Scoprire il mondo con l'informatica

L'informatica è molto di più del semplice utilizzo di un computer. ? un certo modo di pensare e di approcciarsi a come descrivere e comprendere il mondo e risolvere i problemi, afferma Juraj Hromkovic, l'ETH Professor of Information Technology and Education. Tipico di questo modo di pensare è che le informazioni sul mondo sono rappresentate digitalmente tramite simboli e i compiti sono risolti utilizzando sequenze di regole di calcolo, note come algoritmi.

Gli algoritmi sono come le chiavi che aprono le porte del mondo. "Se i nostri figli capiscono come funzionano, avranno una migliore comprensione del mondo tecnico creato dall'uomo e potranno in seguito contribuire a plasmarlo", afferma Juraj Hromkovic.

Da anni si impegna a insegnare l'informatica nelle scuole elementari e medie superiori in modo da consentire agli studenti di pensare in modo algoritmico. La chiave del metodo di insegnamento che Hromkovic ha sviluppato è che gli studenti risolvano i loro problemi provandoli e sperimentando, e che traducano le soluzioni che scoprono da soli in programmi.

Liberare la creatività con l'informatica

L'obiettivo dell'insegnamento dell'informatica in questo modo è quello di consentire agli studenti di risolvere i problemi con gli algoritmi e la programmazione e di capire come funzionano la gestione dei dati e l'elaborazione delle informazioni. Ciò distingue l'approccio di Hromkovic dalle lezioni di informatica che insegnano principalmente conoscenze di breve durata sul funzionamento di un computer o sull'uso di programmi e pacchetti software.

"Non ha molto senso che gli studenti passino troppo tempo a imparare il sistema delle dieci dita sulla tastiera, se questo potrebbe essere presto sostituito dal riconoscimento vocale".

In pratica, Hromkovic e il Centro di formazione e consulenza per l'insegnamento dell'informatica (ABZ) dell'ETH di Zurigo, da lui diretto, sostengono scuole e insegnanti nell'insegnamento dell'informatica. Un'occasione per familiarizzare con i materiali didattici più recenti è la Giornata svizzera per l'insegnamento dell'informatica (STIU), che si tiene oggi per la decima volta all'ETH di Zurigo sul tema "Sviluppare la creatività con l'informatica". Sono previsti 17 workshop, ad esempio un gioco di ruolo sulla crittologia o un workshop su come utilizzare i robot nelle lezioni di informatica.

In questo contesto, la rettrice del Politecnico Sarah Springman ha consegnato oggi i premi ETH di Zurigo di quest'anno per i contributi speciali all'insegnamento innovativo nelle materie MINT (matematica, informatica, scienze naturali e tecnologia). Con il Premio MINT, l'ETH di Zurigo premia le scuole che si sono particolarmente impegnate per ottimizzare l'insegnamento delle MINT. I vincitori del premio ricevono opere d'arte che vengono esposte per divulgare la scienza.

Attraverso gli occhi degli esploratori

Armin Barth è stato premiato. Da 30 anni insegna matematica a livello di scuola secondaria e come docente di didattica della matematica presso l'ETH e sviluppa materiali per l'insegnamento della matematica per lo STEM Learning Centre dell'ETH di Zurigo. "Armin Barth guarda il mondo con gli occhi di un esploratore e usa la matematica per capirlo", spiega Juraj Hromkovic nel suo discorso di elogio. Con la sua vivace comprensione della matematica e dell'informatica, riesce a ispirare i suoi studenti".

Armin Barth sta attualmente scrivendo un nuovo libro di testo. Egli attribuisce grande importanza alla comprensione dei concetti. Chi comprende veramente un concetto può anche risolvere nuovi compiti in modo più creativo rispetto a chi conosce solo la designazione linguistica del concetto o un caso di studio memorizzato. "Se gli alunni capiscono il concetto, sono anche più bravi in matematica", afferma. ? importante che gli insegnanti sfruttino le conoscenze pregresse degli studenti e li incoraggino a impegnarsi attivamente con i nuovi contenuti didattici.

"Mentre in passato un nuovo argomento veniva spesso insegnato per mezzo di un'istruzione e poi esercitato in una fase di pratica, oggi siamo fortemente favorevoli a dare all'istruzione una fase cognitiva.La lezione dovrebbe essere preceduta da una fase di esplorazione cognitiva in cui gli studenti si motivano, sperimentano i limiti delle loro conoscenze e, nel migliore dei casi, possono costruire da soli nuove conoscenze."

O come dice Juraj Hromkovic: dovrebbero seguire il percorso dello scopritore. Questo permette loro di parlare di matematica con competenza, di spiegare i concetti e di usare correttamente i termini tecnici, dice Armin Barth. "Questo aumenta il loro piacere per la matematica e l'informatica".

Un linguaggio per risolvere i problemi

"In effetti, la comprensione di come insegnare l'informatica è cambiata in modo significativo negli ultimi anni", afferma Gian-Paolo Curcio, rettore dell'Alta scuola pedagogica dei Grigioni a Coira, che quest'anno è stata insignita del Premio STEM. "Trent'anni fa, le lezioni di informatica si svolgevano ancora in un'apposita sala informatiche, simile al laboratorio di lingue", ricorda. Nelle lezioni frontali, ad esempio, gli studenti lavoravano insieme per creare fogli di calcolo Excel.

"La concezione moderna dell'insegnamento dell'informatica, invece, si concentra sulla promozione del pensiero algoritmico", continua Curcio, "secondo questa concezione, l'informatica è intesa come un 'linguaggio' che gli studenti imparano per risolvere problemi o compiti."

Il PH Graubünden forma insegnanti per le lezioni di informatica e ha stipulato un contratto con l'ETH per la formazione di circa 3.000 insegnanti della scuola obbligatoria. Insieme all'ETH di Zurigo e al comune di Flims, organizza anche l'"i-CAMPS": questa settimana di progetti extrascolastici viene svolta con gli alunni delle scuole elementari. I risultati vengono utilizzati per l'insegnamento nelle scuole primarie e per la formazione degli insegnanti presso l'Università di formazione degli insegnanti dei Grigioni.

Sono state premiate anche sette scuole di Kreuzlingen che dal 2011 si impegnano a promuovere la comprensione dei contenuti matematici e scientifici in età precoce con forme di apprendimento cognitivamente attive, cioè particolarmente stimolanti, nell'ambito dello studio Swiss STEM.

La particolarità è che al progetto partecipano tutti i livelli scolastici di Kreuzlingen, dalla scuola materna alla scuola cantonale. Questo permette di studiare come l'insegnamento precoce nella scuola materna ed elementare di argomenti legati all'informatica e alla fisica abbia un effetto a lungo termine sull'apprendimento degli alunni e li prepari meglio alle nuove sfide.