LUCY, percorso didattico di IA per la scuola media

Lucy è un progetto didattico STEAM che nasce con l’obiettivo di creare un curricolo di intelligenza artificiale (IA) per la scuola secondaria di primo grado. Il progetto, che abbiamo realizzato in partnership con l’IC3 di Modena, è attivo dall’anno scolastico 2020/2021 e propone un approccio interdisciplinare che integra il pensiero tecnico con le discipline umanistiche.

INDICE

Lucy - etimologia e concetti chiave
Educare a pensare - l'idea di Lucy
De arte Intelligendi - la metodologia di Lucy
Syllabus - il contenuto di Lucy
Prospettive future

Lucy

Il nome anglosassone Lucy deriva da Lucia e significa luce, dal latino lux. Secondo i dati della Social Security Administration (SSA) statunitense, il nome Lucy è stato molto popolare a inizio ‘900 e, dopo un forte calo tra la gli anni ’70 e ’90, è tornato a crescere fino a raggiungere il suo miglior piazzamento della classifica proprio nel 2021 con la quarantunesima posizione.

Nonostante il significato simbolico e la popolarità del nome degli ultimi anni, il progetto educativo è stato intitolato “Lucy” in omaggio allo scheletro parziale di una femmina di Australopithecus afarensis, datato a circa 3,2 milioni di anni fa e scoperto in Etiopia nel 1974 (ecco il video). Per completezza, è importante ricordare che il nome scelto dai paleontologi è ispirato dalla canzone dei Beatles Lucy in the Sky with Diamonds, che risuonava spesso nel campo di spedizione.

Seguendo la regola “Nomen Omen”, delineiamo qui le quattro caratteristiche chiave del progetto:

Diffusione - l’intelligenza artificiale è un argomento con una crescita di popolarità importante a partire dagli anni 2000, come indicato nel capitolo 1 dell’Artificial Intelligence index Report 2021, ed è parte integrante della vita quotidiana di chiunque abbia accesso a internet.
Significato - l’IA viene considerata dai tecno-entusiasti come la luce che rischiara le tenebre; è sicuramente vero che le tecnologie intelligenti sono strumenti molto utili per risolvere problemi, ma è altrettanto vero che rimangono molte ombre su cui riflettere ed educare.
Evoluzione – proprio come Lucy rappresenta uno stadio evolutivo dell’uomo, l’IA è oggi a un preciso livello di sviluppo, che si modifica nel tempo e nella complessità; studiare l'intelligenza artificiale richiede lo sviluppo della capacità di comprendere il tempo presente con resilienza e dinamicità.
Sogno – la canzone dei Beatles descrive visioni oniriche ispirate dall’opera di Lewis Carrol “Alice nel paese delle meraviglie” e propone interpretazioni della realtà in contrasto con le leggi fisiche naturali; allo stesso modo l’IA elabora la realtà descritta dai dati e la trasforma in nuove informazioni, come se fosse un caleidoscopio - questo processo di trasformazione non è magia e richiede lo sviluppo di una nuova consapevolezza tecnologica per immaginare nuove soluzioni ai problemi attuali.

Educare a pensare

La prima sperimentazione educativa sull’IA è stata realizzata il 14 e 15 settembre 2019, all’interno del programma del Festival Filosofia di Modena, con un workshop intitolato “Educare a pensare – umanità dell’intelligenza artificiale”. L’obiettivo del nostro workshop era di fornire gli elementi di base per comprendere il funzionamento dei sistemi di machine learning e immaginare soluzioni a problemi quotidiani con sistemi intelligenti, in una chiave abilitante del pensiero umano. Infatti, il filo rosso che univa i primi momenti di riflessione sul concetto di intelligenza alle ultime fasi di presentazione tecnica del processo di apprendimento della macchina si basava sul concetto: “riscoprire il pensiero umano scoprendo come pensano le macchine”.

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Foto di "Educare a Pensare" (2019)

L’approccio utilizzato è stato di “entrare” nell’algoritmo di riconoscimento del volto e immedesimarsi nel processo di apprendimento della macchina, per "pensare" come un’intelligenza artificiale. Questo cambio di prospettiva ha coinvolto e motivato i partecipanti, di varie età e genere, mostrando che l’IA è un importante strumento metacognitivo, perché ci obbliga a confrontarci con il pensiero – sempre umano - che l’ha generata.

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Foto di uno dei gruppi al lavoro e degli elaborati finali (2019)

Dal Libro bianco al Syllabus

Il successo raggiunto con il workshop è stato d’incoraggiamento per sviluppare ulteriormente le riflessioni attivate con Educare a pensare. Sono stati necessari circa quattro mesi per condensare le esperienze didattiche STEM precedenti con le nuove sollecitazioni dettate dalle molte implicazioni introdotte dall’IA in tutti gli ambiti della nostra vita. Questa attività di ricerca e approfondimento ha portato alla realizzazione del libro bianco “De arte intelligendi”, che approfondisce lo stato dell’arte istituzionale dell’educazione all’intelligenza artificiale e propone una metodologia didattica basata su tre fasi sequenziali:

Preparazione – introduzione al contesto che ha reso possibile lo sviluppo dell’IA
Partecipazione – approfondimento tecnico-scientifico dei sistemi di IA
Elaborazione – realizzazione di un project work come esperienza per incentivare un apprendimento autentico

Questa proposta metodologica ha come baricentro la necessità di riscoprire il ruolo centrale del dubbio come strumento di sollecitazione della conoscenza e della scoperta, all’interno di un sistema complesso che richiede un approccio sistemico e resiliente.

Scarica il Libro Bianco

La struttura del Syllabus

Il syllabus del progetto Lucy è stato costruito sullo schema didattico proposto all'interno di “De arte intelligendi”. Infatti, ogni annualità del percorso corrisponde a una delle tre fasi della metodologia.

Il primo anno è focalizzato sulla scoperta di cos’è e cosa fa l’intelligenza artificiale, di come e dove è presente nella vita quotidiana di ogni persona connessa a internet e della storia che ha reso concrete le tecnologie intelligenti. Per sfruttare al massimo le competenze creative e immaginative sviluppate nella scuola primaria, sono state sviluppate attività artistiche propedeutiche all’applicazione del pensiero critico e logico-computazionale in ambito STEM.

Il secondo anno si sviluppa alla scoperta del funzionamento scientifico-ingegneristico dell’IA, seguendo un percorso di scoperta incrementale dei meccanismi alla base dei sistemi di apprendimento automatico (Machine Learning). Il punto di partenza è la programmazione di semplici programmi che sfruttano blocchi chiusi (black box) di intelligenza artificiale. Questi blocchi svolgono funzioni cognitive, ma non è possibile capire come, quindi, come se fossero delle matrioske, si inizia ad esplorare ogni strato dei blocchi cognitivi per comprenderne il funzionamento, fino ad raggiungere il livello matematico.

Il terzo anno è basato sullo sviluppo di competenze STEAM attraverso lo sviluppo di project work su compiti autentici. Questa ultima fase del percorso ha l’obiettivo di far sperimentare il processo di ideazione, progettazione e realizzazione di una soluzione che sfrutta l’IA, favorendo un approccio critico e collaborativo che è imprescindibile per approfondire le molteplici implicazioni delle tecnologie intelligenti. L’attività di project work permette, inoltre, di sperimentare punti di vista differenti riguardo a un problema tipicamente STEM, per dare la possibilità a ogni partecipante di scoprire la dimensione che più lo affascina e incuriosisce, includendo la A di ART/ALL nell’acronimo.

Scarica il Syllabus

Prospettive future

Il progetto Lucy è dinamico e in costante sviluppo per la stessa natura della disciplina trattata. Infatti, l’intelligenza artificiale è un campo di ricerca in evoluzione continua, sia sul piano tecnico che su quello umanistico. Alcune esperienze si modificheranno nel tempo per stimolo del cambiamento delle tecnologie didattiche e non, a disposizione, mentre, in altri casi, le trasformazioni delle attività saranno suggerite dai e dalle partecipanti, dai genitori, dalla comunità scolastica e aziendale, che in modi differenti vivono questa nuova fase del rapporto tra l’uomo e la tecnologia.

Il syllabus vuole tracciare un possibile percorso sistemico di educazione all’IA che parte dalla scuola secondaria di prima grado, il momento più delicato dell’educazione scolastica, per contaminare i gradi precedenti e successivi. Questo progetto vuole aiutare lo sviluppo integrato di competenze STEAM e stimolare ed espandere la consapevolezza tecnologica, partendo dalla convinzione che l’essere umano è l'artefice del cambiamento e ha la responsabilità di sfruttare la tecnologia in modo inclusivo e migliorativo rispetto al pensiero umano.

Ringraziamenti

Il progetto Lucy è frutto di tanti incontri e non è facile stilare una lista completa di chi ha contribuito alla sua realizzazione. Sicuramente, non avrebbe preso vita senza l’impegno e la dedizione visionaria di Daniele Barca, Dirigente Scolastico dell’Istituto Comprensivo 3 di Modena, e di tutto il personale scolastico che ha partecipato. Loro sono stati la scintilla che ha fatto brillare l’azienda e la scuola nello sviluppo di questo percorso di innovazione scolastica.

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