Informatica nei licei

Informatica nei Licei nel contesto della Riforma della scuola

È il documento elaborato da una commissione dell’AICA –Associazione Italiana per l’Informatica ed il Calcolo Automatico –sul tema dell’inserimento dell’informatica nei nuovi cicli scolastici. Pubblicato come supplemento al n. di dicembre 2003 della rivista Mondo Digitale.

Il documento dell’AICA si presenta particolarmente importante non solo per i contenuti ma anche per come è organizzato. Gli spunti che dà anche per il discorso interno ad altre discipline – in particolare alla matematica – sono notevoli; il discorso risulta anche interessante per la novità dell’impostazione visto che l’informatica come disciplina nei programmi e nei piani di studio è tra le cose più nuove mentre, ad esempio, la matematica è tra le cose più antiche e consolidate.

La sintesi che segue è stata operata nell’intento di sottolinearne gli aspetti che sono apparsi di maggiore interesse per un analogo lavoro sulla matematica.

Indice

1. Informatica e TIC
2. L’Informatica come disciplina
3. Informatica e cicli scolastici
4. I Contenuti dell’Informatica nei licei
5. Docenti di Informatica
6. Ore e articolazione dei contenuti
7. Le indicazioni per i Licei Tecnologici
8. Problematiche Realizzative

1) Informatica e TIC

Il documento affronta prima di tutto la questione terminologica: quale il termine da adottare per indicare la disciplina?

Se fino a dieci anni fa non ci sarebbero stati dubbi sul nome “Informatica” (anche se qualcuno avrebbe proposto “Scienze dell’Informazione”), oggi, a livello europeo, si sta imponendo la denominazione Information and Communication Technology (ICT) tradotta come Tecnologia dell’Informazione e delle Comunicazioni (TIC). Questa denominazione ha l’indubbio merito di evidenziare la convergenza tra informatica e telecomunicazioni, ma ha il difetto di accentuare eccessivamente l’aspetto tecnologico e strumentale, già di per sé più immediatamente percepibile, a scapito dell’altro aspetto delle TIC, quello concettuale e formativo, che è alla base di quello tecnologico e che è l’unico capace di “difendere” il cittadino, l’utente o lo specialista rispetto alla rapida evoluzione tecnologica. Peraltro, la distinzione tra “Informatica” (o Computer Science) e “Tecnologia dell’Informazione” è anche presente nella relazione finale del Comitato per i programmi di Informatica del gruppo di lavoro sulla formazione per il livello K12 (sigla americana per indicare i ragazzi dodicenni) dell’Association for Computing Machinery (ACM), prestigiosa associazione professionale di riferimento mondiale per il mondo dell’informatica [2]:

“La tecnologia dell’informazione (IT) comprende l’utilizzo appropriato delle tecnologie mediante le quali gli individui manipolano e condividono l’informazione nelle sue varie forme – testo, grafica, audio e video.  Se da un lato l’informatica e le tecnologie dell’informazione hanno molto in comune, nessuna delle due rappresenta un sostituto dell’altra…”.

La proposta è dunque: adottare il termine “Informatica” per la scuola dell’obbligo e i licei, e il termine TIC per i licei tecnologici.

2) L’Informatica come disciplina

Dal punto di vista scientifico e culturale, l’informatica si presenta ……oggi come una disciplina “tripolare”, con un corpus disciplinare che vede, accanto a un forte nucleo tecnologico in rapida evoluzione, una struttura concettuale e metodologica che affonda le sue radici non più solo nella tradizione delle scienze matematiche e naturali ma anche in quella di altre aree disciplinari, da quelle umanistiche a quelle delle scienze cognitive e delle scienze sociali ed economiche, un insieme di contesti applicativi trasversali che coprono ormai tutti gli aspetti della vita sociale.

3) Informatica e cicli scolastici

Il documento offre un contributo di particolare rilievo nel delineare uno sviluppo formativo completo, quello che si dovrebbe realizzare ai diversi livelli.

1. In linea generale ci si potrebbero porre i seguenti obiettivi formativi per i vari livelli:
2. Scuola dell’obbligo: fornisce gli elementi di alfabetizzazione di base, sia concettuali
3. (algoritmo, esecutore, …) che di uso della macchina a un livello elementare.
4. Liceo in genere: approfondisce gli aspetti concettuali anche (o forse soprattutto) trasversali rispetto alle altre discipline (algoritmo, problema, esecutore, rapporto tra sintassi e semantica, informazione e forme di codifica , ruolo dell’astrazione ecc.:quello che potrebbe chiamarsi il “cosa” piuttosto che il “come”), inquadrandoli in un contesto epistemologico più ampio; approfondisce, inoltre, le capacità operative fino al livello di un utente evoluto non professionale.
5. Liceo tecnologico: oltre a quanto detto per il liceo in genere, il liceo tecnologico trasferisce l’applicazione dei principi scientifici, dei metodi e delle tecniche tipici dell’informatica alla produzione di un qualsiasi bene o servizio.
6. Liceo tecnologico orientato all’informatica (ove vi fosse): forma utenti “professionali” con capacità di programmazione
7. Laurea triennale: forma persone capaci di progettare, sviluppare e gestire sistemi informatici, di cui conoscono i principi organizzativi e le principali basi teoriche; insegna, inoltre, gli aspetti metodologico-applicativi della matematica e/o delle scienze dell’ingegneria
8. Laurea specialistica: forma persone che possiedono solide conoscenze sia dei fondamenti che degli aspetti applicativi dei vari settori dell’informatica. E che sono pertanto in grado, anche usando conoscenze matematiche e teoriche non banali o dei metodi dell’ingegneria, di progettare e realizzare sistemi informatici o di automazione complessi, sia per l’industria informatica (hardware e software) sia nei diversi settori applicativi dell’industria, del commercio, della pubblica amministrazione e dei servizi sociali.

4) I Contenuti dell’Informatica nei licei

I contenuti sono ripartiti in due periodi: il primo biennio e il successivo triennio (la L.53/2003 parla però di due bienni e un quinto anno aggiuntivo)

Primo Biennio

L’obiettivo del primo biennio del liceo è quello di consolidare e completare quanto già fatto in informatica nel primo ciclo, da un lato perfezionando le abilità di uso del computer nella attività fondamentali non professionali e dall’altro sistematizzando le conoscenze teoriche e concettuali sui fondamenti dell’informatica. L’elenco delle conoscenze e delle abilità informatiche specifiche che dovrebbero far parte dei

programmi del primo biennio del liceo sono riportate nella seguente tabella 1. I contenuti di cui sopra, soprattutto per la parte delle abilità, devono essere sviluppati principalmente nell’ambito delle altre discipline, per dare concretezza al ruolo applicativo e trasversale dell’informatica: per gli aspetti concettuali, viceversa,sarebbe opportuno il ricorso a una disciplina autonoma e un apposito insegnante di informatica.

Triennio successivo

L’obiettivo primario dell’insegnamento di questa disciplina è quello di far comprendere che l’Informatica ha il medesimo livello formativo della Matematica e della Filosofia. Pertanto, il programma dovrebbe essere finalizzato a un taglio conoscitivo e non solo operativo. Alla conoscenza e non solo alla competenza. Tuttavia, per fissare i concetti, è necessario sviluppare in laboratorio esempi e applicazioni suggeriti dall’esperienza “operativa” che lo studente sta sperimentando o ha acquisito in altre discipline. Il taglio essenzialmente culturale degli studi liceali suggerisce di introdurre soprattutto gli aspetti concettuali. Per cui non è possibile ignorare (con richiami dalla storia della matematica e della filosofia) che i principali risultati sulla definizione di calcolo effettivo e sulla determinazione dei limiti della calcolabilità sono stati tutti ottenuti prima della costruzione del primo computer.

L’informatica come disciplina autonoma dovrebbe essere introdotta nel curricolo di tutti i licei per illustrare i principi base della disciplina: comprendere il come e il perché del funzionamento del computer e capirne quindi non solo tutta la potenzialità, ma anche i limiti. In definitiva questa formazione dovrebbe mettere lo studente in grado non solo di giustificare le prestazioni degli strumenti hardware e software attuali, ma anche di sapersi prefigurare le possibili evoluzioni.

A questo punto una delle parti più interessanti del documento ovvero la delineazione della lista degli argomenti da introdurre nei programmi di informatica per tutti i licei.

Gli argomenti sono:

1. la nozione di procedimento effettivo (algoritmo) insieme ai suoi limiti e agli strumenti per la sua rappresentazione linguistica (linguaggi di programmazione e programmi);
2. le tecniche di scomposizione di problemi in sottoproblemi (per dominare la complessità) e le tecniche e le risorse necessarie per ricomporre la soluzione dei sottoproblemi;
3. le tecniche generali di organizzazione dei sistemi informatici nelle loro dimensioni hardware, software e di rete (in funzione dei servizi che il sistema deve offrire e dei costi da sostenere);
4. la presenza di una componente algoritmica di elaborazione dell’informazione nei fenomeni naturali e nelle attività umane (tale presenza permette, tra le metodologie di approccio scientifico, non solo la speculazione teorica e la verifica sperimentale, ma anche l’approccio simulativo);
5. i limiti della tecnologia e i loro riflessi sociali ed etici. L’elenco delle conoscenze e delle abilità informatiche specifiche che dovrebbero far parte dei programmi di tutti i licei sono riportate nella tabella 2.

5) Docenti di Informatica

Se è vero che l’informatica nei licei va insegnata come disciplina a sé stante, è anche vero che sono necessari docenti con competenze specifiche. Infatti, la capacità di insegnare informatica (e non soltanto alcuni suoi usi) implica il possesso di un campo coeso di conoscenze, nozioni e abilità che riguardano le teorie di base, i metodi, gli strumenti, le tecniche, le applicazioni, l’impatto con le realtà sociali ed conomiche coinvolte, conoscenze che si possono ottenere con uno specifico titolo di studio oppure con una adeguata formazione sul campo.

Il reclutamento o la formazione dei docenti di informatica è in effetti un punto fondamentale ed estremamente delicato della riforma.

La prassi seguita finora di ricorrere a scorciatoie organizzative in cui insegnanti di discipline ritenute affini sono stati incaricati per decreto di tale insegnamento ha costituito uno dei principali ostacoli allo sviluppo dell’informatica nelle scuole italiane. D’altro canto, ci si rende conto che è impossibile realizzare una qualsiasi riforma che non si muova con continuità a partire dall’esistente. Si pensa, dunque, che occorra seguire un doppio binario: quello a regime e quello del transitorio. A regime dovrebbero essere ammessi all’insegnamento dell’informatica i docenti in possesso di un titolo specifico, quali lauree in Informatica o Ingegneria Informatica, lauree a queste strettamente affini (non genericamente Matematica, Fisica o Ingegneria), master universitari specifici. Nel transitorio, viceversa, si dovrebbe tener conto delle esperienze specifiche di insegnamento o di formazione (come per esempio la formazione nel percorso C del piano di formazione FORTIC).

In conclusione, a parere degli autori esiste una sola soluzione ragionevole al problema del reclutamento dei docenti: il mondo della scuola deve selezionare i suoi insegnanti di informatica in base alle loro competenze specifiche nella disciplina. Differente è, invece, il problema dei

docenti di informatica nella scuola preliceale, come illustrato al paragrafo 2 e nel primo biennio del liceo, ove è prevalente una acquisizione dell’informatica come strumento; ma anche qui, per la par te concettuale, sarebbe estremamente utile un insegnante apposito o almeno una compresenza in altre discipline di un insegnante esperto di informatica.

6) Ore e articolazione dei contenuti

La proposta: due ore settimanali per anno nell’arco del quinquennio con la seguente previsione di contenuti:

a) Primo e secondo anno: maturazione dei concetti di base e uso di un linguaggio ad alto livello;

b) Terzo anno: l’anatomia dei sistemi hardware e software con esperienze di semplicissimi programmi in assembler (per far capire il ruolo delle componenti della CPU) e utilizzo di tools (per far capire le funzioni del sistema operativo e le potenzialità delle reti);

c) Quarto anno: la programmazione (procedurale e dichiarativa);

d) Quinto anno: i) la teoria (da Leibniz …Frege, … Russell, … Turing e Church con elementi di calcolabilità, complessità e correttezza) e ii) la pratica (progetto e implementazione di un progetto da portare all’esame di stato).

7) Le indicazioni per i Licei Tecnologici

Il documento prosegue con le indicazioni per il Liceo Tecnologico che, alla cultura liceale, in generale, dovrebbe apportare le seguenti capacità principali:
1. distinguere tra scienza, tecnica, metodi e tecnologia e argomentare sui rapporti tra questi domini nella storia dell’evoluzione della conoscenza dell’uomo;
2. cogliere le implicazioni sociali, produttive ed economiche dell’innovazione tecnologica, della trasformazione dei principi scientifici in tecnologia e della comprensione dei principi scientifici alla base delle tecnologie che si sono sviluppate su basi euristiche e argomentare sui cambiamenti dei tempi di trasformazione dei principi scientifici in tecnologia e viceversa, così come sono richieste dalle esigenze sociali ed economiche;
3. padroneggiare i modelli e le teorie scientifiche, il linguaggio logico-informatico nella formalizzazione dei processi e delle procedure organizzative; i modelli di analisi e di progettazione degli strumenti necessari per il controllo dei processi produttivi;
4. sapere utilizzare i metodi analitici basati sull’informazione per distinguere l’innovazione tecnologica come “effettivo” supporto allo sviluppo economico produttivo da quella che potrebbe diventare una “polluzione” nei processi sociali, economici ed industriali. Per quanto detto, oltre a tutti i contenuti previsti per ogni tipo di liceo, quello tecnologico deve trasferire l’applicazione dei principi scientifici, dei metodi e delle tecniche tipici dell’informatica alla produzione di un qualsiasi bene o servizio.

Per i licei tecnologici si indica come essenziale:

8)  Problematiche realizzative

La definizione di un valido percorso formativo per i differenti livelli della scuola italiana e l’attenzione verso la preparazione del corpo docente costituiscono gli elementi fondamentali per l’inserimento efficace dell’informatica come nuova materia scolastica.

L’informatica è, tuttavia, una disciplina recente e pone sfide di nuovo tipo per la sua affermazione. In particolare, si devono considerare con attenzione alcuni aspetti organizzativi quali:

1. favorire nel transitorio iniziale l’avvio di corsi pilota che sperimentino i programmi di informatica;
2. coinvolgere organizzazioni professionali (AICA, Confindustria) e aziende distributrici di prodotti nella realizzazione di materiale didattico inerente le componenti tecnologiche del programma;
3. garantire continui finanziamenti alle scuole per l’aggiornamento delle attrezzaturehardware e dei relativi pacchetti software;
4. realizzare convenzioni con i fornitori di tecnologie per garantire adeguate politiche di sconto per gli strumenti tecnologici adottati.
5. garantire supporti tecnici per l’acquisto delle attrezzature e per la scelta degli

strumenti (microsoft, open source,…) e per la successiva gestione ed evoluzione dei sistemi acquisiti, in particolare per i programmi software rivolti alla didattica; nei licei è ipotizzabile che il supporto possa essere ottenuto all’interno del personale docente della scuola, mentre ciò non sarà in generale vero per la primaria e la scuola media. Inoltre, la continua evoluzione prevedibile degli strumenti di ausilio alla didattica

potrebbe richiedere di incentivare iniziative specifiche e mirate svolte da enti specifici;

6. riconoscere le competenze del personale docente richiesto, altrimenti non sarà possibile trovare il personale docente adeguato al profilo richiesto. Il piano FORTIC nel transitorio e le scuole di specializzazione per insegnanti nelle università a regime possono costituire la risposta a parte di questi problemi.