Informatica e didattica Obiettivi del corso Analisi dei

Informatica e didattica

Obiettivi del corso • Analisi dei processi di insegnamento e apprendimento • Uso della moderna tecnologia nella didattica per la costruzione di ambienti interattivi – tra l’allievo e il computer – tra tutti i partecipanti al processo didattico

Etimologia dei termini • Educazione: ex-ducere trarre fuori ma anche da educare … = dar da mangiare alle oche!! • Insegnare: mettere un segno su una tabula rasa • Apprendere: prendere con forza (della mente) • Didattica: strumento per l’insegnante

Evoluzione degli strumenti • Per Socrate, la scoperta della scrittura favorisce la perdita della memoria; la parola produce poi un "effetto estemporaneo" che la scrittura tende ad annullare. • Un editto dell’Università di Parigi vietò l’uso della stampa e il suo uso a scopo educativo

Nuovi Strumenti • 1950 - Test di Turing • Le macchine possono pensare!! – stratema. sigis. net/n/dl/Turing. doc • • Gioco dell’imitazione A uomo, scopo di ingannare C B donna, C interrogante scopo di indovinare dove uomo, dove donna

Le macchine possono pensare? • “Io credo che tra una cinquantina d’anni sarà possibile programmare calcolatori aventi una capacità di memoria di circa 10^ 9 in modo da farli giocare così bene al gioco dell’imitazione che un interrogante medio avrà una probabilità non superiore al 70% di compiere l’identificazione giusta dopo 5 minuti di interrogatorio”. • “ la domanda non ha senso”

Obiezioni previste • Argomento della coscienza – Siamo sicuri della “coscienza” degli interlocutori umani? • Concezione teologica – Cosa impedirebbe di assegnare un’anima alla macchina? • Obiezione dello “struzzo” – Non è un’obiezione tapparsi gli occhi!! • Obiezione matematica – Esistono questioni indecidibili. Forse l’uomo sa rispondere a tutto?

Obiezioni previste • Argomenti fondati su incapacità varie • Obiezione di Lady Lovelace • Argomento fondato sulla continuità del sistema nervoso • Argomento del comportamento senza regole rigide

Artificial Intelligence • Il computer digitale è in grado di replicare i comportamenti intelligenti umani. Ovvero esso è una mente, ove opportunamente programmato. • intelligenza = manipolazione di simboli

Searle: la stanza cinese • members. xoom. virgilio. it/ailab/biblio/searle 1. htm • La stanza serviva per mettere in evidenza la “estraneità” rispetto al fine da raggiungere da parte dell’esecutore dell’algoritmo. • “la comprensione del calcolatore non è (come la mia del tedesco) solo parziale, è nulla”.

Searle: critica • La mente sta al cervello come il programma allo hardware. • Possiamo certo simulare lo stato formale delle scariche neuroniche ma gli stati “INTENZIONALI”? • Il cervello umano è un’entità biologica che produce pensiero.

Ricaduta didattica • Le macchine possono insegnare. • Un domani ogni essere umano potrebbe avere a suo fianco un “Maestro meccanico” in grado di aiutarlo a crescere intellettualmente!! • Possiamo provare a esprimere il test di Turing per il maestro? Insegnare = sapere? ?

Trasposizione didattica • “so” ma come trasmettere quello che “so”? Metodo • Cosa è importante trasmettere? Oggetto • Come tutto questo si riflette nell’uso dell’informatica? Nei nostri programmi (VB, java, ecc. . )

Un secolo prima • 1859 - L’origine delle specie • La selezione naturale consente l’evoluzione. Forse ha senso studiare cosa succede negli organismi inferiori. • Vari livelli di apprendimento. Ma cosa è?

Apprendimento: una definizione • Variazione del comportamento non fisiologica (cresco e. . , invecchio e. . , è buio e la retina. . ), non traumatica ( cado e. . ), sostanzialmente irreversibile, legata a esercizio e rinforzo. – Tempo che si dedica all’apprendimento = esercizio. – Interesse alle conseguenze del nuovo comportamento = rinforzo

Apprendimento: osservazioni • Si può apprendere a rispondere ad uno stimolo con qualcosa che già si conosceva (novità del legame) • Si può apprendere a rispondere con qualcosa di veramente nuovo

Apprendimento: osservazioni • Definizione che tratta chi apprende come una “scatola nera”. • Può essere riferita a un automa, un essere umano, un animale. • Misura l’apprendimento come capacità di eseguire un compito.

Una curva d’apprendimento a b c a = adattamento; b= progresso; c= stabile e caduta di performance

Apprendimento tutto-nulla

Condizionamento classico • 1904 - Pavlov • Stimolo incondizionato (o naturale): salivazione alla vista di cibo • Stimolo neutro (un campanello) • presentazione dei due stimoli contigui SN+SI • SN produce da solo il riflesso condizionato della salivazione

LINK • http: //www. pianetascuola. it/laboratorio_neu roscienze/apprendimento/inrete/APP/neurop sicologia/neuropsicologia 01. html • http: //www. nobel. se/medicine/educational/s plit-brain/index. html

Risposta condizionata • Esempi: esperienze sensitive, emotive. – il maglione che mi hai fatto tu … – l’aula dove ho fatto male l’esame – effetto placebo, fobie, manie. . . • Esperienze con animali inferiori. – Altri studi dimostrano che non necessita del SNC • Gli apprendimenti sono tutti riducibili all’apprendimento di Pavlov?

Software e riflesso condizionato • Arricchire il software con rinforzi emotivi che lo rendano gradevole • In effetti risulta difficile eliminare il riflesso condizionato: l’estinzione inibisce il riflesso appreso ma non lo elimina. • Non usare rinforzi negativi alias “con le buone maniere si ottiene tutto”

Condizionamento operante • Si crea una situazione sperimentale attendendo che il soggetto emetta spontaneamente il comportamento desiderato. • Esempio: la gabbia di Thorndike, la gabbia di Skinner;

la gabbia di Thorndike • Si lascia un gatto affamato in una gabbia e. . questo impara ad abbassare il chiavistello che gli consente di uscire a mangiare • Apprendimento per prove ed errori – Prima movimenti inconsulti – Poi più mirati – Infine immediati

la gabbia di Skinner • La leva è collegata con una penna che registra su una striscia di carta che si avvolge nel tempo. Si ottiene un grafico delle risposte. • Si studiano anche i rinforzi parziali, dati ogni tot di tempo oppure ogni certo numero di risposte corrette

La base teorica • L’organismo apprende le attività che sono state rinforzate, cioè hanno avuto un premio sia pure interno (soddisfazione per una buona riuscita) • Tutti i processi derivano da due fattori – Maturazione o sviluppo (biochimico) – Esperienza condizionante

Esempi • Mi trovo sulla strada di casa mentre devo andare altrove… • segnali stradali • imparo a pronunciare una parola straniera. Qui il rinforzo può essere il mio stesso ok.

Nel software • Premiare comportamenti che portano alla meta • Ignorare gli altri comportamenti • Dividere il compito a pezzettini ….

Apprendimento senza errori • I piccioni, le forme e i colori • Abbondanza di stimoli tale da impedire praticamente l’errore • Attenuazione via del “contorno”

Istruzione programmata • Macchine per insegnare di Skinner e istruzione programmata • Una “rivoluzione” didattica? • Nasce intanto il computer digitale.

Conclusioni • Teorie stimolo risposta • Acquisizione di abilità per prove ed errori tramite associazioni • Si imparano abitudini?