L'informatica è la disciplina scientifica alla base degli aspetti digitali dell'odierna società. La conoscenza dei concetti fondamentali dell'informatica è sempre più riconosciuta come un requisito necessario per la moderna istruzione. L'obiettivo, infatti, è preparare cittadini informati e in grado di decidere a ragion veduta sulle complesse questioni che le tecnologie digitali pongono alla nostra società. Nel mio intervento discuto perché i principi scientifici dell'Informatica le conferiscono un ruolo peculiare tra le scienze e quali sono i vantaggi ottenuti dalla sua introduzione nelle scuole.

1. Perché insegnare l'informatica
come disciplina scientifica nella
scuola
Enrico Nardelli
Univ. Roma “Tor Vergata”
Direttore Laboratorio Nazionale "Informatica e Scuola" del CINI
Presidente di Informatics Europe
Torino, 5 maggio 2021

2. Albert Einstein sulla scuola (1931)
• Obiettivo primario
• … sviluppare in modo bilanciato la persona
• … e una generale abilità nel pensare in modo
indipendente e giudicare criticamente
• … troverà sicuramente la sua strada e inoltre sarà
meglio in grado di adattarsi al progresso e ai
cambiamenti
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 2

3. Lo scopo della scuola
• Diventare cittadini consapevoli in grado di
partecipare pienamente ad una società libera e
democratica
• Capire è fondamentale per poter decidere
• Non c’è vera democrazia senza istruzione
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 3

4. Una provocazione di 50 anni fa…
• I vantaggi più importanti dell'istruzione sono quegli
strumenti mentali generali che sono utili per tutta
la vita…
• … ritengo che la lingua e la matematica siano i più
importanti di tutti, e l'informatica sia il terzo…
[George Forsythe, What to do till the computer scientist comes.
Amer. Math. Monthly (1968)75:454-462, p. 456-457.]
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 4

5. Il terzo "linguaggio" fondamentale
• Lingua: linguaggio delle relazioni sociali
• Matematica: "linguaggio" delle relazioni quantitative
• Informatica: "linguaggio" dei processi di computazione
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Mondo Digitale
(società digitale)
Informatica
Mondo Fisico
(società industriale)
Fisica
Biologia & Chimica
Matematica

6. … ma un linguaggio in che senso?
• Non è il "nuovo inglese"…
• Un linguaggio è solo uno strumento
• Successo dipende dalle competenze umane e
professionali
http://link-and-think.blogspot.com/2017/10/dal-coding-a-borges.html
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 6

7. Informatica come "ponte"
• Charles Snow: Le due culture
• Informatica può costituire il ponte tra
 la cultura della precisione e dell'oggettività (digitale –
scientifica)
 la cultura della sfumatura e della soggettività (analoga
– letteraria/artistica)
[Enrico Nardelli,
Informatica: un ponte tra le due culture,
in "Informatica: cultura e società", Carocci, 2006.]
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 7

8. La scuola nei secoli passati…
• Alfabetizzazione…
• … le 3 R: Reading, wRiting, aRithmetic
• … leggere, scrivere, far di conto
• E poi…
• … preparare cittadini per la società
⇒ Storia, Geografia, Letteratura, …
• E ancora dopo…
• … preparare cittadini per la società industriale
⇒ Fisica, Biologia, Chimica, …
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9. La scuola nella società digitale
• La società è cambiata e la scuola si deve adeguare
… … … … … …
• … le persone sono sempre fatte allo stesso modo!
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 9
?

10. Cos'è "digitale" ?
• "Digitale" è la rappresentazione di un dato
mediante un segno che indica direttamente un
valore
 È contrapposto ad "analogico" che rappresenta un dato
mediante qualcosa di fisico che indica un valore per
proporzione
• "Digitale": termine ombrello che indica tutte le
tecnologie basate su computer
Informatica e competenze digitali: cosa insegnare?
https://link-and-think.blogspot.com/2019/03/informatica-e-
competenze-digitali-cosa.html
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 10

11. Il concetto
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 11
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12. Rappresent. analogica
Enrico Nardelli © 2021 12
5
Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola

13. Rappresent. digitale
Enrico Nardelli © 2021 13
10
Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola
1010
X
U
codice binario
antica roma
antico egitto
babilonese

14. Un mondo digitale per cui siamo ciechi
• Non abbiamo organi di senso per il digitale
• … una delle motivazioni per la situazione deplorevole della
sicurezza informatica
Sicurezza informatica: non vediamo e non vogliamo accettarlo
https://link-and-think.blogspot.com/2017/01/sicurezza-
informatica-non-vediamo-e-non-vogliamo-accettarlo.html
• L'unico approccio possibile è quello attraverso istruzione,
educazione e consapevolezza, con solide basi scientifiche
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 14

15. Scienza e Tecnica:
l’opinione di Leonardo da Vinci
• Studia prima la scienza e poi seguita la pratica, nata da essa
scienza.
• Quelli che s'innamoran di pratica sanza scienza son come 'l
nocchiere, ch'entra in navilio sanza timone o bussola, che
mai ha certezza dove si vada.
• Nessuna certezza è dove non si po' applicare una delle
scienze matematiche, over che non sono unite con esse
matematiche.
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 15

16. Cos'è informatico ?
• "Informatico": elaborazione automatica (=meccanica)
dei segni (delle rappresentazioni)
I segni sono "simboli", cioè rimandano ad un significato, ma
solo per interpreti umani
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 16

17. Cos'è quindi l'informatica?
• È elaborazione automatica (=meccanica) di
rappresentazioni senza intervento umano
• Eseguita in modo inconsapevole
 Un "agente" (o "esecutore") esegue istruzioni
• di cui non conosce il significato
per elaborare segni (cioè i dati)
• di cui non conosce il significato
• Si ottengono macchine cognitive
che replicano
funzioni cognitive "umane"
Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 17
Enrico Nardelli © 2021

18. La lunga strada dell'informatica…
1. Calcolo numerico
2. Calcolo simbolico
3. Simulazione di fenomeni
4. I processi automatici di trasformazione di
rappresentazioni ("computazione")
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 18

19. … si tratta di coding?
• Informatica non è (solo) coding (cioè programmazione),
come Matematica non è (solo) "tavola pitagorica"
• Moltiplicazione è (solo una) parte della Aritmetica
• Aritmetica è (solo una) parte della Matematica (Geometria,
Algebra, Probabilità, Statistica, Analisi, …)
• Coding (o programmazione) è (solo una) parte del processo di
sviluppo del software
 Analisi – Progetto – Coding (Programmazione) – Verifica – Debugging
• Software è (solo una) parte della Informatica
(Rappresentazione Dati, Algoritmi, Linguaggi di
Programmazione, Architetture di Calcolo, Calcolo Distribuito,
Interazione Persona-Computer, …)
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 19

20. - Diverse attività
didattiche già
sperimentate nella
scuola in collaborazione
con gli insegnanti della
primaria
- Descrizione operativa
finalizzata alla
riproduzione
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 20

21. … si tratta di pensiero computazionale?
• Cosè il "computational thinking" ?
• E' il modo di pensare sviluppato da parte di chi ha
studiato e pratica Informatica, come "mathematical
thinking" è il modo di pensare dei matematici
• Fisico: massa, forza, campi, …
• Biologo: cella, organismo, metabolismo, …
• Matematico: quantità, relazione, struttura, …
• Informatico: automa, algoritmo, programma, …
• A scuola insegniamo il "pensiero matematico" o "il
pensiero biologico"?
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 21

22. Sono un informatico.
Risolvo problemi.
Siamo proprio sicuri?
Si dice…
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola
… il pensiero computazionale è un processo mentale per
risolvere problemi seguendo metodi e strumenti specifici … ma è
proprio così?
22

23. Perché parliamo di
"pensiero computazionale" ?
Un'espressione sintetica per spiegare
perché l'informatica è una scienza nuova e indipendente
e qual è il suo "nucleo concettuale"
E.Nardelli, Do we really need computational thinking?,
Comm. ACM, April 2019
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 23

24. La "differenza che fa la differenza"
DAL
risolvere i problemi
AL
far risolvere i problemi
• «Una differenza che fa la differenza» (G.Bateson)
• Senza l'esecutore (= automa, agente) non è
informatica
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 24

25. problem solving
nella matematica e nell'informatica
• Si ha una soluzione matematica ad un problema
quando la soluzione è una formula che definisce la
risposta
• Si ha una soluzione informatica ad un problema
quando la soluzione è un processo che computa la
risposta
 Un processo è un algoritmo espresso in un linguaggio che
viene eseguito da un automa
Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola
Enrico Nardelli © 2021 25

26. Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola
Dai problemi agli scenari
processi
mentali
specificare
raggiungere obiettivi
agente
autonomo
persona
o macchina
modellare
effettività
Enrico Nardelli © 2021
Abbiamo davvero bisogno del pensiero computazionale?,
Mondo Digitale, n.72, nov.2017 26

27. La "grande bellezza" dell'informatica
• Processo mentale di definizione di scenari e dei
modi con cui un "agente che processa informazioni"
vi opera per raggiungere gli obiettivi assegnati
• Non solo "problemi da risolvere"
… ma la simulazione di qualunque realtà
• Valore educativo trasversale
• La "grande bellezza" dell'informatica
http://link-and-think.blogspot.com/2017/05/la-grande-bellezza-
dellinformatica.html
Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola
Enrico Nardelli © 2021 27

28. Il ruolo della program-
mazione informatica
• Per educatori
• Prima formazione sulla
programmazione
informatica
• Basato sul materiale
interattivo di Code.org
disponibile su Programma
il Futuro
• Liberamente scaricabile
tinyurl.com/themis-nardelli
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 28

29. Ingredienti dell'informatica come scienza
• Rappresentazioni: i dati relativi ai fenomeni
• Algoritmi: le istruzioni
• Automi: "esecutori" delle istruzioni
 definire l'automa = definire cosa si può calcolare
 automa deve essere "effettivo" (attuabile, deterministico,
finitistico)
 Aspetto fondamentale per capire cos'è l'informatica come
scienza
• Cooperazione: più automi che elaborano insieme
Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 29
Enrico Nardelli © 2021

30. Il potere dell'informatica
• L'agente esegue istruzioni
 di cui non conosce il significato
per elaborare i simboli (cioè i dati)
 di cui non conosce il significato
• Le istruzioni sono anch'esse dati e possono essere
elaborate
• I dati possono essere considerati come istruzioni
• Rappresentazioni che manipolano rappresentazioni:
auto-riferimento (self-loop)
Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola
Enrico Nardelli © 2021 30

31. Un programma replicante (1)
def. A P = ₪; (assegnazione )
prog.1 P = ₪; stampa P; ⇒ ₪
prog.2 P = ₪; stampa "P"; ⇒ P
prog.3 P = ₪; stampa "P =" P; ⇒ P = ₪
def. B 3|₪; sta per ₪; ₪; ₪; (un'abbreviazione)
prog.4 P = 3|₪; stampa P; ⇒ ₪; ₪; ₪;
prog.5 P = 3|₪; stampa "P"; ⇒ P
prog.6 P = 3|₪; stampa "P =" P; ⇒ P = ₪; ₪; ₪;
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola
Stampa il valore di P
31

32. stampa "P=2|" P; stampa "P=2|" P;
stampa "P=2|" P; stampa "P=2|" P;
Un programma replicante (2)
P=2|stampa "P=2|" P; stampa "P=2|" P;
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola
P=2|
Il valore di P
32

33. Il repertorio delle istruzioni
• … determina quali specifici automi possono essere
costruiti
• E' fondamentale per iniziare a far capire
l'informatica ai più piccoli
• https://programmailfuturo.it
Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola
Enrico Nardelli © 2021 33

34. Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola
Enrico Nardelli © 2021 34

35. Proposta in Italia (1)
• Proposta di Indicazioni Nazionali per
l'insegnamento dell'Informatica nel primo ciclo
• Laboratorio CINI "Informatica e Scuola"
https://consorzio-cini.it/lab-informatica-scuola
• Visione dell'informatica
 disciplina scientifica di base che fornisce i concetti ed i
linguaggi indispensabili per comprendere e per
partecipare a pieno titolo alla società digitale
 disciplina di interesse trasversale che mette a
disposizione un punto di vista addizionale,
complementare a quello di altre discipline, per analizzare
e affrontare situazioni e fenomeni.
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 35

36. Proposta in Italia (2)
Proposta di Indicazioni Nazionali per l'insegnamento
dell'Informatica nel primo ciclo
Propone 5 ambiti per strutturare il percorso formativo
• Algoritmi
• Programmazione
• Dati e informazione
• Consapevolezza digitale
• Creatività digitale
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 36

37. Laboratorio "Informatica e Scuola"
• diffusione cultura scientifica dell’informatica
• ricerca e formazione sulla didattica dell’informatica
nella scuola
• conoscenza dell’informatica come disciplina
scientifica nella scuola
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 37

38. Intervento formativo
• Indispensabile formazione degli insegnanti
 In servizio
 Futuri
• Non solo per insegnare informatica ma per usare
l’informatica nell’insegnare altre materie
 Se un’astrazione “disciplinare” viene riformulata in termini
informatici può essere resa concreta ed eseguita
 Questo valore trasversale (simulazione di scenari) permette
di fornire punti di vista addizionali e utili nello studio di altre
discipline
Informatica nella scuola: disciplina fondamentale e trasversale,
Scienze e Ricerche Magazine, Aprile 2017, pp. 36-40.
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 38

39. In Europa: Informatica per Tutti
Una grande sfida educativa per l'Europa
http://informaticsforall.org
Approccio a due livelli
1. Insegnare informatica come materia fondamentale a
partire dalla primaria fino alle superiori
2. Insegnare informatica come metodo e strumento che offre
un modo nuovo e aggiuntivo per descrivere e spiegare
fenomeni (integrata in altre materie)
• Non facile ma necessario!
• Esperimento mentale: immaginate la Matematica si insegni
solo all'università e fate un piano per introdurla in tutti i
livelli di scuola
Enrico Nardelli © 2021 Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 39

40. Enrico Nardelli © 2021
•
• All students must have access
to ongoing education in
Informatics in the school system
and Informatics teaching should
start in primary school
• Informatics curricula should
reflect the scientific and
constructive nature of the
discipline, and be seen as
fundamental to twenty-first
century education by all
stakeholders (including
educators, pupils and their
parents)
• Informatics courses must be
compulsory and recognized by
each country’s educational
system as being at least on a
par with courses in STEM
Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola 40
https://informaticsforall.org/informatics-for-all-the-strategy/

41. GRAZIE!
Enrico Nardelli
Univ. Roma “Tor Vergata”
https://www.mat.uniroma2.it/~nardelli/
@enriconardelli
https://www.linkedin.com/in/enriconardelli
https://www.facebook.com/enrico.nardelli
Insegnare l'informatica come disciplina scientifica nella scuola
Enrico Nardelli © 2021 41