1) “Nota introduttiva alle Indicazioni nazionali riguardanti gli obiettivi specifici di apprendimento” conosciuto come “Allegato A” alle “Indicazioni nazionali per i licei”, e contenuto nel decreto 7 ottobre 2010, n. 211, pagg. 5-10
(link: https://www.gazzettaufficiale.it/eli/gu/2010/12/14/291/so/275/sg/pdf oppure, impaginato: http://www.indire.it/lucabas/lkmw_file/licei2010/indicazioni_nuovo_impaginato/_decreto_indicazioni_nazionali.pdf )
2) Indicazioni nazionali riguardanti gli obiettivi specifici di apprendimento in relazione alle attività e agli insegnamenti compresi nei piani degli studi previsti per il liceo scientifico e la sua opzione delle “scienze applicate” conosciuto come “Allegato F” alle “Indicazioni nazionali per i licei” (ivi, pagg. 324-382)
La prima cosa che va detta è che Informatica NON è “imparare ad usare il computer”: non è ECDL, né un sottoinsieme di ciò che si studia nel corso IT. Ovviamente, anche grazie alle esperienze pratiche in laboratorio e in classe, gli studenti impareranno ad utilizzare gli strumenti informatici, ma non è questo il vero obiettivo della disciplina, come evidenziato a pag. 9 dell’Allegato A alle indicazioni nazionali per i licei, contenuto nel decreto 211/2010:
L’acquisizione delle competenze digitali, come peraltro sottolineato dal Profilo è, certo, tema sviluppato nel primo biennio di ciascun percorso all’interno della disciplina Matematica. Ma è, al contempo, frutto del lavoro “sul campo” in tutte le discipline. L’utilizzo delle TIC, infatti, è strumentale al miglioramento del lavoro in classe e come supporto allo studio, alla verifica, alla ricerca, al recupero e agli approfondimenti personali degli studenti
Sicuramente la nota, che parla in riferimento a tutti i licei, anche quelli ove non si insegna Informatica, argomenta in generale e fa riferimento all’insegnamento di Informatica nel biennio da parte del docente di Matematica. Nel caso del “liceo scienze applicate” siamo decisamente più fortunati esistendo una disciplina autonoma e con decisamente più spazio, ma permane la differenza fra “utilizzo delle TIC” e gli argomenti propri della disciplina.
Gli obiettivi sono chiaramente indicati nell'allegato F alle indicazioni nazionali per i licei, pag 369:
L’insegnamento di informatica deve contemperare diversi obiettivi: comprendere i principali fondamenti teorici delle scienze dell’informazione, acquisire la padronanza di strumenti dell’informatica, utilizzare tali strumenti per la soluzione di problemi significativi in generale, ma in particolare connessi allo studio delle altre discipline, acquisire la consapevolezza dei vantaggi e dei limiti dell’uso degli strumenti e dei metodi informatici e delle conseguenze sociali e culturali di tale uso. Questi obiettivi si riferiscono ad aspetti fortemente connessi fra di loro, che vanno quindi trattati in modo integrato. Il rapporto fra teoria e pratica va mantenuto su di un piano paritario e i due aspetti vanno strettamente integrati evitando sviluppi paralleli incompatibili con i limiti del tempo a disposizione.
Al termine del percorso liceale lo studente padroneggia i più comuni strumenti software per il calcolo, la ricerca e la comunicazione in rete, la comunicazione multimediale, l'acquisizione e l'organizzazione dei dati, applicandoli in una vasta gamma di situazioni, ma soprattutto nell'indagine scientifica, e scegliendo di volta in volta lo strumento più adatto. Ha una sufficiente padronanza di uno o più linguaggi per sviluppare applicazioni semplici, ma significative, di calcolo in ambito scientifico. Comprende la struttura logico-funzionale della struttura fisica e del software di un computer e di reti locali, tale da consentirgli la scelta dei componenti più adatti alle diverse situazioni e le loro configurazioni, la valutazione delle prestazioni, il mantenimento dell'efficienza.
L'uso di strumenti e la creazione di applicazioni deve essere accompagnata non solo da una conoscenza adeguata delle funzioni e della sintassi, ma da un sistematico collegamento con i concetti teorici ad essi sottostanti.
Il collegamento con le discipline scientifiche, ma anche con la filosofia e l'italiano, deve permettere di riflettere sui fondamenti teorici dell'informatica e delle sue connessioni con la logica, sul modo in cui l'informatica influisce sui metodi delle scienze e delle tecnologie, e su come permette la nascita di nuove scienze.
E’ opportuno coinvolgere gli studenti degli ultimi due anni in percorsi di approfondimento anche mirati al proseguimento degli studi universitari e di formazione superiore. In questo contesto è auspicabile trovare un raccordo con altri insegnamenti, in particolare con matematica, fisica e scienze, e sinergie con il territorio, aprendo collaborazioni con università, enti di ricerca, musei della scienza e mondo del lavoro.
Gli obiettivi disciplinari vengono raggiunti, stando alle indicazioni nazionali, organizzando per aree tematiche i contenuti della disciplina. Le aree tematiche in cui ricadono gli argomenti trattati e gli obiettivi sono le seguenti:
architettura dei computer (AC),
sistemi operativi (SO),
algoritmi e linguaggi di programmazione (AL),
elaborazione digitale dei documenti (DE),
reti di computer (RC),
struttura di Internet e servizi (IS),
computazione, calcolo numerico e simulazione (CS),
basi di dati (BD).
Un ruolo importante per il raggiungimento di tali obiettivi è giocato da un uso adeguato e consapevole dei laboratori. Di seguito vengono approfonditi alcuni aspetti relativi alla didattica laboratoriale
Innanzitutto l’esperienza laboratoriale deve essere significativa rispetto all'argomento teorico che si sta trattando, e non fine a se stessa. Pertanto determinante è l’uso dello strumento più idoneo. Se l’obiettivo è la conoscenza del foglio di calcolo come strumento per la risoluzione di problemi e per le simulazioni, allora va sicuramente bene un semplice laboratorio attrezzato con i tradizionali software della suite Office, sia che si tratti di prodotti commerciali che open source.
Quando l'interesse si sposta sul concetto di algoritmo e sviluppo di programmi, le cose cominciano a cambiare. A differenza di un indirizzo tecnico, dove alla disciplina deputata alla programmazione, e solo a quello, sono dedicate sei ore settimanali per tutto il triennio, e dove l’obiettivo è quello di formare un tecnico già immediatamente pronto, eventualmente, per operare nel mondo del lavoro, nel caso del liceo scienze applicate non vi è il tempo per imparare ad utilizzare complessi ambienti di sviluppo (IDE) e occorre concentrarsi di più sugli aspetti metodologici della programmazione, utilizzando software semplici ma decisamente formativi. Voglio citare ancora l’allegato F (pag 365), in una sezione dedicata all’utilizzo di strumenti informatici da parte del docente di Matematica, ma che bene si adatta allo spirito di un Liceo:
Ferma restando l’importanza dell’acquisizione delle tecniche, verranno evitate dispersioni in tecnicismi ripetitivi o casistiche sterili che non contribuiscono in modo significativo alla comprensione dei problemi.
L'approfondimento degli aspetti tecnologici e ingegneristici, sebbene più marcato in questo indirizzo, non perderà mai di vista l’obiettivo della comprensione in profondità degli aspetti concettuali della disciplina. L’indicazione principale è: pochi concetti e metodi fondamentali, acquisiti in profondità.
In questo caso è preferibile formarsi delle buone basi utilizzando un linguaggio di programmazione come il C o il C++ e un ambiente di programmazione semplice . In questo modo lo studente si può concentrare sull'essenziale e non perdere tempo in complicazioni che potrebbero derivare dalla mancata comprensione del corretto funzionamento dell’IDE utilizzato. Tuttavia nel corso dei cinque anni lo studente viene comunque posto a contatto con altri linguaggi di programmazione, più pertinenti agli argomenti di volta in volta trattati, come, ad esempio, accade quando, in parallelo allo studio del Web si utilizzano linguaggi come Javascript e Php, tutti fortemente imparentati con il linguaggio C ma più adatti a situazioni particolari.
Quando poi si passa ad affrontare argomenti come la struttura fisica dell'elaboratore, la codifica e rappresentazione delle informazioni, i sistemi operativi, la comunicazione fra sistemi di elaborazione, le reti, le basi di dati, ci accorgiamo di come non sia assolutamente più adeguato il tradizionale approccio basato sul “computer con qualche programma installato". Ad esempio, per comprendere in che relazione stanno concetti come dimensione di cella di memoria e informazione rappresentabile, è senza dubbio più efficace affiancare al concetto teorico la sperimentazione per mezzo di microcontrollori, che contengono l’essenza di un sistema di elaborazione completo, ma decisamente più accessibili, in termini di semplicità e, non secondario, anche di costo, per lo studente che volesse approfondire a casa gli aspetti pratici che, per ragioni oggettive, non possono occupare troppo tempo nel quadro orario del liceo.
Questo approccio diventa poi irrinunciabile se si pensa alla necessità di collegamenti con altre discipline: utilizzando un sistema a microcontrollore per leggere la temperatura di un sensore, codificarla e rappresentarla opportunamente si vanno a toccare concetti come campionamento, trasduzione di grandezze fisiche in grandezze elettriche, l’importanza del tempo nello svolgimento di elaborazioni. In sostanza il rapporto fra Matematica, Fisica e Informatica di cui si parla nelle indicazioni nazionali.
Parimenti, se si affronta l’argomento “sistemi operativi”, deve essere sviluppata nello studente la consapevolezza che non esiste uno solo sistema operativo, quello che probabilmente hanno sul proprio computer casalingo, ma che ne esistono diversi, con caratteristiche e finalità differenti, sia che si tratti semplicemente di sistemi operativi per personal computer, dove le scelte spaziano da MS Windows, a MAC-OS, ai vari Linux e derivati Unix, sia che addirittura si tratti di sistemi operativi per differenti sistemi di elaborazione, come possono essere gli smartphone e i vari dispositivi embedded che stanno ridisegnando gli scenari futuri della nostra società (non a caso si parla di Internet delle cose). In questo caso quindi si vede come sarebbe opportuno disporre di un laboratorio dove poter sperimentare le differenze e le peculiarità dei diversi sistemi, anche tramite il ricorso alla tecnica della virtualizzazione e a soluzioni come Raspberry o altri “system on a chip” (SoC).
Il secondo aspetto relativo alla didattica laboratoriale riguarda il modo in cui si deve operare. Il laboratorio di informatica deve sviluppare la comprensione dei problemi, la loro analisi da più punti di vista, la capacità di lavorare in gruppo, argomentare le proprie proposte. Per tale motivo risulta poco produttivo il modello “uno studente-un computer” (modello che invece ben si adatta al caso in cui l’obiettivo è far acquisire competenze operative nell'uso di uno strumento). E’ preferibile un lavoro per piccoli gruppi (tipicamente 4-5 studenti) supervisionati dal docente che illustra i fondamenti teorici del problema, fornisce una dimostrazione utile, ma non completamente risolutiva e interviene nella discussione dei gruppi che lo richiedono.
Un ruolo molto importante in questo metodo di lavoro è dato dalla strategia “BYOD”, pertanto si incentiva l'utilizzo di propri dispositivi personali da parte dello studente, ed è questa una delle ragioni fondamentali per cui vengono utilizzati esclusivamente software di tipo Open Source liberamente utilizzabili su tutte le principali piattaforme disponibili, in modo da consentire agli studenti di proseguire autonomamente il lavoro anche al di fuori degli orari scolastici.