Il pensiero computazionale estenderà il pensiero critico umano mediante l'uso di computer e altri dispositivi digitali? - Pensiero Critico

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Il pensiero computazionale estenderà il pensiero critico umano mediante l'uso di computer e altri dispositivi digitali?

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Il punto chiave

Il pensiero computazionale è costituito dai processi di pensiero coinvolti nella formulazione di problemi e delle loro soluzioni, in modo tale che le soluzioni sono rappresentate in una forma che può essere attuata tramite un sistema di elaborazione dati. (Jeannette M. Wing)

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L'applicazione dei computer a ogni campo di studi ha cambiato il modo di lavorare oggi. Mentre la mente umana è di gran lunga il più potente strumento di risoluzione dei problemi che abbiamo, la capacità di estendere il potere del pensiero umano con i computer ed altri dispositivi digitali è diventata una parte essenziale della nostra vita quotidiana e lavorativa. (David Barr)

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Abbiamo sottolineato il rischio di un’innovazione tecnologica senza cultura e di un declino che, come quello di tutti i Paesi più “avanzati”, parte proprio dalla Scuola e dall’Università, private o, quanto meno, indebolite rispetto alle loro funzioni vitali per una democrazia compiuta che intende fondarsi su cittadini e non sudditi, su una partecipazione concreta ed effettiva, e non simulata. (Piero Dominici)

pensiero critico a scuola
Sviluppo del cervello
Secondo l'Alberta family wellness initiative il 90% dello sviluppo del cervello di un bambino avviene entro i primi cinque anni di vita, e gli eventuali danni arrecati da un ambiente povero di stimoli cognitivi ed emotivi avrà conseguenze difficili da recuperare in seguito. Inoltre, nei primi cinque anni si mettono le basi  della vulnerabilità o della resilienza dell'adulto che il bambino diventerà.
I computer e la programmazione migliorano l'apprendimento?
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Nel 1980 Seymour Papert credeva che la tecnologia avrebbe trasformato la didattica consentendo ai bambini un approccio costruttivista autonomo. Nel 1993, quando scrisse il suo secondo libro, egli appariva sconcertato della mancanza di impatto dei computer sull'insegnamento, ma forse era in anticipo sui tempi.
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10 strumenti per insegnare ai bambini a programmare.
Cos'è il pensiero computazionale

Il termine "pensiero computazionale " venne introdotto dal pedagogista Seymour Papert (ved. bibliografia p. 182) nel 1980 con il libro "Mindstorms". Papert, che aveva collaborato con Jean Piaget per alcuni anni, era convinto che l'uso del computer potesse favorire il pensiero formale nei bambini e, in particolare, potesse consentire ai bambini di "costruire" autonomamente il loro apprendimento e il loro pensiero. Sia Piaget che Papert erano costruttivisti, nel senso che vedevano i bambini come costruttori dei propri strumenti cognitivi e del loro mondo, che essi costruiscono e ricostruiscono continuamente attraverso l'esperienza personale. La psicologa Edith Ackermann (vedi bibliografia) ha indagato similitudini e differenze nel pensiero di Piaget e di Papert (pp. 7-8):


La conoscenza non è una merce (commodity) che può essere trasmessa, codificata, mantenuta e ri-applicata, ma un'esperienza personale da costruire. Allo stesso modo, il mondo non è là fuori in attesa di essere scoperto, ma viene progressivamente costruito e trasformato attraverso l'esperienza personale del bambino o dello scienziato. [...]  In apparenza, sia Piaget che Papert definiscono l'intelligenza come un adattamento, o come la capacità di mantenersi in equilibrio tra stabilità e cambiamento, chiusura e apertura, continuità e diversità o, con le parole di Piaget, tra assimilazione e accomodamento. Ed entrambi vedono le teorie psicologiche come tentativi di modellare in che modo le persone gestiscono  questi equilibri difficoltosi. Se si approfondisce, però, la differenza è che l'interesse di Piaget era principalmente nella costruzione della stabilità interna (la conservation et la reorganisation des acquis), mentre Papert è più interessato alle dinamiche del cambiamento (la decouverte de nouveaute).


Infatti Papert, per favorire precoci esperienze cognitive nei bambini, inventò un linguaggio di programmazione a fini didattici (Logo). Papert inventò il costruzionismo (vedi bibliografia 2000), cioè quel tentativo di permettere ai bambini di crearsi dei propri modelli mentali, e di sperimentarli attraverso il computer. Egli scriveva nel 1980 (pp. 17-18):


Piaget distingueva tra "pensiero concreto" e "pensiero formale". Il pensiero concreto è già presente quando il bambino entra nel 6° anno di età e si consolida negli anni successivi. Il pensiero formale non si sviluppa fino a quando il bambino non ha un'età almeno doppia, vale a dire circa 12 anni, e alcuni ricercatori sostengono che molte persone non raggiungono mai una piena capacità di pensiero formale. Io non accetto completamente la distinzione di Piaget,  ma sono certo che essa sia abbastanza vicina alla realtà da permetterci di maturare l'idea che le conseguenze dello sviluppo intellettuale di una innovazione possano essere qualitativamente maggiori degli effetti cumulati di migliaia di altre innovazioni. Più semplicemente, la mia congettura è che il computer può concretizzare (e personalizzare) il pensiero formale. In quest'ottica esso non è solo un altro potente strumento formativo. Esso è unico nell'assicurarci i mezzi per perseguire ciò che Piaget e molti altri vedono come un ostacolo da superare nel passaggio dalla pubertà al pensiero adulto. Io credo che esso ci permetta di spostare il limite tra concreto e formale. La conoscenza che era accessibile solo attraverso processi formali può adesso essere approcciata concretamente. E ciò che è magico è il fatto che questa conoscenza include quegli elementi di cui ognuno necessita per diventare un pensatore formale. [...] Io credo che certi usi di una potente tecnologia computazionale, insieme a idee computazionali possano offrire ai bambini nuove possibilità di apprendimento, di pensiero, e una crescita sia emotiva sia cognitiva.


Il pensiero computazionale è stato rivitalizzato nel 2006 dalla ricercatrice informatica (computer scientist ) Jeannette M. Wing che, nell'articolo "Computational Thinking" (ved. bibliografia), ha sostenuto che esso affronta l'enigma dell'intelligenza delle macchine chiedendosi cosa le macchine fanno meglio dell'uomo e cosa l'uomo fa meglio delle macchine. La Wing sostiene che il pensiero computazionale non sia semplicemente un'attività procedurale di programmazione (Coding), ma sia un'abilità concettuale di base che, insieme a leggere, scrivere e far di conto, dovrebbe essere insegnata a tutti i bambini. Secondo la Wing, le principali caratteristiche del pensiero computazionale sono (p. 35):


  • Concettualizzare, non programmare: l'informatica non è programmare un computer. Pensare come uno scienziato informatico significa di più che essere in grado di programmare un computer. Esso richiede un pensiero a livelli multipli di astrazione;

  • Fondamentale, non abilità di routine: un'abilità fondamentale è qualcosa che ogni persona deve conoscere per funzionare nella società moderna. Meccanico significa routinario. Ironicamente, fino a quando la scienza informatica non risolverà la grande sfida dell'Intelligenza Artificiale di creare dei computer che pensano come gli umani, il pensiero sarà routinario;

  • Il modo in cui gli umani, non i computer, pensano: il pensiero computazionale è un modo in cui gli umani risolvono problemi; non significa cercare di fare in modo che gli esseri umani pensino come i computer; i computer sono noiosi e monotoni; gli umani intelligenti e fantasiosi. Noi umani rendiamo i computer eccitanti. Dotati di dispositivi di calcolo, usiamo la nostra intelligenza per affrontare problemi che non avremmo osato intraprendere prima dell'Era dei computer e costruiamo sistemi con funzionalità limitate solo dalla nostra immaginazione;

  • Complementi matematici e pensiero ingegneristico: l'informatica intrinsecamente attinge al pensiero matematico, dato che, come tutte le scienze, i suoi fondamenti formali poggiano sulla matematica. L'informatica attinge dal pensiero ingegneristico, dato che costruiamo sistemi che interagiscono con il mondo reale. I vincoli dei sottostanti dispositivi di calcolo, forzano gli informatici a pensare computazionalmente, non solo matematicamente. Essere liberi di costruire mondi virtuali ci abilita a progettare sistemi che vadano al di là del mondo fisico;

  • Idee, non artefatti: non è solo il software e i prodotti hardware da noi prodotti che saranno fisicamente presenti ovunque e influenzeranno la nostra vita tutto il tempo, saranno i concetti computazionali con cui affrontiamo e risolviamo i problemi, gestiamo le nostre vite quotidiane, comunichiamo e interagiamo con altre persone;

  • Per tutti, ovunque: il pensiero computazionale sarà realtà quando sarà così integrato con gli sforzi umani da scomparire, come una filosofia esplicita;

Jeannette Wing, in un articolo (vedi bibliografia 2016) scritto dieci anni dopo quello che le ha dato notorietà, dichiara la sua soddisfazione sull'espansione del pensiero computazionale dovuta al massiccio ammontare di dati digitali disponibili, avvenuto in tutte le discipline, inclusi Arte, Scienze umane e Scienze sociali. In questi ambiti si stanno infatti scoprendo nuove conoscenze usando metodi e strumenti computazionali.
L'interesse per tali metodi ha portato nel 2015 gli USA a investire 4 miliardi di USD nell'insegnamento dell'informatica nelle scuole in diversi programmi. Tra questi, quello della National Science Foundation che, nel 2016, ha investito 120 milioni di USD nella formazione al pensiero computazionale di 9.000 insegnanti delle scuole secondarie (K-12).

Anche in altri paesi, negli anni 2014-2016, è avvenuta l'introduzione del pensiero computazionale nei curricula della scuola primaria. In Italia, nel 2015, la legge 107 ha incluso il pensiero computazionale tra gli obiettivi educativi della scuola e il MIUR ha avviato il progetto "Programma il futuro", come riportato dal Report "Pensiero Computazionale - Una guida per insegnanti" del CNR.
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Problem solving competenza chiave del lavoro futuro
Il mercato del lavoro odierno richiede lavoratori in grado di risolvere problemi non routinari (vedi World Economic Forum 2016). Secondo il Rapporto sulle competenze degli adulti (vedi Survey of Adult Skill PIACC) le persone incontrano oggi difficoltà crescenti nell'ambito del loro lavoro che presenta situazioni nelle quali è sempre più necessario pensare prima di agire.  Una possibile spiegazione della transizione da compiti routinari a compiti non routinari sul posto di lavoro è che, a causa dell'introduzione in grande numero di apparati computerizzati, i lavoratori non devono più eseguire routine manuali. Ad essi è invece richiesto di affrontare problemi inaspettati e non familiari nel governare le macchine che gestiscono. Recenti evidenze esaminate nella valutazione di problem-solving degli studenti di 70 Paesi (vedi PISA 2012 Results:Creative Problem Solving) hanno confermato che i risultati sono associati al successo accademico e non alle capacità di ragionamento o all'intelligenza. Troppo spesso gli insegnanti scoprono che, mentre i loro studenti eccellono in esercizi di routine, falliscono nel risolvere problemi che non hanno mai incontrato prima. Le competenze di problem-solving sono una componente essenziale delle capacità richieste per affrontare analiticamente compiti interpersonali e non routinari. In entrambi i casi le persone devono pensare a come affrontare la situazione, monitorare sistematicamente l'effetto delle loro azioni, e modificarle opportunamente.
Confronto tra pensiero computazionale e pensiero critico

Il pedagogista David Barr (vedi bibliografia) descrive le principali differenze tra pensiero computazionale e pensiero critico (p. 23):


      1. Il pensiero computazionale è una combinazione unica di abilità che, se usate insieme, pongono le basi per una nuova e potente forma di problem solving

      2. Il pensiero computazionale è più orientato allo strumento

      3. Il pensiero computazionale impiega abilità familiari di problem solving quali: "tentativi ed errori" (trial and error), iterazioni, e anche riuscire a congetturare in contesti che erano prima impraticabili ma ora possibili perchè automatizzabili e implementabili rapidamente

Sembra, dunque, che il pensiero computazionale si proponga di essere un pensiero critico nel valutare le situazioni e una capacità avanzata di problem-solving in grado di usare strumenti computerizzati.

Pensiero computazionale applicato alla scienza
Modelli computazionali vengono oggi applicati ai tradizionali campi scientifici quali chimica, fisica, biologia, scienze sociali, ecc

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Libri consigliati
a chi vuole approfondire il pensiero computazionale
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PDF gratuito in inglese
Seymour Papert
Spesa annua pro capite in Italia per gioco d'azzardo 1.583 euro, per l'acquisto di libri 58,8 euro (fonte: l'Espresso 5/2/17)
Cosa si può fare per diventare "pensatori critici"
E' stato ampiamente dimostrato negli ultimi 30-40 anni da parecchi psicologi tra i quali Amos Tversky, Daniel Kahneman, Gerd Gigerenzer e altri, che l'essere umano crede di essere razionale ma non lo è. Quando un individuo si trova a prendere decisioni in condizioni di incertezza il più delle volte usa un "pensiero intuitivo" facendo ricorso alle euristiche, cioè a scorciatoie mentali maturate nel corso dell'evoluzione. Nella maggior parte delle situazioni della vita quotidiana le decisioni euristiche si rivelano giuste ma in situazioni più complesse, apparse solo con la modernità, le euristiche portano a distorsioni del giudizio (bias) che danno luogo a decisioni errate.
Secondo Daniel Kahneman (pp.464-465 di Pensieri lenti e veloci - Mondadori) il nostro pensiero intuitivo non è facilmente educabile e ostacola il riconoscimento dei segnali ambientali che in certi casi renderebbero necessario il passaggio a un pensiero razionale e critico. Un osservatore esterno è sempre meno coinvolto emotivamente di colui che prende decisioni e compie azioni. Occorre quindi impegnarsi a costruire una "società critica", nella quale ci siano "osservatori critici" che sappiano avvertirci dei pericoli insiti in certe situazioni decisionali. Questo è un compito primario delle Istituzioni che devono investire in programmi di formazione al "pensiero critico" degli educatori scolastici. A livello individuale, ecco alcune attività perseguibili:

  1. Atteggiamento critico: sforzarsi di assumere un atteggiamento critico contrastando la tendenza umana innata di saltare subito alle conclusioni e prendere decisioni impulsive. Per approfondire andare alla pagina: Atteggiamento critico 
  2. Lettura: diversi studi confermano che l'attività di lettura migliora l'attività del cervello contrastando i deficit cognitivi e l'invecchiamento cerebrale. Per approfondire andare alla pagina: Lettura e Cervello. Inoltre, il  miglioramento cerebrale viene potenziato dalla lettura critica dei testi (non narrativi). 
  3. Apprendimento linguistico: recenti studi hanno confermato che imparare lingue diverse dalla propria (anche in età avanzata) migliora il rendimento cerebrale. Per approfondire andare alla pagina: Bilinguismo e incremento cognitivo

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Pagina aggiornata il 10 dicembre 2016

 
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