The European Recommendation on Teaching Informatics in Schools

by Enrico Nardelli

(versione italiana qua)

On Wednesday, December 6th, a press conference was held at the Chamber of Deputies, organized by the Innovation Intergroup (a cross-party group of parliamentarians committed to innovation issues), dedicated to the adoption by the Council of the European Union of the European Commission's proposed Recommendation on the teaching of informatics in schools. Representing the Intergroup were Senator Lorenzo Basso (PD) and Deputies Giulio Centemero (Lega) and Giulia Pastorella (Azione). Representing the business world were Agostino Santoni (Vice President for Digital at Confindustria) and Giorgio Binda (National President of Unimatica Confapi). A video of the press conference is available at this link.

The approved Recommendation addresses the need for education to support digital transformation by providing the necessary skills. Consequently, it recommends that all Member States develop high-quality informatics education in both primary and secondary schooling.

More specifically, the Recommendation calls on Member States to:

• Introducing high-quality informatics teaching from the start of compulsory education, with clearly defined learning objectives, dedicated time, and assessment methods, in order to offer all students the chance to develop their digital skills on a scientifically sound basis;
• Ensuring that informatics is taught by qualified teachers who have access to high-quality teaching resources, sound pedagogical approaches, and appropriate methods for evaluating learning outcomes.

This sends a clear message to all Member States: informatics is a fundamental scientific discipline for the education of all citizens in the 21st century. It is a timely and much needed guideline. Indeed, as societies moved from an agricultural to an industrial model, education evolved to include in compulsory schooling those sciences (physics, biology, chemistry, etc.) underpinning industrial machinery. In the same way, the shift from an industrial to a digital society requires adding informatics to compulsory education, as the discipline essential to understanding digital machines.

This Recommendation therefore marks a historic turning point, which we hope will finally prompt all European countries to launch serious and sustained informatics education initiatives in schools. It should be recalled that education remains a national competence, and the role of the European Union is therefore subsidiary.

All speakers agreed in reiterating the hope that Italy will launch intensive educational activities in this direction, stressing the importance of creating a synergy between the public and private sectors.

In Italy, the Minister of Education and Merit, Giuseppe Valditara, has long declared his intention to strengthen scientific education in schools—a highly commendable goal. Furthermore, since this Commission proposal clearly identifies informatics as the foundational scientific subject for the digital age, it would be appropriate to integrate existing plans in this sector, including within the PNRR (National Recovery and Resilience Plan), where currently only operational skills for using digital technology are discussed.

To this end, Mission M4 (Education and Research) of the PNRR includes sub-component C1.3 (Skills Enhancement and Infrastructure Strengthening), which provides for Investment 3.1 (New Skills and New Languages), with the objective of «promoting the integration, across the curricula of all school cycles, of activities, methodologies, and content aimed at developing STEM, digital, and innovation competencies», with 1.1 billion euros in available funding.

Ministerial Decree No. 184 of 2023 published the STEM guidelines, which provide only broad, necessarily non-detailed indications of what should be done with regard to digital competencies. In this regard, it should be noted that the "Informatics and School" Laboratory of CINI, the Consortium representing over 50 Italian state universities active in the informatics sector and thus Italy’s reference institution for informatics education, had already prepared a very detailed proposal in December 2017 regarding competency targets and learning objectives for teaching informatics throughout compulsory education, which is cited in a note within the guidelines themselves.

p>With Ministerial Decree No. 65 of April 12, 2023, the Ministry has already allocated 600 million euros to schools for the development of students’ STEM skills: each institution must design its projects in line with the aforementioned guidelines. We note at the outset that, in order to ensure the long-term sustainability of digital transformation processes, student training must be complemented by teacher training, so that students can continue to be prepared in the years beyond the PNRR funding period. Furthermore, to enhance the effectiveness of the Ministry’s action, participating schools should be provided with precise guidance on content, without, of course, infringing on school autonomy.

In this light, it is helpful to look at which large European countries faced this crossroad before us and can show us the way. Take the United Kingdom, for example. In the 2014-15 school year, they introduced a mandatory informatics curriculum for all schools. In November 2017, a Royal Society report highlighted that the situation had actually worsened. Consequently, in November 2018, the government decided to allocate 84 million pounds to create a national institute for teaching informatics, the National Centre for Computing Education, which was established in 2019 and is currently being re-funded.

Sufficient funds should remain under Investment Line 3.1 to support a similar initiative, which is indispensable if the country is to be adequately prepared for the digital transition.

A clear political commitment in this direction is therefore essential, supported by broad and cross-party consensus, in order to guide a transformation that will require at least a decade to complete. Only in this way can we ensure that future generations are equipped to shape – and not merely adapt to – their digital future.

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The original version (in italian) has been published by "StartMAG" on 23 December 2023.

La raccomandazione europea sull’insegnamento dell’informatica nella scuola

di Enrico Nardelli

(english version here)

Mercoledì 6 dicembre si è svolta alla Camera la conferenza stampa, organizzata dall’Intergruppo Innovazione (gruppo bipartisan di parlamentari che hanno a cuore i temi dell’innovazione), dedicata all'approvazione da parte del Consiglio dell'Unione Europea della proposta di Raccomandazione della Commissione Europea sull'insegnamento dell'informatica nella scuola. Per l'Intergruppo hanno partecipato il senatore Lorenzo Basso (PD) e i deputati Giulio Centemero (Lega) e Giulia Pastorella (Azione). Per il mondo produttivo: Agostino Santoni (vicepresidente per il digitale di Confindustria) e Giorgio Binda (presidente nazionale Unimatica di Confapi). Il video della conferenza stampa è disponibile a questo link.

La Raccomandazione approvata affronta la necessità di far sì che l'istruzione supporti la trasformazione digitale, fornendo le competenze necessarie a questo scopo. Pertanto, viene raccomandato a tutti gli Stati Membri di sviluppare un’istruzione di qualità in informatica nell’istruzione sia primaria che secondaria.

In modo più specifico, si raccomanda di:

• inserire un insegnamento di alta qualità in informatica dall’inizio dell’educazione obbligatoria, avendo stabilito in modo chiaro gli obiettivi di apprendimento, il tempo dedicato e i metodi di valutazione, allo scopo di offrire a tutti gli studenti la possibilità di sviluppare le loro competenze digitali in modo scientificamente ben fondato,
• far sì che l’insegnamento dell’informatica sia erogato da insegnanti qualificati, che abbiano a disposizione risorse didattiche di qualità, approcci didattici ben fondati, e appropriati metodi di valutazione degli obiettivi di apprendimento.

Si manifesta quindi chiaramente a tutti gli Stati Membri la necessità di avere l’informatica come disciplina scientifica fondamentale per l’istruzione di tutti i cittadini nel 21-mo secolo. È un’indicazione quanto mai opportuna. Ricordiamo infatti che, con il passare da una società agricola ad una società industriale, il processo educativo delle persone è mutato, introducendo nell’istruzione obbligatoria elementi di quelle scienze (fisica, biologia, chimica, …) che sono alla base di ogni macchina industriale. Analogamente, nel passaggio dalla società industriale alla società digitale è necessario aggiungere nell’istruzione obbligatoria lo studio dell’informatica, indispensabile per comprendere le macchine digitali.

Questa raccomandazione è dunque una svolta epocale, che speriamo serva ad avviare finalmente in tutti i Paesi Europei una seria attività di formazione sull’informatica nella scuola. Ricordo che l’istruzione è una materia di competenza degli Stati Membri, per cui il ruolo dell’Unione Europea rimane sussidiario.

Tutti gli intervenuti sono stati concordi nel ribadire l’auspicio che in Italia venga avviata nella scuola un’intensa attività educativa in questa direzione, sottolineando l’importanza di fare sistema tra pubblico e privato.

In Italia, il Ministro dell’Istruzione e del Merito, Giuseppe Valditara, ha già da tempo dichiarato di voler rafforzare le preparazione scolastica nelle materie scientifiche, obiettivo quanto mai meritorio. Inoltre, dal momento che questa proposta della Commissione indica in modo evidente l’informatica come la materia scientifica alla base della preparazione per la società digitale, sarebbe opportuno integrare quanto previsto in tale settore, anche nell’ambito del PNRR, dove sono discusse solo le competenze operative di utilizzo della tecnologia digitale.

A questo fine, nella missione M4 (Istruzione e Ricerca) del PNRR è presente la sotto-componente C1.3 (Ampliamento delle competenze e potenziamento delle infrastrutture), che prevede l’investimento 3.1 (Nuove competenze e nuovi linguaggi), con l’obiettivo di «promuovere l’integrazione, all’interno dei curricula di tutti i cicli scolastici, di attività, metodologie e contenuti volti a sviluppare le competenze STEM, digitali e di innovazione», con a disposizione fondi per 1.100 milioni di euro.

Con il DM n.184 del 2023 sono state pubblicate le linee guida STEM, che danno solo indicazioni, necessariamente non dettagliate, su cosa fare relativamente alle competenze digitali. A tal proposito, si fa notare che il Laboratorio Informatica e Scuola del CINI, il Consorzio che raggruppa più di 50 università statali italiane attive nel settore dell’informatica ed è quindi l’istituzione di riferimento in Italia per la formazione in informatica, aveva preparato, già da dicembre 2017, una proposta molto dettagliata dei traguardi di competenze e degli obiettivi di apprendimento per l’insegnamento dell’informatica in tutte le fasce dell’istruzione obbligatoria, che viene citata in una nota delle linee guida stesse.

Il Ministero, con DM n.65 del 12 aprile 2023, ha già assegnato 600 milioni di euro alle scuole per lo sviluppo delle competenze STEM degli studenti: ogni istituto dovrà preparare i relativi progetti seguendo tali linee guida. Osserviamo preliminarmente che, per garantire sostenibilità nel lungo periodo ai processi di trasformazione digitale, in aggiunta alla formazione degli studenti è necessaria quella degli insegnanti, così da consentire di preparare i ragazzi anche negli anni successivi ai fondi PNRR. Inoltre, riteniamo che per aumentare l’efficacia dell’azione ministeriale occorra fornire agli istituti coinvolti, ben inteso senza ledere l’autonomia scolastica, indicazioni precise sui contenuti.

In quest’ottica, è utile guardare a chi, dei grandi paesi Europei, ha affrontato questo snodo prima di noi e può quindi indicarci una strada. Vi è l’esempio del Regno Unito. Nell’a.s. 2014-15 aveva inserito un curricolo di informatica obbligatorio per tutte le scuole. Nel novembre 2017 un rapporto della Royal Society aveva evidenziato che però la situazione era addirittura peggiorata. Allora nel novembre 2018 il governo ha deciso uno stanziamento di 84 milioni di sterline per la creazione, concretizzatasi nel 2019, di un istituto nazionale per l’insegnamento dell’informatica, il National Centre for Computing Education, che sta per essere rifinanziato.

Sulla linea di investimento 3.1 dovrebbero essere rimasti fondi in quantità sufficiente per un intervento di questo genere, imprescindibile se si vuol preparare il Paese alla transizione digitale.

È quindi indispensabile una chiara determinazione in questa direzione da parte della politica, che sia anche supportata da intese larghe e trasversali, per guidare una trasformazione che richiederà almeno un decennio per essere completata. Solo così potremo garantire alle future generazioni la possibilità di governare il loro futuro digitale.

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Versione originale pubblicata su "StartMAG" il 23 dicembre 2023.

Artificial intelligence and schools: let’s make things clear

by Enrico Nardelli

(versione italiana qua)

We are seeing a frantic race to adopt Artificial Intelligence (AI) tools in schools, even though they still have critical issues that, especially in a sector where interventions can have long-term effects, should be considered with extreme care and studied over a longer timeframe. I think it's important to avoid a repeat of what happened with the widespread introduction of digital devices in education over the last two decades. Only recently have we started paying attention to the problems that their excessive use has created. For example, see the final report published in June 2021 from the inquiry “Sull’impatto del digitale sugli studenti, con particolare riguardo ai processi di apprendimento” (= On the Impact of Digital Technology on Students, with Particular Attention to Learning Processes) conducted by the Senate’s Committee “Istruzione Pubblica e Beni Culturali” (= Public Education and Cultural Heritage).

Here are a few points to help foster a more thoughtful reflection on this topic.

Before getting started, it’s important to recall that different levels of education—primary, lower secondary, upper secondary, university, and vocational training—have different needs and require different approaches. Therefore, in this article, I will focus on the school sector. I've discussed the university world elsewhere. For instance, master's degree students, who already have foundational knowledge in a field and are working to deepen and refine it, can be asked to critically evaluate papers produced by AI tools. This serves as an important exercise to test their level of preparation. This approach, however, seems far less relevant in schools, where students are still building their basic skills. To be able to criticize, you first have to know and know how to do.

It is also essential to distinguish between the different roles for using AI in schools: students, teachers, and administrative staff. The latter two groups can use these tools to help with repetitive tasks (while paying close attention to data privacy). For students, however, repeated exercise of cognitive functions cannot be bypassed (through the use of such tools) without inevitably undermining the development of their skills. This point is too often overlooked, even though centuries of educational experience remind us that both physical and intellectual abilities require constant and repeated practice to be developed.

Additionally, it is crucial to distinguish between using technology and education on the scientific principles behind it, a distinction that is too often overlooked. AI tools, while enormously useful for rational cognitive work — that is, the kind of reasoning that starts from objective elements and produces new data that are logically consistent with and derived from those elements (something that, more generally, all computer systems do, the “cognitive machines” I discussed in my book La rivoluzione informatica) — operate through fairly complex mechanisms. To truly understand how they work, you need adequate mathematical and scientific prerequisites that schools typically don't provide.

In fact, Italy is still lagging when it comes to the basic scientific skills needed to successfully navigate the digital transition. For more on this, I suggest looking at the proceedings from the conference on teaching informatics in schools, held at the Accademia dei Lincei on October 19th. This is precisely the gap highlighted by the European Commission's recommendation from April 2023 (COM(2023) 206 final), which urged all member states to include high-quality informatics education from the beginning of compulsory schooling. The general public still doesn't truly grasp what informatics is—the scientific discipline that underpins the digital world. AI is a highly specialized field within informatics. And while its tools, like those from many other areas of informatics, can be used by the average person, a real understanding of how they function must be built on a foundation of basic informatics knowledge that most people currently lack. It's like trying to explain differential and integral calculus to someone who's never taken a math class.

Lastly, and no less important, we need to evaluate the risks and benefits of introducing AI tools into schools. They can certainly bring advantages for certain types of users by reducing the effort associated with repetitive cognitive-rational tasks. However, these potential benefits must be balanced against possible downsides. These include loss of privacy, the spread of misinformation, the generation of inaccurate texts based solely on statistics (so-called "hallucinations," which I've discussed a elsewhere), and the significant energy consumption and environmental impact. For instance, a single query to an AI-based tool can be dozens of times more costly than a query to a standard search engine. We also must consider the potential dehumanization of the teacher-student relationship, where the relational component is an essential aspect.

AI tools can boost teacher productivity by reducing the time spent on repetitive tasks, allowing educators to dedicate more attention to students who need it most. These routine tasks include, for example: generating exercise and exam questions, creating presentations from texts (summarization), generating texts from detailed outlines, and providing explanations for simple requests for clarification, among others. Of course, it is crucial to remain aware of their margins of error, which makes it necessary to carefully review whatever they produce (and therefore to have a solid grasp of the subject matter). Ultimately, responsibility always lies with the human, not the tool.

In general, however, unsupervised use of these tools by students for schoolwork should be avoided. Some, for example, have suggested they could use them at home to get a first evaluation of their homework. A rather odd idea—since at that point they might as well use them to write the assignments, too! More importantly, given the risk of hallucinations in these systems, the very students who would benefit most from such feedback are also the least equipped to spot the mistakes the tools might introduce. Of course, students will still have access to them through their smartphones, so rather than relying on prohibition, the better approach is to provide information and raise awareness, for example, through collective use and critical discussion in the classroom. On the other hand, and this is probably good news, the fact that anyone can produce a high-quality written text with these tools could encourage a renewed emphasis on direct human interaction and oral dialogue.

For some schools, particularly technical institutes for Informatics, curricula will need to be adapted (and supported by suitable professional development for teachers) to include adequate scientific and technological training in this field, which will significantly influence the world of work in the near future. Since those who choose this technical track are generally aiming to enter the job market directly after graduation, it's only right that preparation in this area becomes part of their education.

In conclusion, it will be essential for AI tools used in schools monitored and regulated by the public sector. This is to avoid the risks associated with purely commercial products that lack independent oversight regarding their development, the data they were trained on, the security checks they have undergone, how they use and manipulate provided data, and any potential gender- or diversity-related biases. These are all aspects with a high social impact and, for this reason, they require the highest level of attention. It should also be remembered that this technology is still in an experimental phase, and every one of our interactions with it contributes to its development completely free of charge. This would only be acceptable for a tool owned by the community, where any improvements would ultimately benefit everyone.

Approximately twenty years after video game consoles first appeared in Italy and fifteen years after smartphones became widespread, the Parliamentary Commission mentioned at the beginning concluded its investigation with these words: «There are physical harms… and there are psychological harms… But the most worrying thing is the progressive loss of essential mental faculties, the faculties that for millennia have represented what we broadly call intelligence: the ability to concentrate, memory, critical thinking, adaptability, dialectical skills... These are the effects that the use, which in most cases can only degenerate into abuse, of smartphones and video games produces on the youngest.» I would not want a new Parliamentary Commission, twenty years from now, to reach the same (or perhaps even more) alarming conclusions regarding the use of AI tools.

The future of our children is too important to be sacrificed on the altar of productivity and technological progress.

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The original version (in italian) has been published by "StartMAG" on 19 November 2023.

Intelligenza artificiale e scuola: facciamo chiarezza

di Enrico Nardelli

(english version here)

Stiamo osservando una corsa frenetica all’utilizzo degli strumenti di Intelligenza Artificiale (IA) nel mondo della scuola, quando essi presentano ancora alcuni aspetti critici che, soprattutto in questo settore in cui gli interventi sono grado di produrre effetti di lungo periodo, andrebbero invece considerati con estrema attenzione e studiati con tempi maggiormente dilatati. Mi sembra importante evitare che accada qualcosa di simile a quanto avvenuto con l’utilizzo dei dispositivi digitali, introdotti a tappeto nel settore dell’istruzione nel corso degli ultimi vent’anni e per i quali solo recentemente si sta facendo attenzione ai problemi che tale uso eccessivo ha creato. Si veda a tal proposito il documento finale, pubblicato nel giugno 2021, dell’indagine conoscitiva “Sull’impatto del digitale sugli studenti, con particolare riguardo ai processi di apprendimento” svolta dalla Commissione “Istruzione Pubblica e Beni Culturali” del Senato.

Espongo quindi nel seguito qualche elemento utile ad una riflessione più meditata su questo tema.

Prima di iniziare è necessario ricordare che i vari livelli della formazione (primaria, secondaria inferiore, secondaria superiore, terziaria, professionale) hanno esigenze diverse e richiedono approcci diversi. In questo articolo mi concentro quindi sul settore scolastico. Del mondo universitario ne ho parlato qua. Agli studenti di un corso di laurea magistrale, che hanno già competenze di base in un certo settore e le devono approfondire e raffinare, si può, ad esempio, chiedere che esaminino criticamente elaborati prodotti da strumenti dell’IA, come importante esercizio di verifica del loro livello di preparazione. Questo approccio non mi sembra invece così rilevante nel mondo scolastico, dove i discenti stanno ancora formando le loro competenze di base. Per poter criticare bisogna prima di tutto sapere e saper fare.

Bisogna poi distinguere tra i diversi ruoli per la fruizione dell’IA nella scuola: studenti, docenti, personale amministrativo. Le ultime due categorie possono usare questi strumenti per essere aiutati nello svolgimento di attività ripetitive (facendo attenzione agli aspetti relativi alla privacy dei dati ad essi forniti), laddove per gli studenti l’esercizio, anche ripetuto, delle funzioni cognitive non può essere evitato (mediante l’uso di questi strumenti) pena l’inevitabile carenza che ne conseguirebbe per lo sviluppo delle loro competenze. Questo elemento viene troppo spesso dimenticato, laddove un’esperienza educativa plurisecolare ci ricorda che non solo le capacità fisiche ma anche quelle intellettuali hanno necessità di esercizio costante e ripetuto per poter essere sviluppate.

Inoltre, è necessario differenziare tra uso della tecnologia e formazione sui suoi princìpi scientifici: si tratta di una distinzione troppo spesso ignorata. Gli strumenti dell’IA, pur potendo essere enormemente utili nel lavoro cognitivo razionale, cioè quello che a partire da elementi oggettivi consente di produrre nuovi dati logicamente consistenti con quelli di partenza e conseguenti da essi (qualcosa che – più in generale – fanno tutti i sistemi informatici, le “macchine cognitive” di cui ho parlato nel mio libro “La rivoluzione informatica”), hanno dei meccanismi di funzionamento abbastanza complessi che, per poter essere compresi, richiedono di essere introdotti solo in presenza degli adeguati prerequisiti matematici e scientifici che normalmente la scuola non fornisce.

Infatti, in Italia siamo ancora in ritardo sulle competenze scientifiche di base necessarie per poter affrontare con successo la transizione digitale (su questo tema invito a consultare gli atti del convegno svolto il 19 ottobre u.s. presso l’Accademia dei Lincei in tema di insegnamento dell’informatica nella scuola), come raccomandato ad Aprile 2023 della Commissione Europea di aprile 2023, COM(2023) 206 final, che ha esortato tutti gli stati membri a inserire un’istruzione di alta qualità sull’informatica fin dall’inizio dell’istruzione obbligatoria. Il grande pubblico non ha ancora capito cos’è davvero l’informatica, la disciplina scientifica alla base del mondo digitale. L’IA è un settore molto specialistico dell’informatica e se, come per molti altri settori dell’informatica, gli strumenti che esso produce sono utilizzabili anche dall’uomo comune, una comprensione dei suoi meccanismi di funzionamento deve essere basata su conoscenze di base di informatica che al momento le persone comuni non posseggono. Invece, è come se cercassimo di spiegare il calcolo differenziale e integrale a chi non ha mai studiato matematica nella scuola.

Infine, ma non meno importante, bisogna valutare rischi e benefici dell’inserimento degli strumenti dell’IA nella scuola. Essi possono apportare vantaggi, per alcune tipologie di utenti, riducendo la fatica legata ad attività cognitivo-razionali di tipo ripetitivo, ma i possibili vantaggi vanno valutati alla luce anche dei potenziali effetti negativi: riduzione della privacy, diffusione di disinformazioni, generazione di testi scorretti perché basati esclusivamente sulla statistica (le cosiddette allucinazioni – ne ho parlato qua), consumo energetico e relativo impatto ambientale (una query fatta ad uno strumento basato sull’IA ha un costo decine di volte superiore a quello di una query fatta ad un normale motore di ricerca), disumanizzazione del rapporto docente-studente in cui la componente relazionale è un aspetto essenziale.

Gli strumenti di IA possono infatti portare a una maggiore produttività per i docenti, se attraverso di essi riescono a ridurre il tempo dedicato alle attività ripetitive consentendo quindi loro di dedicarsi maggiormente alla cura degli studenti maggiormente bisognosi. Tra queste attività di routine ricordiamo, ad esempio: generazione di testi di esercizi e di esame, generazione di presentazioni a partire da testi (sommarizzazione), generazione di testi a partire da indici fini, fornire spiegazioni a richieste di chiarimenti semplici, etc. Ovviamente, è fondamentale essere sempre consapevoli che hanno dei margini di errore che richiedono di controllare sempre quanto da essi prodotto (e, quindi, di conoscere bene l’argomento che viene trattato) e che la responsabilità ultima è sempre della persona.

In generale, invece, il loro uso non sorvegliato da parte degli studenti per l’attività scolastica è da evitare. Alcuni, ad esempio, hanno suggerito che essi potrebbero usarli a casa per ottenere una prima valutazione dei loro compiti. Un po’ bizzarra, come idea, visto che a questo punto potrebbero poi anche usarli per produrre i compiti stessi! Ma soprattutto, alla luce delle possibili allucinazioni in cui questi strumenti incorrono, sono proprio gli studenti che più hanno bisogno di questa funzione quelli che meno sono in grado di rendersi conto di eventuali errori da essi commessi. Ovviamente gli studenti avranno comunque accesso ad essi attraverso i loro smartphone, e quindi bisognerà resistere a tentazioni proibizionistiche in favore di un’opera di informazione e diffusione di conoscenza, condotta – ad esempio – attraverso l’uso collettivo e la discussione critica nella classe. D’altro canto, è questa probabilmente è una buona notizia, il fatto che attraverso di essi sia possibile a chiunque produrre un testo scritto di buon livello, implicherà un ritorno e una maggiore presenza di rapporti umani diretti e dialogo orale.

Per alcuni indirizzi di scuola, penso in particolare agli istituti tecnici per l’informatica, andranno adeguati i curricoli (e sviluppato il necessario aggiornamento professionale per i docenti) per inserire un’adeguata formazione scientifica e tecnologica su questo settore, che influenzerà in modo significativo il mondo del lavoro nel prossimo futuro. Dato che chi sceglie questo indirizzo tecnico è generalmente orientato a entrare, al suo completamento, direttamente nel mercato del lavoro, è giusto che la preparazione in quest’ambito divenga parte della loro formazione.

Per concludere, sarà fondamentale che gli strumenti di IA usati nel mondo della scuola siano controllati/vigilati dal settore pubblico, onde evitare i rischi connessi a realizzazioni esclusivamente commerciali, che non hanno controlli indipendenti su come sono stati realizzati, con quali dati sono stati addestrati, a quali verifiche di sicurezza sono stati sottoposti, come usano e manipolano i dati forniti, in quali possibili discriminazioni legate al genere o ad altre diversità possono incorrere. Sono tutti aspetti che hanno un elevato impatto sociale e che per questo motivo richiedono il massimo livello di attenzione. Va anche ricordato che si tratta di una tecnologia ancora in fase sperimentale e che ogni nostra interazione con essa è un contributo al suo sviluppo fornito del tutto gratuitamente. Sarebbe accettabile solo per uno strumento posseduto dalla collettività e i cui miglioramenti vanno comunque a vantaggio di tutti.

Circa vent’anni anni dopo l’arrivo delle consolle di videogiochi e quindici anni dopo la diffusione degli smartphone in Italia, la Commissione Parlamentare citata in apertura concludeva la sua indagine con queste parole: «Ci sono i danni fisici ... E ci sono i danni psicologici ... Ma a preoccupare di più è la progressiva perdita di facoltà mentali essenziali, le facoltà che per millenni hanno rappresentato quella che sommariamente chiamiamo intelligenza: la capacità di concentrazione, la memoria, lo spirito critico, l’adattabilità, la capacità dialettica... Sono gli effetti che l’uso, che nella maggior parte dei casi non può che degenerare in abuso, di smartphone e video-giochi produce sui più giovani ». Non vorrei che tra altrettanto tempo una nuova Commisione Parlamentare arrivasse alle stesse (forse più) terribili conclusioni in riferimento all’uso degli strumenti dell’Intelligenza Artificiale.

Il futuro dei nostri figli è troppo importante per sacrificarlo sull’altare della produttività e del progresso tecnologico.

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Versione originale pubblicata su "StartMAG" il 19 novembre 2023.

Generative Artificial Intelligence: between Borges and the return of orality

by Enrico Nardelli

(versione italiana qua)

Everyone — or at least I hope everyone — is familiar with Jorge Luis Borges’ famous short story The Library of Babel (one of the most beautiful intersections of literature and mathematics). In the story, the brilliant Argentine writer imagines a library that extends infinitely in every direction, containing an infinite number of books with every possible combination of characters. In this way, it holds all the knowledge of the world, even that of which we are not yet aware, along with all its variations and contradictions.

During a recent interdisciplinary panel organized by colleagues at the University of Milano-Bicocca, where we discussed generative artificial intelligence (GenAI) and higher education, as well as how to handle the presence of GenAI in the production of theses, I first observed that over the past twenty years the process of writing theses has evolved. With the ubiquitous spread of digital technologies, students have shifted from spending long days in libraries to navigating the web through search engines. This was a huge leap forward, putting the libraries of the entire world at our fingertips. I then added that we are now witnessing another leap, at least of the same magnitude and probably even greater, since GenAI — of which ChatGPT is the most well-known example — not only brings us this knowledge but is also capable of extracting, summarizing, and linking it together into coherent arguments

In a sense, with generative AI, it's as if we now have access to an "active" library with superpowers. This is a transition similar to the one I described in my book La rivoluzione informatica, which occurred when we moved from the passive knowledge contained in books to the active knowledge in software programs—what I called "knowledge in action." With books, it was people who, after absorbing the content, could put that passive knowledge into action in the world. With computer programs, anyone can achieve the same effect by simply running the program on a digital device, even without having assimilated the knowledge it contains. Now, with generative AI, you can produce new texts on subjects you know little or nothing about.

Unfortunately, there's a problem: GenAI sometimes fabricates facts and cites non-existent works. This phenomenon has been called "hallucination," by analogy with the same term used for people, and it represents the main Achilles' heel of this powerful technology, demanding careful attention when it is used in educational settings. In other respects, I think Borges might have appreciated generative AI's ability to mix and combine fragments of existing texts, producing endless variations. I'm sure that creatives in every field, despite being rightly concerned about the thorny copyright issues generative AI is raising, appreciate these capabilities.

During the panel discussion, my colleagues and I debated what changes were needed in university teaching methods. The situation for schools is different, and I'll address that in a future article. From my perspective, which views computer systems — including GenAI — as "cognitive machines" that can amplify our purely rational and logical abilities, I don't think it makes sense to forbid a student from using a tool that reduces the mental effort of producing a certain piece of work, as long as they have mastered the specialized knowledge of the subject.

Provided, and I emphasize this because it is the central point, that the student has mastered the subject. Only then can a student recognize if something the GenAI has produced is an "hallucination." At a high level of abstraction, using GenAI systems is not very different from using a library. The ultimate responsibility for a text always lies with the author, regardless of their source material—be it a standard library or an "active" library with superpowers. If a student fails to find the most appropriate articles or volumes in a library, or if they copy text verbatim without proper citation, they have still done their work poorly. Similarly, if they use generative AI without the critical oversight that comes from a deep knowledge of the subject, they are making the same kind of mistake. Perhaps it's an even more serious mistake, because the tool is more powerful, and as a famous comic book character often says, «with great power comes great responsibility».

However, we agreed that, especially for bachelor's degrees, the traditional final paper or thesis may no longer make sense. The effort of putting it together from source material—the very process that helps students assimilate and internalize the knowledge—can now be almost entirely delegated to generative AI, which removes the potential benefits of the exercise.

Instead, I believe it's important to shift the emphasis back on a person’s ability to demonstrate, “on the spot,” the skills that the thesis was traditionally meant to prove. As the moral of Aesop’s fable reminds the braggart who boasted of a miraculous jump in Rhodes, «Hic Rhodus, hic salta» (= Here is Rhodes, jump here). If you can truly do it, you can do it anywhere.

I am convinced that the advent of GenAI marks a historical moment that, in some ways, mirrors the one that occurred about 2,500 years ago when writing overtook speech as the primary means of communication. That transition, which we can read about in memorable pages of Plato's Dialogues from the fourth century B.C., was the first step toward the spread of culture and the progress of humanity. However, in the Phaedrus, the Athenian philosopher recounts Socrates' view that written language is inferior to spoken language, especially when speech is used dialectically. Socrates argued that a written text cannot respond to questions from a reader and essentially serves only as a reminder for those who already know things, whereas spoken words are "in the soul" of the speaker and are thus capable to help those who need to learn.

I believe the availability of generative AI tools can restore power and value to orality, given that these tools enable anyone to produce written texts that seem to certify the possession of any skill whatsoever. If everyone can create these texts, their mere existence no longer proves anything, much like Socrates's critique of the written word. But if the author is questioned and challenged, it will become clear who truly possesses knowledge "in the soul" and who can only repeat "the same thing over and over." This is why I think academia will return, to some extent, to the very tradition practiced in the first Academy in history.

Of course, writing, especially with the incredible boost from Gutenberg's invention of the printing press in the fifteenth century, will always play a vital role in spreading knowledge.

But I find it beautiful that, to some degree, the latest and most revolutionary innovations in digital technology are giving new value to something very old—something only people can have: human connection and oral dialogue.

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The original version (in italian) has been published by "StartMAG" on 14 October 2023.

Il successo di ITADINFO: quando la passione e le persone fanno la differenza

di Enrico Nardelli

È appena finito ITADINFO, il convegno italiano sulla didattica dell'informatica nella scuola, che ha avuto a Bari la sua prima edizione. Ne scrivo a caldo, prima che la memoria di questi tre giorni inizi ad essere ricoperta dai nuovi impegni.

Quando con i colleghi del Laboratorio Informatica e Scuola, che raccoglie chi svolge attività di ricerca in questo ambito, avevamo discusso negli anni passati l'idea di avviare iniziative dedicate in modo specifico agli insegnanti, avvertivamo in qualche modo la loro importanza ma non sapevamo ancora quale avrebbe potuto essere la risposta da parte dei docenti. Insomma, di mestiere facciamo i ricercatori e i didatti, mentre far partire un convegno nazionale è un'attività più imprenditoriale, non esattamente nelle corde di un accademico. Teniamo presente che qui non stiamo parlando di sicurezza informatica o intelligenza artificiale, per le quali ci sono (giustamente) un'estrema attenzione e una grandissima disponibilità di risorse da parte di enti e istituzioni.

Qui si tratta di scuola, settore di cui spesso molti si riempiono la bocca, ma che ha purtroppo conosciuto dagli anni '80 ad ora un continuo definanziamento e degradazione del ruolo sociale, spingendo al contempo per una sua trasformazione da servizio essenziale di formazione di cittadini dotati di conoscenze e pensiero critico a fabbrica che deve sfornare in modo sempre più efficiente "prodotti" pronti ad essere consumati dal mercato. Atteggiamento suicida per una società che, nel secondo dopoguerra, grazie anche alla scuola di quel periodo che non faceva sconti a nessuno, era riuscita nel 1987 a diventare, da Paese semidistrutto da una guerra mondiale che aveva perso, la quinta potenza economica al mondo. Per un’analisi di questa tendenza e delle sue nefaste conseguenze segnalo, ex multis, "Il danno scolastico", il bel volume di Mastrocola e Ricolfi dal significativo sottotitolo “La scuola progressista come macchina della disuguaglianza”.

Poi, un paio di iniziative pilota (nel 2020 e nel 2022, ottimamente organizzate dai colleghi dell'Università di Milano Statale) ci avevano confortato e, alla fine, anche con l'incoraggiamento degli organi direttivi del CINI, il Consorzio Interuniversitario Nazionale per l'Informatica di cui il Laboratorio è uno dei bracci operativi, ci siamo lanciati nell'organizzazione.

Abbiamo trovato sponsor che hanno avuto fiducia in noi, mettendo a disposizione quelle risorse economiche senza le quali solo in fantasiosi resoconti giornalistici si riescono a organizzare iniziative serie, e che ritengo quindi doveroso ricordare in segno di ringraziamento. Gli sponsor espositori: Axios Italia, Edizioni Themis, PLD Artech; e gli sponsor: SeeWeb e KnowK. Il Magazine che ospita questo mio articolo ci ha dato una mano sulla diffusione mediatica. Avevamo scelto Bari, come sede di questo primo convegno, anche perché è stato uno dei primi atenei ad attivare in Italia corsi di laurea in informatica (che a quel tempo si chiamava "scienze dell'informazione") e la Puglia è tuttora una delle regioni in cui la comunità dei docenti scolastici interessati dall’informatica è più numerosa e attiva. Città e Regione ci hanno dato subito il patrocinio. L’eccellente lavoro del comitato organizzatore locale, "le magnifiche tre" colleghe del Dipartimento di Informatica (Veronica Rossano, Enrica Gentile e Paola Plantamura), ci ha portato in una sede che è un capolavoro dell’architettura razionalista degli anni ’30 (date un’occhiata a storia e foto) e ha preparato un programma sociale coi fiocchi.

Le nostre aspettative hanno superato ogni più rosea previsione. La città, per chi di noi non ci era mai stato o mancava da parecchio tempo, si è rivelata affascinante e ci ha accolto con un clima semplicemente perfetto.

Anche la sessione iniziale dei saluti istituzionali si è trasformata in una tavola rotonda multidisciplinare e ricca di stimoli. Il rettore dell'Università Di Bari Stefano Bronzini ha sottolineato l’importanza di non trascurare il lato umano e la formazione umanistica quando si parla di innovazione, aspetto sul quale gli informatici sono via via maggiormente attenti, considerando che le tecnologie digitali incidono in modo sempre più profondo sulla vita delle persone e sulle loro relazioni sociali.

Eugenio Di Sciascio, vice sindaco di Bari, ha ricordato che il problema di questo Paese non è mettere computer nelle scuole e nelle aziende, ma creare competenza sulla capacità di capire e governare questi strumenti. Osservazione che purtroppo, nella corsa alla trasformazione digitale, viene spesso dimenticata e che invece spinge a rimettere il ruolo della didattica scolastica e universitaria al centro della riflessione e della pianificazione.

Su questa linea ha continuato Filippo Lanubile, direttore del Dipartimento di informatica dell’ateneo barese, chiedendo di ridare importanza alla valutazione dell’attività didattica nella valutazione della carriera universitaria, pena l’impossibilità di far crescere quelle professionalità che sono necessarie per affrontare le sfide che ci pone una formazione universitaria moderna.

Ernesto Damiani, il presidente del CINI, ha riportato questa esigenza generale allo specifico mondo della scuola, dove per governare nel modo migliore un futuro sempre più digitale sarà fondamentale insegnare l’informatica facendo attenzione a far capire gli aspetti concettuali della disciplina, evitando di considerarne solo gli elementi tecnologici.

Nel chiudere questo giro di considerazioni, la cui singolare concordia mi ha fatto immediatamente capire che con questo evento avevamo centrato il bersaglio, ho ripreso lo stimolo del rettore, non a caso un letterato. Ho ricordato come Platone nei suoi immortali Dialoghi, abbia – con estrema pregnanza – evidenziato la componente affettiva della relazione educativa tra didàskalos e mathetés, maestro e allievo, come un aspetto fondamentale della paideia, la crescita etica e spirituale del discepolo. E affinché questa componente eserciti il suo effetto non ci deve essere tecnologia di mezzo, ma compresenza in uno stesso luogo fisico. La tecnologia digitale può arricchire le relazioni umane, se opportunamente utilizzata, ma rischia di impoverirle e distruggerle, se male utilizzata. Di questo aspetto noi informatici dobbiamo essere estremamente consapevoli e assumercene la responsabilità, esattamente allo stesso modo con cui nella seconda metà del secolo scorso i fisici si sono impegnati per evitare che il nucleare conducesse l’umanità all’estinzione.

Il programma scientifico che si è poi sviluppato ha visto docenti scolastici e ricercatori universitari offrire e assistere a resoconti di esperienze e laboratori formativi, in un dialogo stimolante e arricchente. L'uditorio è stato, dal primo all'ultimo momento, sempre presente, attento e numeroso, esperienza non proprio abituale, come ben sa chi per mestiere va a convegni scientifici.

Alla fine, quasi non volevamo più smettere.

I complimenti da parte dei docenti che hanno partecipato (molti visibili sulla pagina social del convegno) ci hanno dato la spinta a continuare, con la voglia di creare una comunità sempre più attiva e collaborativa.

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Versione originale pubblicata su "StartMAG" il 16 ottobre 2023.

Intelligenza artificiale generativa: tra Borges e il ritorno dell’oralità

di Enrico Nardelli

(english version here)

Tutti, o almeno lo spero, conoscono il famoso racconto di Borges “La biblioteca di Babele” (una delle più belle sintesi di letteratura e matematica) in cui l’eccelso scrittore argentino rappresenta questa biblioteca immaginaria che, estesa infinitamente in tutte le direzioni, contiene un numero infinito di volumi con tutte le possibili combinazioni di caratteri, racchiudendo quindi tutta la conoscenza del mondo, anche quella di cui non siamo ancora consapevoli, e tutte le sue variazioni e negazioni.

Nel corso di una recente tavola rotonda interdisciplinare organizzata dai colleghi dell’università Milano Bicocca, in cui si è parlato di intelligenza artificiale generativa (IAG) e formazione universitaria e di come gestire la presenza dell’IAG nella produzione delle tesi di laurea, ho prima osservato che nell'ultimo ventennio il processo di produzione delle tesi si è evoluto, con l'ubiqua diffusione delle tecnologie digitali, dal passare lunghe giornate in biblioteca allo scandire la rete attraverso i motori di ricerca. Uno scatto in avanti enorme, perché ha messo le biblioteche di tutto il mondo a portata delle nostre dita digitanti. Poi ho aggiunto che sta avvenendo adesso un altro balzo almeno della stessa portata e probabilmente superiore, visto che l’IAG (di cui ChatGPT è l'esempio più noto) oltre che riportarci questa conoscenza è anche in grado di farne estratti e sommari e concatenarla in argomentazioni.

In un certo senso, quindi, è come se adesso avessimo a disposizione con l’IAG una biblioteca "attiva" dotata di super-poteri. È un passaggio dello stesso tipo di quello, descritto nel mio libro "La rivoluzione informatica", che è avvenuto nel passaggio dalla conoscenza passiva contenuta nei libri alla conoscenza attiva contenuta nei programmi software ("conoscenza in azione", l'ho chiamata). Con i libri, erano le persone, dopo aver assimilato i libri, a far agire nel mondo la conoscenza passiva contenuta in essi. Con i programmi informatici, chiunque li abbia a disposizione, può ottenere lo stesso effetto, anche se non ha assimilato la conoscenza in essi contenuta, mandandoli in esecuzione su un dispositivo digitale. Con l’IAG potete produrre dei nuovi testi anche su argomenti di cui sapete poco o niente.

C’è purtroppo il problema che alle volte l’IAG racconta fatti che non sono accaduti e cita opere che non esistono. È stato chiamato “allucinazione”, per analogia con l’omonimo fenomeno che capita alle persone, e costituisce il principale tallone d’Achille di questa potente tecnologia ed elemento di estrema attenzione nel suo uso in campo educativo. Per altri versi, penso che Borges forse avrebbe apprezzato le capacità dei sistemi di IAG di mescolare e combinare frammenti di testi esistenti producendo variazioni a non finire. Sono sicuro che i creativi in ogni campo, anche se giustissimamente preoccupati dalle spinose questioni di diritto d’autore che l’IAG sta sollevando, ne apprezzino queste capacità.

Con i colleghi coinvolti nella tavola rotonda ci siamo interrogati su cosa dover cambiare nel modo di fare didattica all’università. Per la scuola è un discorso di altro tipo, che affronterò in un successivo articolo. Nella mia visione dei sistemi informatici, quindi anche di quelli che appartengono alla classe dell’IAG, come “macchine cognitive”, ovvero come meccanismi in grado di potenziare le nostre capacità puramente razionali e logiche, una volta che uno studente sia arrivato a padroneggiare la competenza specialistica di un certo insegnamento universitario, non ritengo sensato proibire l’utilizzo di un ausilio meccanico che gli allevii la fatica mentale di produrre un certo elaborato.

Purché, lo ripeto dal momento che è il punto centrale, padroneggi la materia. Solo in questo caso, infatti, può rendersi conto se qualcosa, in ciò che l’IAG ha prodotto è un’allucinazione. Ad alto livello di astrazione non cambia molto, quando si usano sistemi di IAG rispetto all’uso di una biblioteca. La responsabilità finale di un testo è sempre dell’autore che lo produce, qualunque sia le basi su cui si è poggiato: biblioteca standard o biblioteca “attiva” con super-poteri. Se in biblioteca non si trovano gli articoli o volumi più appropriati, se si copia pedissequamente il testo senza citare, lo studente ha comunque svolto male il suo lavoro. Se con l’IAG non si attua quel controllo che può derivare solo da un’approfondita conoscenza della materia, si fa lo stesso tipo di errore. Forse più grave, perché il mezzo è più potente e, come ripete sovente un noto personaggio dei fumetti, «da un grande potere derivano grandi responsabilità».

Abbiamo però convenuto che, soprattutto a livello di lauree triennali, richiedere il tradizionale elaborato finale, ovvero la tesi, rischia di non avere più senso, dato che la fatica di metterlo insieme a partire dal materiale di base – lavoro che poi determina che lo studente lo assimili e lo faccia suo – può essere quasi tutta delegata all’IAG, circostanza che ne rimuove i potenziali benefici.

Ritengo che sia invece importante riportare l'enfasi sulla capacità della persona di esibire "sul momento" le competenze il cui possesso veniva tradizionalmente attestato dalla scrittura della tesi. "Hic Rhodus, hic salta " viene ricordato nella favola di Esopo allo spaccone che si vantava di essere stato in grado di fare un salto prodigioso a Rodi: se è vero, puoi rifarlo dovunque, anche qua.

Sono convinto che, con l’avvento dell’IAG, siamo di fronte a un momento storico, per certi versi speculare a quello avvenuto circa 2500 anni fa, quando la scrittura prese il sopravvento, come mezzo primario di comunicazione, rispetto alla parola. Quella transizione, di cui abbiamo testimonianza, tra le altre, in memorabili pagine dei Dialoghi di Platone del quarto secolo avanti Cristo, è stata il primo passo per la diffusione della cultura e il progresso dell’umanità. Tuttavia, il filosofo ateniese riporta nel Fedro la posizione di Socrate che ritiene la parola scritta inferiore a quella orale, soprattutto se l’oralità è esercitata dialetticamente, poiché lo scritto non è in grado di rispondere a chi lo interroga e serve essenzialmente come ricordo a chi già sa le cose, mentre la parola detta è posseduta “nell’anima” di chi la pronuncia ed è quindi in grado di aiutare chi ha necessità di conoscere.

Ritengo che la disponibilità degli strumenti di IAG possa ridare forza e valore all’oralità, considerato che con tali strumenti tutti sono in grado di produrre ed esibire testi scritti che sembrano certificare il possesso di qualsivoglia competenza. Se tutti sono in grado di realizzarli, la loro presenza non è più in grado di dimostrare alcunché, come nella critica di Socrate al testo scritto. Ma se il loro autore viene interrogato e sollecitato, allora si vedrà chi davvero possiede la conoscenza “nell’anima” e chi è solo in grado di ripetere “sempre la stessa cosa”. Ecco perché penso che nell’accademia ritorneremo, in una qualche misura, a quella tradizione praticata proprio nella prima Accademia della storia.

È chiaro che la scrittura, soprattutto con l’incredibile potenziamento causato dall’invenzione della stampa a caratteri mobili ad opera di Gutenberg nel quindicesimo secolo, manterrà sempre un ruolo importante per la diffusione della conoscenza.

Ma trovo molto bello che, in una quale misura, proprio le ultime e più sconvolgenti innovazioni della tecnologia digitale stiano ridando valore a qualcosa di molto antico, a ciò che solo le persone possono avere: il rapporto umano e il dialogo orale.

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Versione originale pubblicata su "StartMAG" il 14 ottobre 2023.

Informatics in Schools: A Loud and Clear Signal from Europe

by Enrico Nardelli

(versione italiana qua)

For a long time now, I have been advocating in Italy and across Europe for the importance of teaching informatics in schools. Here at home, this effort is embodied by the Programma il Futuro project, which brings the scientific principles of informatics to schools at all levels and has reached its ninth year of implementation. At the European level, I have contributed through scientific associations in the field, culminating in the creation of the Informatics for All coalition. More recently, I have been trying to raise awareness of these issues among the general public through my book La rivoluzione informatica: conoscenza, consapevolezza e potere nella società digitale (The Informatics Revolution: Knowledge, Awareness, and Power in the Digital Society).

My conviction is that, just as the transition from an agricultural to an industrial society transformed education, introducing into compulsory schooling the sciences (physics, biology, chemistry, and so on) that underpin all industrial machinery, so the transition from an industrial to a digital society requires adding computer science to compulsory education, as the discipline essential to understanding digital machines.

Unfortunately, for the last twenty to thirty years in Europe, the myth of "digital skills" has reigned almost unchallenged, serving as the subject of dozens of European Union documents.

In the early 1990s, with the rapid spread of information technology made widely accessible by the personal computer, great emphasis was placed on the so-called European Computer Driving Licence , under the assumption that being able to “drive” a computer would suffice to ensure digital competence. This was short-sighted, akin to believing in the nineteenth century that teaching everyone to drive cars and motorcycles would be enough to industrialize a country. Knowing how to use digital devices and systems to facilitate teaching or work does not mean understanding the science behind their design and development.

Then, in the 2000s, "digital competence" was introduced as one of the Key Competences for Lifelong Learning, once again framing it essentially in terms of operational skills, when what was needed was to add informatics competencies alongside the traditional scientific ones: just as the natural sciences are essential for understanding the physical world, informatics is essential for understanding the digital one.

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More recently, with the widespread diffusion of digital devices at every level of society, another major misunderstanding has emerged: that of Digital Education, that is, teaching delivered through digital technology infrastructure. It was assumed that this approach, delivering lessons using digital systems and products, would automatically produce digitally competent citizens.

Nothing could be further from the truth. First, because using digital technologies does not necessarily improve teaching. Second, because it ties education to the availability of specific devices and platforms, which can become difficult to replace. A teacher who decides to change textbooks over the years is not normally bound to remain with the same publisher. But when a specific technology platform has been used for teaching, changing it becomes considerably more difficult. This is the well-known phenomenon of vendor lock-in, dreaded by anyone who cares about an organization's ability to evolve and adapt in response to market pressures and competition.

Another reason for the misunderstanding surrounding "Digital Education" is that it produces users and consumers of digital technologies rather than creators. For that purpose, one must teach the scientific discipline underlying their design and implementation. Just as knowing how to drive a car or operate a washing machine does not make one an engineer, and weighing or cooking pasta does not make one a physicist or chemist. In this respect, the European Union has spent rather too much time moving in the wrong direction.

In April 2023, the European Commission published a proposed Recommendation to the Council of the European Union (COM(2023) 206 final) that sends a strong and unambiguous signal on the teaching of computer science in schools. I will turn to its contents in a moment, but first I want to highlight that the accompanying technical staff working document contains an explicit acknowledgment of the strategic mistake that was made. It states that while « there is a fast emerging trend in educational systems to include Informatics as part of national curricula and as part of the general education for all», noting that «Informatics has progressively become an important foundational competence along with the three Rs: reading, writing, and arithmetic/mathematics», what happened in Europe was that «for some time, most European educational systems fell behind this trend, focusing more on digital literacy and with the digitalisation of teaching», It further admits that «the main limitation of this approach is that, despite providing pupils the means to use digital technologies, it does not fully equip them with the ability to create, control and develop digital contents».

The proposed Recommendation to the Council is very explicit on the teaching of informatics.
  Recital 19 states that « Regardless of curricular choices, it is necessary to promote quality education in informatics, supported by age- and developmentally appropriate teaching methods, quality resources, gender-balanced uptake, representation, and proper evaluation,» while Recital 26 recalls «… the challenges most Member States face in recruiting, retaining and preparing teachers, especially in informatics (for primary/secondary education …) or other specific/advanced digital areas (for higher education)».
  Point 4 of the recommendations calls on Member States to «Support high-quality education in informatics at school», specifically by ensuring that «From the start of compulsory education … all students have the opportunity to develop their digital skills through exposure to the core elements of informatics» and considering the possibility of «setting up a separate subject on informatics, to deliver a more targeted provision that has clear education and training goals, dedicated time, and structured assessment». It also emphasizes the importance of ensuring «that teaching and learning on informatics is supported by qualified and specialised teachers» and « promote diversity and a gender-balanced uptake and reduce any possible stereotype in the teaching and learning of informatics.».
  Point 5 focuses on the crucial role of teachers in this process, recommending that Member States «set up and improve measures to recruit and train specialised teachers in the area of informatics». It is worth recalling that in the United Kingdom, which introduced a compulsory computing curriculum in all schools starting from the first year of primary school in the 2014–15 academic year, it became evident after a few years that the situation had actually worsened due to the lack of a sufficient number of adequately trained teachers.

This therefore represents a historic turning point, which we hope will finally lead all European countries to undertake serious and sustained efforts in informatics education. Education remains a national competence, and the role of the European Union is therefore subsidiary. Fortunately, at least in Italy, the Minister of Education and Merit, Giuseppe Valditara, has already declared his intention to strengthen students’ preparation in scientific subjects. Since this Commission proposal clearly points to informatics as the foundational scientific subject for the digital society, we trust it will lead to a course correction from what has been planned so far in this sector, including within the PNRR, where the focus has remained on operational skills for using digital technology.

Like all educational processes, this is not something that can happen overnight — but what is at stake is our ability to be major players in the development of the digital society. Our academic community of computer scientists and software engineers stands ready, through the CINI National Laboratory "Informatics and Schools" which I direct, to support this process. This October we will be holding in Bari the first national conference on the teaching of informatics (ITADINFO), bringing together school teachers and university researchers.

What will now be required is strong political will, backed by the cross-party agreement that is indispensable for sustaining a change that will take at least a decade to fully take hold, so as to ensure that our children have the opportunity to shape and govern their own digital future.

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The original version (in italian) has been published by "StartMAG" on 17 May 2023.

Informatica nella scuola: dall’Europa un segnale forte e chiaro

di Enrico Nardelli

(english version here)

Da molto tempo ormai mi spendo in Italia e in Europa sul tema dell’importanza dell’insegnamento dell’informatica nella scuola. Qui da noi, attraverso il progetto Programma il Futuro, che porta nelle scuole di tutti i livelli i princìpi scientifici dell’informatica, arrivato quest’anno al nono anno di realizzazione. Sul continente, con l’attività condotta attraverso le associazioni scientifiche del settore, culminate nella costituzione della coalizione Informatics for All. Più recentemente, sto provando a diffondere la consapevolezza su questo tema anche a livello del grande pubblico con il mio libro La rivoluzione informatica: conoscenza, consapevolezza e potere nella società digitale.

Ritengo infatti che esattamente come il processo educativo delle persone è mutato, con il passare da una società agricola ad una società industriale, introducendo nell’istruzione obbligatoria elementi di quelle scienze (fisica, biologia, chimica, …) che sono alla base di ogni macchina industriale, così nel passaggio dalla società industriale alla società digitale sia necessario aggiungere nell’istruzione obbligatoria lo studio dell’informatica, indispensabile per comprendere le macchine digitali.

Purtroppo in Europa negli ultimi venti/trenta anni ha regnato pressoché indisturbato il mito delle “abilità digitali”, le digital skills oggetto di decine di documenti dell’Unione Europea.

All’inizio degli anni ’90, con l’esplosione della tecnologia informatica resa accessibile a tutti dalla diffusione del personal computer si è battuto in modo ossessivo il tasto della “patente europea del calcolatore” (European Computer Driving Licence ) pensando che sarebbe bastato “saper guidare” un computer per essere digitalmente competenti. Una miopia: come se nell’Ottocento avessimo pensato che sarebbe bastato insegnare a tutti a guidare automobili e motociclette per industrializzare un Paese. Saper usare dispositivi e sistemi digitali per facilitare l’insegnamento o il lavoro non vuol dire conoscere la scienza alla base della loro progettazione e realizzazione.

Negli anni 2000, poi, sono state introdotte le “competenze digitali” tra le competenze chiave per l’apprendimento permanente (Key Competences for Lifelong Learning ), di nuovo articolandole sostanzialmente in termini di abilità operative, quando invece sarebbe stato indispensabile aggiungere alle competenze scientifiche tradizionali, necessarie per comprendere il mondo fisico, quelle informatiche, essenziali per comprendere il mondo digitale.

Infine, negli ultimi anni, con le diffusione a tutti i livelli dei dispositivi digitali è nato il grande equivoco della Digital Education, cioè dell’insegnamento mediante infrastrutture basate sulle tecnologie digitali. Si è pensato che questo approccio alla scuola, cioè fare lezione usando sistemi e prodotti digitali, avrebbe prodotto cittadini digitalmente competenti.

Niente di più sbagliato. Prima di tutto perché non è detto che usare le tecnologie digitali migliori necessariamente l’insegnamento, poi perché si lega l’insegnamento alla disponibilità di dispositivi che spesso diventano determinanti, nel senso che non sono facilmente sostituibili. Un insegnante che decide di cambiare libro di testo con il passare degli anni non sarà normalmente vincolato a scegliere una stessa casa editrice. Se invece per l’insegnamento è stata usata una specifica piattaforma tecnologica ecco che il cambiamento diventa notevolmente più difficile. Si tratta del ben noto fenomeno del vendor lock-in, temuto da tutti coloro che hanno a cuore la capacità di un’azienda di evolvere e cambiare in risposta alle sfide del mercato e della competizione.

Un ulteriore motivo di equivoco sulla “Digital Education” è che questa produce utenti/consumatori di tecnologie e prodotti digitali e non creatori degli stessi. Per questo scopo serve insegnare la disciplina scientifica alla base della progettazione e realizzazione delle stesse. Esattamente nello stesso modo che saper guidare un’automobile o usare una lavatrice non produce un ingegnere, né saper pesare la pasta o cucinarla produce un fisico o un chimico. Su questo aspetto l’Unione Europea si è baloccata un po’ troppo nella direzione sbagliata.

Ad Aprile 2023 è stata pubblicata dalla Commissione Europea una proposta di Raccomandazione al Consiglio dell’Unione Europea (COM(2023) 206 final) che manda un segnale forte e chiaro in tema di insegnamento dell’informatica nella scuola. Vedremo subito cosa contiene. Voglio però prima sottolineare che nel relativo documento tecnico di accompagnamento c’è un esplicito riconoscimento dell’errore strategico commesso. Vi si dice infatti che, mentre «è riconosciuta a livello internazionale l’esistenza di una tendenza emergente e marcata nei sistemi educativi verso l’inclusione dell’Informatica come parte dei curriculi nazionali e come parte dell’istruzione per tutti i cittadini », ricordando che «l’Informatica è progressivamente diventata un’importante competenza fondamentale a fianco delle tre-R: lettuRa, scrittuRa, aRitmetica », ciò che è accaduto sul nostro continente è che «per un po’ di tempo, la maggior parte dei sistemi educativi europei sono rimasti in ritardo su questa tendenza, focalizzandosi più sull’alfabetizzazione digitale e sulla digitalizzazione dell’insegnamento ». Infine ammette che «Il limite maggiore di questo approccio è che, nonostante fornisca agli studenti i mezzi per usare le tecnologie digitali, non li equipaggia adeguatamente con le capacità di creare, controllare e sviluppare i contenuti digitali ».

La proposta di Raccomandazione al Consiglio è molto esplicita in tema di insegnamento dell’informatica.
  Il “considerando” 19 infatti afferma «A prescindere dalle scelte curricolari, è necessario promuovere un'istruzione di qualità nell'informatica, coadiuvata da metodi di insegnamento idonei all'età e alla fase di sviluppo, da risorse di qualità, da rappresentanza e diffusione equilibrate dal punto di vista del genere, nonché da una valutazione adeguata », mentre il “considerando” 26 ricorda «… i problemi che quasi tutti gli Stati membri devono affrontare per l'assunzione, il mantenimento in servizio e la preparazione degli insegnanti, in particolare nell'informatica (per l'istruzione primaria/secondaria …) o in altri settori digitali specifici/avanzati (per l'istruzione superiore) ».
  Al punto 4 delle raccomandazioni si richiede agli Stati Membri di «sostenere un'istruzione di alta qualità in informatica a scuola », in particolare garantendo che «fin dall'inizio dell'istruzione obbligatoria … tutti gli studenti abbiano l'opportunità di sviluppare le proprie competenze digitali attraverso l'esposizione agli elementi fondamentali dell'informatica » e prendendo in considerazione «la possibilità di introdurre l'informatica come materia distinta, per fornire un'offerta più mirata che abbia obiettivi chiari in termini di istruzione e formazione, ore di lezione e valutazione strutturata ». Viene anche sottolineata l’importanza «provvedere affinché l'insegnamento e l'apprendimento dell'informatica siano sostenuti da docenti qualificati e specializzati » e di «promuovere la diversità e una diffusione equilibrata dal punto di vista del genere e ridurre eventuali stereotipi nell'insegnamento e nell'apprendimento dell'informatica ».
  Il punto 5 è dedicato al ruolo fondamentale che in questo processo devono svolgere i docenti, raccomandando agli Stati membri di «istituire e migliorare le misure per l'assunzione e la formazione di docenti specializzati nel settore dell'informatica ». Ricordiamo che nel Regno Unito, che aveva introdotto nell’anno scolastico 2014-15 un curriculum di informatica obbligatorio in tutte le scuole a partire dalla prima elementare, si sono accorti dopo qualche anno che la situazione era addirittura peggiorata per l’assenza di un congruo numero di docenti adeguatamente preparati.

Si tratta quindi di una svolta epocale, che speriamo serva ad avviare finalmente in tutti i Paesi Europei una seria attività di formazione sull’informatica nella scuola. Ricordo che l’istruzione è una materia di competenza degli Stati Membri, per cui il ruolo dell’Unione Europea rimane sussidiario. Fortunatamente, almeno in Italia, il Ministro dell’Istruzione e del Merito, Giuseppe Valditara, ha già da tempo dichiarato di voler rafforzare le preparazione scolastica nelle materie scientifiche. Dal momento che questa proposta della Commissione indica chiaramente l’informatica come la materia scientifica alla base della preparazione per la società digitale, confidiamo che ne risulti un aggiustamento di rotta rispetto a quanto finora messo in cantiere in tale settore, anche nell’ambito del PNRR, dove si è continuato a puntare sulle competenze operative di utilizzo della tecnologia digitale.

Come tutti i processi educativi, non è qualcosa che possa accadere in breve tempo, ma è in gioco la possibilità di essere attori di primo piano nello sviluppo della società digitale. La nostra comunità accademica di informatici e ingegneri informatici è pronta, attraverso il Laboratorio Nazionale CINI “Informatica e Scuola” da me diretto, ad accompagnare questo processo. Quest’anno svolgeremo a ottobre a Bari il primo convegno nazionale sulla didattica dell’informatica (ITADINFO), con la partecipazione di docenti della scuola e ricercatori universitari.

Sarà adesso necessaria una forte volontà politica, accompagnata da un accordo bi-partisan indispensabile per supportare un cambiamento che richiede tempi almeno decennali per andare a regime, per assicurare ai nostri figli la possibilità di governare il loro futuro digitale.

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Versione originale pubblicata su "StartMAG" il 17 maggio 2023.

Stop and think… The unbearable impulse to be the first to comment on social media

di Isabella Corradini

These days everyone is talking about the decision of the Italian Data Protection Authority to block the use of ChaptGPT, the natural language processing tool based on artificial intelligence, capable of performing various functions, including to provide answers to questions or write/summarize texts requested by users. I do not want to dwell on that, although I have my own opinion, since this is not the aspect I want to highlight in this article.

What I want to highlight instead is the human tendency, especially when discussing topics like digital innovation, to "jump into the fray" by completely removing the moment of reflection, which is needed to make reasonable evaluations. We know how digital technologies are producing significant changes in our social and working daily life, which would require an in-depth examination. Instead, never as in this period, many experts and self-called experts challenge each other with posts and comments on social media to have their say, by siding as if they were watching a football match. Unfortunately, it also happens that someone exaggerates, because social media, given their nature, certainly do not encourage an articulated debate on issues requiring much more space and time for a fruitful discussion.

What I observe is the growth of this tendency, which could be called as "the impulse to be the first to comment facts on social media", as if there were no tomorrow. It does not matter if there is not enough knowledge about the actual facts, what matters is to be constantly present on social media and prove “to be on the ball”.

Needless to say, this way of intervening on complex issues, such as ChatGPT (but there can be many other examples), makes the public debate ineffective, as well as entailing the real risk of determining a poor quality of the information. That is certainly devastating from a communicative point of view and, above all, has the relevant consequence of hampering the correct spreading of information (I wonder whether this is the real goal in the end...). Not to mention that all these efforts - often in a frantic way - are not justly rewarded, considering the Internet cauldron in which they will end up. We have to consider that those articles, in the current era, quickly become outdated.

The frenzy that drives individuals to comment also explains certain views: just think of those - probably not having many other points of discussion - claiming that certain things must be done absolutely and quickly, otherwise the country (Italy in this case) risks falling behind in comparison to other countries. In short, the important thing is always to move forward "whatever it takes", how and with what consequences it does not matter. An example is represented by all those who get excited by reading about large large investments in Artificial Intelligence announced by important companies, while they do not care about the fact that those same companies, as a result of the huge investments, plan to lay off thousands of people.

Some days ago, I attended a pleasant meeting in Milan together with a group of experts with different skills and backgrounds (the DLNet coordinated by a friend of mine, Andrea Lisi, a lawyer), where we also discussed the "anxious way" used by people to interact on social media. We asked ourselves whether it is better to provide answers on the spot or think about it one more day, at the cost of losing the moment of glory. We came to the same conclusion, namely that there would be a greater benefit for society if, before diving into the sea of posts regarding a specific event, individuals stop and think and then express their opinion with a cold mind and in a more reasonable way. 

Stop and think: something that should be an integral and enriching part of the human nature, but that we are often debasing. Whether it is social media, technological innovations or the fear of falling behind, in the current era stopping and thinking is no longer fashionable. 

The paradox is that in educating kids to develop a conscious use of digital technologies, one of the most used slogans is: think before you post! 

That is why adults first should set a good example.

The debate on the future in society of Artificial Intelligence has just begun

by Enrico Nardelli

(versione italiana qua)

The debate over the use of ChatGPT has been raging in recent days, especially because of the news about the decision to block it issued by the Italian Data Protection Authority, which has elicited opposite reactions: some applauding it, others considering it as a liberticidal and authoritarian measure. I therefore believe that, first of all, it is necessary to make it clear, even to those who know nothing about what is "under the hood" of digital technologies, which is the issue at stake.

For this purpose, I propose a thought experiment which may appear distant from the topic of this article, but which, in my opinion, illustrates the essence of the situation very well. So, imagine that someone comes along with a machine of the size of a gas boiler for an apartment and says to you: "Here is a mini-nuclear reactor for domestic use, its initial charge of fissile material is capable of giving you hot water for heating and all the needs of the house for the next 10 years, and it costs only a few thousand euros!"

Certainly, with this solution, we could solve many problems and all live better. However, it could happen that, every now and then, such an object would overheat and produce a mini nuclear explosion....

Not a very attractive prospect, is it? Even though our society would not be destroyed or damaged, it would seem obvious to everyone that the game is not worth the candle. Equally obvious is that we would not allow them to be freely marketed, even if the manufacturing companies insisted that they would soon find solutions able to prevent explosions altogether. In a similar way, observing that this is a strategic technology for our country, which would be developed by others if we did not, would not be a valid reason to accept its uncontrolled use.

In the case of generative Artificial Intelligence (AI) systems, ChatGPT is the most famous example of, we are in a similar situation: the enormous power which nuclear technology deploys at the physical level is comparable to what AI based systems release at a cognitive level. In my recent book “La rivoluzione informatica. Conoscenza, consapevolezza e potere nella società digitale” (= The Informatics Revolution. Knowledge, awareness and power in the digital society), I introduced the term “cognitive machines”, to denote the fact that any digital system, not only the AI based ones, acts at this level where it is able, through its purely logical-rational capabilities, to concatenate and infer data, emulating what previously only human beings were able to carry out. I synthetically described in a previous article their dangers in relation to the cognitive development of children.

The possible evolution of this scenario is even more harmful if we consider that, while mini-reactors would have to be built, shipped and put in place one by one with hardly compressible timeframes, these other systems (also called "chatbots") can be replicated at will with no effort at all and made available anywhere in the blink of an eye.

All the media have therefore given great visibility to the appeal, launched on March 29 by very important people in the AI area, including scientists like Yoshua Bengio or Stuart Russell and entrepreneurs like Elon Musk or Steve Wozniak, with the goal of blocking for 6 months the development of the next generation of chatbot technology.

The problem is real and I can understand why so many of my colleagues have supported this appeal with their signature.

Further comments by equally relevant scientists, however, have pointed to the risk that such an appeal actually contributes to the frenzy that has reached soaring levels in recent months, diverting the attention from the real problems. As noted – among others – by Emily Bender, the researcher who in 2020 published, along with Timnit Gebru (the scientist who was later fired by Google for this very reason), the first paper warning of the potential negative effects of this technology, the letter points to some false problems (e.g., that the realization of a "digital mind" is now imminent or that a system with "general artificial intelligence" is now possible) while neglecting many of the real ones, such as the absolute lack of transparency about how these systems have been developed and work, the lack of clarity about safety tests conducted, the risk that accessibility to everyone is already spreading misinformation that is also very harmful (in my previous article I brought a few examples), the fact that their development significantly affects the consumption of natural resources.

As I discussed in other occasions, I do not think it makes sense to block research and development in this area but, as the thought experiment described at the beginning of this article I hope has shown, some form of regulation must be found to balance the indispensable precautionary principle with the importance of using innovation to improve society.

That is why I believe the decision taken by the Italian Data Protection Authority is appropriate, even though not decisive. The way forward is the one Center for AI and Digital Policy in the U.S. has indicated by filing a complaint with the Federal Trade Commission (the independent agency of the U.S. government dedicated to consumer protection and competition oversight) and calling on it to intervene since chatbots engage in behaviors that are deceptive to consumers and dangerous from the standpoint of information accuracy and user safety.

A similar request was made by the European Consumers' Organization, which asked national and European authorities to open an investigation into these systems.

Better focused on the real issues at stake, however, is the open letter published by Leuven University in Belgium. It calls up the manipulation risk that people may face by interacting with chatbots, as some individuals build a bond with what they perceive as another human being, a bond that can result in harmful situations.

In fact, the main threat chatbots pose to humans is that they exhibit human-like competence on the syntactic level but are light years away from our semantic competence. They have no real understanding of the meaning of what they are producing, but (and this is a major problem on the social level) since they express themselves in a form that is meaningful to us, we project onto their outputs the meaning that is within us.

In a nutshell, these are the proposals of this second appeal: awareness-raising campaigns for the general public, investing in research on the impact of AI on fundamental rights, creating a broad public debate on the role to be given to AI in society, establishing a legal framework with strong guarantees for users, meanwhile taking all necessary measures to protect citizens under existing legislation.

We are nowadays facing extremely powerful systems which, as Evgeny Morozov recently reminded us in his article in The Guardian, are neither intelligent in the sense that we humans give to this term, nor artificial since – as demonstrated ad abundantiam, among others, by Antonio Casilli in his book "Schiavi del Click" – they are based on an enormous amount of undeclared and poorly paid human labor carried out in Third World countries, as well as on our (in)voluntary contribution consisting of all the "digital traces" we relentlessly provide during our activity on the Web.

The potential benefits are enormous, but so are the risks. The future is in our hands: we must figure out together, democratically, what form we want it to take.

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The original version (in italian) has been published by "StartMAG" on 3 April 2023.