Definizione e validazione di uno strumento per la misurazione dell'impatto delle variabili redazionali di un item matematico sulla performance degli studenti

Questa tesi descrive la ricerca condotta tra l'autunno e l'inverno di quest'anno da un gruppo di ricercatori in didattica della matematica relativamente all'influenza che le variazioni redazionali di un quesito matematico hanno sulle performance degli studenti. Lo scopo della ricerca è quella di strutturare e validare una metodologia e uno strumento che permettano di individuare e quantificare l'influenza delle variazioni del testo sulle prestazioni dello studente. Si è sentita l'esigenza di condurre uno studio di questo tipo poichè è sempre più evidente il profondo legame tra il linguaggio e l'apprendimento della matematica. La messa a punto di questo strumento aprirebbe le porte a una serie di ricerche più approfondite sulle varie tipologie di variazioni numeriche e/o linguistiche finora individuate. Nel primo capitolo è presentato il quadro teorico di riferimento relativo agli studi condotti fino ad ora nell'ambito della didattica della matematica, dai quali emerge la grossa influenza che la componente linguistica ha sulla comprensione e la trasmissione della matematica. Si farà quindi riferimento alle ricerche passate volte all'individuazione e alla schematizzazione delle variazioni redazionali dei Word Problems. Nel secondo capitolo, invece si passerà alla descrizione teorica relativa allo strumento statistico utilizzato. Si tratta del modello di Rasch appartenente alla famiglia dei modelli statistici dell'Item Response Theory, particolarmente utilizzato nella ricerca in didattica. Il terzo capitolo sarà dedicato alla descrizione dettagliata della sperimentazione svolta. Il quarto capitolo sarà il cuore di questa tesi; in esso infatti verrà descritta e validata la nuova metodologia utilizzata. Nel quinto sarà eseguita un analisi puntuale di come lo strumento ha messo in evidenza le differenze per ogni item variato. Infine verranno tratte le conclusioni complessive dello studio condotto.

Progettazione e implementazione di una applicazione didattica interattiva per il riconoscimento di oggetti basata sull'algoritmo SIFT

Nell'elaborato viene introdotto l'ambito della Computer Vision e come l'algoritmo SIFT si inserisce nel suo panorama. Viene inoltre descritto SIFT stesso, le varie fasi di cui si compone e un'applicazione al problema dell'object recognition. Infine viene presentata un'implementazione di SIFT in linguaggio Python creata per ottenere un'applicazione didattica interattiva e vengono mostrati esempi di questa applicazione.

A proposito di Crittografia a chiave asimmetrica e numeri primi: tecniche note e proposta di un nuovo test di primalità euristico e deterministico

Con questa tesi verrà spiegata l'intrinseca connessione tra la matematica della teoria dei numeri e l'affidabilità e sicurezza dei crittosistemi asimmetrici moderni. I principali argomenti trattati saranno la crittografia a chiave pubblica ed il problema della verifica della primalità. Nei primi capitoli si capirà cosa vuol dire crittografia e qual è la differenza tra asimmetria e simmetria delle chiavi. Successivamente verrà fatta maggiore luce sugli utilizzi della crittografia asimmetrica, mostrando tecniche per: comunicare in modo confidenziale, scambiare in modo sicuro chiavi private su un canale insicuro, firmare messaggi, certificare identità e chiavi pubbliche. La tesi proseguirà con la spiegazione di quale sia la natura dei problemi alla base della sicurezza dei crittosistemi asimmetrici oggigiorno più diffusi, illustrando brevemente le novità introdotte dall'avvento dei calcolatori quantistici e dimostrando l'importanza che riveste in questo contesto il problema della verifica della primalità. Per concludere verrà fatta una panoramica di quali sono i test di primalità più efficienti ed efficaci allo stato dell'arte, presentando una nuova tecnica per migliorare l'affidabilità del test di Fermat mediante un nuovo algoritmo deterministico per fattorizzare gli pseudoprimi di Carmichael, euristicamente in tempo O~( log^3{n}), poi modificato sfruttando alcune proprietà del test di Miller per ottenere un nuovo test di primalità deterministico ed euristico con complessità O~( log^2{n} ) e la cui probabilità di errore tende a 0 con n che tende ad infinito.

Interrogazione visuale per basi di dati a grafo: il sistema GraphVista

Oggi l’esigenza di permettere all’utente di riuscire a formulare interrogazioni su database a grafo in maniera più semplice e soprattutto intuitiva ha portato gli istituti di ricerca a proporre metodi di interrogazione visuale. Uno dei sistemi che sono stati proposti è GraphVista. Tale sistema si basa sull’idea di dividere l’interrogazione in due macro-fasi. La prima fase permette di avvicinarsi al risultato richiesto escludendo da successive analisi dati che sicuramente non potranno far parte del risultato finale, mentre la seconda fase permette all’utente di essere protagonista. Infatti ad esso è concessa la possibilità di manipolare a proprio piacimento i risultati ottenuti dalla prima fase al fine di “ricercare” da sé le informazioni desiderate. Il tutto viene supportato grazie a un’interfaccia intuitiva ed efficace che permette all’utente di navigare interattivamente all’interno di una base di dati a grafo. Le caratteristiche dell’interfaccia e la possibilità di formulare interrogazioni visuali fanno in modo che l’utente non necessiti di conoscere alla perfezione un linguaggio di query specifico. Nel corso di questa tesi viene descritto il sistema GraphVista e la tecnologia sulla quale si fonda. Infine, viene effettuata una comparazione sull’efficacia e la semplicità d’uso del sistema GraphVista rispetto alla formulazione di query tramite un linguaggio standard come SPARQL.

Studio e sviluppo di un framework per il riconoscimento vocale nell'ambito di sistemi Hands-Free

Negli ultimi anni, l'avanzamento incredibilmente rapido della tecnologia ha portato allo sviluppo e alla diffusione di dispositivi elettronici portatili aventi dimensioni estremamente ridotte e, allo stesso tempo, capacità computazionali molto notevoli. Più nello specifico, una particolare categoria di dispositivi, attualmente in forte sviluppo, che ha già fatto la propria comparsa sul mercato mondiale è sicuramente la categoria dei dispositivi Wearable. Come suggerisce il nome, questi sono progettati per essere letteralmente indossati, pensati per fornire continuo supporto, in diversi ambiti, a chi li utilizza. Se per interagire con essi l’utente non deve ricorrere obbligatoriamente all'utilizzo delle mani, allora si parla di dispositivi Wearable Hands Free. Questi sono generalmente in grado di percepire e catture l’input dell'utente seguendo tecniche e metodologie diverse, non basate sul tatto. Una di queste è sicuramente quella che prevede di modellare l’input dell’utente stesso attraverso la sua voce, appoggiandosi alla disciplina dell’ASR (Automatic Speech Recognition), che si occupa della traduzione del linguaggio parlato in testo, mediante l’utilizzo di dispositivi computerizzati. Si giunge quindi all’obiettivo della tesi, che è quello di sviluppare un framework, utilizzabile nell’ambito dei dispositivi Wearable, che fornisca un servizio di riconoscimento vocale appoggiandosi ad uno già esistente, in modo che presenti un certo livello di efficienza e facilità di utilizzo. Più in generale, in questo documento si punta a fornire una descrizione approfondita di quelli che sono i dispositivi Wearable e Wearable Hands-Free, definendone caratteristiche, criticità e ambiti di utilizzo. Inoltre, l’intento è quello di illustrare i principi di funzionamento dell’Automatic Speech Recognition per passare poi ad analisi, progettazione e sviluppo del framework appena citato.

Progettazione e implementazione di una incarnazione biochimica per il simulatore Alchemist

Scopo di questo elaborato di tesi è la modellazione e l’implementazione di una estensione del simulatore Alchemist, denominata Biochemistry, che permetta di simulare un ambiente multi-cellulare. Al fine di simulare il maggior numero possibile di processi biologici, il simulatore dovrà consentire di modellare l’eterogeneità cellulare attraverso la modellazione di diversi aspetti dei sistemi cellulari, quali: reazioni intracellulari, segnalazione tra cellule adiacenti, giunzioni cellulari e movimento. Dovrà, inoltre, essere ammissibile anche l’esecuzione di azioni impossibili nel mondo reale, come la distruzione o la creazione dal nulla di molecole chimiche. In maniera più specifica si sono modellati ed implementati i seguenti processi biochimici: creazione e distruzione di molecole chimiche, reazioni biochimiche intracellulari, scambio di molecole tra cellule adiacenti, creazione e distruzione di giunzioni cellulari. È stata dunque posta particolare enfasi nella modellazione delle reazioni tra cellule vicine, il cui meccanismo è simile a quello usato nella segnalazione cellulare. Ogni parte del sistema è stata modellata seguendo fenomeni realmente presenti nei sistemi multi-cellulari, e documentati in letteratura. Per la specifica delle reazioni chimiche, date in ingresso alla simulazione, è stata necessaria l’implementazione di un Domain Specific Language (DSL) che consente la scrittura di reazioni in modo simile al linguaggio naturale, consentendo l’uso del simulatore anche a persone senza particolari conoscenze di biologia. La correttezza del progetto è stata validata tramite test compiuti con dati presenti in letteratura e inerenti a processi biologici noti e ampiamente studiati.

Il ruolo della matematica nella meccanica quantistica in un approccio interdisciplinare per la scuola secondaria

Questo lavoro di tesi nasce all’interno del nucleo di ricerca in didattica della fisica dell’Università di Bologna, coordinato dalla professoressa Olivia Levrini e che coinvolge docenti di matematica e fisica dei Licei, assegnisti di ricerca e laureandi. Negli ultimi anni il lavoro del gruppo si è concentrato sullo studio di una possibile risposta all'evidente e pressante difficoltà di certi docenti nell'affrontare gli argomenti di meccanica quantistica che sono stati introdotti nelle indicazioni Nazionali per il Liceo Scientifico, dovuta a cause di vario genere, fra cui l'intrinseca complessità degli argomenti e l'inefficacia di molti libri di testo nel presentarli in modo adeguato. In questo contesto, la presente tesi si pone l’obiettivo di affrontare due problemi specifici di formalizzazione matematica in relazione a due temi previsti dalle Indicazioni Nazionali: il tema della radiazione di corpo nero, che ha portato Max Planck alla prima ipotesi di quantizzazione, e l’indeterminazione di Heisenberg, con il cambiamento di paradigma che ha costituito per l’interpretazione del mondo fisico. Attraverso un confronto diretto con le fonti, si cercherà quindi di proporre un percorso in cui il ruolo del protagonista sarà giocato dagli aspetti matematici delle teorie analizzate e dal modo in cui gli strumenti della matematica hanno contribuito alla loro formazione, mantenendo un costante legame con le componenti didattiche. Proprio in quest'ottica, ci si accorgerà della forte connessione fra i lavori di Planck e Heisenberg e due aspetti fondamentali della didattica della matematica: l'interdisciplinarietà con la fisica e il concetto di modellizzazione. Il lavoro finale sarà quindi quello di andare ad analizzare, attraverso un confronto con le Indicazioni Nazionali per il Liceo Scientifico e con alcune esigenze emerse dagli insegnanti, le parti e i modi in cui la tesi risponde a queste richieste.

Sviluppo di una interfaccia per l'integrazione della piattaforma inerziale X-Nucleo con una rete di sensori wireless

Questo elaborato presenta il progetto di una interfaccia per l'aggiunta di sensori inerziali ad un nodo di una WSN (Wireless Sensor Network) �finalizzato al monitoraggio delle frane. Analizzando i vantaggi che avrebbe portato l'utilizzo di ulteriori sensori, si �e cercato di fornire un valido approccio di progettazione; in particolare l'idea �e quella di integrarli con un giroscopio ed un accelerometro aventi applicazioni in altri settori. Con questo particolare utilizzo, essi possono portare ad un miglior monitoraggio riuscendo a rilevare i movimenti in modo dettagliato ed a riconoscere i falsi allarmi. Nell'approccio che si intende suggerire verranno sfruttate schede per la prototipazione rapida, user-friendly e con costi decisamente accessibili, adatte alla sperimentazione elettronica e per lo sviluppo di nuovi dispositivi. Attraverso l'utilizzo di ambienti di sviluppo appositamente creati, si sono simulate le comunicazioni tra nodo e scheda di sensori, mettendo in evidenza i vantaggi ottenuti. Buona parte del progetto ha riguardato la programmazione in linguaggio C/C++, con una particolare attenzione al risparmio energetico.

Trattamenti (dis)continui. Progetto di una nuova tipologia di macchina industriale per il trattamento superficiale continuo di prodotti farmaceutici.

Il progetto si concentra principalmente sullo studio formale e funzionale del carter di una nuova tipologia di macchina industriale per il trattamento superficiale (coating) continuo di prodotti famaceutici. I punti di interesse sono stati: la scelta del materiale, la forma del carter, l'interazione con l'utente, la visualizzazione della macchina finita, la proposta di un piano comunicativo e di una strategià d'identità del prodotto.

Un nuovo modello computazionale di fibra di Purkinje umana: dal modello medio alla popolazione di modelli e ritorno.

Il lavoro presentato in questa tesi è stato svolto presso il Department of Computer Science, University of Oxford, durante il mio periodo all’estero nel Computational Biology Group. Scopo del presente lavoro è stato lo sviluppo di un modello matematico del potenziale d’azione per cellule umane cardiache di Purkinje. Tali cellule appartengono al sistema di conduzione elettrico del cuore, e sono considerate molto importanti nella genesi di aritmie. Il modello, elaborato in linguaggio Matlab, è stato progettato utilizzando la tecnica delle Popolazione di Modelli, un innovativo approccio alla modellazione cellulare sviluppato recentemente proprio dal Computational Biology Group. Tale modello è stato sviluppato in 3 fasi: • Inizialmente è stato sviluppato un nuovo modello matematico di cellula umana del Purkinje cardiaco, tenendo in considerazione i modelli precedenti disponibili in letteratura e le più recenti pubblicazioni in merito alle caratteristiche elettrofisiologiche proprie della cellula cardiaca umana di Purkinje. Tale modello è stato costruito a partire dall’attuale gold standard della modellazione cardiaca ventricolare umana, il modello pubblicato da T. O’Hara e Y. Rudy nel 2011, modificandone sia le specifiche correnti ioniche che la struttura interna cellulare. • Il modello così progettato è stato, poi, utilizzato come “modello di base” per la costruzione di una popolazione di 3000 modelli, tramite la variazione di alcuni parametri del modello all’interno di uno specifico range. La popolazione così generata è stata calibrata sui dati sperimentali di cellule umane del Purkinje. A valle del processo di calibrazione si è ottenuta una popolazione di 76 modelli. • A partire dalla popolazione rimanente, è stato ricavato un nuovo modello ai valori medi, che riproduce le principali caratteristiche del potenziale d’azione di una cellula di Purkinje cardiaca umana, e che rappresenta il dataset sperimentale utilizzato nel processo di calibrazione.

La metafora: forma creativa di razionalità

Abstract La metafora è stata tradizionalmente considerata come uno strumento linguistico dal valore esclusivamente estetico, ma agli inizi degli anni Ottanta questa teoria è stata messa in discussione: la metafora è per noi uno strumento conoscitivo fondamentale: ci consente di organizzare le nostre conoscenze e di crearne di nuove, aiutandoci a categorizzare elementi e concetti astratti o troppo complessi come elementi di cui possiamo fare esperienza quotidianamente e che sono sufficientemente strutturati nel nostro sistema concettuale. Le metafore di questo tipo vengono definite metafore concettuali. La messa in discussione della teoria tradizionale della metafora comporta inevitabilmente anche la messa in discussione del concetto di similarità, visto non più come una causa della metafora, ma come la sua conseguenza, e del meccanismo che ne sta alla base. La teoria cognitiva della metafora, in ricerche successive, è stata confermata attraverso le teoria neurale della metafora: l'insorgere di una metafora comporta la creazione di un legame tra aree diverse del cervello che rappresenta fisiologicamente la metafora.

La traduzione della canzone d'autore tra l'italiano e il francese: le scelte, la metrica e il suono.

Sin dall’infanzia ho sentito un forte legame con la musica e l’amore per il canto e allo stesso tempo per le lingue straniere, mi ha condotto a frequentare il corso di mediazione linguistica interculturale dell’università di Bologna, che univa e fondeva fino alla radice queste due mie passioni. Nel corso della mia carriera universitaria, “au jour le jour” cercavo di cimentarmi in traduzioni di canzoni ma progredendo nei miei studi, più traducevo e più mi rendevo conto di quante difficoltà possa presentare questo genere di traduzione. Le figure retoriche e le frasi idiomatiche presenti in una canzone non solo sono molto difficili da trasportare nella lingua d’arrivo ma spesso e volentieri devono essere totalmente stravolte per poter mantenere il senso e lo scopo del testo di partenza. Insomma, “se vogliamo che tutto rimanga com’è, bisogna che tutto cambi”. (Giuseppe Tomasi di Lampedusa, 1969:40-41). Troppe volte mi sono imbattuto in canzoni già tradotte il quale senso primario andava disperso nell’oblio. In quanto aspirante traduttore so bene cosa significhi dover tagliare o sconvolgere il testo di partenza quando serve ma ove non ve n’è bisogno, non capisco il perché del doverlo fare. In questa mia tesi di laurea presenterò quattro canzoni d’autore: una canzone in italiano ed una in francese ancora non tradotte ed una canzone in italiano ed un’altra in francese che sono già state tradotte. Nel secondo caso, quello dei testi già tradotti, presenterò una mia versione di traduzione nella quale cercherò di rispettare la metrica, l’equilibrio dei suoni e le figure retoriche.

?Sabra volar el mar? di Jose Corredor-Matheos. Proposta di traduzione di un libro di poesia illustrata per l'infanzia.

Il seguente elaborato presenta la proposta di traduzione verso l’italiano del libro di poesia per l’infanzia “¿Sabrá volar el mar?” (2010), dell’autore spagnolo José Corredor-Matheos, illustrato da Noemí Villamuza ed edito dalla casa editrice spagnola El Jinete Azul. “¿Sabrá volar el mar?” è composto da 25 poesie brevi ed è diviso in 4 sezioni, ognuna delle quali ha un titolo che suggerisce al lettore le tematiche affrontate nelle poesie seguenti. Le poesie raccolte in questo libro creano un complesso gioco di specchi e ci invitano a guardare ciò che ci circonda da un punto di vista diverso, a porci delle domande su quanto diamo per scontato e a vedere la vita come un assurdo e inutile mistero a cui abbandonarsi con gioia e spontaneità. Si tratta di un libro “atipico” ed eterogeneo, con componimenti che si rifanno a una ninna nanna, altri a un haiku giapponese e altri ancora alla tradizione classica occidentale. Una raccolta di poesie che possono essere apprezzate tanto dai bambini quanto dagli adulti, perché il linguaggio delle emozioni è comprensibile a tutte le età. Durante il processo di traduzione è stato necessario prestare particolare attenzione all’aspetto fonetico e ritmico, alla stretta interazione tra parole e immagini, alle metafore e alle scelte lessicali. Il lavoro è suddiviso in diverse sezioni: un’introduzione di riflessione sul lavoro del poeta e del traduttore, seguita dal motivo della scelta del libro; la presentazione del libro originale e del suo autore; la proposta di traduzione con relativo commento alle problematiche traduttive e alle diverse strategie impiegate; l’intervista realizzate all’editore Antonio Ventura; una scheda di presentazione editoriale; e infine una breve analisi del ruolo della letteratura e in particolare della poesia, sia per l’infanzia che per un pubblico adulto.

La traduzione del testo satirico “When will Jesus bring the pork chops?” di George Carlin

Il presente elaborato ha come obiettivo l’analisi della traduzione di alcuni estratti del libro di George Carlin "When will Jesus bring the pork chops?" L’opera si presenta come una raccolta di testi satirici, tutti dello stesso autore, che trattano temi ritenuti spesso tabù, quali, tra gli altri, l’handicap fisico e mentale, la morte e l’abuso. L’autore, conosciuto per la sua grande capacità oratoria, il suo humor dark e per l’uso di un linguaggio spesso scurrile e molto vario in tal sen-so, è uno tra i comici americani più conosciuti e stimati in tutto il mondo. La traduzione di un autore come Carlin è un esercizio importante proprio per la complessità del linguaggio che il comico utilizzava e per le tematiche che trattava, ma non solo; può infatti portare a una mag-giore consapevolezza sul ruolo del traduttore e sulle considerazioni, oltre che di tipo tecnico e pratico, teoriche ed etiche che questo lavoro richiede. Nei capitoli iniziali verranno presentate alcune teorie molto utili ed interessanti sia dal punto di vista pratico sia da quello dell’inquadramento teorico. Nel capitolo sul verbally expressed humour si presenteranno alcuni studi sui problemi principali nella traduzione delle opere umoristiche mentre, nel capitolo finale, si tratterà l'analisi della proposta di traduzione di alcuni frammenti dell’opera di Carlin con un commento sulle scelte applicate.

« Mon pays ce n’est pas un pays, c’est l’hiver » : préoccupations environnementales et identité dans la chanson québécoise

Il presente elaborato affronta il modo in cui la canzone della provincia canadese del Québec tratta i temi dello sviluppo sostenibile e dell’ecologia. Il Québec deve gran parte del suo benessere economico e sociale all’utilizzo delle risorse naturali presenti nella parte nord-est del Canada. Negli ultimi decenni, lo sfruttamento sempre maggiore delle risorse del pianeta ha fatto nascere negli esseri umani la consapevolezza di dover prendere provvedimenti a favore di un’economia sostenibile per il rispetto del pianeta. In questo elaborato si è voluto analizzare in che modo questa consapevolezza venga espressa attraverso le canzoni e la musica, due elementi fondamentali della cultura e dell’identità del Québec, innanzitutto proponendo i principali momenti della storia della canzone della provincia canadese e la maniera in cui la relazione con l’ambiente è cambiata nel corso degli anni. Successivamente, si è svolta un analisi dei temi trattati dalla canzone negli ultimi vent’anni, focalizzandosi sulle tematiche legate all’ambiente e allo sviluppo sostenibile: per fare ciò, è stata presa in analisi l’opera di cinque artisti famosi per il loro sostegno alle politiche ambientali in Québec. Le loro canzoni più significative sono state analizzate del punto di vista del contenuto e dal punto di vista lessicale. Infine, ci si è soffermati sul ruolo che la canzone e il francese del Québec ricoprono nella definizione e nella diffusione dell’identità nazionale quebecchese.