STEM&Scratch&NetworkScience
Содержание
Материалы к вебинару STEM, Scratch и Наука о сетях[править]
- Содержание вебинара (о чём не забыть сказать)
| Этап | Ссылки, содержание | Что узнали, чему научились? |
|---|---|---|
| Введение | Конструкционизм, продуктивная субъектность, STEM в большом поле | ? |
| Вычислительное мышление | Облачные сообщества для построения моделей, игр и историй - Scratch, StarLogo Nova, NetLogo Web, AgentCubes
|
Первые шаги в сообществах, что дает облачность сообществу
Собираем и сохраняем проект |
| Вычислительное участие | Рюкзаки, Ремиксы, Студии и другие средства взаимодействия | Как зарегистрироваться, найти друг друга, выбрать направление, создать студию, создать класс, положить нужное в рюкзак и достать из рюкзака |
| Вычислительная рефлексия | Социальные объекты, мячики и пивные ларьки, самостоятельные исследования, основанные на данных учебной аналитики | Как создать, интерпретировать и оценить социограмммы в различных средах совместной деятельности? |
| Подведение итогов | Куда можно двигаться дальше |
Введение[править]
Тема STEM, мейкерства, исследовательской деятельности, субъектности и продуктивной субъектности - и всё это с моей точки зрения, восходит к Пейперту и конструкционизму - создание объектов, которые имеют для ученика личное значение, которые можно было бы показать другим людям.
люди создают новое знание особенно эффективно, когда они вовлечены в создание продуктов, наделенных личностным смыслом, будь то песочные замки, Лего машины или компьютерные программы. Главное то, что люди в процессе конструктивной деятельности создают что-то важное для них самих или их окружающих.
Constructionism shares constructivism's connotation of learning as `building knowledge structures' irrespective of the circumstances of the learning. It then adds that this happens especially felicitously in a context where the learner is consciously engaged in constructing a public entity, whether it's a sandcastle or a theory of the universe... (Papert & Harel, 1991).
Средства, которые позволяют ученику самому выбирать направление деятельности
Часть 1. Вычислительное мышление[править]
Моделирование природных и социальных явлений[править]
Муравейник[править]
Стая[править]
| Описание | Стая, образование стаи - процесс формирования коллективного поведения без каких-либо руководящих указаний в результате наблюдения за поведением товарищей по стае. |
|---|---|
| Область знаний | Биология, Педагогика, Социология |
| Область использования (ISTE) | Дизайнер Сообществ |
| Возрастная категория | 9 |
| Примеры реализации | Модель формирования стаи |
| Авторы | Виленский |
| Поясняющее видео | https://www.youtube.com/watch?v=tGr-yHEOrlw |
| Близкие понятия | Team Assembly |
| Среды и средства для освоения понятия | NetLogo, StarLogo Nova |
Эта модель – попытка имитировать процесс формирования стаи птиц в отсутствие каких-либо лидеров. Каждая птица следует общему набору правил и из этого общего поведения и формируется стая. Стаи птиц можно рассматривать как пример возникновения стайных свойств в результате того, что отдельные животные двигаются в ответ на движения других животных. Как сказано в описании модели, все птицы следуют трем правилам: «выравнивание», «разделение» и «сплоченность».
- «Разделение» означает, что птица поворачивается, чтобы избежать столкновения с другой птицей, которая летит слишком близко.
- «Выравнивание» означает, что птица поворачивается так, чтобы двигаться в том же направлении, что и ближайшие птицы.
- «Сплочённость» означает, что птица будет двигаться к другим ближайшим птицам.
Томас Вилл утверждает, что различные элементы модели стаеобразования в среде NetLogo – двумерное пространство, правила взаимодействия, коллективные результаты – имеют аналоги в контексте человеческой организации.
См. https://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/Flocking - модель образования стай
Простые среды для создания цифровых историй, в которых могли бы объединяться агенты, имитирующие поведение.
Среды для создания историй, игр и моделей[править]
см. перечень сред, для обучения программированию
Scratch[править]
StarLogo TNG[править]
NetLogo[править]
Компьютеры помогают нам думать и действовать лучше - Computational Thinking
Автоматическое оценивание проектов[править]
Критерии оценивания качества Scratch проектов, которые использует Dr.Scratch - http://www.drscratch.org/
| Критерий | Уровень 1 | Уровень 2 | Уровень 3 |
|---|---|---|---|
| Контроль | Все команды в одном блоке (Начиная управлять спрайтами в среде Scratch, ученик, как правило, собирает последовательность команд и в длинную цепочку)
|
Используются конструкции
|
Используются условия
|
| Представление данных | все величины определены в тексте программы (Если нужно пройти определенное количество шагов или сказать фразу, то эти количество шаги или текст фразы просто сообщаются спрайту исполнителю)
|
используются переменные
|
используем списки для хранения данных
|
| Абстракция | один длинный исполняемый скрипт (Действия начинаются с использования уже готовых блоков-команд.
|
определяем новые блоки (ученик учится объединять команды и создавать на их основе новые командные блоки)
|
создаем клоны (Еще более высокий уровень абстракции связан с механизмом клонов, который позволяет создавать для отдельного спрайта его клоны)
|
| Интерактивное взаимодействие | когда щёлкнут по зелёному флагу
|
Используем другие управляющие события
|
внешние сигналы
|
| Синхронизация | синхронизация поведения спрайтов через
|
синхронизация через
|
синхронизация через реакцию на изменения
|
| Параллельные действия | Все действия запускаются по зеленому флагу
|
Действия запускаются в ответ на нажатия разных клавиш
|
Действия запускаются в ответ на сообщения
|
| Логика | если <касается цвета [#000000]?>, то
|
если <касается цвета [#000000]?>, то думать [Старт] иначе думать [Финиш] |
Совокупность условий
|
Часть 2. Совместная деятельность[править]
О том, что возможности совместной деятельности результат направленного дизайна
Вычислительное участие в сообществе Scratch[править]
Какие у нас есть возможности для организации совместной деятельности:
- Студия
- Тег
- Ремикс
- Рюкзак
Деревья ремиксов[править]
- для каждого опубликованного проекта Scratch есть возможность сделать его ремикс. При этом сервер фиксирует создание ремиксов и дает возможность посмотреть на дерево ремисков для каждого проекта. Кнопка дерева ремиксов находится в правой нижней части экрана.
Примеры деревьев (конкурс CollabChallenge)[править]
- R216681957.png
- R218050874.png
- R215633502.png
- R214634847.png
- R214725535.png
- R213470130.png
- R218295696.png
- R216184554.png
- R214754743.png
- R214724397.png
- R216277723.png
Оценивание командной работы[править]
Критерии оценивания командной деятельности в среде Scratch:
- Умение планировать совместную деятельность. Участники в начале работы наметили результат, к которому они будут стремиться
- Умение разделять и делегировать. Участники команды разделили работу над проектом так, что каждому досталась отдельная часть
- Умение собирать. Команде удалось собрать единый проект из кусочков, сделанных отдельными участниками
- Умение обсуждать. Участники обсуждали промежуточные и окончательные результаты своей работы
- Использование инструментов совместной деятельности (студия, ремикс, рюкзак). Ученики умеют создавать студии, собирать в студии нужные для проекта материалы, делать ремиксы
| Критерий | Невозможно оценить | Низкий уровень | Средний уровень | Высокий уровень |
|---|---|---|---|---|
| Умение планировать | ||||
| Умение разделять | На конкурс представлен готовый проект, по которому ничего нельзя сказать о том, что проект выполнялся командой | Дерево ремиксов показывает, что в создании проекта принимали участие все члены команды. Участники решали различные задачи - рисование, мультипликация, взаимодействие спрайтов и т.д. | Есть студия с описанием плана действий отдельных участников | |
| Умение собирать | На конкурс представлен готовый проект, по которому ничего нельзя сказать о том, что проект выполнялся командой. Промежуточные материалы и задачи выполненные отдельными участниками не представлены. | Есть множество промежуточных проектов, но команде не удалось свести все материалы в один завершенный проект. | В студии проекта и на дереве ремиксов представлены промежуточные проекты, которые объединены в завершенном проекте. | |
| Умение обсуждать | На конкурс представлен проект, который не обсуждался членами команды в сети | Обсуждение присутствует только для заключительного проекта | Некоторые из промежуточных проектов команды обсуждались и видоизменялись в результате сетевого обсуждения. В обсуждении работы проектов студии приняли участие не только члены команды, но и другие участники сообщества Scratch | |
| Умение пользоваться инструментами | Авторы проекта использовали только редактор команд языка Scratch | Авторы проекта использовали некоторые из возможностей совместной деятельности - Ремикс или Рюкзак | Авторы проекта использовали все многообразие средств - Рюкзак, Ремикс, Студию |
Компьютеры помогают нам лучше взаимодействовать и взаимо-думать - Computational participation
Вычислительная рефлексия[править]
Наука о сетях[править]
Наука о сетях (наука о связанности) - научная дисциплина, которая изучает общие черты природных или искусственных сетей, таких как информационные, биологические и социальные сети. Предметом исследования науки о сетях является сетевое представление физических, биологических и социальных явлений, ведущее к построению моделей позволяющих прогнозировать эти явления. Наука о сетях занимается выявлением и пониманием строгих математических принципов и законов, которые управляют многообразием сетевых структур, включая биологические, социальные и электронные. Сетевые структуры представляют собой междисциплинарное понятие, применимое к разнообразным системам – от звёздных скоплений и кристаллов до ансамблей элементарных частиц и технических устройств. Сетевые структуры в широком смысле могут состоять из одинаковых или разных узлов. Связи между узлами (ребра) могут быть идентичными или различаться по своей значимости или по иным критериям, быть направленными (как дорога с односторонним движением) или нет.
Чтобы описать детальное поведение системы, состоящей из нескольких сотен до нескольких миллиардов взаимодействующих компонентов, необходима карта схема соединений системы. В системе социальной сети карта представляет точный список ваших друзей, затем друзей этих друзей, и так далее. В WWW эта карта представляет перечень веб-страниц, которые ссылаются друг на друга. В живой клетке карта представляет подробный перечень всех взаимодействий и химических реакций с участием генов, белков и метаболитов. Невозможно понять функционирование клетки, если не придавать значения сложным сетевым структурам, посредством которых клеточные белки и промежуточные продукты обмена веществ взаимодействуют друг с другом внутри клетки. Невозможно понять экономическую систему и предсказать экономические банкротства, ели не будет нарисована сеть долговых обязательств, которые характеризуют экономическую систему.
В двадцатом веке не существовало инструментов для сопоставления сетей и отслеживания огромного количества данных, которые стоящих за этими сетями. Интернет-революция, предложившая эффективные и быстрые методы для цифрового хранения и совместного использования данных, коренным образом изменила нашу способность собирать, объединять и анализировать данные, относящиеся к реальным сетям. И когда мы получили возможность видеть и сравнивать все эти различные сети, то оказалось, что за феноменом сложности и за поведением сложных систем скрывается сетевая структура.
Класс как сетевая структура[править]
Начиная рассматривать школьный класс из 25 учеников как сеть друзей мы делаем нетривиальный теоретический шаг. Такое рассмотрение означает признание, что рассмотрение класса как множества отдельных индивидов не позволяют адекватно представить и рассмотреть существующую ситуацию. Даже использование отдельных диад для этого недостаточно, поскольку существует некая общность, объединение в классе, о котором нужно говорить именно как о сети, а не как об отдельных 25 детях или о 300 диадах. Осмысление класса в сетевых терминах предполагает неявное (и сильное) утверждение принципиальной важности связей между элементами, которые позволяют рассматривать класс как систему. За принятием сетевой онтологии последуют изменения на всех уровнях научного рассмотрения - и отдельных учеников, и диад и всей сети. Кроме того, выводы на одном уровне не могут быть просто объединены (например, усреднены) для получения выводов на других уровнях; сетевая система больше, чем просто агрегация составляющих его элементов.
Социальный объект[править]
Мяч[править]
Метафора/Пивной ларёк[править]
Викиграмма[править]
Таблица критериального оценивания сетевого проекта по викиграмме[править]
| Критерий | Высокий уровень | Средний уровень | Низкий уровень |
|---|---|---|---|
| Продуктивность | Граф (викиграмма) показывает, что участники множество объектов, число которых значительно больше числа участников. | Участники создали цифровые объекты, число которых примерно равно числу участников. | В ходе проекта было создано очень мало цифровых объектов. Число объектов значительно меньше числа участников |
| Повторяемость действий | Граф показывает, что объекты многократно (более 5 раз) изменялись и улучшались авторами и редакторами | Некоторые объекты в проекте улучшались своими авторами и другими участниками по 3 – 4 раза. | Созданные участниками объекты после создания и публикации в системе не изменялись. |
| Связанность | Все субъекты и объекты деятельности объединены в одном графе | Участники и объекты деятельности объединены в небольшое (3 - 4) число компонент. | Граф проекта разбит на множество несвязанных компонент. |
| Сплоченность | На викиграмме представлена одна сплоченная группа (клика), в которой все участники связаны друг с другом через страницы | Участники образуют несколько малочисленных групп. | На викиграмме практически нет групп, что говорит об отсутствии взаимодействия. |
| Устойчивость | В графе участников представлены несколько ключевых игроков, связи которых обеспечивают устойчивость совместной деятельности | В графе участников представлены 2 – 3 участника, удаление которых приведет к тому, что сеть рассыпается на несвязанные компоненты. | В графе совместной деятельности есть единственный ключевой игрок, через которого идут все информационные процессы. Удаление этого узла разрушает сеть. |
Пример Скретчеграммы[править]
Заключение[править]
В заключение я бы хотел вернуться к определению конструкционизма
