Da piattaforma dedicata prevalentemente ad ambienti server e a coloro che amano "smanettare", Linux nel tempo è riuscito a diventare un sistema operativo adatto a tutti. Ciò anche grazie alla nascita di applicazioni di vario genere, che sono andate a colmare le lacune presenti in numerosi settori: tra questi, quello didattico presenta da qualche tempo un ampio ventaglio di scelta, con software dedicati sia agli studenti, con utili strumenti per ogni disciplina scolastica o universitaria, sia agli insegnanti, con piattaforme di e-learning open source e applicazioni per la gestione virtuale della propria classe. In questo articolo proporremo alcune delle tantissime soluzioni a disposizione degli uni e degli altri.
Matematica
Quasi ogni studente, al giorno d'oggi, possiede almeno un computer, e non sono rari i casi in cui questo venga utilizzato come sussidio di studio, soprattutto per quanto riguarda l'ambito scientifico. Per chi ha difficoltà in matematica, ad esempio, non mancano applicazioni che aiutano nella risoluzione di esercizi e nella comprensione di problemi di vario genere: Gnuplot, ad esempio, è un software da riga di comando che permette di inserire una funzione matematica, anche a più variabili, e restituisce come risultato il grafico in un piano cartesiano. Sulla stessa scia di Gnuplot troviamo PLplot, ottimo software per la rappresentazione di funzioni di ogni genere, anche su diverse scale, tra cui quella logaritmica e semilogaritmica, in formato 3D per funzioni di 3 variabili e superfici. Altro software di plotting è SciGraphica, che permette anche la manipolazione dei dati a lavori in corso.
Figura 1: L'interfaccia di Gnuplot
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Yacas, invece, è un sistema computazionale per la risoluzione di problemi di algebra, che permette la gestione di espressioni matematiche di diverse forme. wxMaxima, invece, è un'interfaccia grafica per il celebre software Maxima, completo e funzionale strumento per la manipolazione di espressioni simboliche e numeriche, con la possibilità di gestire anche operazioni di differenziazione e integrazione, serie di Taylor, trasformate di Laplace, potendo gestire anche numerosi tipi di oggetti matematici come scalari, vettori, tensori e così via. wxMaxima permette anche di gestire equazioni differenziali, la cui risoluzione può essere affidata XPPAUT, uno strumento dedicato proprio a questo scopo.
I software dedicati alla matematica, chiaramente, non terminano qui: un elenco piuttosto corposo è disponibile a questo indirizzo, con tanto di descrizione di ogni applicazione per una ricerca rapida di quella che maggiormente si avvicina alle proprie esigenze. Altrettanto ampia è anche la lista dei software dedicati alla fisica e alla chimica: uno dei più completi ed interessanti è sicuramente Elmer. Grazie a quest'ultimo, infatti, è possibile simulare una lunga serie di fenomeni e situazioni fisiche tramite l'implementazione di un modello matematico e l'inserimento di alcune informazioni aggiuntive, come le condizioni al contorno o quelle iniziali, e ricevere dati relativi alle proprie necessità grazie alla risoluzione di equazioni differenziali tramite il metodo degli elementi finiti.
Chimica e elaborazione dati
Per chi invece ha a che fare con le molecole chimiche, una delle migliori soluzioni disponibili è GAMGI, uno strumento per la costruzione, la visualizzazione e l'analisi di strutture atomiche anche piuttosto complesse, in maniera però abbastanza semplice per chiunque abbia un pò di dimestichezza nel settore. Per lavorare con GAMGI, però, è necessario conoscere numerose informazioni relative agli elementi usati, informazioni disponibili in ogni momento grazie a Kalzium, che porta la tavola periodica degli elementi sul proprio desktop. Sempre nel campo della chimica si segnala Ghemical, software per la computazione di informazioni e dati. Vp7wkp permette di simulare il decadimento degli elementi radioattivi, mentre OMNeT offre l'opportunità di simulare eventi discreti.
Da lungo tempo ormai diversi software di calcolo numerico ed elaborazione dei dati aiutano gli ingegneri ad ottimizzare il proprio lavoro, garantendo risultati affidabili in tempi brevissimi. Scilab è un'applicazione dedicata proprio a questo scopo, che a differenza dei nomi più importanti del settore si distingue per l'essere open source, in quanto rilasciato sotto licenza CeCILL, compatibile con la GPL. Le principali funzionalità di Scilab sono quelle più note agli esperti di Matlab: si va dalla gestione di matrici, sulle quali è possibile eseguire un vasto numero di operazioni, alle più comuni aree dell'algebra lineare, dall'elaborazione di funzioni polinomiali alla risoluzione di equazioni differenziali, passando per il controllo robusto, l'interpolazione di dati raccolti, la stampa di grafici e la simulazione di sistemi di vari tipi, tramite un sistema a blocchi nel quale è possibile implementare funzioni appositamente realizzate.
Proprio l'ambiente di simulazione comprendere un vasto numero di moduli che è possibile utilizzare per realizzare il modello a blocchi del sistema da studiare, ed è possibile stampare a video in tempo reale i grafici delle grandezze in esame. Scilab, dunque, può essere ritenuto un'ottima alternativa per la computazione ingegneristica in ambienti operativi GNU/Linux.
Figura 2: L'interfaccia di Scilab
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Applicazioni per docenti
Non solo gli studenti possono usufruire di strumenti open source per studiare, ma anche i docenti possono trovare diverse soluzioni per ottimizzare il proprio lavoro e la gestione dei propri alunni, utilizzabili in una comune distribuzione GNU/Linux. iTALC, ad esempio, è una valida applicazione per la gestione dei computer presenti in un qualunque laboratorio didattico, con la possibilità di controllare ogni singola postazione, visualizzare su un PC server cosa stanno visualizzando gli alunni e mostrar loro in tempo reale una presentazione, un filmato, o un qualsiasi altro contenuto multimediale, e riavviare tutti i computer in una sola volta.
Figura 3: L'interfaccia di Italc
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Caratteristica interessante è la possibilità di connettersi anche da remoto al server principale, garantendo dunque l'accesso alle lezioni in laboratorio anche ad alunni non presenti fisicamente, così come quella per l'invio di messaggi testuali, ottenendo una sorta di messaggistica istantanea. La documentazione ufficiale, disponibile anche in lingua italiana, permette di comprendere meglio quelle che sono le funzionalità di iTALC, che rappresenta una delle migliori applicazioni per la gestione di un laboratorio utlizzando sistemi operativi GNU/Linux.
Per portare la propria classe online, invece, è possibile sfruttare ADA: software di origini italiane, il cui nome sta per Ambiente Digitale per l'Apprendimento, permette di creare un luogo virtuale per la condivisione di materiale didattico, la comunicazione di informazioni importanti tra alunni e docenti, e la gestione delle attività didattiche, semplice da utilizzare e ricco di interessanti funzioni destinate agli amministratori della piattaforma di e-learning.
