STEM&Scratch&NetworkScience

Материал из Letopisi.Ru — «Время вернуться домой»
Перейти к: навигация, поиск

Содержание

Материалы к вебинару STEM, Scratch и Наука о сетях

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

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).
200px-Seymour-Papert_57a1f4821306e.jpg

Средства, которые позволяют ученику самому выбирать направление деятельности

Часть 1. Вычислительное мышление

Моделирование природных и социальных явлений

Муравейник

Муравейник

Для демонстрации того, как работают социальные сервисы часто используется модель муравейника или термитника. На поверхности поляны разбросаны палочки. Агенты - муравьи выполняют простые действия. Они ничего не знают про план муравейника. Они могут даже ничего не знать про других муравьев. Модель показывает, что для создания круглого муравейника достаточно, чтобы агенты выполняли следующие простые правила:

  • Если идешь без палочки и нашёл палочку, то возьми её и сделай шаг дальше.
  • Если идёшь с палочкой и нашёл еще одну, то положи свою палочку и сделай шаг дальше.

В результате простых действий создается сложный феномен. Модель часто используется для объяснения феномена предпочтительного присоединения - см. Предпочтительное присоединение


Termites01.png



После того, как муравьи растащили все кучки и собрали все палочки в одной большой куче.

Termites02.png

Динамическая модель построения муравейника - анимированный гиф
Mur04.gif


Модель как прото-рассказ (Прото-рассказ - еще несвязный текст или диаграмма или образ, которые могут служить основой для нарратива.) Прото-рассказ


Стая

Стая птиц, рыб, волков и т.п. - см. Стайная деятельность

Flocking.gif


Простые среды для создания цифровых историй, в которых могли бы объединяться агенты, имитирующие поведение.

Среды для создания историй, игр и моделей

см. перечень сред, для обучения программированию

Scratch

Scratch/Biology

StarLogo TNG

+ StaLogo Nova

Компьютеры помогают нам думать и действовать лучше - Computational Thinking

Автоматическое оценивание проектов

Dr.Scratch

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)

сказать [последовательность]

Используются конструкции

повторить () и всегда
Управление предполагает использование блоков повторить и всегда

Используются условия

повторять пока не (<касается цвета [#000000]?>)

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)

идти (10) шагов

используются переменные

задать [X v] значение (10)

используем списки для хранения данных

идти (элемент (1 v) из [list v]) шагов

Абстракция один длинный исполняемый скрипт (Действия начинаются с использования уже готовых блоков-команд.

идти (10) шаговподнять перо

определяем новые блоки (ученик учится объединять команды и создавать на их основе новые командные блоки)

определить РисуемДом блок и потом используем РисуемДом ::custom

создаем клоны (Еще более высокий уровень абстракции связан с механизмом клонов, который позволяет создавать для отдельного спрайта его клоны)

создать клон [себя самого v]

Интерактивное взаимодействие когда щёлкнут по зелёному флагу Используем другие управляющие события

когда клавиша [пробел v] нажата

внешние сигналы

если < [громкость v] > [39]>, то

Синхронизация синхронизация поведения спрайтов через

ждать (1) секунд

синхронизация через

передать [Беги] и когда я получу[Беги]

синхронизация через реакцию на изменения

когда фон меняется на [Лес v] или ждать до ((Х) = (0))

Параллельные действия Все действия запускаются по зеленому флагу

когда щелкнут по @greenFlag

Действия запускаются в ответ на нажатия разных клавиш

когда клавиша [пробел v] нажата

Действия запускаются в ответ на сообщения

когда я получу [сообщение1 v]

Логика если <касается цвета [#000000]?>, то
если <касается цвета [#000000]?>, то 
думать [Старт]
иначе 
думать [Финиш]
Совокупность условий

если <<касается цвета [#000000]?> и <(Х) = (0)>>, то

Часть 2. Совместная деятельность

О том, что возможности совместной деятельности результат направленного дизайна

Вычислительное участие в сообществе Scratch

Какие у нас есть возможности для организации совместной деятельности:

  • Студия
  • Тег
  • Ремикс
  • Рюкзак

Деревья ремиксов

Remix tree.png - 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)


Оценивание командной работы

Критерии оценивания командной деятельности в среде Scratch:

  1. Умение планировать совместную деятельность. Участники в начале работы наметили результат, к которому они будут стремиться
  2. Умение разделять и делегировать. Участники команды разделили работу над проектом так, что каждому досталась отдельная часть
  3. Умение собирать. Команде удалось собрать единый проект из кусочков, сделанных отдельными участниками
  4. Умение обсуждать. Участники обсуждали промежуточные и окончательные результаты своей работы
  5. 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

Наука о сетях

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

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

Социальный объект

Мяч

Мяч

Метафора/Пивной ларёк

Метафора - пивной ларёк отсылает к давнишней исследовательской работе юнната - суточная активность млекопитающих вокруг пивного ларька, в которой школьник в течение нескольких недель подсчитывал численность людей вокруг пивного ларька во дворе. Возможно нужно найти метафору более соответствующую сегодняшнему дню.

Нам нет необходимости опрашивать людей об их деятельности и их отношениях. Нет никакой необходимости (кроме эстетической) идти в лес и наблюдать поведение стайных видов. Деятельность множества агентов дана нам в открытом доступе. У нас есть огромные количества открытых данных, которые рассказывают о поведении и отношениях больше и лучше, чем разного рода опросники. Сделал закладку, отметил друга, поправил страницу, оценил текст, оставил комментарий - все это действия, на которые люди тратят свое время и силы. Значит эти действия точно имеют значение, а эти действия говорят нам о людях больше чем опросы, где люди врут.

Викиграмма

Викиграмма


Vuz nn.png

Таблица критериального оценивания сетевого проекта по викиграмме

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

Заключение

В заключение я бы хотел вернуться к определению конструкционизма


Видео-материалы к вебинару


Социограмма как Прото-нарратив






Школа 777



StarLogo TNG







Персональные инструменты
Инструменты
Акция час кода 2018

организаторы проекта