Ο πίνακας εργαλείων τάξης εμφανίζει δομές μοντέλων συστήματος – Concord Consortium

Η Linsey Brennan είναι διδακτορική φοιτήτρια στο Michigan State University και ερευνήτρια στο Multilevel Computational Modeling Project.

Οι καθηγητές Χημείας Scott Hanson και Tim Muhich χρησιμοποίησαν το SageModeler για να βοηθήσουν τους μαθητές να μοντελοποιήσουν συστήματα και να εξηγήσουν τα φαινόμενα του πραγματικού κόσμου τα τελευταία τέσσερα χρόνια. Σύμφωνα με το ζεύγος των δασκάλων στο Κέντρο Μαθηματικών και Επιστημών της περιοχής Battle Creek στο Battle Creek του Μίσιγκαν, η μάθηση των μαθητών τους ανέβηκε σε νέα υψηλά επίπεδα φέτος, και όλα αυτά χάρη στο Class Dashboard.

Οι μαθητές εργάζονται σε ζευγάρια για να δημιουργήσουν, να αναθεωρήσουν και να αξιολογήσουν μοντέλα συστημάτων χρησιμοποιώντας το SageModeler. Μαθαίνουν για νέες μεταβλητές και είναι σε θέση να δημιουργούν νέες σχέσεις αιτίου και αποτελέσματος μεταξύ των μεταβλητών καθώς συμμετέχουν σε πρακτικά πειράματα και αλληλεπιδρούν με προσομοιώσεις υπολογιστή.

Για να αναπαραστήσουν βασικά στοιχεία ενός συστήματος, οι μαθητές τοποθετούν πρώτα κόμβους στον καμβά του SageModeler και μετά συνδέουν τους κόμβους μεταξύ τους, προσδιορίζοντας την ημιποσοτική επίδραση ενός κόμβου σε έναν άλλο για να περιγράψουν τον ιστό των σχέσεων. Όταν το μοντέλο προσομοιώνεται, η δομή και το σύνολο των σχέσεων μεταξύ των στοιχείων του μοντέλου υπαγορεύουν τη συμπεριφορά του μοντέλου.

Πρόσφατα αναπτύξαμε αλγόριθμους που δημιουργούν αυτόματα ετικέτες σχετικά με τη δομή ενός μοντέλου, συμπεριλαμβανομένων αλυσίδων διακλάδωσης, γραμμικών αλυσίδων και βρόχων ανάδρασης. Στη συνέχεια προσθέσαμε αυτές τις πληροφορίες στον πίνακα ελέγχου τάξης, πράγμα που σημαίνει ότι οι δάσκαλοι μπορούν πλέον να βλέπουν τα μοντέλα συστημάτων των μαθητών τους σε πραγματικό χρόνο.

Ανώνυμη προβολή των μοντέλων συστημάτων των μαθητών, που δείχνει συγκεκριμένα χαρακτηριστικά του μοντέλου, συμπεριλαμβανομένου του αριθμού των κόμβων, του αριθμού των συλλεκτών και εάν τα μοντέλα είναι γραμμικά, διακλαδισμένα ή πολλαπλών διαδρομών και εάν μπορούν να περιέχουν δομές ανάδρασης.

Ο Muhich και ο Hanson μπόρεσαν να εμφανίσουν τον ανώνυμο πίνακα εργαλείων κατά τη διάρκεια των συζητήσεων στην τάξη και να ζητήσουν από τους μαθητές να δουν τις γενικές τάσεις της τάξης στα χαρακτηριστικά του μοντέλου. Οι μαθητές συζήτησαν αυτές τις τάσεις και τις χρησιμοποίησαν για να επιλέξουν μοντέλα με ενδιαφέροντα χαρακτηριστικά προς ανάλυση.

Μοντέλο μαθητή που περιλαμβάνει βρόχο ανατροφοδότησης.

Για παράδειγμα, μπόρεσαν να επιλέξουν ένα μοντέλο που περιελάμβανε ανάδραση για εμφάνιση και ακολουθώντας έναν συγκεκριμένο βρόχο ανάδρασης και να δείξουν ότι η έξοδος αυτού του βρόχου ήταν εκθετική αποσύνθεση. Το ταμπλό πρόσφερε επίσης στους Muhich και Hanson την ευκαιρία να ανταποκριθούν γρήγορα στις ανάγκες της τάξης τους σαρώνοντας τον πίνακα οργάνων και επιλέγοντας μοντέλα με χαρακτηριστικά όπου οι μαθητές χρειάζονταν πρόσθετη υποστήριξη.

Ο Muhich και ο Hanson είναι ενθουσιασμένοι με το πώς εξελίχθηκαν τα πράγματα στην τάξη. Λένε ότι η ενσωμάτωση του Class Dashboard στις οδηγίες τους «μας επέτρεψε να κάνουμε διαφορετικές συνομιλίες με τους μαθητές και να τους προετοιμάσουμε καλύτερα για τους διαφορετικούς τύπους μοντέλων που θα μπορούσαν να δημιουργήσουν». Πιστεύουν ότι η κοινή χρήση της δομής του μοντέλου με τους μαθητές προβάλλοντας την ανώνυμη οθόνη του ταμπλό μπροστά από τις τάξεις τους βοήθησε στην τυποποίηση του λεξιλογίου που σχετίζεται με τη δομή του μοντέλου καθώς οι μαθητές άρχισαν να χρησιμοποιούν όρους όπως “κόμβοι” και “ανατροφοδότηση” πιο τακτικά και με αυτοπεποίθηση.

Οι Muhich και Hanson συνόψισαν την εμπειρία τους: «Είδαμε καλύτερα μοντέλα, καλύτερες συζητήσεις στην τάξη και καλύτερες κριτικές από ομοτίμους». Μάθετε περισσότερα για τον πίνακα ελέγχου τάξης στο μας ΟΔΗΓΟΣ ΧΡΗΣΤΗ.