Di seguito una simulazione completa di lezione strutturata secondo la didattica per competenze, comprensiva di versione inclusiva BES/DSA, con impostazione coerente con la programmazione di un Istituto Tecnico – classe III.
Simulazione di lezione.
Disciplina: Informatica / Sistemi e Reti
Classe: III Istituto Tecnico
Argomento: Il Sistema Operativo e la gestione Input/Output
Durata: 2 ore
1. Contestualizzazione didattica.
Prerequisiti.
Gli studenti dovrebbero conoscere:
- Architettura di base di un calcolatore
- Differenza tra hardware e software
- Concetti fondamentali di memoria, CPU e periferiche
- Nozioni base di processo e programma
Competenze da sviluppare.
- Comprendere il ruolo del sistema operativo come intermediario tra hardware e software
- Analizzare i meccanismi di gestione delle periferiche
- Comprendere il funzionamento della gestione Input/Output
- Utilizzare strumenti di monitoraggio delle risorse del sistema
Obiettivi di apprendimento.
Conoscenze.
- Definizione di Sistema Operativo
- Funzioni principali del SO
- Gestione delle periferiche
- Driver di dispositivo
- Tecniche di gestione I/O (polling, interrupt, DMA)
Abilità.
- Individuare il ruolo del SO nella gestione delle risorse
- Riconoscere le modalità di comunicazione tra CPU e periferiche
- Analizzare esempi reali di gestione I/O
Competenze.
- Interpretare il comportamento del sistema durante operazioni di I/O
- Valutare l’efficienza delle tecniche di gestione delle periferiche
2. Metodologia didattica.
- Lezione dialogata
- Problem solving
- Apprendimento cooperativo
- Dimostrazione pratica al computer
- Flipped classroom (breve attività anticipatoria)
3. Strumenti.
- LIM
- PC laboratorio
- Sistema operativo Windows/Linux
- Software di monitoraggio processi (Task Manager o equivalente)
- Slide didattiche
- Schede riassuntive
4. Sviluppo della lezione.
FASE 1 – Motivazione (15 minuti).
Attività stimolo
Il docente pone una domanda:
“Cosa succede realmente quando salviamo un file su una chiavetta USB?”
Si raccolgono le risposte degli studenti e si guida la riflessione verso:
- coinvolgimento della CPU
- utilizzo del sistema operativo
- interazione con la periferica
FASE 2 – Presentazione teorica (40 minuti).
Il Sistema Operativo.
Il sistema operativo è il software fondamentale che:
- gestisce le risorse hardware
- fornisce servizi ai programmi applicativi
- permette l’interazione con l’utente
Funzioni principali del SO.
- Gestione dei processi
- Gestione della memoria
- Gestione del file system
- Gestione Input/Output
- Sicurezza e protezione
Gestione Input/Output.
Il SO coordina lo scambio di dati tra:
- CPU
- Memoria
- Periferiche (tastiera, mouse, stampanti, dischi, ecc.)
Driver di dispositivo.
Sono software che:
- permettono al sistema operativo di comunicare con l’hardware
- traducono i comandi generici in istruzioni specifiche per la periferica
Tecniche di gestione I/O.
Polling[1].
La CPU controlla periodicamente se la periferica è pronta.
– semplice
✖ inefficiente
Interrupt.
La periferica avvisa la CPU quando è pronta.
– efficiente
– riduce spreco di risorse
DMA (Direct Memory Access).
La periferica comunica direttamente con la memoria senza coinvolgere la CPU.
– molto efficiente
– utilizzato per trasferimenti rapidi
FASE 3 – Attività laboratoriale (40 minuti).
Attività pratica.
Gli studenti:
- Aprono Task Manager (o strumento analogo)
- Monitorano processi e utilizzo delle risorse
- Collegano una periferica USB
- Osservano eventuali variazioni nei processi attivi
Lavoro di gruppo.
Ogni gruppo deve rispondere a:
- Quale ruolo svolge il sistema operativo durante il collegamento della periferica?
- Dove intervengono i driver?
- Quale tecnica di I/O viene presumibilmente utilizzata?
FASE 4 – Verifica formativa (15 minuti).
Domande orali.
- Qual è il ruolo del sistema operativo?
- Cos’è un driver?
- Differenza tra polling e interrupt?
Quiz rapido.
- Scelta multipla
- Vero/Falso
- Completamento
5. Verifica sommativa.
Prova scritta strutturata.
- Definizioni teoriche
- Analisi di scenario
- Domande a risposta aperta
6. Valutazione.
Si utilizza una rubrica che considera:
- Comprensione teorica
- Capacità applicativa
- Partecipazione
- Precisione terminologica
7. Versione inclusiva BES/DSA.
Strategie didattiche inclusive.
- Uso di mappe concettuali
- Riduzione del carico cognitivo
- Uso di immagini e schemi
- Apprendimento cooperativo
- Didattica multisensoriale
- Uso di video esplicativi
- Tempi dilatati per le verifiche
Obiettivi semplificati.
- Comprendere cos’è un sistema operativo
- Comprendere che il SO gestisce le periferiche
- Distinguere input e output
- Conoscere il concetto base di driver
Materiale facilitato.
Mappa concettuale semplificata.
Sistema Operativo →
→ Gestisce hardware
→ Gestisce programmi
→ Gestisce periferiche
Gestione periferiche →
→ Driver
→ Input
→ Output
Spiegazione semplificata.
Il sistema operativo è il “direttore” del computer.
Quando usiamo tastiera o stampante, il sistema operativo organizza il lavoro e fa comunicare le parti del computer.
Attività semplificata.
- Associazione immagini-periferiche
- Classificazione Input / Output
- Domande guidate con scelta multipla
Strumenti compensativi.
- Mappe concettuali
- Sintesi vocale
- Formulari
- Glossario dei termini tecnici
Misure dispensative.
- Riduzione esercizi scritti
- Verifiche orali programmate
- Tempi aggiuntivi
8. Verifica adattata BES/DSA.
Esempio
– La tastiera è:
- Input
- Output
– Il driver serve per:
- Far comunicare periferica e sistema operativo
- Salvare file
9. Compito per casa.
- Ricercare un esempio reale di driver
- Preparare una breve relazione su una periferica e il suo funzionamento
[1] In informatica, indica la verifica ciclica di tutte le unità o periferiche di input/output da parte del sistema operativo di un personal computer tramite test dei bit di bus associati ad ogni periferica, seguita da un’eventuale interazione (scrittura o lettura). Questa attività impegna molto del tempo di funzionamento del processore (CPU), rallentando di conseguenza l’intero sistema.