Syllabus del corso
Titolo
Fondamenti di Scienze Cognitive e Intelligenza Artificiale
Argomenti e articolazione del corso
Nate dalle ceneri del comportamentismo e sostenute dallo sviluppo dell’informatica, le cosiddette “scienze cognitive” analizzano i processi mentali umani in termini di processi di elaborazione delle informazioni. Tale modo di “pensare la mente” svolge un ruolo fondamentale nello studio dei processi di apprendimento e di ragionamento individuale e sociale. Il corso introduce ai fondamenti epistemologici, storici e teorici delle scienze cognitive, con particolare riferimento alla “teoria della mente”, ed è particolarmente raccomandato alle studentesse e agli studenti che desiderano approfondire lo studio scientifico dei processi cognitivi connessi all’apprendimento e il rapporto tra psicologia e intelligenza artificiale.
La prima parte del corso (38 ore di Didattica Erogativa, che però darà ampio spazio al dialogo in aula) affronta alcune questioni epistemologiche fondamentali per capire il modo in cui le scienze cognitive teorizzano sui processi mentali: il meccanicismo, il concetto di “mente”, la relazione tra mente e cervello, la cosiddetta “psicologia del senso comune”. Questo excursus epistemologico sarà intrecciato con una storia delle scienze cognitive, che prenderà le mosse dal meccanicismo dell’età moderna e attraverserà il comportamentismo, la cibernetica, lo sviluppo dell’informatica teorica e dell’Intelligenza Artificiale, la comparsa delle prime concezioni rappresentazionali della mente e delle “macchine psichiche” nella prima metà del XX secolo.
La seconda parte del corso, svolta sotto forma di Didattica Interattiva, comprenderà 12 ore di approfondimento sulla “teoria della mente” e sul suo sviluppo nelle prime fasi della vita. Questa fase si svolgerà attraverso la lettura di alcuni articoli scientifici di particolare rilievo storico, teorico e metodologico, e introdurrà alla distinzione tra cosiddette “teorie rappresentazionali” e “teorie simulative” sulle capacità di mentalizzazione.
Altre 6 ore di Didattica Interattiva (da remoto) saranno dedicate all’analisi di articoli scientifici autonomamente selezionati e analizzati dalle studentesse e dagli studenti (individualmente o a gruppi di due). Questa parte del corso intende promuovere la capacità di orientarsi nella letteratura scientifica e di presentare contenuti complessi.
Il corso sarà supportato dal materiale e dallo staff del RobotiCSS Lab - Laboratorio di Robotica per le Scienze Cognitive e Sociali dell'Università degli Studi di Milano-Bicocca (https://www.roboticss.formazione.unimib.it/), collocato nell'edificio U16 e coordinato dal titolare del corso.
Obiettivi
Gli obiettivi del corso vengono qui descritti secondo l’articolazione dei “Descrittori di Dublino”. Il corso si inquadra a pieno titolo negli obiettivi del CdS in Scienze Pedagogiche, ed è particolarmente raccomandato alle studentesse e agli studenti che desiderano approfondire lo studio scientifico dei processi cognitivi connessi all’apprendimento (con particolare riferimento alla teoria della mente) e il rapporto tra psicologia e intelligenza artificiale.
1. Conoscenza e capacità di comprensione
Le scienze cognitive costituiscono uno dei principali orientamenti contemporanei allo studio della mente e dei processi mentali che hanno luogo durante l’apprendimento. Il corso sviluppa conoscenze che possono essere utili per interpretare, modellizzare, e analizzare dal punto di vista scientifico in che modo la cognizione umana procede e si modifica in contesti di educazione formale, non formale e informale. Fornirà conoscenze di base sulle scienze cognitive (anche nella sua interazione con l’intelligenza artificiale) con particolare riferimento, soprattutto nella seconda parte del corso, alla cosiddetta “teoria della mente”, il cui sviluppo costituisce un passo fondamentale dell’apprendimento e dell’azione sociale. Più specificamente, le conoscenze fornite saranno di carattere epistemologico, storico e teorico.
- Epistemologia delle scienze cognitive. Saranno presentati e discussi i principali argomenti a sostegno dell’idea che la mente umana e animale, e i processi mentali sottesi all’apprendimento apprendimento, possano essere concepiti nei termini di elaborazione di rappresentazioni e dunque simulati al calcolatore.
- Storia delle scienze cognitive. Prendendo le mosse dal meccanicismo dell’età moderna, si tracceranno i principali antecedenti storici delle scienze cognitive (comportamentismo, cibernetica, sviluppo dell’informatica teorica).
- Conoscenze teoriche. Si presenteranno le principali teorie (rappresentazionale e simulativa) elaborate per spiegare le capacità di mentalizzazione in bambine/i e adulti.
2. Conoscenza e capacità di comprensione applicate
Il corso stimolerà la capacità di analizzare, da una prospettiva cognitivista, i processi mentali che hanno luogo durante l’apprendimento formale, informale e non formale (con particolare riferimento allo sviluppo della teoria della mente). Allo sviluppo di questa capacità concorreranno soprattutto
- Le 12 ore di didattica interattiva dedicata alla lettura e all’analisi degli articoli scientifici sulla teoria della mente che costituiscono parte del programma;
- le 6 ore di didattica interattiva (laboratorio) svolte da remoto, in cui le studentesse e gli studenti saranno invitate e invitati a studiare e presentare un articolo scientifico che tratta di processi cognitivi nell’apprendimento.
3. Autonomia di giudizio
La frequenza del corso – in particolare, le 18 ore di didattica interattiva – stimolerà la capacità, nelle studentesse e negli studenti, di elaborare un punto di vista personale, ma ben argomentato, sul ruolo della scienza cognitiva e dell’intelligenza artificiale nello studio della mente e dei processi di apprendimento.
4. Abilità comunicative
La frequenza del corso – in particolare, delle 6 ore laboratoriali – stimolerà la capacità di interpretare e presentare in modo coerente e ben argomentato il contenuto di articoli scientifici anche attraverso strumenti multimediali.
5. Capacità di apprendere
Soprattutto nelle ore di didattica interattiva, il corso stimolerà la capacità di integrare autonomamente il corpus delle proprie conoscenze e competenze anche attraverso ricerche su motori di ricerca scientifici (Scopus, Web of Science, Scholar).
Metodologie utilizzate
Il corso, della durata complessiva di 56 ore, comprenderà 38 ore di Didattica Erogativa (68%) e 18 ore di Didattica Interattiva (32%). Delle 18 ore di Didattica Interattiva, 6 (10,7% del monte ore totale) saranno svolte in remoto, su piattaforma Webex, in modalità sincrona durante le ore regolari del corso o in orari concordati con le studentesse e gli studenti che evitino sovrapposizioni con altre lezioni.
Le 38 ore di Didattica Erogativa assumeranno la forma di lezioni frontali, che tuttavia promuoveranno un costante dialogo in aula. Le 18 ore di Didattica Interattiva saranno così organizzate:
- 12 ore (in presenza) saranno dedicate alla lettura e all’analisi degli articoli scientifici sulla teoria della mente che costituiscono parte del programma.
- 6 ore di didattica interattiva (laboratorio) saranno svolte da remoto. Le studentesse e gli studenti (individualmente o a gruppi di 2) saranno invitate e invitati a selezionare, studiare e presentare un articolo scientifico che tratta di processi cognitivi nell’apprendimento.
L’insegnamento sarà erogato in lingua italiana.
Materiali didattici (online, offline)
La pagina e-learning del corso sarà frequentemente aggiornata con le diapositive proiettate in aula e con testi di approfondimento.
Programma e bibliografia
La bibliografia comprende i seguenti testi in italiano.
- E. Datteri, Che cos'è la scienza cognitiva. Carocci, 2017.
- W. Bechtel, A. Abrahamsen, G. Graham, Menti, cervelli e calcolatori. Storia della scienza cognitiva. Laterza, 2004.
Comprende inoltre i seguenti articoli in inglese, scaricabili attraverso la Biblioteca di Ateneo. Gli articoli saranno analizzati in aula in 12 ore di Didattica Interattiva.
3. Baron-Cohen, S., Leslie, A. M., & Frith, U. (1985). Does the autistic child have a “theory of mind” ? Cognition, 21(1), 37–46.
4. Butterfill, S. A., & Apperly, I. A. (2013). How to Construct a Minimal Theory of Mind. Mind & Language, 28(5), 606–637.
5. Gallese, V., & Goldman, A. (1998). Mirror neurons and the simulation theory of mind-reading. Trends in Cognitive Sciences, 2(12).
6. Low, J., & Perner, J. (2012). Implicit and explicit theory of mind: State of the art. British Journal of Developmental Psychology, 30(1), 1–13.
Modalità d'esame
L'esame consisterà esclusivamente in una prova orale (non sono previste prove scritte né prove in itinere di alcun genere). Sono previste due modalità di esame. Ogni studentessa/studente può decidere liberamente quale modalità preferisce, informando il docente poco prima dell’appello.
A) Discussione generale sui temi del corso. Si tratta della modalità classica in cui, attraverso domande sui temi del corso, il docente accerta il conseguimento degli obiettivi di apprendimento.
B) Presentazione di un articolo di ricerca. La studentessa o lo studente espone un articolo scientifico su temi legati alle scienze cognitive e/o alla teoria della mente. Il docente instaura un dialogo in cui stimola la studentessa o lo studente a collegare i temi dell’articolo con quelli discussi a lezione.
Il voto finale tiene conto dei seguenti aspetti (presentati seguendo la linea dei Descrittori di Dublino):
- Conoscenza e capacità di comprensione degli argomenti del corso; conoscenza e capacità di comprensione applicate all’analisi dei processi di apprendimento (50%);
- Autonomia di giudizio: capacità, dimostrata durante l’interazione con il docente in fase di esame orale, di elaborare e ben argomentare propri punti di vista (20%);
- Abilità comunicative: capacità di utilizzare un lessico appropriato al dominio di indagine (20%);
- Capacità di apprendere: capacità di integrare il proprio corpus di conoscenze attraverso ricerche autonome (10%).
Orario di ricevimento
Per concordare un orario di ricevimento online o in sede (edificio U6, quarto piano) contattare il docente all'indirizzo email edoardo.datteri@unimib.it.
Durata dei programmi
I programmi valgono due anni accademici.
Sustainable Development Goals
Course title
Foundations of Cognitive Science and Artificial Intelligence
Topics and course structure
Born from the ashes of behaviorism and supported by the development of information technology, the so-called “cognitive sciences” analyze human mental processes in terms of information processing. This way of “thinking about the mind” plays a fundamental role in the study of individual and social learning and reasoning processes. The course introduces the epistemological, historical, and theoretical foundations of cognitive science, with particular reference to the “theory of mind,” and is especially recommended for students who wish to deepen their scientific study of cognitive processes related to learning and the relationship between psychology and artificial intelligence.
The first part of the course (38 hours of teaching, which will, however, give ample space to classroom discussion) addresses some fundamental epistemological issues for understanding how cognitive science theorizes about mental processes: mechanism, the concept of “mind,” the relationship between mind and brain, and the so-called “common sense psychology.” This epistemological overview will be intertwined with a history of cognitive science, starting with modern mechanistic thinking and moving on to behaviorism, cybernetics, the development of theoretical computer science and artificial intelligence, and the emergence of the first representational conceptions of the mind and “psychic machines” in the first half of the 20th century.
The second part of the course, conducted in the form of Interactive Teaching, will include 12 hours of in-depth study of “theory of mind” and its development in the early stages of life. This phase will take place through the reading of scientific articles of particular historical, theoretical, and methodological relevance, and will introduce the distinction between so-called “representational theories” and “simulative theories” on mentalization abilities.
Another 6 hours of Interactive Teaching (remote) will be dedicated to the analysis of scientific articles independently selected and analyzed by students (individually or in groups of two). This part of the course aims to promote the ability to navigate scientific literature and present complex content.
The course will be supported by the material and staff of the RobotiCSS Lab - Robotics Laboratory for Cognitive and Social Sciences of the University of Milan-Bicocca (https://www.roboticss.formazione.unimib.it/), located in building U16 and coordinated by the course coordinator.
Objectives
The objectives of the course are described here according to the “Dublin Descriptors.” The course is fully in line with the objectives of the Master's Degree in Advanced Educational Sciences and is particularly recommended for students who wish to deepen their scientific study of the cognitive processes related to learning (with particular reference to theory of mind) and the relationship between psychology and artificial intelligence.
1. Knowledge and understanding
Cognitive science is one of the main contemporary approaches to the study of the mind and the mental processes that take place during learning. The course develops knowledge that can be useful for interpreting, modeling, and analyzing from a scientific point of view how human cognition proceeds and changes in formal, non-formal, and informal educational contexts. It will provide basic knowledge of cognitive science (including its interaction with artificial intelligence) with particular reference, especially in the second part of the course, to the so-called ‘theory of mind’, the development of which is a fundamental step in learning and social action. More specifically, the knowledge provided will be epistemological, historical, and theoretical in nature.
- Epistemology of cognitive science. The main arguments supporting the idea that the human and animal mind, and the mental processes underlying learning, can be conceived in terms of the processing of representations and therefore simulated on a computer will be presented and discussed.
- History of cognitive science. Starting from the mechanistic approach of the modern age, the main historical antecedents of cognitive science (behaviorism, cybernetics, development of theoretical computer science) will be traced.
- Theoretical knowledge. The main theories (representational and simulation) developed to explain mentalization abilities in children and adults will be presented.
2. Applied knowledge and understanding
The course will stimulate the ability to analyze, from a cognitive perspective, the mental processes that take place during formal, informal, and non-formal learning (with particular reference to the development of theory of mind). The development of this ability will be aided in particular by
- The 12 hours of interactive teaching dedicated to reading and analyzing scientific articles on theory of mind that are part of the program;
- The 6 hours of interactive teaching (workshop) carried out remotely, in which students will be invited to study and present a scientific article dealing with cognitive processes in learning.
3. Autonomy of judgment
The frequency of the course—in particular, the 18 hours of interactive teaching—will stimulate students' ability to develop a personal but well-argued point of view on the role of cognitive science and artificial intelligence in the study of the mind and learning processes.
4. Communication skills
The frequency of the course – in particular, the 6 hours of workshops – will stimulate the ability to interpret and present the content of scientific articles in a coherent and well-argued manner, including through the use of multimedia tools.
5. Learning skills
Especially during the interactive teaching hours, the course will stimulate the ability to independently integrate one's own knowledge and skills, including through research on scientific search engines (Scopus, Web of Science, Scholar).
Methodologies
The course, with a total duration of 56 hours, will include 38 hours of Traditional Teaching (68%) and 18 hours of Interactive Teaching (32%). Of the 18 hours of Interactive Teaching, 6 (10.7% of the total hours) will be carried out remotely, on the Webex platform, in synchronous mode during regular course hours or at times agreed with students to avoid overlap with other lessons.
The 38 hours of Traditional Teaching will take the form of lectures, which will nevertheless promote constant dialogue in the classroom. The 18 hours of Interactive Teaching will be organized as follows:
- 12 hours (in person) will be dedicated to reading and analyzing scientific articles on theory of mind that are part of the program.
- 6 hours of interactive teaching (laboratory) will be carried out remotely. Students (individually or in groups of 2) will be invited to select, study, and present a scientific article dealing with cognitive processes in learning.
The course will be taught in Italian.
Online and offline teaching materials
The e-learning page for the course will be frequently updated with the slides shown in class and additional texts for further reading.
Programme and references
- E. Datteri, Che cos'è la scienza cognitiva. Carocci, 2017.
- W. Bechtel, A. Abrahamsen, G. Graham, Menti, cervelli e calcolatori. Storia della scienza cognitiva. Laterza, 2004.
- Baron-Cohen, S., Leslie, A. M., & Frith, U. (1985). Does the autistic child have a “theory of mind” ? Cognition, 21(1), 37–46.
- Butterfill, S. A., & Apperly, I. A. (2013). How to Construct a Minimal Theory of Mind. Mind & Language, 28(5), 606–637.
- Gallese, V., & Goldman, A. (1998). Mirror neurons and the simulation theory of mind-reading. Trends in Cognitive Sciences, 2(12).
- Low, J., & Perner, J. (2012). Implicit and explicit theory of mind: State of the art. British Journal of Developmental Psychology, 30(1), 1–13.
Assessment methods
The exam will consist exclusively of an oral test (there will be no written tests or ongoing assessments of any kind). There are two exam options. Each student is free to choose which option they prefer, informing the teacher shortly before the exam date.
A) General discussion on the topics covered in the course. This is the traditional method in which the teacher assesses the achievement of the learning objectives through questions on the topics covered in the course.
B) Presentation of a research article. The student presents a scientific article on topics related to cognitive science and/or theory of mind. The teacher engages in a dialogue in which they encourage the student to link the topics of the article to those discussed in class.
The final grade takes into account the following aspects (presented in line with the Dublin Descriptors):
- Knowledge and understanding of the course topics; knowledge and understanding applied to the analysis of learning processes (50%);
- Autonomy of judgment: ability, demonstrated during interaction with the teacher in the oral exam, to develop and argue one's own points of view (20%);
- Communication skills: ability to use vocabulary appropriate to the field of study (20%);
- Learning skills: ability to integrate one's own body of knowledge through independent research (10%).
Office hours
To arrange an appointment online or in person (building U6, fourth floor), please contact the instructor at edoardo.datteri@unimib.it.
Programme validity
The programs are valid for two academic years.
Sustainable Development Goals
Staff
-
Edoardo Datteri
