Виленский Ури - Uri Wilensky
Center for Connected Learning & Computer-Based Modeling,
Виленский постоянно возвращается к мысли, что наблюдаемые нами на макроуровне сложные биологические или социальные феномены являются результатами взаимодействия различных агентов на микроуровне. Часто наблюдаемые примеры упорядоченности, регулярности, шаблонов (стаи птиц, синхронное мигание светлячков) - являются проявлениями взаимодействия агентов - различными феноменами роста и самоорганизации - emergent phenomena. Эти явления относятся к области сложных динамических систем. Это научное направление быстро развивается, но пока еще слабо представлено в учебных курсах.
Образ биологии, рисуемый перед учениками в школе, резко с тем образом этой науки, как она видится с поля непосредственных биологических исследований.
Хотя эти два образа биологии связаны с одним и тем же содержием и теми же самыми объектами, процессы создания этих образов совершенно различны. Школьные установки подчеркивают важность запоминания схем и теорий - заучивание названий костей, названий и форм листьев у растений, классов и семейств царств растений и животных. В старших классах и на первых курсах ВУЗов процесс запоминания остается практически тем же самым. Студенты получают объяснения биологических феноменов через запоминание теорий фотосинтеза и схему цикла Кребса. Даже в тех случаях, когда теория еще не сформировалась, как в случае с теорией исчезновения динозавров, различные объяснения преподаются в форме историй для запоминания.
Этот образ биологии резко отличает от того, который возникает на основании чтения исслледовательской литературы по биологии, на страницах которой участники ведут активное обсуждение теоретических вопросов, ищут методы для проверки своих теорий. Вместо того, чтобы воспринять существующую классификацию, они постоянно видоизменяют свои теории в свете новых знаний. Внимание участников сообщества сосредоточено прежде всего на изучении механизмов, которые могут лежать в основе наблюдаемых биологических феноменов. Изучение и размышление о механизмах биологических феноменов зачастую требует рассуждений затрагивающих несколько организационных уровней - молекулярный, клеточный, организменный и экологический.
Когда ученики старших и средних классов начинают изучать эволюцию, у них складывается впечатление, что это прежде всего конкуренция за размножение особей, принадлежащих к одному виду. В определенном плане такое понимание эволюции может быть продуктивным, поскольку позволяет понять механизмы адаптации. Однако, если таком объяснении от студентов ускользает значимость социальных факторов и факторов окружающей среды. Это может вести к неверному пониманию основ эволюционного процесса.
На темы эволюции может быть построено множество учебных моделей. В старших классах эта тема преподается чаще всего как история или ряд историй. Истории того, как развивалась сама теория эволюции, какое сопротивления встречала эта теория и как она получала дополнительные подтверждения. Многие из учеников находят эти истории интересными, но неудовлетворительными. Источником разочарования является отсутствие методологии для изучения и проверки эволюционных гипотез.
Использование NetLogo на уроках:
1) Первая стадия, когда учитель вовлекает учеников во внекомпьютерную активность - участие в создании групповых феноменов. Ученики начинают задумываться о феноменах роста и самоорганизации сложных систем. Резник и Виленский написали отдельную статью про ролевые игры и их использование в научном образовании. Со ссылками на их предыдущий опыт с Эми Брукман. Примеры активностей: Каждый участник пишет на листочке цифру от 1 до 6. Затем по цифре создаются 6 групп. Следующее задание повторяет предыдущее, но разговаривать запрещено. Можно только показывать бумажку с номером. Различные стратегии поведения групп. Кто-то стоит и ждет, когда одиночки приплывут, кто-то посылает ловцов ... Ситуация моделирует поведение муравьев, которые коммуницируют только на локальном уровне. На следующем этапе тоже задание выполняется вслепую. Участники могут общаться только шепотом.
2) Учитель демонстрирует простую стартовыую модель всему классу и вовлекает класс в обсуждение того, что лежит в основе наблюдаемого поведения.
3) Ученики работают с моделями индивидуально или в малых группах. Ученики видоизменяют различные параметры и сравнивают поведение модели.
4) Ученики предлагают возможные расширения модели.
5) На заключительной стадии ученикам предлагается представить явление, используя NetLogo.
Learning about the Evolution of Cooperation and Altruism Through Multi-Agent Modeling
Thinking like a Wolf, a Sheep or a Firefly: Learning Biology through Constructing and Testing Computational Theories -- an Embodied Modeling Approach
Proceedings of The Fourth Annual International Conference of the Learning Sciences, Ann Arbor, MI, June 14 - 17, 2000
Wilensky, U. (2000). Modeling Emergent Phenomena with StarLogoT. @Concord.
Библиотека Виртуальной Пустыни в 2003 году является частью сетевого проекта
"Нижегородские ресурсы коллективного авторства"
и развивается
при финансовой поддержке Управления образовательных и культурных программ
Государственного Департамента США в рамках Программы
"Обучение и доступ к Интернет",
реализуемой на территории Российской Федерации Представительством некоммерческой
корпорации "Прожект Хармони Инк." (США).
Точка зрения, отраженная текстах сайта может не совпадать с точкой зрения
Управления образовательных и культурных программ Государственного Департамента
США или Некоммерческой корпорации "Прожект Хармони Инк.".