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Martedì, 24 Maggio 2022
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Modena mette a punto l'intelligenza artificiale per "svecchiare" la didattica universitaria

Uno studio firmato da ricercatori e ricercatrici di Unimore su intelligenza artificiale e nuovi sistemi educativi pubblicato su “Communications of the ACM”, una tra le principali riviste informative di scienze informatiche al mondo

L’intelligenza artificiale al centro della rivoluzione degli attuali sistemi educativi universitari: si basa su questo assunto la ricerca intitolata “Digital Twins and Artificial Intelligence: as Pillars of Personalized Learning Models” e pubblicata in questi giorni da “Communications of the ACM” (Association for Computing Machinery), la prestigiosa rivista scientifica di punta della comunità di accademici e scienziati di informatica più grande del mondo. 

Lo studio è stato condotta da Marco Furini, Professore ordinario di Informatica presso il DCE di Unimore, Manuela Montangero, Professoressa Associata di Informatica presso il FIM di Unimore, Elvira Pelle, Senior Researcher di Statistica sociale presso il DCE di Unimore, insieme a Silvia Mirri, Professoressa Associata di Informatica dell’Università di Bologna, Catia Prandi Senior Researcher di Informatica dell’Università di Bologna, Ombretta Gaggi, Professoressa Associata di Informatica dell’Università di Padova e Francesco Poggi, ricercatore presso il CNR. 

“Con alcuni colleghi – commenta il Prof. Marco Furini - abbiamo analizzato gli attuali sistemi educativi e abbiamo capito che sono ormai inadeguati per la società di oggi. Sono troppo rigidi, non sono in grado di supportare adeguatamente gli studenti universitari che hanno impegni di lavoro, obblighi familiari, vincoli finanziari o menomazioni psico-fisiche. Per questo abbiamo pensato a come usare l’intelligenza artificiale per sviluppare modelli di apprendimento personalizzati, inclusivi e accessibili. Questi modelli avranno un enorme impatto sociale, culturale ed economico. Inoltre, permetteranno di realizzare almeno due degli obiettivi di sostenibilità (“migliorare la qualità dell’educazione” e “riduzione dell’ineguaglianza”) delineati dall’Assemblea delle Nazioni Unite.”

Secondo gli autori e le autrici, gli attuali sistemi educativi universitari si basano su lezioni in aula e sono stati progettati per supportare gli studenti a tempo pieno, ma il profilo degli studenti universitari è cambiato nel corso degli anni e, con esso, sono cambiate alcune necessità. Qualora il ritmo di insegnamento non dovesse corrispondere alle esigenze di studentesse e studenti, questi ultimi sarebbero certamente più propensi ad una scarsa partecipazione attiva, che potrebbe portare ad un definitivo abbandono degli studi universitari.

Negli Stati Uniti, la percentuale di abbandono degli studi universitari è del 40%, mentre in Europa è mediamente del 10%: una situazione, questa, che, lungi dal poter essere considerato un fallimento personale di studentesse e studenti, sottende spesso una carenza del sistema educativo che può potenzialmente influenzare la società di domani.

Ma in che modo i Digital Twin e l’intelligenza artificiale potranno aiutare a costruire modelli di apprendimento personalizzati? Il Digital Twin è una replica digitale di un'entità? fisica di uno studente che può essere creata con dati relativi al suo background accademico (es. esami passati, voti delle superiori), al suo comportamento nel campus (es. attività in biblioteca, tempo in classe), al suo consumo di materiale didattico come video lezioni, dispense, presentazioni. Questi dati verranno analizzati con algoritmi di intelligenza artificiale per identificare lacune o per produrre suggerimenti e previsioni. 

“Per arrivare alla creazione di questo innovativo strumento – continua il Prof. Furini – ci attendono numerose sfide: la prima riguarda l'infrastruttura multimediale e IoT. Le tecnologie multimediali devono facilitare l'attività didattica, non complicarla. Una seconda sfida è progettare algoritmi basati sull'apprendimento automatico per produrre automaticamente materiale didattico da utilizzare su richiesta. La terza sfida riguarda la personalizzazione dell'esperienza di apprendimento. La personalizzazione cambierà il mondo dell'istruzione come ha fatto con lo scenario dell'intrattenimento. L’ultima sfida riguarda la progettazione di interfacce accessibili e personalizzate. Non solo interfacce visive, ma anche chatbot, interfacce conversazionali. Questo è un compito multidisciplinare e richiede il coinvolgimento di informatici, psicologi cognitivi e statistici per comprendere le esigenze degli studenti.”

“I modelli di apprendimento personalizzati – conclude il Prof. Furini - avranno non solo un profondo impatto sociale ma anche economico, in quanto il progresso di un Paese è fortemente correlato al livello di istruzione dei suoi cittadini. Uno scarso livello di istruzione oggi, si traduce in un lavoro scarsamente retribuito domani (parlando di singoli) o in difficoltà nel reperire personale qualificato per competere nell’arena globale (parlando di aziende). 

“Communications of the ACM” è la rivista di punta di ACM, la comunità di accademici e scienziati di informatica più grande del mondo. È il principale contenitore delle tecnologie informatiche, che copre le ultime scoperte, innovazioni e ricerche che ispirano e influenzano il campo. Ogni mese, Communications offre ai lettori storie approfondite di aree emergenti dell'informatica, nuove tendenze nell'IT e applicazioni pratiche di ricerca. I leader del settore usano la rivista per discutere le implicazioni tecnologiche, le politiche pubbliche, le sfide ingegneristiche e le tendenze del mercato. Letta da ricercatori e professionisti dell'informatica in tutto il mondo, Communications è riconosciuta come la fonte di informazioni del settore più affidabile e competente per i professionisti dell'informatica di oggi. 

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