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L'editor matematico

L'editor di LAMBDA ha un'organizzazione molto simile a quella dei più comuni programmi di gestione testo.
Tutte le operazioni più frequenti, ad esempio aprire un file, salvarlo, selezionare una porzione di testo, cancellare, correggere, copiare, cancellare, incollare... si eseguono secondo le modalità standard di Windows e non presentano pertanto problemi di addestramento o adattamento.
Nella gestione degli elementi matematici e, soprattutto, delle strutture, l'ambiente LAMBDA offre molti strumenti in più per la scrittura, l'analisi e la manipolazione.
L'editor di LAMBDA, e questa è la sua principale caratteristica, riconosce le strutture aperto/chiuso e fornisce vari strumenti per gestire in modo facile e amichevole i blocchi dell'espressione, variamente interconnessi e annidati, che esse definiscono.
In modalità grafica la struttura di un'espressione è spesso immediatamente comprensibile, almeno nelle sue caratteristiche principali.
Prendiamo ad esempio questa espressione:

square root examples

Grazie all'approccio visivo, la sua struttura globale viene colta immediatamente: si capisce al volo che tutta l'espressione è posta sotto radice e che il radicando è costituito dalla somma di due frazioni composte e basta una veloce analisi del contenuto per individuare subito delle efficaci semplificazioni per portano rapidamente ad un denominatore comune.
Ben diversa è la situazione con la notazione lineare:

lambda code

Analizzando questa formula in modo sequenziale (l'unica modalità esplorativa consentita da tatto o dalla lettura vocale) le informazioni strutturali che prima erano immediate ed evidenti devono ora essere raggiunte con vari passaggi: decodificare i simboli in successione uno per uno, ricostruire mentalmente l'oggetto complessivo, analizzare questa immagine mentale per comprenderne la struttura e le relazioni interne. Per sapere, ad esempio, che tutta l'espressione è sotto radice bisogna completare l'analisi sequenziale finché si arriva all'ultimo marcatore (chiudi radice) e collegare mentalmente i due marcatori di apertura e chiusura e il testo da essi inglobato.
L'analisi dei blocchi è un'operazione che va spesso ripetuta più volte, a vari livelli in successione uno dentro l'altro, ed è proprio qui che risiede molto spesso la principale difficoltà operativa che incontra lo studente cieco in matematica.

La gestione dei blocchi
Una gestione efficiente dei blocchi della scrittura matematica lineare è uno dei principali obiettivi del sistema LAMBDA.
L'editor non può essere solo un sistema per registrare una sequenza di caratteri, come per un normale elaboratore di testi, ma deve riconoscere i blocchi, ossia sapere  a quale marcatore close è collegato ciascun open, e viceversa, nonché a quali eventuali intermedi. A questo punto si possono realizzare tutta una serie di strumenti di supporto, ad esempio dei comandi per selezionare (e quindi cancellare copiare, spostare...) tutto un blocco, per passare da un marcatore a quello collegato, per cancellare con una sola operazione tutti i marcatori di un blocco (utile, ad esempio, per semplificare un'espressione senza rischiare di lasciare marcatori inutili)...
Particolarmente importanti sono i comandi per le visualizzazioni alternative con i quali è possibile nascondere il contenuto dei blocchi, scegliendo il livello di profondità, per far risaltare la struttura di un'espressione e facilitarne la comprensione.

Il problema degli errori
Il problema degli errori involontari di battuta è assai rilevante per un utente cieco che usa il computer con il solo display braille dato che le mani impegnate in scrittura sulla tastiera possono controllare il testo immesso solo in un secondo momento. In un testo matematico, sintetico e privo di ridondanze, questi errori sono assai dannosi  e difficili da scoprire. Un errore di battuta in un testo letterario (se, ad esempio, si scrive problima anziché problema) quasi mai cambia il senso della frase ed è facile da individuare, grazie al contesto, anche in un secondo tempo; un errore di battuta in  matematica  (ad esempio x+1 anziché x-1) stravolge il significato dell'espressione e solo raramente può essere individuato dal contesto.
Prevenire questi errori è quindi di fondamentale importanza.
Un potente strumento di controllo offerto da LAMBDA è l'eco in scrittura: la sintesi pronuncia il nome degli elementi e dei marcatori che vengono inseriti, sia che si digitino attraverso la tastiera, direttamente o con tasti di scelta rapida, sia che si scelgano da menù.
Se non si può o non si vuole usare la sintesi, importante è anche la possibilità di effettuare la digitazione con la sola mano destra, attraverso il tastierino numerico, affinché la mano sinistra possa controllare in tempo reale quanto appare sul display. Serve un po' di addestramento iniziale ma ne vale la pena.
C'è un altro tipo di errore che è legato all'uso del computer, e non alla matematica, e riguarda quindi esclusivamente lo studente cieco risparmiando i compagni (un motivo in più per cercare di eliminarlo, o almeno ridurlo). Parliamo del rispetto della sintassi del codice LAMBDA, in particolare delle strutture a blocchi che devono essere sempre chiuse correttamente, inserendo il marcatore adatto. Se i blocchi non sono corretti (ad esempio, manca un marcatore oppure si mette un marcatore di chiusura che non c'entra nulla con la struttura aperta) non sarà possibile applicare le funzioni di LAMBDA che si basano sui blocchi (ad esempio le visualizzazioni alternative) e neppure quelle che richiedono la conversione in MathML.
Come al solito occorre tener presente che il problema non riguarda solo la scrittura iniziale della formula ma anche tutte le successive elaborazioni e trasformazioni. Se ad esempio vogliamo semplificare una frazione composta e lasciare solo il numeratore perché il denominatore è diventato uguale a uno, dobbiamo essere certi di cancellare tutti e tre i marcatori altrimenti la struttura complessiva della formula rimane squilibrata. Sono operazioni che andranno eseguite spessissimo, in situazioni diverse, e non possono sovrapporsi alle difficoltà reali legate all'apprendimento della matematica.
Il problema è affrontato da LAMBDA in modo piuttosto efficace:
- l'inserimento dei blocchi di chiusura e degli eventuali intermedi è assistito dal programma; l'utente dà un comando generico di chiusura (o di separazione) e il programma inserisce, in base al contesto, il marcatore adatto. Naturalmente non inserisce nulla, e si segnala l'errore, se nessun blocco è aperto;
- se si cerca di abbandonare una riga senza aver chiuso tutti i marcatori il comando è bloccato e viene segnalato l'errore;
- in fase di elaborazione del testo, i marcatori si possono eliminare solo con il comando che cancella contemporaneamente tutti quelli di un blocco in modo che non rimangano marcatori isolati che stravolgerebbero la struttura.
In questo modo gli errori di struttura sarebbero di fatto impossibili. Si inseriscono però dei vincoli che alcuni utenti più evoluti ed esigenti potrebbero rifiutare e per questo motivo tutte le funzioni legate al controllo della correttezza strutturale sono sottoposte alla discrezionalità dell'utente e configurabili nel menù di personalizzazione.
Abbiamo esaminato fin qui gli errori legati direttamente all'uso del computer e del codice LAMBDA ma parlando di matematica a scuola è evidente che avremo a che fare anche con errori legati alla disciplina, da quelli di calcolo a quelli di esecuzione o di corretta applicazione di regole e procedure.
Scopo di LAMBDA non è certamente quello di sostituirsi allo studente ma, anche in questo caso, di fornire uno strumento efficace per consentirgli di fare, in modo diverso ma possibilmente con analogo sforzo, quello che fanno gli altri.
Fondamentale è poter riesaminare il lavoro svolto e ripercorrere i vari passaggi. In questo caso non servono strumenti particolari  ma piuttosto un'efficace strategia basata su un lavoro di copia e incolla e di trasformazioni successive. Per accelerare questi passaggi viene fornito un comando diretto per copiare e incollare in basso, una o due volte, la riga su cui si trova il cursore.
Queste operazioni sono comunque molto legate alle preferenze personali  e LAMBDA fornisce gli strumenti per affrontarle con estrema flessibilità, compresa la possibilità di registrare  una serie di comandi in una macro e  assegnarle una combinazione di tasti di scelta rapida.

Flessibilità e personalizzazione
Come si è detto LAMBDA è destinato a studenti di età e competenze molto diverse, dalla scuola media all'università.
Sarà indispensabile poter adattare l'ambiente al singolo alunno, fornendo gli strumenti che servono e nascondendo quelli superflui, e offrendo la possibilità di applicare strategie diverse per raggiungere analoghi risultati.
Particolarmente interessante è la possibilità di memorizzare sequenze di operazioni che si devono svolgere molto spesso o per registrare degli script, ossia dei piccoli programmi, per crearsi delle nuove funzioni in base a specifiche esigenze. Sono chiaramente opzioni destinate a utenti esperti, studenti o insegnanti, ma in futuro sarà possibile far circolare questi adattamenti in modo che siano disponibili anche a chi non è in grado di realizzarli da sé.

L'editor lambda è oggi in commercio
LAMBDA è un progetto triennale che si è concluso nel 2006. Attualmente è in vendita la versione 1.1. La  sperimentazione del prototipo si è svolta presso alcune decine di scuole in vari paesi europei; i punti da analizzati sono davvero molti dato che ai normali aspetti tecnici e di usabilità di un applicativo informatico, si aggiungono importanti valutazioni didattiche e una serie di considerazioni legate alla coerenza del sistema con le regole Braille adottate nei vari paesi.
È però evidente che le considerazioni didattiche, legate ad un processo di apprendimento che si valuta in anni e non certo in pochi mesi, rimarranno aperte anche dopo la fine del progetto.
LAMBDA è sostanzialmente uno strumento tecnico e non ha la pretesa di cambiare il modo di insegnare matematica ai ciechi; è però assai probabile che un sistema di questo tipo abbia delle ricadute importanti anche sulla didattica, come del resto ha avuto lo stesso computer in altre discipline. È importante gestire e non subire queste ricadute, evitando i tecnicismi e ragionando sempre partendo dal punto di vista dell'alunno.
Rimangono dei problemi aperti che potrebbero in futuro trovare anch'essi una soluzione, o almeno un aiuto, dall'informatica: ad esempio la gestione dei grafici nello studio delle funzioni e l'accesso alla matematica da parte degli ipovedenti.
Una seria collaborazione tra chi si occupa di tecnologie per ciechi e il mondo della scuola appare sempre più indispensabile per far sì che le potenzialità dei nuovi strumenti diventino fattori determinanti di crescita e di sviluppo dell'autonomia.