Complex systems in education

481 views

Published on

A ppt presentation of the paper: "Complex Systems in Education: Scientific and Educational Importance and Implications for the Learning Sciences", by Michael Jacobson and Uri Wilensky.

Published in: Education
0 Comments
2 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

No Downloads
Views
Total views
481
On SlideShare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
0
Comments
0
Likes
2
Embeds 0
No embeds

No notes for slide

Complex systems in education

  1. 1. Complex Systems in education: Scientific and Educational Importance and Implications for the Learning Sciences MICHAEL J. JACOBSON URI WILENSKY ΢ Τ Ν Θ Ε ΣΑ ΢ Τ ΢ Σ Η Μ ΑΣΑ ΢ Σ Η ΝΕΚΠΑΙΔΕΤ΢Η: ΕΠΙ΢ΣΗΜΟΝΙΚΗ ΚΑΙ ΕΚΠΑΙΔΕΤΣΙΚΗ ΢ΗΜΑ΢ΙΑ ΚΑΙ ΟΙΕΠΙΠΣΩ΢ΕΙ΢ ΢ΣΙ΢ ΕΠΙ΢ΣΗΜΕ΢ ΣΗ΢ ΑΓΩΓΗ΢Π Α Ρ Ο Τ ΢ Ι Α ΢ Η : Μ Α Ρ Ι Α Μ Α Ρ Γ Ο ΤΔ Η
  2. 2. • Λϋξεισ κλειδιϊ: complex systems, computational modeling ,agent-based model, learning sciences.• ΢ύνθετο ςύςτημα: Εύναι ϋνα ςύςτημα το οπούο αποτελεύται απόδιαςυνδεδεμϋνα κομμϊτια, τα οπούα ςαν ςύνολο παρουςιϊζουνμύα ό περιςςότερεσ ιδιότητεσ, οι οπούεσ δεν εμφανύζονταιαπαραύτητα ςτο κϊθε ξεχωριςτό κομμϊτι.Παραδεύγματα:• Αποικύεσ μυρμηγκιών• ανθρώπινεσ οικονομύεσ• κλύμα κ.ϊ.
  3. 3. Σκοπόσ και ςτόχοι του ϊρθρου ΢τόχοι: 1. Σημαςύα εκμϊθηςησ εννοιών ςύνθετων ςυςτημϊτων ςε προπανεπιςτημιακό καιΓενικόσ ςκοπόσ: πανεπιςτημιακό επύπεδο.Οι Επιςτόμεσ τησ Αγωγόσ 2. Δυςκολύεσ εκμϊθηςησ ςύνθετων ςυςτημϊτωνμπορούν να βοηθόςουν ςτη από την πλευρϊ των Επιςτημών τησ Αγωγόσ.γεφύρωςη του χϊςματοσ 3. Βιβλιογραφικό αναςκόπηςη των ζητημϊτωνανϊμεςα ςτισ μοντϋρνεσ εκμϊθηςησ των αντιληπτικών προοπτικών τωνεπιςτημονικϋσ αντιλόψεισ Σύνθετων Συςτημϊτων.(ενημερωμϋνεσ από τα Σύνθετα 4. Οι αντιληπτικού και κοινωνιοπολιτιςμικούΣυςτόματα) και ςτη γνώςη παρϊγοντεσ των Σύνθετων Συςτημϊτων εύναιεπαγγελματιών και πολιτών. περιοχϋσ ςχετικϋσ με την ϋρευνα των Επιςτημών τησ Αγωγόσ. 5. Τρόποι με τουσ οπούουσ ϋννοιεσ και μεθοδολογύεσ των Σύνθετων Συςτημϊτων αναδεικνύουν ςημαντικϊ ζητόματα ςτον τομϋα των Επιςτημών τησ Αγωγόσ.
  4. 4. ΢ύνθετα ΢υςτόματα και Μϊθηςη: Βιβλιογραφικό αναςκόπηςη Κατηγορύεσ μϊθηςησ ιδεών των ΢ύνθετων ΢υςτημϊτων: 1. Αντιληπτικϋσ προκλόςεισ τησ κατανόηςησ των ιδεών των ΢ύνθετων ΢υςτημϊτων. Αντιφατικϋσ ϋννοιεσ, αντιπαρϊθεςη με κοινωνικώσ αποδεκτϋσ πεποιθόςεισ (φαινόμενο πεταλούδασ). Ευνοούνται εξηγόςεισ που θεωρούν δεδομϋνο τον κεντρικό ϋλεγχο, βαθειϊ αντύςταςη ςε ιδϋεσ αυτοργϊνωςησ και αποκεντρωμϋνεσ διαδικαςύεσ. Αποτελϋςματα ερευνών: Ειδικού ςτα Σύνθετα Συςτόματα ϋχουν εξειδικευμϋνη αντιληπτικό κατανόηςη και χρηςιμοποιούν διαφορετικϋσ οντολογύεσ ςτην καταςκευό λύςεων απ’ ότι οι αρχϊριοι.
  5. 5. ΢ύνθετα ΢υςτόματα και Μϊθηςη: Βιβλιογραφικό αναςκόπηςη 2. Παιδαγωγικό ϋρευνα για την εκμϊθηςη των οπτικών των ΢ύνθετων ΢υςτημϊτωνThe learnability question: Μπορούν οι μαθητϋσ ςε προπανεπιςτημιακό καιπανεπιςτημικό επύπεδο να μϊθουν τουσ τρόπουσ ςκϋψεισ των ΢ύνθετων ΢υςτημϊτωνγια την κατανόηςη του κόςμου;Λύγεσ ϋρευνεσ ϋχουν διεξαχθεύ.Resnick και Wilensky: Χρόςη agent-based modeling προγρϊμματοσ.Wilensky (Northwestern’s Center for Connected Learning and Computer-BasedModeling): Χρόςη multi-agent περιβαλλόντων προςομούωςησ, όπωσ το NetLogo.Wilensky και Stroup: Ανϋπτυξαν το HubNet μια αρχιτεκτονικό προςομούωςησ για τηνυποςτόριξη ςυμμετοχικών προςομοιώςεων.΢υμπϋραςμα: Οι μαθητϋσ από τη μϋςη εκπαύδευςη μϋχρι το πανεπιςτημιακό επύπεδομπορούν να μϊθουν και να επωφεληθούν από πλαύςια που ςχετύζονται με την ϋρευνατων ΢ύνθετων ΢υςτημϊτων.
  6. 6. Ένα ςύνολο από μοντϋλα γιατην αναπαρϊςταςηενεργειών καιαλληλεπιδρϊςεωναυτόνομων (ατομικϋσό ςυλλογικϋσ οντότητεσόπωσ οργανιςμού ό ομϊδεσ)με ςτόχο την εκτύμηςη τωνεπιδρϊςεών τουσ ςτοςύςτημα ςαν όλον.Τα μοντϋλα αναπαριςτούντισ ταυτόχρονεσ ενϋργειεσκαι αλληλεπιδρϊςεισ τωνδιαφόρων agents ςε μιαπροςπϊθεια νααναδημιουργόςουν και να StarLogo: κυκλοφοριακό ςυμφόριςηπροβλϋψουν την εμφϊνιςηΣύνθετων Φαινομϋνων.
  7. 7. Οι ςχεδιαςτικϋσ αρχϋσ για την εκμϊθηςη των Σύνθετων ΣυςτημϊτωνΕρευνητικϊ θϋματα που ςχετύζονται με τισ αρχϋσςχεδύαςησ: 1. Η βύωςη φαινομϋνων Σύνθετων Συςτημϊτων. 2. Το ςαφϋσ αντιληπτικό πλαύςιο των Σύνθετων Συςτημϊτων. 3. Η ενθϊρρυνςη τησ ςυνεργαςύασ, τησ ςυζότηςησ και του αναςτοχαςμού. 4. Η καταςκευό θεωριών, μοντϋλων και πειραμϊτων. 5. Η εκμϊθηςη «τροχιών» (trajectories) για βαθειϋσ κατανοόςεισ και αναζητόςεισ.
  8. 8. ΢ύνθετα ΢υςτόματα και εςτύαςη ςτο curriculum • Curricula ςτο παρελθόν: Κϊλυπταν επιφανειακϊ πϊρα πολλϊ θϋματα. • Τα μαθηςιακϊ υλικϊ για ςύνθετα ςυςτόματα να μην αποτελϋςουν ακόμα μια προςθόκη. • Διερεύνηςη: Αν με τη χρόςη κατϊλληλων παιδαγωγικών επιτυγχϊνεται η κατανόηςη από τουσ μαθητϋσ τησ ςχϋςησ των παραδοςιακών διακριτών μαθημϊτων με τισ γνωςτικϋσ προοπτικϋσ των ςύνθετων ςυςτημϊτων.  Δικαιολόγηςη τησ ανϊγκησ για αναμόρφωςη των curricula . • Τα φαινόμενα των Σύνθετων Συςτημϊτων ταιριϊζουν με μαθηςιακϋσ προςεγγύςεισ τύπου «problem and inquiry» που εκτελούν κονςτρουκτιβιςτικϊ μοντϋλα μϊθηςησ και διδαςκαλύασ. Διερεύνηςη: Αν ϋνα εςτιαςμϋνο ςτο μαθητό curriculum (ςύμφωνο με τισ οπτικϋσ των Σύνθετων Συςτημϊτων) μπορεύ να αναθεωρόςει την οπτικό των μαθητών για την επιςτόμη ωσ ξερό απομνημόνευςη χωρύσ εφαρμογό.
  9. 9. Μαθαύνοντασ για τα Σύνθετα Συςτόματα: περαιτϋρω ερωτόματα• Υπϊρχουν αρκετϊ ερωτόματα μαθηςιακϊ, παιδαγωγικϊ και ςχετικϊ με ταcurricula που χρειϊζονται περαιτϋρω ϋρευνα, όπωσ: Πώσ πρϋπει να Με ποιο τρόπο πρϋπει να Ποιεσ ϋννοιεσ των Σ.Σ ςχεδιαςτούν και να μϊθουν οι εκπαιδευτικού παρουςιϊζουν ιδιαύτερη χρηςιμοποιηθούν τα τισ ιδϋεσ και τισ δυςκολύα για τουσ τεχνολογικϊ εργαλεύα για παιδαγωγικϋσ μαθητϋσ; να υποςτηρύξουν τη προςεγγύςεισ των Σ.Σ; διδαςκαλύα των Σ.Σ;• Σημαςύα διερεύνηςησ των ερωτημϊτων για: α. μελλοντικϋσ προςπϊθειεσ μεύωςησ του κενού ανϊμεςα ςτην ϊρθρωςη μιασεπιςτημονικόσ θεωρύασ και τησ ενςωμϊτωςόσ τησ ςτην εκπαύδευςη, β. την κατανόηςη του πωσ η εκμϊθηςη ςημαντικόσ γνώςησ να περιϋχεταικαι ςε ϊλλουσ τομεύσ.
  10. 10. Η ςημαςύα των επιςτημών των Σύνθετων Συςτημϊτων για τισ Επιςτόμεσ τησ Αγωγόσ Kauffman (1995): Τϋλοσ του ανελϋητου αναγωγιςμού. Οι Επιςτόμεσ τησ Αγωγόσ ϋχουν βαςιςτεύ ςε διαθεματικϋσ αρχϋσ. Άρα, τι ϋχουν να κερδύςουν; Σα ΢.΢ ϋχουν να προςφϋρουν νϋεσ μεθόδουσ και να φωτύςουν εςωτερικϊ την εκπαιδευτικό ϋρευνα. Παρϊδειγμα: Οι προοπτικϋσ των ΢.΢ μϋςω τησ υπολογιςτικόσ μοντελοπούηςησ, ενιςχύουν και επεκτεύνουν τη θεωρύα και την ϋρευνα των Επιςτημών τησ Αγωγόσ. Jackson (1996): Χρόςη υπολογιςτικών εργαλεύων για την παραγωγό μιασ νϋασ θεμιτόσ πηγόσ επιςτημονικόσ πληροφορύασ. Ανϊδυςη νϋων κοινοτότων επιςτημονικόσ πρακτικόσ  χρόςη τεχνικών υπολογιςτικόσ μοντελοπούηςησ (agent-based models) για τη δημιουργύα ςυνθετικών κόςμων  διερεύνηςη θεωρητικών και ερευνητικών ερωτημϊτων που δεν θα όταν δυνατό ςτον πραγματικό κόςμο.
  11. 11. Η ςημαςύα των επιςτημών των Σύνθετων Συςτημϊτων για τισ Επιςτόμεσ τησ Αγωγόσ Η ϋρευνα προσ αυτό την κατεύθυνςη ϋχει τερϊςτια προοπτικό:1. Άρθρωςη agent-based μοντϋλων  ξεκαθϊριςη υπεύθυνων παραγόντων για τη ςυμπεριφορϊ του ςυςτόματοσ.2. Έτςι τα μοντϋλα των Σ.Σ γύνονται επιςτημονικϊ διερευνόςιμα τεχνουργόματα  ςύγκριςη με ςτοιχεύα πραγματικού κόςμου, αναθεώρηςη και βελτύωςη.3. Επικυρωμϋνα μοντϋλα από ϋνα ό περιςςότερα ςύνολα ςτοιχεύων  διερεύνηςη ςυμπεριφορϊσ του ςυςτόματοσ υπό ποικύλεσ παραμϋτρουσ.4. Τϋτοια μοντϋλα  γενύκευςη των ευρημϊτων ςε παρόμοιουσ τύπουσ ςυςτημϊτων με διαφορετικϊ ειδικϊ και τοπικϊ χαρακτηριςτικϊ.
  12. 12. Θα όταν ςημαντικη η ςυμβολό των Επιςτημών τησ Αγωγόσ ςτισδιερευνόςεισ ςχετικϊ με την ανϊγκη εκμϊθηςησ των προοπτικών των ΢.΢όδη από τουσ μαθητϋσ τησ υποχρεωτικόσ εκπαύδευςησ. Αν μϋςα ςτα επόμενα χρόνια γύνουν προςπϊθειεσ για τη διϊχυςη τησγνώςησ των αναδυόμενων επιςτημονικων κατανοόςεων για τα ΢.΢ ςταcurricula, τα αποτελϋςματα αυτών των ερευνών θα αποτελϋςουν τη βϊςηγια την εξϋλιξό τουσ. Η ϋρευνα για την μϊθηςη αντιληπτικϊ απαιτητικών γνώςεων, όπωσ οιϋννοιεσ των ΢.΢, μπορεύ να προςδιορύςει ςε ποιο εύδοσ εξελιγμϋνησγνώςησ εύναι ικανού να φτϊςουν οι μαθητϋσ. Οι αντιληπτικϋσ προοπτικϋσ και μεθοδολογύεσ των ΢.΢ ϋχουν τηδυνατότητα να επηρεϊςουν ζητόματα θεωρύασ και ϋρευνασ κεντρικόσςημαςύασ ςτον ύδιο τον τομϋα των Επιςτημών τησ Αγωγόσ.

×