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PROBLEM SOLVING, PENSIERO COMPUTAZIONALE E ROBOTICA: COMPETENZE CHIAVE PER IL LAVORO DEL FUTURO di Eleonora Converti*

Abstract - Pensiero computazionale, problem solving e robotica sono termini sempre più presenti nel dibattito scolastico già da alcuni anni, perché l’obiettivo della scuola è quello di fornire ai giovani strumenti validi per affrontare positivamente l’incertezza e la mutevolezza degli scenari sociali e professionali presenti e futuri.

docente di Sistemi Automatici e Animatore Digitale presso l’ITIS “E.Fermi” di Castrovillari 

problem solving“Se dai un pesce ad un affamato lo sfami per un giorno, se gli insegni a pescare lo sfami per tutta la vita”. Da questo proverbio cinese trae ispirazione il principio base della teoria del Problem Solving, la metodologia didattica che, attraverso un ragionamento strutturato, guida verso la risoluzione di situazioni e problemi complessi mediante soluzioni inaspettate, nuove e creative.

La matematica e l’informatica sono le discipline che più facilmente si prestano all’applicazione di tale metodologia nella misura in cui si propongano problemi risolvibili non con la meccanica e ripetitiva applicazione di formule univoche, ma con la ricerca di soluzioni nuove e possibili. Spesso per una comprensione completa ed approfondita di eventi e processi complessi è richiesto un ‘approccio unitario del sapere e, dunque, il problem solving è un procedimento utilizzabile non soltanto per le materie scientifiche ma anche per quelle umanistiche.

È questo lo spirito che anima le competizioni di informatica e pensiero computazionale, denominate Olimpiadi di Problem Solving, promosse dal Ministero dell’Istruzione dal 2015 e rivolte agli studenti del primo e secondo ciclo delle scuole italiane. Oltre la tipologia di gare individuali, assai coinvolgente è quella a squadre che facilita la collaborazione, il confronto ed il lavoro di gruppo. Tra gli obiettivi fondamentali vi è stimolare la crescita delle competenze di problem solving e sottolineare l’importanza del pensiero computazionale come strategia vincente per affrontare i problemi, come metodo per ottenere la soluzione e come linguaggio universale per comunicare con gli altri. Le prove da affrontare consistono nella soluzione di esercizi che contengono:

  • regole e deduzioni: ossia, risolvibili con un insieme di regole da applicare in sequenza opportuna per dedurre un certo elemento incognito a partire da certi dati;
  • fatti e conclusioni: ossia, entità correlate da fatti, ciascuna con valori discreti che richiedono un ragionamento per arrivare a delle conclusioni;
  • grafi: ossia, insieme di oggetti, detti nodi, collegati da un insieme di segmenti, detti archi;
  • pianificazione: attraverso l’utilizzo di grafi, diagrammi e tabelle per trovare la dipendenza logica tra una serie di attività e la loro giusta successione temporale;
  • algoritmi di crittazione: con la sostituzione di ogni simbolo del messaggio in chiaro con quello dato da una tabella di conversione che trasforma ogni simbolo in un altro;
  • movimenti di un robot: da attivare con una sequenza su una tabella con celle numerate;
  • elementi di pseudolinguaggio: soluzioni di procedure eseguite seguendo passo passo delle istruzioni;
  • lettura di un testo in italiano: con risposte a domande di comprensione;
  • lettura di un problema in lingua inglese: comprensione del testo e ricerca delle soluzione.

Altrettanto interessante e coinvolgente è l’iniziativa avviata da oltre sei anni dal Ministero dell’Istruzione in collaborazione con il CINI (Consorzio Interuniversitario Nazionale per l’Informatica), denominata Programma il futuro per formare gli studenti attraverso l’uso di strumenti semplici e accessibili ai concetti base dell’Informatica e dell’educazione all’uso responsabile della tecnologia informatica. Il tutto è partito da un’esperienza avviata con successo negli USA nel 2013 e fortemente voluta e incoraggiata dall’allora Presidente Obama che invitava gli studenti americani a non acquistare videogiochi o scaricare app, ma a farli e disegnarli con le proprie mani. Il motto è: “non subire la tecnologia ma conoscerla e dominarla”. E non è solo una questione formativa quella di avvicinare i più piccoli in maniera consapevole ai dispositivi che scandiranno la loro vita di adolescenti ed adulti. Nel futuro prossimo 9 lavori su 10 richiederanno competenze digitali. Quasi la metà dei posti di lavoro sarà interamente svolta dalle macchine, milioni di posti andranno persi, ma ne cresceranno di nuovi altamente qualificati che richiederanno competenze articolate e complesse. Sarà importante un approccio creativo che permetta di analizzare un problema da diversi punti di vista cogliendone una giusta visione d’insieme ma al tempo stesso riconoscendone le diverse parti e le giuste relazioni fra esse. Ecco perché sarà sempre più importante possedere le competenze digitali insieme a quelle letterarie, linguistiche e umanistiche. Perché anche i più piccoli dovrebbero studiare l’informatica? Non certo perché tutti un domani lavoreranno in quell’ambito, ma perché il ragionamento procedurale, il pensiero computazionale, l’abitudine al problem solving, rappresentano, come dice Enrico Nardelli (responsabile del CINI), quel “ sedimento concettuale” che resta quando gli aspetti tecnici sono stati dimenticati e che sarà utile e prezioso per affrontare le nuove sfide del futuro.

Pensiero computazionale e problem solving sono, inoltre, capacità che si possono facilmente acquisire e rinforzare con la robotica educativa, l’ambiente di apprendimento di ispirazione costruttivista che consiste nel predisporre situazioni in cui gli studenti possono realizzare le proprie scoperte e l’insegnante condivide con gli studenti ciò che si apprende durante l’esperienza. Robot, rover ed automatismi vari sono così il risultato di una didattica del pensiero unita a quella del fare, in modo che i giovani possano essere sempre più protagonisti del loro futuro attraverso la capacità di padroneggiare gli strumenti e le tecnologie senza esserne soltanto dei semplici fruitori passivi. La robotica può definirsi una “scienza di sintesi” in cui sapere scientifico e sapere umanistico si fondono in modo unico. La robotica educativa, dunque, può rappresentare un ambiente di apprendimento per tutte le discipline, per una formazione completa e valida per le aspettative dei lavori del futuro.

Ma in un futuro prossimo pervaso dai robot e dall’intelligenza artificiale quale sarà il ruolo umano?

Forse sarebbe utile uscire dalla dicotomia delle interpretazioni sulla distruzione dei posti di lavoro e la creazione di nuovi da parte dell’automazione. Secondo David Autor occorre superare tanto la tesi pessimistica per la quale le nuove tecnologie aumentano la disoccupazione quanto quella ottimistica secondo cui i posti di lavoro saranno di più di quelli distrutti. Ciò che si ignora, infatti, è l’importanza della cosiddetta “conoscenza tacita”, ossia quella che deriva dall’esperienza. Infatti, non saranno mai sostituiti interamente ed efficacemente dalle macchine e dal software sia i lavori che richiedono conoscenze complesse e elevate abilità intellettive, sia quelli che richiedono adattamento, manualità e creatività. Certo la sfida è già da adesso ben ardua se si pensa a quanto le macchine si stiano avvicinando alla “conoscenza tacita” con gli studi sul “deep learning” e su come apprendere dagli esempi, accumulando conoscenza dall’esperienza.

La soluzione forse consiste nell’essere preparati in tanti e ben formati nell’affrontare in maniera sistemica la complessità dei problemi e le trasformazioni del mondo del lavoro. Tali trasformazioni richiedono interventi decisi e compatti da parte non soltanto degli addetti ai lavori ma anche di coloro che, in ambito politico e sociale, dovranno adoperarsi per abbattere le possibili conseguenze negative di una società ipertecnologica (il divario di genere, le diseguaglianze sociali, l’alienazione del controllo dei ritmi di lavoro attraverso un algoritmo), contribuendo al miglioramento della qualità della vita di tutti e di un benessere diffuso.

 

Eleonora Converti, docente di Sistemi Automatici e Animatore Digitale presso l’ITIS “E.Fermi” di Castrovillari

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