IA nelle scuole: un nuovo approccio all’educazione interdisciplinare

Per poter rispondere adeguatamente alle sfide globali e stare al passo con le innovazioni tecnologiche l’educazione è chiamata a una continua evoluzione. Una tecnologia come l’intelligenza artificiale, che già da tempo impatta in maniera significativa la vita quotidiana di tutti noi, non può non far parte anche delle esperienze educative offerte/proposte dalla scuola. Un terreno fertile per l’integrazione delle tecnologie nelle attività didattiche quale strumento utile non solo per promuovere e sviluppare le competenze digitali, ma anche per potenziare l’apprendimento disciplinare e le competenze trasversali è l’ambito delle STEM, ove l’acronimo è composto dalle discipline Scienza, Tecnologia, Ingegneria (ingl. Engeneering) e Matematica.

L’evoluzione delle STEM con l’intelligenza artificiale

Anche il concetto di STEM si sta evolvendo, sia nell’acronimo, cui spesso viene aggiunta una “A” per includere le arti e la creatività – trasformandosi in STEAM – sia nell’approccio didattico che, in un’ottica interdisciplinare, tende progressivamente a superare la rigida separazione tra discipline per affermare e rafforzare l’insegnamento e l’apprendimento delle  STEM integrate o STE(A)M.

Tale approccio integrato favorisce non solo la collaborazione tra le varie discipline, ma anche lo sviluppo di competenze trasversali come il pensiero critico, la creatività e la capacità di risolvere problemi. Gli insegnanti svolgono un ruolo chiave nel facilitare l’apprendimento interdisciplinare, supportando gli studenti nella risoluzione di problemi concreti e nell’applicazione delle conoscenze a contesti reali. In tale ambito, la creatività è al contempo fonte di innovazione e ponte tra le discipline, mentre l’interazione con problematiche reali, come il cambiamento climatico, rende l’apprendimento più autentico e rilevante, stimolando negli studenti un senso di identità e di partecipazione attiva.

La versatilità dell’IA al servizo della didattica personalizzata

Da sempre la tecnologia assume un ruolo centrale nelle attività didattiche legate alle STEM. Per una naturale affinità alle tecnologie, i docenti STEM (come, per esempio, gli ambasciatori della rete Scientix o i docenti con esperienza maturata nell’uso delle nuove tecnologie, hanno integrato l’intelligenza artificiale nei loro percorsi didattici. Ma spesso l’obiettivo non è di insegnare in modo approfondito questa tecnologia, come per esempio, il funzionamento degli algoritmi. Le attività didattiche più frequentemente utilizzano proprio la versatilità dell’intelligenza artificiale per percorsi didattici personalizzati; oppure si concentrano sui concetti di etica o sulle competenze per una cittadinanza digitale attiva.

Stimolare il pensiero creativo con l’intelligenza artificiale

L’intelligenza artificiale generativa rappresenta una delle innovazioni più rivoluzionarie, con l’offerta di strumenti promettenti per migliorare l’apprendimento, la ricerca, l’applicazione pratica delle conoscenze e la generazione di artefatti. Essa non solo consente al docente di creare contenuti didattici personalizzati, adattati alle esigenze e ai livelli di competenza degli studenti, ma può inoltre aiutare a stimolare il pensiero creativo attraverso la generazione di idee, progetti e soluzioni innovative. Ad esempio, l’IA può essere utilizzata per creare modelli e prototipi, suggerire nuove combinazioni di elementi chimici o simulare scenari complessi in ingegneria.

Connettere diverse discipline con l’IA

L’IA generativa può analizzare grandi quantità di dati e identificare schemi e soluzioni che potrebbero sfuggire all’analisi umana. Ha il potenziale di facilitare l’interconnessione tra diverse discipline, creando ponti tra i diversi campi di conoscenza e può generare modelli e visualizzazioni che rendono più facile la comprensione e l’integrazione delle conoscenze.

Un’educazione più inclusiva e accessibile con l’IA

L’IA può altresì contribuire a rendere l’educazione più inclusiva e accessibile generando contenuti in diverse lingue e formati, adattandosi a studenti con abilità e background culturali diversi. Inoltre, può creare simulazioni e ambienti virtuali che permettono a tutti gli studenti di sperimentare e imparare in modo coinvolgente e interattivo.

L’IA generativa per sviluppare soft skills

Oltre alle competenze tecniche, l’IA generativa può aiutare a sviluppare soft skills essenziali come il pensiero critico, la collaborazione e la gestione del tempo. Simulazioni e scenari generati dall’IA possono offrire agli studenti l’occasione per praticare queste abilità in contesti realistici e stimolanti.

Le sfide etiche e pratche dell’applicaizone dell’AI a scuola

Ma tutte queste nuove opportunità e vantaggi che sembra promettere questa tecnologia sono ancora in una fase quasi embrionale, soprattutto nel contesto didattico e educativo. In questo momento è cruciale riflettere con particolare attenzione sulle sfide etiche e pratiche che accompagnano l’adozione di tali strumenti. Uno dei temi più delicati riguarda la privacy.

Uso e tutela dei dati personali

L’uso di strumenti AI comporta la raccolta e l’analisi di grandi quantità di dati anche di natura personale, sollevando preoccupazioni su come queste informazioni vengano utilizzate e protette. È essenziale garantire che le tecnologie adottate rispettino rigorosi standard di sicurezza e privacy, proteggendo gli studenti da potenziali abusi o esposizioni indesiderate.

Accentuazione delle disuguaglianze tra studenti

L’ampia diffusione dell’IA nella scuola potrebbe aumentare il divario delle risorse disponibili tra le istituzioni scolastiche, accentuando le disuguaglianze tra studenti che hanno accesso a tecnologie avanzate e coloro che ne sono privi. Questa disparità non riguarda solo l’accesso fisico agli strumenti tecnologici, ma anche la capacità di comprenderli e utilizzarli in modo efficace. Senza interventi mirati per colmare queste lacune, il rischio è che l’IA contribuisca ad aumentare le disuguaglianze piuttosto che a ridurle.

Tecno-dipendenza

Anche il fenomeno della tecno-dipendenza, ossia di un affidamento eccessivo all’intelligenza artificiale, potrebbe portare a una diminuzione delle capacità critiche degli utenti, i quali rischierebbero di diventare troppo dipendenti dalle risposte fornite dalla tecnologia. È pertanto fondamentale mantenere un equilibrio, promuovendo un uso consapevole dell’IA come strumento di supporto piuttosto che come sostituto delle abilità umane.

Riduzione del ruolo umano nella formazione

La crescente presenza dell’IA in ambito educativo ci costringe a riflettere sulla natura dell’apprendimento e del ruolo del docente. Se da un lato l’IA può fornire strumenti efficaci per personalizzare e migliorare l’apprendimento, dall’altro essa rischia di ridurre il ruolo umano nella formazione, un aspetto essenziale per lo sviluppo emotivo e sociale degli studenti. L’interazione tra insegnanti e studenti è insostituibile e deve quindi rimanere al centro dell’educazione.

Solo con un approccio critico e bilanciato sarà possibile integrare efficacemente l’IA nel contesto educativo, massimizzando i benefici e minimizzando i rischi, e in questo senso non solo gli insegnanti, ma tutti gli stakeholder connessi all’educazione, come per esempio dirigenti scolastici, politici, formatori, sono chiamati ad acquisire le competenze necessarie per conoscere meglio questa tecnologia e ad avviare un percorso di riflessione critica su vantaggi, criticità, potenzialità e limiti del ruolo dell’IA nella scuola. Chi fosse interessato ad approfondire l’argomento potrà dare una lettura ai report realizzati dal gruppo di lavoro dell’ European Digital Educational Hub, liberamente scaricabili dal sito INDIRE anche in lingua italiana.

Un approccio educativo olistico

Si avverte la crescente esigenza di coinvolgere gli studenti in attività pratiche e collaborative, con l’obiettivo di migliorare l’engagement e la motivazione. A tal fine è di fondamentale importanza adottare un approccio educativo olistico, che promuova la comprensione delle connessioni tra le diverse aree del sapere, facilitando l’applicazione pratica delle conoscenze acquisite.

L’uso di metodologie didattiche attive

L’uso di metodologie didattiche attive come il learning by doing, il problem-based learning e il cooperative learning è ricorrente in molti progetti educativi.  In questo contesto l’IA è utilizzata per vari scopi, come il riconoscimento emotivo nei testi, l’addestramento di chatbot, la verifica dei dati e l’analisi di immagini satellitari.

Tale approccio, basato sulla combinazione di discipline diverse e l’uso di tecnologie avanzate come l’IA, non solo modernizza l’insegnamento, rendendo l’apprendimento più interessante e significativo, ma contribuisce a sviluppare competenze trasversali essenziali come il pensiero critico e analitico, la creatività, la collaborazione, la consapevolezza etica oltre alla capacità di lavorare con tecnologie avanzate.

Attività come il fact-checking, la modellizzazione particellare e l’analisi di dati satellitari aiutano gli studenti a diventare consumatori di informazioni più consapevoli e a prendere decisioni informate. Alcuni progetti integrano l’educazione ai sentimenti e l’analisi delle implicazioni etiche dell’uso dell’IA. Questo aspetto è fondamentale per preparare gli studenti a interagire in modo responsabile ed empatico con le tecnologie emergenti. In tale contesto, la valutazione tende ad essere formativa, con un focus sul feedback continuo e sull’autovalutazione. Questo metodo induce gli studenti a riflettere sul proprio apprendimento e a migliorare costantemente.

L’IA per preparare gli studenti alle sfide del futuro: le applicazioni

L’integrazione dell’IA nelle pratiche didattiche rappresenta pertanto una strategia educativa potente per preparare gli studenti alle sfide del futuro. Tuttavia, è importante considerare anche le difficoltà pratiche, come la disponibilità di dispositivi digitali e la necessità di supporto formativo per i docenti, per garantire un’implementazione efficace e inclusiva di queste metodologie innovative.

ChatGPT per creare testi e poesie

Attualmente diverse esperienze didattiche dimostrano come l’IA possa essere integrata in classe per arricchire il processo educativo in modo multidisciplinare e innovativo. Tra le applicazioni più coinvolgenti affascinanti vi è l’uso di ChatGPT, un modello di linguaggio IA per creare testi e poesie. Gli studenti esplorano le capacità creative di ChatGPT e riflettono in modo guidato e critico sulle risposte date. Questa esperienza non solo sviluppa le competenze linguistiche, ma stimola anche il pensiero critico e apre la mente verso le possibilità offerte dall’AI.

Simulare conversazioni con personaggi storici

Già ora ChatGPT viene impiegata per simulare conversazioni con personaggi storici, come Amleto o i filosofi antichi che animano il progetto PATHs. Gli studenti, suddivisi in gruppi, formulano domande che vengono poi sottoposte a ChatGPT, la quale risponde come se fosse il personaggio storico stesso. Questo approccio offre un’opportunità unica per approfondire la comprensione di figure storiche e letterarie attraverso un’interazione dinamica e immersiva, spingendo gli studenti a riflettere sulla coerenza e la pertinenza delle risposte generate dall’AI. Anche i percorsi di “public history”, un approccio interdisciplinare e laboratoriale che spinge gli studenti a relazionarsi con la storia in modo attivo attraverso fonti e prospettive storiche diverse, incoraggiano la valutazione dell’affidabilità delle risposte e del contesto. Analizzare criticamente le interpretazioni storiche e mettere in discussione le narrazioni consolidate, promuove l’inclusione e l’interazione, richiede una riflessione etica sul modo in cui la storia viene rappresentata comunemente e induce a considerare molteplici punti di vista.

Strumenti come l’intelligenza artificiale generativa, come ChatGPT e DALL-E, possono migliorare la storia pubblica creando contenuti accessibili, generando aiuti visivi e facilitando la narrazione interattiva, rendendo la storia più coinvolgente e ampiamente accessibile.

L’IA nelle alle arti visive

L’intelligenza artificiale si estende anche alle arti visive. Per esempio, DALL-E 2 e Canva sono due applicazioni innovative che sfruttano l’intelligenza artificiale per migliorare la creatività e i processi di progettazione. Canva è una piattaforma di progettazione grafica di facile utilizzo che consente agli utenti di creare un’ampia gamma di contenuti visivi, dalle presentazioni alla grafica per i social media. Recentemente Canva ha integrato nella sua piattaforma strumenti di generazione di immagini IA, tra i quali DALL-E 2 e Imagen by Google. Questa integrazione consente agli utenti di generare immagini uniche direttamente all’interno di Canva, semplificando il processo di progettazione. L’algoritmo DALL-E 2 permette di creare immagini artistiche partendo da descrizioni testuali. Consente agli utenti di inserire richieste in linguaggio naturale e di ricevere immagini visivamente convincenti che riflettono i concetti descritti. Questo sistema è in grado di combinare vari attributi, stili e idee. Tali strumenti permettono di esplorare nuovi modi di espressione artistica, integrando le competenze digitali nel curriculum scolastico.

L’IA nelle attività legate alle scienze naturali

L’intelligenza artificiale viene utilizzata anche per attività più pratiche e legate alle scienze naturali. Gli studenti, ad esempio, impiegano l’app PlantNet per identificare piante attraverso immagini e algoritmi di machine learning, combinando così scienze naturali, tecnologia e arte. PlantNet è una piattaforma di citizen science (coinvolge gli studenti in progetti di ricerca scientifica collaborativa, dove contribuiscono alla raccolta e all’analisi di dati, promuovendo l’apprendimento attivo e la partecipazione civica) che utilizza l’intelligenza artificiale per facilitare l’identificazione e l’inventario delle specie vegetali.

È uno dei più grandi osservatori della biodiversità al mondo, con diversi milioni di collaboratori in oltre 200 Paesi. L’applicazione disponibile in versione web e smartphone consente di identificare decine di migliaia di specie vegetali semplicemente fotografandole.

L’approccio si basa su un principio di apprendimento cooperativo. Gli utenti possono condividere le loro osservazioni, che possono poi essere esaminate dalla comunità e utilizzate dall’intelligenza artificiale per insegnarle a riconoscere le piante. Solo le osservazioni che raggiungono un grado di affidabilità sufficiente vengono aggiunte al database pubblico e utilizzate per addestrare l’intelligenza artificiale. Lo strumento è quindi co-costruito da e per i cittadini. I più qualificati contribuiscono con il maggior numero di conoscenze specialistiche (contribuendo e revisionando le osservazioni), mentre i meno qualificati beneficiano di queste conoscenze attraverso l’uso dell’applicazione. Questo tipo di attività offre un’esperienza educativa completa, che integra la conoscenza teorica con applicazioni pratiche.

L’IA nei contesti sociali e collaborativi

Oltre alle applicazioni nelle scienze e nelle arti, l’IA è impiegata anche in contesti più sociali e collaborativi. Un esempio è l’utilizzo di chatbot, addestrate dai docenti, per affrontare e risolvere sentimenti negativi tra gli studenti. In seguito, gli studenti, lavorando in gruppo, valutano chatbot analizzando l’efficacia delle soluzioni proposte. Questa attività non solo promuove il lavoro di squadra, ma incoraggia anche il pensiero critico e la riflessione sull’interazione tra esseri umani e tecnologie intelligenti.

Attraverso progetti di ricerca come “Neuroscienze e tecnologie per la personalizzazione dei percorsi di insegnamento e lo sviluppo delle potenzialità degli studenti”, si mira a valorizzare le potenzialità degli studenti favorendo un approccio educativo personalizzato. Grazie all’integrazione tra neuroscienze e nuove tecnologie, il progetto si propone di osservare e comprendere meglio gli atteggiamenti e gli interessi degli studenti per creare percorsi di apprendimento personalizzati. L’obiettivo è ottimizzare il processo educativo, rendendolo più efficace e inclusivo, tramite l’utilizzo di tecniche avanzate, come l’intelligenza artificiale. Con l’ausilio dell’IA, il docente può adattare in tempo reale i contenuti educativi, offrendo suggerimenti o materiali alternativi per tenere conto dei punti di forza e delle aree di miglioramento degli studenti nei loro percorsi di apprendimento. In questo modo, la tecnologia contribuisce a rendere l’insegnamento più dinamico, interattivo e accessibile, promuovendo lo sviluppo delle potenzialità individuali degli studenti.