Maxima (vedi anche wxmaxima)

Informazioni generali
Autore: 
William Schelter (il software oggi è dedicato alla sua memoria).
Versione: 
Maxima 5.19-2 del 20 agosto 2009
In continuo aggiornamento?: 
Note di installazione su Ubuntu
Modalità di installazione: 

Maxima è presente come pacchetto Ubuntu normalmente fornito con la distribuzione e facilmente installabile tramite Sistema->Amministrazione->Gestore Pacchetti.

Note di installazione su Windows
Modalità di installazione: 

Andare nel sito http://sourceforge.net/projects/maxima/ e fare il dowload del file maxima versione corrente ( al momento maxima-5.19.2.exe).
Eseguire il file d'installazione. Alla fine si può aprire un file di testo “leggimi” che segnala che sono stati installati piu' programmi tra i quali : gnuplot (per i grafici 2D e 3D), e wxmaxima( interfaccia a finestra del programma).Questi due programmi sono sviluppati da progetti esterni e poi sono integrati in maxima. Vengono poi segnalati possibili problemi e la loro soluzione.

Commento docente: 

L'installazione è molto semplice, dopo il download basta un click.

Distribuzioni che lo contengono: 

So.di.Linux for all ( http://sodilinux.itd.cnr.it/sdl4all/ ), contiene maxima con xmaxima un' interfaccia grafica più spartana di wxmaxima;
Eduknoppix ( http://www.eduknoppix.org/index.php) progetto scuola con knoppix, contiene maxima con xmaxima;
Fuss (Free Upgrade in South Tyrol's Scholls), (http://www.fuss.bz.it/ ) progetto delle scuole di Bolzano, la versione Sable del 2009 contiene maxima e wxmaxima separatamente).

Caratteristiche didattiche
Descrizione: 

Maxima è un programma completo per il calcolo simbolico e numerico. E' un computer algebra system sviluppato in lisp e deriva da una mitica versione precedente macsyma sviluppata al MIT alla fine degli anni 60, poi mantenuta da Shelter fino al 2001. Dopo la morte di quest'ultimo è mantenuto dalla comunità di sviluppatori del mondo del software libero. Dal 1998 il programma ha una licenza GPL.

Materia: 

Matematica e Fisica.

Argomenti: 

Aritmetica. Algebra: numeri, insiemi, calcolo letterale, equazioni. Goniometria e trigonometria. Matrici. Grafici di funzioni nel piano e nello spazio. Progressioni, successioni, limiti, calcolo differenziale e integrale. Statistica e probabilità. Si può utilizzare in fisica e matematica applicata per implementare e manipolare modelli.

Classi liceo: 

Biennio e triennio.

Breve commento su analisi software dello stesso settore: 

Si presenta a linea di comando e quindi può risultare a prima vista ostico e poco accattivante sia per gli insegnanti che per gli alunni. Con wxmaxima, l'interfaccia grafica di maxima , il problema si risolve. E' frutto di un lungo e grande lavoro di sviluppo che lo ha reso solido e potente. Sulla prima versione di esso si sono basati i più famosi software commerciali Maple e Mathematica. Si può confrontare con tali software ma in particolare è una discreta alternativa per Derive. Rispetto a quest'ultimo è più potente per le funzioni di calcolo simbolico: è in grado di manipolare espressioni, funzioni, vettori, matrici, liste, attraverso uno sviluppo ampio ed approfondito di contenuti che spaziano dall'algebra all'analisi matematica e numerica, dalla statistica ad aspetti di matematica avanzata; comprende un linguaggio di programmazione, mediante il quale è possibile definire nuove funzionalità sotto forma di moduli che implementano ad esempio algoritmi di analisi numerica. Ma rispetto a Derive non risolve le disequazioni ne le visualizza graficamente e implementa un sistema di visualizzazione molto meno potente che non permette ad esempio di rappresentare luoghi geometrici o funzioni implicite.

Utilizzo didattico nel mondo: 

Maxima, con le sue interfacce grafiche Xmaxima e Wxmaxima, è considerato il valido sostituto di Derive per le scuole superiori. E' presente in tutte le distribuzioni di software libero per le scuole italiane ed europee. In particolare in Italia è presente con wxmaxima nelle distribuzioni del Fuss ed è quindi distribuito in tutte le scuole italiane del Sud Tirolo, tra le migliori scuole al mondo secondo le indagini internazionali. In Italia si trovano esempi di utilizzo di maxima su alcuni siti, per esempio quello di Andrea Centomo o del Criad dell'Università di Bologna . Nel mondo non sembra esserci un vero e proprio utilizzo coordinato di tale programma, il materiale didattico che si trova è relativo ad esperienze di alcuni docenti, di alcune Scuole e Università.

Previsioni di utilizzo futuro: 

Per ora l'utilizzo di tale software alle scuole superiori italiane appare in una fase iniziale, si trova molto materiale per i docenti ma si trovano poche esperienze fatte in classe. Considerando lo sviluppo recente dell'interfaccia grafica wxmaxima e il suo conseguente miglioramento nella facilità di uso e tenendo conto della sua presenza in tutti progetti di software didattico per la scuola, si ritiene molto probabile una sua ampia diffusione nelle scuole italiane, europee e mondiali.

Note per l'utilizzo per insegnanti
Modalità di utilizzo: 

Meglio utilizzarlo con l'interfaccia grafica wxmaxima. Si veda scheda di wxmaxima.
Alcuni tutorial sono semplici e in poche righe spiegano il funzionamento dell'ambiente e i principali comandi.
Il suo utilizzo deve procedere per gradi e deve servire solo ad integrare l'utilizzo di software come geogebra, sostituendo l'uso di Derive o programmi per calcolatrici con calcolo simbolico come il libero GraphCalc o il commercialeTi-NSpire. Per esempi di lavori didattici si può attingere ai materiali presenti sui libri Derive di C. Di Stefano, che vanno naturalmente adattati al diverso linguaggio di maxima.
Può essere adoperato soprattutto per attività laboratoriali quali quelle sulle rappresentazioni numeriche, sugli insiemi, sul calcolo letterale, sulla risoluzione di equazioni e sistemi, sul calcolo numerico e in generale sull'implementazione di modelli matematici e loro manipolazioni. Il suo utilizzo, anche se limitato a uno o due laboratori per anno scolastico, è molto utile per la preparazione matematica di base degli studenti.

Tempi e modalità di apprendimento: 

Il programma va utilizzato solo dopo aver letto i relativi tutorial. Bisogna aver pazienza, perché senza tali tutorial, il suo utilizzo può risultare complesso e poco intuitivo. Comunque in poche ore, lavorando gradatamente, si può apprendere l'uso degli elementi base del programma, in modo da poterlo adoperare in interessanti attività di laboratorio.

Note per l'utilizzo per alunni
Modalità di utilizzo: 

Questo programma deve essere utilizzato in laboratorio con l'aiuto di un docente, che procedendo gradatamente, attraverso esempi ed esercizi di rinforzo, guida lo studente alla scoperta di proprietà algebriche e analitiche.
Non è utilizzabile da soli procedendo per tentativi. Non è utile per le visualizzazioni geometriche se non per le funzioni esplicite o parametriche 2d e 3d.

Tempi e modalità di apprendimento: 

Con l'aiuto del docente, lavorando nel laboratorio a coppie, è possibile, in poche attività, acquisire un livello di conoscenza base del programma, livello molto utile per la propria preparazione scientifica di base.

Guide
Guide on line: 
Commento finale del docente: 

Ottimo programma da affiancare a geogebra, se si vogliono fare attività laboratoriali che richiedono calcolo simbolico. Da utilizzare con classi motivate di buon livello.

Esperienze in classe
Materiali on line: 

Materiale di Milla Lacchini del CRIAD di Bologna ( http://sodilinux.itd.cnr.it/sdl4all/esperienza.php?stile=&id=4828&ZID=28... ).

Esperienza docente
Insegnante e classe: 

Si rimanda alla scheda di wxmaxima per vedere un esempio di utilizzo in classe di questo programma di calcolo simbolico.