In questo seminario viene presentato il lavoro fatto per creare e mantenere
"Fisica 2005" un portale didattico interattivo per l'insegnamento della Fisica
a cui collaborano, oltre all'autore del seminario,
la Dott.ssa Maria S. Mennea, la Dott.ssa Antonietta Regano
la Dott.ssa Chiara Evangelista del
Dipartimento Interateneo di Bari e
il
del Liceo Classico Orazio Flacco di Bari.Questo documento e' stato usato per un seminario alla Scuola di Perfezionamento in metodologie didattiche innovative tenutosi al Dipartimento di Fisica di Bari il 15 Aprile 2005.
Alcune simulazioni spariscono. Altre cambiano indirizzo. Altre ancora diventano inaccessibili perche' il sito ora e' a pagamento.
Un altro problema e' che siti come questo danno solo una vaga idea di cosa e' disponibile online.Alcuni link corrispondono a singole simulazioni, altri a veri e propri laboratori virtuali con centinaia di simulazioni.
La maggioranza degli accessi avviene attraverso Google ed e' importante che il nostro sito sia non solo classificato ma abbia anche un pagerank alto(il pagerank e' un "voto" da 0 a 10 dato da Google) . Un documento non classificato o con pagerank basso e' come non esistesse.
Un sito come questo che cerca di utilizzare direttamente le simulazioni online commentandole con una scheda e in piu' classifica un migliaio di simulazioni e' gia' meglio in quanto da' un'idea piu' completa di cosa e' disponibile ma richiede anch'esso un'enorme lavoro di manutenzione a causa della ruggine dei link . Questo lavoro e' semplificato dal fatto che tutte le schede di commento sono su un database ma una singola persona non puo' mantenere funzionanti piu' di un centinaio di simulazioni quando il materiale online ormai ammonta a migliaia di simulazioni.
Nel portale abbiamo indirizzato questi problemi caricando tutte le simulazioni sul nostro sito(per evitare la ruggine dei link) ,usando un database e soprattutto permettendo a chiunque di
collaborare alla scrittura delle schede.
Inoltre si e' cercato di automatizzare il piu' possibile la manutenzione.
Non abbiamo potuto usare molte simulazioni interessanti perche' non abbiamo ottenuto risposta o perche' l'avviso che accompagnava il copyright vietava il tipo di uso da noi fatto.Questo materiale e' sempre usabile se si
e' online utilizzando il link al sito originale(quindi potevamo in qualche modo
farne uso sul sito online ma non sul cd-rom) : comunque alla fine abbiamo deciso di non usare le simulazioni con questo tipo di copyright.
Questo rende disponibile solo il 10-30% del materiale online. In pratica abbiamo gia' circa 200 simulazioni disponibili e questo numero e' destinato a crescere sia perche' il materiale online cresce costantemente, sia perche' aggiungiamo nuovi autori che finora
non abbiamo contattato. Questo materiale e' sufficiente a coprire tutta la fisica delle scuole medie superiori e la sua qualita',
anche se non eccezionale, e' destinata ad aumentare man mano che la scelta aumenta.
Prendendo la decisione di usare solo materiali liberi per uso didattico, abbiamo voluto anche seguire quella
tendenza che si sta sviluppando(Open Course) di rendere i materiali curricolari liberi come il software open source.
Se ora torniamo all'indice principale e clicchiamo sui nomi delle categorie e degli argomenti accediamo ad un indice visuale con una miniatura cliccabile per ogni simulazione.
wikiFisica2005 permette l'accesso al wiki per la creazione e modifica delle schede. Queste sono accessibili cliccando sull'apposito link nella scheda di descrizione.Abbiamo comunque incluso anche un indice nell'home page del wiki.
Il wiki si trova su un computer diverso da quello che contiene il resto del materiale per questioni di sicurezza: essendo l'unica parte del sito modificabile
da parte di chiunque.
Download permette di scaricare l'intero sito sotto forma
di file zippato.
Infine l'icona Db da accesso sia a una pagina generale per la modifica del database che a una versione dinamica del sito
simile a quella puntata da Moduli didattici ma contenente le ultime modifiche ed anche simulazioni per qualche motivo non "pubblicate"(ad esempio scheda ancora incompleta, l'autore non ha ancora dato oppure ha ritirato il permesso di uso).
La piattaforma LAMP e' in effetti uno stack con questa struttura:
La ricerca di materiale che puo' essere copiato
Tutti i materiali online hanno di solito un copyright.Ma alcuni autori
favoriscono l'uso del proprio materiale fornendolo di una licenza che
ne permette l'uso entro certe condizioni.Una di queste licenze e' quella
chiamata "Creative Commons". E' possibile usare un motore di ricerca
per cercare solo materiali "Creative Commons".I materiali con questo tipo di
licenza possono essere usati senza bisogno di richiedere il permesso all'autore.In altri casi abbiamo dovuto richiedere esplicitamente il permesso inviando un
e-mail all'autore. La struttura del portale
La figura riporta la home page del portale. Sopra c'e' la barra di navigazione
che contiene le 4 entrate: Home,Moduli didattici,wikiFisica2005 e Download.
Accanto al titolo ci sono alcune piccole icone che si spiegano da se tranne
quella con le lettere "Db".
Questa e' collegata all'unica parte del sito protetta e riservata ai gestori
che serve a caricare e modificare le simulazioni sul sito usando un database.
Moduli didattici apre la seguente pagina dando accesso all'indice
di tutte le simulazioni. Queste sono classificate in 8 categorie principali e
alcune decine di argomenti.Cliccando sul simbolo della simulazione si accede
alla scheda di presentazione della stessa. Questa puo' essere a sua volta collegata a una scheda di lavoro e contiene infine un'immagine della simulazione che va cliccata per accedere alla stessa.
Hardware e software usati
La piattaforma usata e' la cosiddetta piattaforma "LAMP" cioe' Linux+
Apache+MySQL+PHP/Perl. Tutto il software usato e' disponibile gratis(open source) su questa
pattaforma e puo' girare su un computer Intel di poche centinaia di euro.
Esso si trova di solito nelle distribuzioni Linux.
L'unica caratteristica costosa richiesta e' un buon collegamento a Internet
e ovviamente la gestione da parte di una persona esperta di Linux.
| PHP/Perl -linguaggi di scripting | phpMyAdmin - programma PHP per gestire il database delle simulazioni mediaWiki - software in PHP per gestire il wiki semplici programmi in Perl sono utilizzati in alcune operazioni di manutenzione |
| MySQL - database relazionale | |
| Apache - server Web | |
| Linux- sistema operativo |
Il portale puo' girare benissimo su un solo computer. Inoltre tutte le sue
funzioni sono accessibili via Web. La decisione di dividere il portale su due
computer e di creare degli utenti privilegiati ("i gestori") e' stata presa
per questioni di sicurezza (dovendo lavorare in una rete locale con altre centinaia di utenti) ma in effetti chiunque puo' essere un "gestore" e si puo' gestire il sito da un qualsiasi computer collegato a Internet.
Il database per la memorizzazione delle simulazioni
Per memorizzare le simulazioni usiamo un database mysql.Lo schema del database
puo' essere visto in questa figura.Le categorie principali sono descritte
nella tabella Modulo ; gli argomenti invece in Unit_didattiche. La parte piu' importante del lavoro e'
fatto con questo modulo che permette di caricare una nuova simulazione e questa pagina per la modifica di simulazioni esistenti.
Ogni simulazione (tabella Animazione ) del data base ha un numero d'ordine di 3 cifre xxx e tutto il materiale ad essa relativo
viene memorizzato in una cartella di nome animxxx.
Questa cartella contiene ,oltre alla simulazione vera e propria che talvolta
consiste di decine di file disposti in un'albero di cartelle, un'immagine della
simulazione in funzione e un file che richiama la stessa mandandola
in esecuzione. Il database memorizza solo il link ad alcuni di questi files.
Le schede didattiche vengono anch'esse uploadate in questa cartella e memorizzate come indirizzi nel database. Invece tutte le informazioni essenziali
sulla simulazione che formano la scheda di descrizione della stessa, sono caricate come testo nel database e vengono ritornate quando si clicca sul link alla
simulazione.
Il wiki per scrivere le schede didattiche
Come wiki per scrivere le schede didattiche usiamo il software Mediawiki :lo
stesso che viene usato per scrivere l'enciclopedia online Wikipedia.
Questo software permette a chiunque si colleghi alle pagine web contenenti
le schede, di modificare le stesse. Quindi ogni scheda e' il risultato
di un lavoro collettivo. In ogni caso viene riconosciuto il lavoro di
uno o piu' redattori principali, il cui nome viene indicato nella pagina del wiki che serve come indice delle schede.Questa pagina e' l'unica ad essere protetta e puo' essere modificata solo dai gestori del sito.Questi usano uno speciale
account detto di wikisysop per editare questa pagine e per monitorare il
sito in modo da evitare problemi con vandali o altri "utenti che non stanno
alle regole".Il wiki rende molto semplice il trattamento di questi casi in quanto memorizza in un proprio database (anch'esso mysql ma diverso da quello delle simulazioni) tutte le modifiche fatte in ordine di tempo. Il wikisysop puo'
annullare l'effetto di ogni singola modifica vanificando in tal modo i vandalismi.Per questioni di sicurezza il wiki si trova su un computer diverso da quello che contiene il database delle simulazioni.
Questo computer e' meno "affidabile" dell'altro (che e' il computer centrale della sezione INFN) e ad esempio, non ha un backup regolare. Per questo motivo le schede create col wiki , una volta pronte,
sono salvate "a mano" in formato html e pdf e quindi trasferite sul sito centrale assieme alle simulazioni.
Ogni scheda di descrizione delle simulazioni, contiene un link alla parte del wiki che viene usata per scrivere la sua scheda didattica. L'aggiornamento "a mano" delle schede didattiche nel sito ufficiale permette anche di poter assicurare per ogni simulazione delle schede didattiche di buona qualita'.
Il wiki fornisce inoltre tutta una serie di mezzi che permettono ai docenti di comunicare coi gestori e tra di loro.
Come esempio del primo tipo di comunicazione e' stata introdotta una pagina che permette ai docenti di suggerire nuove simulazioni.
Per il secondo tipo di comunicazione, ad ogni scheda nel wiki, e' collegata una pagina di discussione tra i docenti sull'argomento della
stessa scheda.
Collaborazione tra i gestori del portale e i docenti che vogliono contribuire al materiale online
Se un docente ,dopo aver usato i materiali del portale, e' interessato a collaborare allo stesso puo' farlo in modi diversi.
Se la simulazione cui e' interessato gia' esiste nel sito, allora puo' procedere da solo col wiki a scrivere la scheda didattica della simulazione, avvisando via posta elettronica i gestori del sito quando la nuova scheda e' pronta in modo
che possa essere caricata assieme alle simulazioni e diventare usabile da
parte di tutti.
Se invece la simulazione non e' stata ancora caricata, oppure l'insegnante ha
bisogno di uploadare altri materiali da usare nella scheda (immagini,fogli excel,etc) allora l'insegnante lo comunica (via wiki o posta elettronica) ai gestori che provvedono all'upload
della simulazione e/o dei materiali aggiuntivi nel database delle simulazioni.
Per questioni di sicurezza non viene permesso l'upload di file nel wiki e ogni
upload e' fatto dai gestori. Questo e' anche necessario per evitare che materiale
protetto venga inserito nel portale provocando noie legali ai gestori.
Il copyright del materiale didattico originale creato nel portale
Sebbene il portale usi delle simulazioni disponibili gratis su Internet per uso non commerciale, esso serve a sua volta per creare del materiale originale.
Questo viene creato sia dai gestori del sito classificando le simulazioni nel database, sia da chi usa il wiki per creare le schede didattiche (i gestori ma anche ogni insegnante interessato).
Abbiamo deciso che questo materiale viene fornito a Internet con la stessa
licenza d'uso di Wikipedia. Questo significa in pratica che chiunque scrive col wiki rilascia tutto quello che scrive come pubblico dominio e che anzi tutte queste pagine saranno pagine collettive scritte da piu' autori.
Abbiamo comunque deciso di conservare in qualche modo memoria dei principali (e
in qualche caso unici contributori alle varie schede) in una particolare pagina di "ringraziamenti" che contiene appunto per ogni scheda i principali o il
principale contributore.
Creazione del sito online
Le simulazioni nel database hanno un campo che indica se la simulazione puo' essere resa pubblica.
In tal caso la scheda che descrive la simulazione puo' essere copiata nella parte del sito accessibile a tutti.
Questo sito online deve essere aggiornato periodicamente e ogni volta che vengono fatte modifiche importanti al database.
In pratica gli stessi script che generano in maniera dinamica la pagina di descrizione della simulazione e gli indici, scrivono
la stessa pagina in un file html su disco creando una copia aggiornata e permanente del contenuto del database.
I motivi per procedere in questo modo invece di lasciare tutto il sito in forma dinamica , sono:
Uno degli obiettivi e' di rendere il sito popolare in modo che la sua homepage raggiunga un pagerank di 6 o addirittura di 7 (che e' il massimo cui puo' aspirare un sito amatoriale come il nostro.).
Ogni settimana vengono controllati tutti i link del sito per evitare il problema della "ruggine dei link". Tutti questi controlli sono fatti attraverso "cgi-bin scripts" (programmi fatti partire dal server Web) in Perl e da normali programmi in Perl e Java. Il monitoraggio dell'uso e' fatto ad esempio , aggiungendo a tutte le pagine da monitorare, un'immagine di un pixel trasparente. Quando il browser richiede l'immagine, viene in effetti attivato un programma Perl che scrive una riga in un file di log annotando alcune informazioni su come e' stata fatta la richiesta(ora, indirizzo del computer, pagina Web contenente il link alla nostra pagina, eventuale ricerca fatta in un motore di ricerca per ritrovare il nostro sito). Questo "file di log" viene di tanto in tanto esaminato da un programma Perl che fa una statistica degli accessi pagina per pagina. Questa statistica e' disponibile online. Invece il controllo dei link non piu' funzionanti e' fatto da un programma Java che lavora a partire da una lista di indirizzi di documenti i cui link sono da controllare. Anche questo programma fa un rapporto settimanale esposto online.
Nella pagina principale e' inoltre presente un RSS feed : ogni modifica al database viene annunciata su questo feed. Chiunque puo' , attraverso un aggregatore RSS, abbonarsi e quindi essere informato in maniera tempestiva di queste modifiche.
