Macchine operatrici: istruzioni

Introduzione

Le macchine operatrici sono degli "elaboratori" che acquisiscono dei dati (input) e li trasformano in un risultato (output) seguendo un algoritmo invariante e "nascosto", analogamente alle macchine black-box o “marchingegni”. Ai bambini si richiede di ideare un'operazione o una sequenza di operazioni (modello teorico) che riproduca il comportamento della macchina (sistema sperimentale).

Nei casi più completi, chi investiga scopre prima delle regolarità ricorrenti o leggi. Queste leggi dovranno essere combinate in un’unica teoria che permetta di prevedere il risultato ottenuto da un esperimento qualsiasi senza ricorrere alla ricorsione. Abbiamo messo operazioni aritmetiche nel "motore" delle nostre macchine operatrici, che si alimentano di numeri naturali e danno numeri naturali in uscita.

Un obiettivo importante di queste macchine operatrici "aritmetiche" è che con esse si può migliorare l'abilità di calcolo a mente e la comprensione delle operazioni aritmetiche divertendosi. Per questa ragione si possono usare le macchine operatrici fin dalla seconda elementare (limitandosi ai livelli di difficoltà più bassi).

Ma la ragione principale per cui abbiamo progettato questa unità didattica è per applicare il concetto di modello teorico in situazioni più astratte.

Il "motore" delle macchine operatrici può inizialmente essere fornito da un alunno che, alla lavagna, pensa l'operazione o sequenza di operazioni aritmetiche. Poi ripete invariate tali operazioni sui dati in ingresso, forniti dai compagni di classe, scrivendo i risultati, finché questi non saranno in grado di prevedere i risultati.

Il parallelo con la natura della scienza è evidente: il calcolo nascosto è il "meccanismo" o "motore sconosciuto" che produce i fenomeni; l'input sono le condizioni e le variabili sperimentali scelte dagli scienziati (il resto della classe); dopo pochi tentativi (esperimenti di esplorazione preliminari) i bambini cercano spontaneamente un modello di calcolo che dia conto del comportamento della macchina. Quindi ripetono gli esperimenti per convalidare i vari modelli. Se le loro previsioni corrispondono con l'output (risultato dell'esperimento), procedono ad ulteriori conferme. I modelli si sforzano di riprodurre fedelmente la realtà osservabile. Invece la realtà nascosta nella macchina, come per i "marchingegni", non esce mai allo scoperto. Quando gli scienziati ottengono previsioni corrette, considerano valida la loro teoria, ma non possono mai essere definitivamente certi che la natura complessa si comporti veramente secondo tali modelli.

Tutorial scaricabili

Abbiamo realizzato anche delle versioni software di tali macchine operatrici, funzionanti con flash sotto sistemi Windows da XP in avanti. Occorre prima scaricare e installare alcuni file utilizzati dal tutore parlante che spiegherà ai bambini (e agli adulti) come usare il programma. Alcuni sistemi operativi necessitano di alcuni file specifici di sistema, quindi conviene seguire le stesse istruzioni per qualunque sistema operativo. Il punto 7 è necessario solo per i sistemi operativi Windows 8 e 10.

1. scaricare e installare i componenti ActiveX da qui (programma creato tramite VB scuola)
2. scaricare ed estrarre le cartelle compresse delle tre M.O.
   M.O. 11 (Un input e un output, 192 kB)
   M.O. 12 (Un input e due output, 130 kB)
   M.O. 21 (Due input e un output, 732 kB)
3. Scaricare il componente ActiveX: flash.ocx (918 kB) e salvarlo nella cartella C:\WINDOWS\SYSTEM32
4. scaricare il file comdlg32.ocx e copiarlo nella cartella di Windows System per Windows 8, oppure in System32 per Windows 10;
5. scaricare il file mscomctl.ocx e copiarlo nella cartella C:/Windows/Sistem32,
6. Scaricare il file Genie.exe quindi lanciare ed eseguire lo stesso file. Verificare che nella cartella C:/Windows/msagent/char, oltre al carattere parlante Merlin.acs inserito precedentemente, sia ora presente anche Genie.acs (serve per MO 12).
7. Per Windows 8 e 10 solamente: aprire il prompt dei comandi (come utente amministratore andare su Start o sulla bandiera di Windows in basso a sinistra e, nella barra bianca per la ricerca dei programmi scrivere cmd e dare invio; si apre una finestra nera) e scrivere dopo il cursore i seguenti comandi:
   regsvr32 comdlg32.ocx e dare invio (deve apparire: operazione effettuata con successo)
   regsvr32 mscomctl.ocx e dare invio (deve apparire: operazione effettuata con successo)
8. Estrarre le cartelle zippate di ciascuna delle M.O.: con un doppio click sui file zippati scaricati nel passo 2, estrarre e aprire ciascuna cartella.  (se occorre scaricare e installare WinZip free)
9. Per lanciare i programmi .exe delle macchine operatrici, cercate, in ciascuna delle cartelle, il rispettivo file eseguibile, MO11.exe, MO12.exe o MO21.exe. Con un doppio clic su tali file sarà lanciato il programma e immediatamente riceverete le istruzioni dal tutor parlante.

In certi casi si è visto che l'attivazione dei componenti richiede un secondo tentativo di lancio del programma. A questo punto effettuare un riavvio per sicurezza, quindi tutte le MO.exe funzionano e … parlano!

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