Anno Accademico 2006-07 LABORATORIO DI TECNOLOGIE DELL EDUCAZIONE

Anno Accademico 2006-07 LABORATORIO DI TECNOLOGIE DELL EDUCAZIONE Prof. Andrea Porcarelli Applet, Learning Object, Ambienti di Pubblicazione e di Simulazione Prof. Claudio Cancelli SILSIS- Sede di Bergamo e Brescia

2 Applet, Learning Object, Ambienti di Pubblicazione e di Simulazione Scopo del presente elaborato è mettere in evidenza l uso delle Tecnologie dell Informazione e della Comunicazione (TIC) che si possono adottare per l Unità di Apprendimento n.4 Le Porte Logiche e l Algebra di Boole prevista nella programmazione modulare della materia Controlli Automatici per le classi terze degli Istituti Professionali per l Industria e l Artigianato. OBIETTIVI Il suddetto elaborato prende in esame le opportunità formative e didattiche che l uso di alcune tecnologie informatiche consente: 1. Indurre gli studenti ad utilizzare tali tecnologie per assolvere con MAGGIORE EFFICACIA i propri impegni RISULTATO L apprendimento risulterà facilitato. Le attività di recupero pomeridiano e l attività formativa in generale contribuiranno ad accrescere le competenze in quanto viene richiesto un coinvolgimento globale che solo l uso di questi strumenti è in grado di garantire. 2. Comprendere l UTILITA e riconoscere i risultati raggiunti RISULTATO Per compensare l asssenza parziale o totale di strumentazione ed apparecchiature di laboratorio e la difficoltà di affrontare gli aggiornamenti adeguati all evoluzione tecnologica si possono utilizzare emulazioni e simulazioni di applicazioni altrimenti non possibili. SILSIS- Sede di Bergamo e Brescia

3 3. Programmare l USO di strumenti offerti prevalentemente in modalità freeware RISULTATO Non sono richiesti acquisti di software applicativi e di base. E necessaria soltanto una programmazione didattica opportunamente integrata con l esecuzione di tali applicazioni. 4. Accrescere la SENSIBILITA DEL DOCENTE a fare ricerca di applicazioni disponibili in rete, a farne un uso coerente con i contenuti disciplinari ed, eventualmente, impostare attività di sviluppo RISULTATO Risulterà incentivato l uso dell informatica nelle scuole a supporto dell attività di insegnamento. Il docente potrà apprezzare i lavori di comunità, vedrà facilitato il suo compito ed otterrà maggiore interesse per la materia. Valuterà, inoltre, la possibilità di realizzare applicazioni software con finalità di tipo didattico. INDICE A. PROGRAMMAZIONE MODULARE U.d.A. n.ro 4 (SINTESI) Pag. 4 B. INTRODUZIONE ALLE TECNOLOGIE INFORMATICHE Pag. 6 C. REDAZIONE E PUBBLICAZIONE VIA WEB.... Pag. 6 D. APPLET DIDATTICI.... Pag. 8 E. LEARNING OBJECT ED AMBIENTI DI SIMULAZIONE... Pag. 10 F. CONCLUSIONI..... Pag. 12 SILSIS- Sede di Bergamo e Brescia

4 A - PROGRAMMAZIONE MODULARE UDA n.ro 4 (SINTESI) INSEGNANTE: ISTITUTO: DOCENTE TITOLARE DEL CORSO IPSIA - INDIRIZZO ELETTRONICO MATERIA: Controlli Automatici CLASSE: III SEZ. A TITOLO: LE PORTE LOGICHE E L ALGEBRA DI BOOLE: tipologie, analisi tramite l espressione logica e la tabella della verità, realizzazione e collaudo di circuiti DURATA: 45 ORE PERIODO: APR. 2007 MAG. 2007 OBIETTIVI FORMATIVI: 1. Fornire gli elementi necessari alla comprensione della terminologia tecnica e dei concetti fondamentali utilizzati in elettronica digitale. 2. Comprendere le reti combinatorie per svolgere l analisi circuitale. 3. Saper realizzare in laboratorio semplici progetti. 4. Saper applicare i criteri di collaudo per la verifica della corretta funzionalità. CONTENUTI: A. I circuiti integrati e le famiglie logiche. B. Le operazioni fondamentali dell algebra di Boole (negazione, somma, prodotto). C. Comprensione delle operazioni logiche tramite le espressioni logiche e le tabelle della verità per le porte logiche elementari (NOT, Buffer non invertente, AND, OR, NAND, NOR. X-OR, X-NOR) D. Realizzazione in laboratorio di semplici circuiti con porte logiche elementari; saper collaudare i suddetti circuiti. E. Applicazione delle porte universali NAND e NOR per la realizzazione delle reti combinatorie. METODOLOGIE DIDATTIC HE L unità di apprendimento n.ro 4 viene realizzata mediante lezioni frontali, lezioni dialogate, lavori di gruppo in classe, esercitazioni di laboratorio individuali e di gruppo, discussioni e valutazioni interattive. SILSIS- Sede di Bergamo e Brescia

5 TECNOLOGIE DIDATTICHE Uso delle applicazioni disponibili con il pacchetto base di office (word, excel, power point). Uso di applets e di learning object durante l attività didattica di teoria e di laboratorio, durante le esercitazioni di consolidamento e di recupero. Uso del sito WEB scolastico per la pubblicazione della documentazione didattica e delle esercitazioni svolte in laboratorio. STRUMENTI Bread-Board. Circuiti Integrati. Componenti passivi. Strumentazione di laboratorio (Alimentatore, Multimetro, Generatore di Funzione, Tester, Oscilloscopio). PC, pacchetto Office ed accesso alla rete Internet. PREPARAZIONE DELL UdA Le lezioni inerenti l UdA in oggetto vanno preparate avendo come riferimento, per la tipologia di lezione che si intende adottare, il testo scolastico, esercizi e problemi eventualmente già svolti, repository WEB con applet, learning object ed ambienti di simulazione coerenti con gli obiettivi da perseguire. La lezione verrà strutturata alternando alla lezione teorica ed alle esercitazioni di laboratorio l esecuzione degli applet, dei learning object e degli ambienti di simulazione precedentemente individuati e testati. Lo studente o il gruppo di studenti che vengono individuati per redigere le relazioni vengono inizialmente individuati ed informati sul tipo di attività da svolgere e sulle modalità con le quali elaborare le informazioni e fornire il risultato finale. VERIFICHE Interrogazioni orali con l esecuzione di esercizi. Verifica sommativa in forma scritta con quesiti teorici (test chiusi, questionari aperti) e numerici inerenti gli obiettivi considerati. Esercitazioni di laboratorio. Realizzazione di progetti e relazioni individuali e di gruppo. SILSIS- Sede di Bergamo e Brescia

6 B - INTRODUZIONE ALLE TECNOLOGIE INFORMATICHE Le TIC che vengono proposte riguardano l attività didattica e formativa che coinvolge l Unità di Apprendimento n.ro 4 Le porte logiche e l algebra di Boole e si basano sull uso della piattaforma tecnologica che utilizza Internet sia per la consultazione e pubblicazione di documenti sia per l esecuzione di applicazioni software compatibili con il sistema operativo Windows. La progettazione del percorso formativo per tale Unità di Apprendimento terrà conto di tali tecnologie sia per l adeguatezza necessaria per il raggiungimento degli obiettivi specifici prefissati sia per la loro collocazione temporale. C - REDAZIONE E PUBBLICAZIONE VIA WEB A. Oggetto L attività rientra nelle verifiche individuali e consiste nell individuare per ciascuno degli obiettivi previsti dalla programmazione modulare dell UdA n.ro 4, lo studente o gli studenti che si impegnano a documentare gli argomenti specifici trattati nel corso delle lezioni teoriche e di laboratorio. Il lavoro si conclude con l elaborazione di una relazione che verrà valutata dal docente e revisionata per la successiva pubblicazione sul sito WEB della Scuola. B. Requisiti E richiesto un modello Word qualora si decida di adottare uno standard redazionale per documentare secondo uno schema predefinito tutti gli argomenti. Il documento, può far capo ad un dipartimento scolastico (elettronica, elettrotecnica, sistemi, informatica..), e verrà pubblicato dopo essere stato convertito in formato PDF. Buoni risultati vengono raggiunti se si possiede: Buona conoscenza di base dell applicazione Word per Windows ; Capacità di manipolare file grafici, tabelle ed immagini; Dimestichezza con le funzionalità di ricerca tramite la rete internet; Abilità a saper integrare contenuti da varie fonti ed a sintetizzare i contenuti esposti dal docente. C. Modalità operative Lo studente o il gruppo di studenti che si sono attivati per documentare gli argomenti trattati nel corso delle lezioni, riguardanti un determinato obiettivo didattico, attingono i contenuti: dalle lezioni del docente; dalle esperienze di laboratorio; da dispense didattiche di università nazionali/internazionali, documentazione specialistica tecnica, documentazione di prodotto; esercitazioni eseguite nei laboratori; applet e learning object disponibili su siti nazionali ed internazionali.

7 Al termine dell attività redazionale il docente revisiona il documento, provvede alla conversione in formato PDF e pubblica, con autorizzazione del WEB Master, il documento sul sito scolastico. D. Motivazioni e valore aggiunto Differenti e molteplici possono essere le motivazioni che sostengono gli studenti ed i docenti ad adottare azioni di questo tipo poiché notevole è il valore aggiunto che ne consegue: Valorizzare le capacità individuali (in particolari le tacite ) e le conoscenze distintive, prevedendo anche eventuali crediti formativi. Il soggetto è protagonista. Sviluppare abilità redazionali e di programmazione adeguate a modelli e standard, con focus sui processi. Valorizzare e non disperdere i risultati eccellenti relativi a lavori eseguiti in laboratorio. Privilegiare una didattica costruttivista per enfatizzare l elaborazione e la costruzione di conoscenze e favorire le pratiche di apprendimento cooperativo. Affrontare i problemi in un modo nuovo condividendo esperienze ed opinioni. Utilizzare l Information and Communication Technology nella didattica: o posta elettronica, per comunicazioni formali ed informali; o WEB per la distribuzione di materiali didattici ipertestuali e multimediali, di dispense, appunti, ecc. o condivisione di risorse, con accesso a sistemi di file, banche dati, documenti. Favorire l accesso orientato ai contenuti (verifiche, debiti, ecc.) e contribuire allo sviluppo dell e-learning; Acquisire e gestire contenuti e informazioni in linea con lo sviluppo tecnologico e di mercato; Partecipare al processo di trasmissione e condivisione internazionale della conoscenza. E. Esempio Si riportano due frame che documentano il lavoro svolto da due studenti del terzo dell IPSIA E. Majorana di Cernusco sul Naviglio (MI). Rif. http://www.ipsiacernusco.it. Il dipartimento di Telecomunicazioni Relazione della 3 TA

8 D - APPLET DIDATTICI A. Oggetto Le applet sono delle applicazioni (programmi) che possono contribuire in modo rilevante a comprendere concetti teorici semplici e complessi e a supportare efficacemente la lezione teorica. Contribuiscono inoltre a realizzare laboratori virtuali ad integrazione od in alternativa ad esperimenti che richiederebbero notevoli investimenti. Le applet vengono così considerate un valido strumento di supporto all apprendimento di nozioni difficilmente visibili ed assimilabili in altro modo. Le applet Java vengono usate per aggiungere effetti multimediali e interattività alle pagine Web, per esempio animazioni, video in tempo reale, esercizi interattivi e musica di sottofondo. B. Requisiti Non sono richiesti particolari requisiti per eseguire correttamente tali programmi. In alcuni casi sono fornite comunque le indicazioni per interpretare e comprendere bene la funzionalità e gli obiettivi che l applet persegue. Le applet sono scritte con il linguaggio di programmazione Java, possono essere inserite all interno di pagine WEB e la loro esecuzione richiede il software Java. E sempre possibile mandare automaticamente in esecuzione le applet dal browser WEB (Internet Explorer) sul desktop del PC ed in alcuni casi è consentito scaricarle per poterle eseguire in locale senza l accesso ad internet. I PC utilizzati per l esecuzione degli Applet Java dovranno avere installato (freeware) il software Java ed avere l accesso alla rete internet. C. Modalità operative Il docente all interno dell Unità di Apprendimento individua esattamente i punti in corrispondenza dei quali attivare l applet. L applet può essere eseguita dal docente e/o dagli allievi a seconda se sia considerata un supporto alla spiegazione teorica o sia un approfondimento a concetti già espressi. In ogni caso non essendoci vincoli particolari si possono prevedere gli utilizzi delle stesse applets anche durante le lezioni di recupero pomeridiano, durante le attività di laboratorio, durante le fasi di studio, etc.. D. Motivazioni e valore aggiunto Varie sono le motivazioni che il docente prenderà in considerazione per sostenere l utilizzo di tale tecnologia, in virtù innanzitutto del valore aggiunto che questa comporta sul piano educativo e formativo: Considerare il computer una fonte di informazioni multimediali Utilizzare le applets come strumenti facilitatori necessari per far comprendere ed apprendere eventi fisici, esercitazioni e concetti teorici difficilmente replicabili teoricamente. Apprendimento favorito per l aumento dell attenzione multisensoriale dovuta ai messaggi multimediali (testi, video, immagini, audio) presenti negli applet.

9 Suscitare negli studenti l interesse verso tali strumenti, facendone comprendere la validità con un eventuale approccio di tipo realizzativo (progetti in ambito scolastico, corsi professionalizzanti, ecc.) E. Esempio Si riportano due applet la cui esecuzione è prevista nell ambito della voce C dei contenuti richiamati nella programmazione modulare per rispondere all obiettivo no. 2 Comprendere le reti combinatorie per svolgere l analisi circuitale. http://math.hws.edu/tmcm/java/labs/xlogiccircuitslab1.html#building http://www.mapageweb.umontreal.ca/hamamh/electro/logic/logicsys.htm

10 D - LEARNING OBJECT ED AMBIENTI DI SIMULAZIONE A. Oggetto Un Learning Object (LO) è un oggetto didattico che agevola l insegnamento e favorisce l apprendimento: esso usa un modello di comunicazione basato sull interattività e sulla multimedialità consentendo di valorizzare le potenzialità di Internet in ambiente educativo e formativo. Un Learning Object può comprendere una procedura, un filmato, un insieme di esercizi e vari sono i repository (MERLOT: www.merlot.org/home.po, Indire: www.indire.it ad esempio) che ne consentono l accesso gratuito. Il LO è un elemento che ha un contenuto e degli strumenti di valutazione basati su specifici obiettivi educativi; al LO sono associati normalmente dei metadati che ne identificano i contenuti e le caratteristiche. Il Learning Object inoltre può essere considerato, nell ambito dell e-learning, una unità autoconsistente in termini di obiettivi, prerequisiti, contenuti e test di verifica. (http://claudiocancelli.blogspot.com) B. Requisiti Non sono richiesti particolari requisiti per utilizzare i Learning Object e gli ambienti di simulazione. In alcuni casi, come per il formato shockwave, si richiede l installazione di un programma, Windows Media Player per l esempio citato, disponibile freeware in rete. C. Modalità operative Il docente all interno dell Unità di Apprendimento individua esattamente i punti in corrispondenza dei quali attivare i Learning Objects o l ambiente di apprendimento. I LO possono essere eseguiti dal docente e/o dagli allievi a seconda se siano considerati un supporto alla spiegazione teorica o siano un approfondimento a concetti già espressi. In ogni caso non essendoci vincoli particolari si possono prevedere gli utilizzi dei LO anche durante le lezioni di recupero pomeridiano, durante le attività di laboratorio, durante le fasi di studio, etc. D. Motivazioni e valore aggiunto Varie sono le motivazioni che il docente prenderà in considerazione per sostenere l utilizzo di tale tecnologia, in virtù innanzitutto del valore aggiunto che questa comporta sul piano educativo e formativo: Con la fase di apprendimento attraverso l esperienza simulata vengono favorite le competenze tecniche oltre che enciclopediche ed esperienziali. L utilizzo dei LO accresce il valore del contenuto. Si creano le condizioni per partecipare a progetti scolastici mirati alla realizzazione di LO ed allo sviluppo dell e-learning. L apprendimento viene favorito per l aumento dell attenzione multisensoriale dovuta ai messaggi multimediali (testi, video, immagini, audio) presenti nei LO. E. Esempio Si riportano esempi che possono essere adottati attingendo ai repository evidenziati nelle didascalie.

11 www.etcai.com www.wisc-online.com/default.asp www.xtec.es/%7eccapell/

12 E - CONCLUSIONI L uso delle tecnologie proposte può condizionare notevolmente l approccio didattico passando dalla classe tradizionale alla comunità di apprendimento sia in situazioni per le quali si richiede eccellenza sia in situazioni in cui il livello è così basso da richiedere modalità alternative al tradizionale modo di insegnare. E uno sforzo che val la pena compiere!