq, puvvinniq
qaniit
nittaalaq
imalik
neve
neve
neve
neve
neve
in generale (in terra)
fresca
soffice
soffice e profonda
pesante
neve incrostata
neve fradicia
banco, mucchio di neve
chiazza di neve
neve bagnata sopra il ghiaccio
neve in aria che cade
neve densa in aria
neve bagnata che cade
Cos'è l'Informatica?
?
Cos'è l'Informatica?
... Informazione + automatica
Scoprire il ragionamento che un computer esegue ...
... Trovare notizie e svolgere lavori
...
Alle medie ho adoperato il computer per imparare a usare ...
Word, Excel, Publisher, PowerPoint e programmi per creare
siti internet ... [con] un professore specifico per l'informatica.
A scuola abbiamo usato il computer per costruire un ipertesto,
per ciattare [!] in internet, per spedire e-mail a un gruppo
di tedeschi. Con i professori di Musica e Inglese.
Abbiamo usato il computer alle medie con ... [gli] insegnanti
di matematica, scienze e disegno ... per approfondire lo studio
nel campo scientifico sul programma di Microsoft Word [!] ...
Cos'è l'Informatica?
... Per rispondere a tutti i dati
Riuscire a capire un linguaggio nuovo ...
... Tutti i programmi per i computers
...
Alle medie abbiamo usato il computer durante le ore di Educazione
Artistica ... per imparare a usare i metodi della prospettiva ...
A scuola abbiamo usato il computer per:
- creare ipertesti;
- navigare in internet;
- [scrivere e inviare] e-mail;
- chattare.
A scuola c'è a disposizione un'aula di informatica dove abbiamo
realizzato un libretto. Inoltre abbiamo imparato a usare internet,
la posta elettronica e Cabri Geometre con ... [i professori] di
Matematica, ... Italiano e Inglese.
Cos'è l'Informatica?
... Insegna a organizzare il computer
La scienza che permette di utilizzare bene il computer ...
Tutto il mondo che ruota attorno al computer ...
...
Non ho usato il computer alle medie.
A scuola ho adoperato il computer per fare alcuni lavori di grafica,
ho usato anche Word, Excel e ho fatto alcune ricerche in internet
con gli insegnanti di Educazione Tecnica e Lettere.
A scuola ho usato Word per ... ricerche ... di Scienze con il professore
di Matematica e Scienze e poi facevamo anche delle ricerche su
internet sui ... personaggi della storia scientifica.
Informatica?
Quante parole utilizzerebbero gli Inuit per l'Informatica?
Quali competenze informatiche occorono per scoprire
come è articolato il concetto di "neve" per gli Inuit?
Diverse accezioni
dell'Informatica
Modi diversi di intendere l'Informatica:
1. Informatica come Strumento
2. Informatica come Tecnologia
3. Informatica come Scienza
Implicano obiettivi educativi e formativi diversi
... e poi ci sono le Tecnologie Didattiche
Informatica come Strumento
Capacità di usare con spirito critico gli strumenti tecnologici
per affrontare problemi che emergono in contesti diversi
Esperienze in ambito disciplinare specifico (non informatico)
altrimenti sarebbero artificiose
. . . Anche per imparare ad apprendere!
Informatica come Tecnologia
Tecnologie dell'Informazione e della Comunicazione (ITC)
Analisi dei principi alla base del funzionamento
dei dispositivi hardware e software
Capacità di usare strumenti complessi
interagendo sulla base ipotesi e verifica sul campo
Informatica come Scienza
Scienza dell' "immateriale":
Peculiari chiavi di lettura della realtà e dei fenomeni
Peculiari approcci alla risoluzione dei problemi
Riflessione critica
(potenzialità e limiti degli strumenti realizzabili)
Conoscenze necessarie per un quadro adeguato della scienza oggi
Educazione alle ICT in Europa
Osservatorio EURYDICE
ICT: Educazione Primaria in Europa
Obiettivi formativi
D
Abilità di programmazione
X
Uso di strumenti di produttività
individuale
X
X
X
X
Ricerca di informazioni digitali
X
X
X
X
Comunicazione in rete
X
X
X
X
Dati: 2000-01
F
UK altri
X
ICT: Educazione Secondaria Inferiore
Obiettivi formativi (analoghi)
D
Abilità di programmazione
X
Uso di strumenti di produttività
individuale
X
Ricerca di informazioni digitali
Comunicazione in rete
Corsi specifici: 20 - 60 ore/anno
F
UK altri
X
+
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
X
ICT: Educazione Secondaria Superiore
ICT: Insegnanti Specializzati
EURYDICE
Indicatori Base sull'Introduzione delle ICT
nei Sistemi Educativi Europei
Rapporto Annuale 2000-01
www.eurydice.org
Finalità dichiarate delle politiche
per l'introduzione delle ICT nella Scuola
Migliorare i processi di insegnamento/apprendimento
Garantire pari opportunità di accesso alle ICT
Facilitare l'apprendimento continuo
Contribuire allo sviluppo di una Società dell'informazione
Finalità dichiarate delle politiche
per l'introduzione delle ICT nella Scuola
Favorire attitudini all'uso responsabile,
critico e creativo delle ICT (D, F, I, ...)
Sostenere lo sviluppo economico e la competitività
Favorire l'inserimento dei giovani nel mondo del lavoro
[[email protected], ICT nei Sistemi Educativi Europei, Luglio 2001]
LEGGE 28 marzo 2003, n. 53
Profilo Educativo, Culturale e Professionale
dello Studente alla fine del Primo Ciclo
di Istruzione (6-14 anni)
Utilizzare gli strumenti informatici per ottenere documentazioni,
elaborare grafici e tabelle comparative,
riprodurre immagini e riutilizzarle,
scrivere ed archiviare.
Navigare in internet per risolvere problemi,
adoperando motori di ricerca dedicati
e mirando alla selezione delle informazioni adeguate.
Per l'eccellenza,
mirare alla Patente Europea per il Computer (ECDL).
[Strumenti culturali per leggere e governare l'esperienza; p. 6]
Analizzare e rappresentare processi
ricorrendo a strumenti tipo grafi, tabelle, mappe, ecc.
oppure a modelli logici tipo formule, regole,
algoritmi, strutture di dati, ecc.
Seguire, comprendere e predisporre processi e procedure,
allo scopo di ideare, progettare e realizzare
oggetti fisici, grafici o virtuali,
seguendo una definita metodologia.
[Strumenti culturali per leggere e governare l'esperienza; p. 7]
LEGGE 28 marzo 2003, n. 53
Indicazioni Nazionali
per i Piani di Studio Personalizzati
nella Scuola Primaria
[...] l'ordine epistemologico di presentazione
delle conoscenze e delle abilità
che costituiscono gli obiettivi specifici di apprendimento
non va confuso con il loro ordine di svolgimento
psicologico e didattico con gli allievi.
L'ordine epistemologico vale solo per i docenti
e disegna una mappa culturale, semantica e sintattica,
che essi devono padroneggiare [...]
e mantenere [...] viva ed aggiornata sul piano scientifico
al fine di poterla poi tradurre in azione educativa
e organizzazione didattica coerente ed efficace.
[Obiettivi specifici di apprendimento; p. 4]
Osservazioni:
Studi condotti negli Stati Uniti
evidenziano il sovraccarico di lavoro degli insegnanti
conseguente all'introduzione delle ICT
[Farrington, 2000; citato in [email protected]]
E' indispensabile fare anche avanzare il dossier concernente
i contenuti, la formazione dei maestri,
le persone-risorse sia sul piano pedagogico
che su quello della gestione tecnica
[Dichiarazione dell'Assemblea Generale dell'E.P.I.,
Association Enseignement Public et Informatique,
Parigi, Ottobre 1999]
TECNOLOGIA E INFORMATICA
I bisogni primari dell'uomo
[...]
e le macchine che li
soddisfano
Utilizzare il computer
per eseguire semplici giochi anche
didattici
Accendere e spegnere la macchina,
attivare il collegamento a internet
Accedere ad alcuni siti internet
(ad esempio quello della scuola)
[Obiettivi specifici di apprendimento per la classe prima; p. 14]
TECNOLOGIA E INFORMATICA
Costruzione di modelli
Realizzare modelli, ricorrendo a
schematizzazioni semplici ed essenziali
Concetto di algoritmo
(procedimento
risolutivo)
Accedere ad internet
per cercare informazioni [...]
Scrivere piccoli e semplici brani
utilizzando la videoscrittura
e un buon correttore ortografico e
grammaticale
Capire l'algoritmo
mediante esempi concreti
Disegnare a colori
adoperando semplici programmi di grafica
Utilizzare programmi didattici
per l'insegnamento del calcolo [...]
[Obiettivi specifici di apprendimento per le classi seconda e terza; p. 20]
MATEMATICA
Aspetti storici connessi alla matematica
- Origine e diffusione dei numeri indo-arabi
sistemi di scrittura non posizionali [...]
TECNOLOGIA E INFORMATICA
Adoperare le procedure più elementari
dei linguaggi di rappresentazione:
grafico/iconico e modellistico tridimensionale
Utilizzare la videoscrittura
per inserire immagini nei testi,
scrivere relazioni,
creare una copertina e un indice
Utilizzare semplici algoritmi
per l'ordinamento e la ricerca
Utilizzare programmi didattici
per l'insegnamento del calcolo e della geometria [...]
Creare semplici pagine personali o della classe
da inserire sul sito web della scuola
Consultare opere multimediali
[Obiettivi specifici di apprendimento per le classi quarta e quinta; pp. 2930]
LEGGE 28 marzo 2003, n. 53
Indicazioni Nazionali
per i Piani di Studio Personalizzati
nella Scuola Secondaria di 1° Grado
MATEMATICA
Introduzione al pensiero razionale
[...]
Esporre chiaramente
un procedimento risolutivo [...]
TECNOLOGIA E INFORMATICA
Approfondimento delle funzioni
[...] del sistema operativo,
della gestione dei file,
della struttura logica di un
calcolatore
Utilizzare programmi specifici
per presentazioni e comunicazioni
Il problem solving
proprio dell'informatica
Tradurre in programmi gli algoritmi
(ordinamento, calcolo,
ragionamento logico-matematico)
[...]
Introduzione di un semplice
linguaggio di programmazione
Acquisire tecniche e strumenti
che rendano più efficace
l'esposizione
di idee, contenuti, immagini, ecc.
Comunicazione in rete in tempo
reale
Utilizzare computer e software
specifici per approfondire o
recuperare
aspetti disciplinari
Utilizzare le risorse reperibili
sia in Internet sia nelle reti locali
Utilizzare la comunicazione in rete
locale
[Obiettivi specifici di apprendimento per le classi prima e seconda; bozza]
MATEMATICA
Introduzione al pensiero razionale
- Dal linguaggio naturale al linguaggio formale:
le proposizioni e l'introduzione dei connettivi logici [...]
TECNOLOGIA E INFORMATICA
Organizzazione delle
informazioni
in strutture informative
Utilizzare gli ambienti operativi
del computer
e programmi di normale utilità
Approfondimento
dei programmi applicativi
Utilizzare un semplice
linguaggio di programmazione
per risolvere problemi concreti
o attinenti le altre discipline
(organizzazione di un testo, di una
bibliografia,
realizzazione di un ipertesto, ecc.)
Utilizzare in modo approfondito
ed estensivo i programmi applicativi
per la gestione dei documenti,
l'elaborazione dei testi,
i fogli elettronici,
la raccolta e l'archiviazione dei dati,
la presentazione,
l'uso delle reti
Avere padronanza
dei primi moduli utili al conseguimento
della Patente Europea ECDL.
[Obiettivi specifici di apprendimento per la classe terza; bozza]
A Model Curriculum
for K-12 Computer Science
Final Report of the ACM K-12 Education
Task Force Curriculum Committee
October 22, 2003
www.acm.org/education/k12
Modello ACM - Contesto generale
Computer Science ben integrata nell'Università
ma non nella scuola primaria e secondaria
Cittadini non sufficientemente educati
e carenza di tecnologi dell'area
Modello rivolto alle scuole al fine, fra l'altro,
di preparare il cittadino del XXI secolo
Modello ACM - Caratteristiche
Distinzione fra curricula generali
e curricula allievi specificamente interessati
Concetti fondamentali fin dalle elementari
(moduli integrati in math, sci, soc)
Sfide:
Formazione degli insegnanti
Innovazione curriculare
Verifica in classe
Libri e materiale didattico
Modello ACM - Contesto scolastico
Principi base della Computer Science
come patrimonio di tutti i cittadini
Mancanza di standard curriculari
Corsi tradizionali di matematica e scienze
coprono solo marginalmente i contenuti
Confronto con il mondo occidentale
Modello ACM - Contesto scolastico
Modello ACM del 1993
non diffusamente adottato
Obsolescenza del modello
per la rapida evoluzione tecnologica (Web!)
Definizione dei contenuti,
distinzione fra CS e IT
Modello ACM - Obiettivi
Capire la natura della Computer Science
e il suo ruolo nella realtà
Capire che la CS comprende principi e abilità
Saper applicare le competenze
(specialmente il pensiero algoritmico)
all'attività di problem-solving in altre discipline
Integrare approfondimenti specialistici (AP)
Modello ACM - Struttura
Modello ACM - Insegnanti
Formazione degli insegnanti
(riferimento: ACM/IEEE-CS 2001)
Final Report
Raccomandazioni ACM/IEEE
(major program)
Algorithms and Complexity (31)
Net-Centric Computing (15)
Architecture and Organization
(36)
Operating Systems (18)
Discrete Structures (43)
Programming Fundamentals (38)
Graphics and Visual Computing
(3)
Programming Languages (21)
Human-Computer Interaction (8)
Social and Professional Issues
(16)
Information Management (10)
Software Engineering (31)
Intelligent Systems (10)
Computational Science
and Numerical Methods (0)
(1991)
Being Fluent with Information Technology
(NRC / Computer Science & Telecommunications Board, 1999)
Cosa serve ai cittadini per utilizzare le ICT in modo efficace oggi
e per adattarsi ai cambiamenti delle ICT domani?
(Progetto più ampio rispetto ai cicli scolastici)
1. Capacità intellettuali:
per applicare le ICT in situazioni complesse,
per capire le conseguenze,
per reagire agli inconvenienti e ai problemi che si possono
presentare
2. Concetti fondamentali:
algoritmi, rappresentazione digitale dell'informazione,
limiti delle ICT, ecc.
3. Capacità operative:
relative all'uso di strumenti specifici
Alfabetizzazione Informatica
- Inevitabilmente, i sistemi software contengono quasi sempre
errori
- Quello che si fa con un computer è meno privato
e può essere scoperto più facilmente di quanto si possa credere
- Formalizzare le specifiche è difficile
- Data una specifica, è difficile progettare un programma
che la realizza correttamente
- Più codice non rende un programma più affidabile
- Il doppio di programmatori
non sviluppa software affidabile in metà tempo
- Anche se i computer sono molto veloci, molti importanti
problemi non si possono affrontare con algoritmi ingenui
- Anche con algoritmi intelligenti, molti importanti problemi
non possono essere risolti con costi semplicemente
proporzionali alla dimesione dell'input
[C.F. Kelemen, 1998, Proc. of the Workshop
on What Everyone Should Know about Information Technology]
Alfabetizzazione Informatica
1. Concetto di computer basato su dati e programmi in memoria
2. Rappresentazione dei dati nel computer
3. Organizzazione dei dati in entitˆ
4. Concetto di linguaggio
5. Concetti sottostanti il progetto e la gestione di sistemi
complessi
6. Concetti di scala e ordine di crescita
7. Vari esempi di uso del computer nel mondo che ci sta intorno
8. Capacità di usare applicazioni di base
e di accedere alle informazioni rappresentate nel computer
nel contesto di compiti significativi
9. Comprensione dell'impatto del computer nella società di oggi
10. Capacità di valutare criticamente i risultati
generati da un computer
[V.K. Proulx, 1998, Proc. of the Workshop
on What Everyone Should Know about Information Technology]
“Nel XXI sec. le necessità di conoscenza
saranno molto diverse”
“Le competenze che gli studenti acquisiscono a scuola
saranno obsolete già prima del loro ingresso nel mondo del
lavoro.
Tranne una: quella di essere capaci di imparare!”
“E' la competenza
non di conoscere le risposte giuste imparate a scuola,
ma di trovare le risposte appropriate a domande
che non erano mai state fatte prima.”
“Gli studenti rischiano di percepire la scuola come irrilevante
perché non evolve in sincronia con altri aspetti cruciali della
società.”
Seymour Papert , Londra, Giugno 1998
Alcune Riflessioni...
Le ICT tendono a favorire l'apprendimento cooperativo
(Si Moussa, 2000) ... ma non sono l'unico mezzo
Le ICT non stimolano necessariamente l'attenzione
e il coinvolgimento degli allievi in attività più tradizionali
Le ICT favoriscono ragionamenti induttivi
[[email protected]]
"Wow, I never knew that teachers have to study."
Conclusioni
“Seduced by the effortless gathering of data,
we discount the costs of turning data into information,
information into knowledge,
and knowledge into wisdom.”
Britton Harris, 1987
"Cities and Regions in the Electronic Age"
Britton Harris, University of Pennsylvania
01. Copertina
25. L. 53 - Obiettivi specifici di
apprendimento
02. Preambolo
26. Osservazioni
03. "Neve" per gli Inuit
27. L. 53 - Classe prima
04. Cos'è l'informatica?
28. L. 53 - Classi seconda e terza
05. Risposte (A)
29. L. 53 - Classi quarta e quinta
06. Risposte (B)
30. L. 53 - Piani di studio nella scuola
secondaria
07. Risposte (C)
31. L. 53 - Classi prima e seconda media
08. Informatica?
32. L. 53 - Classe terza media
09. Diverse accezioni dell'Informatica
33. Modello Curricolare ACM
10. Informatica come strumento
34. Modello ACM: Contesto generale
11. Informatica come tecnologia
35. Modello ACM: Caratteristiche
12. Informatica come scienza
36. Modello ACM: Contesto scolastico (A)
13. Educazione alle ICT in Europa
37. Modello ACM: Contesto scolastico (B)
14. ICT: Educazione primaria nell'UE
38. Modello ACM: Obiettivi
15. ICT: Educazione secondaria inferiore
39. Modello ACM: Struttura
16. ICT: Educazione secondaria superiore
40. Modello ACM: Insegnanti
17. ICT: Insegnanti specializzati
41. Raccomadazioni ACM/IEEE
18. Eurydice
42. Being Fluent with Information
Technology
19. Finalità delle politiche scolastiche ICT
(A)
43. Alfabetizzazione informatica (Kelemen)
20. Finalità delle politiche scolastiche ICT
(B)
44. Alfabetizzazione informatica (Proulx)
21. Legge 28 marzo 2003 n. 53
45. Seymour Papert
22. L. 53 - Strumenti culturali (A)
46. Alcune riflessioni...
23. L. 53 - Strumenti culturali (B)
47. Conclusioni
24. L. 53 - Piani di studio nella scuola
primaria
48. Britton Harris