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 ai marchingegni. Ai bambini si richiede di ideare un'operazione o una sequenza di operazioni (modello) che  riproduca il comportamento della macchina (sistema sperimentale).

Per ora abbiamo messo delle 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 per cui abbiamo progettato questa unità didattica è per applicare il concetto di modello 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 il modello scientifico 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 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 valido il loro modello, ma non possono mai essere definitivamente certi che la natura complessa si comporti veramente secondo tali modelli.

TUTORIAL SCARICABILI

Stiamo realizzando anche delle versioni software di tali macchine operatrici. Occorre prima scaricare e installare alcuni file utilizzati dal tutore parlante che spiegherà ai bambini (e agli adulti) come usare il programma. Anche il sistema operativo XP necessita di alcuni dei file di sistema, quindi conviene seguire le stesse istruzioni per qualunque sistema operativo. Le fasi 1 e 2 vanno comunque effettuate una volta per tutte.

FASE 1. Scaricare i componenti necessari di MS AGENT (in qualsiasi cartella):
A. Componente principale (395 kB)
B. meccanismo di decodifica text to speech (129 kB)

C. Traduttore dal testo al vocale in italiano (2 MB)

D. Runtime SAPI 4.0a 424 (kB), fornisce la favella agli assistenti.

E. Caratteri degli assistenti Merlin.exe  (serve per MO 11 e MO 21) e Genie.exe (serve per MO 12)

(Tutti gli stessi componenti, tranne genie.exe possono essere scaricati e installati direttamente dal sito www.vbscuola.it a questo indirizzo)

Una volta scaricati, installare i pacchetti A, B, C, D, E (è sufficiente cliccare su di essi e dare OK). Questa procedura va effettuata una sola volta.

F. Scaricare il componente ActiveX: flash.ocx (918 kB) e salvarlo nella cartella C:\WINDOWS\SYSTEM32 

FASE 2. Scaricare una delle seguenti Macchine Operatrici (cartella zippata)
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)
M.O. 22 (Due input e due output: da realizzare)

FASE 3. Estrarre la cartella zippata della M.O. con un doppio click (necessario winzip), aprire la cartella e lanciare il programma, presente nella cartella stessa con nome MO11, MO12 o MO21.
In certi casi si è visto che l'attivazione dei componenti richiede un secondo tentativo di lancio del programma.

PER QUALSIASI PROBLEMA DI INSTALLAZIONE, FUNZIONAMENTO O USO DIDATTICO, SONO GRADITISSIMI GLI INTERVENTI AL FORUM DI SCIENZAINRETE

MOBL (Macchine Operatrici a Blocchi Logici)

Stiamo mettendo a punto delle macchine operatrici che trasformano i blocchi logici anziché i numeri. Oltre ad essere adeguate ai bambini più piccoli, esse avranno anche la possibilità di essere programmate (i meccanismi di trasformazione potranno essere decisi dal bambino o dall'insegnante e altri bambini dovranno poi effettuare esperimenti per individuare il meccanismo di trasformazione, come quando questo è generato casualmente)

Le operazioni effettuate sui blocchi logici riguarderanno E (AND); NON (NOT); O inclusivo (OR); O esclusivo o disgiuntivo (O a NON b, O b NON a), indicato con XOR),  ovviamente dosabili a seconda del livello di difficoltà e del livello dei bambini.

Un esempio  di meccanismo avanzato: tutti i blocchi Gialli O Spessi --diventino--> Blu E Grandi

Abbiamo già realizzato, grazie all'abilità programmatoria di Natale, dei prototipi funzionanti online, che possono essere lanciati da questo indirizzo.