Среды блочного программирования для вычислительной географии

Описание события	Доклад, в котором представлены возможности сред блочного программирования для освоения вычислительной географии.
Тип события	Доклад
Начало	2024-04-26T17:00:00.000Z
Окончание	2024-04-26T18:00:00.000Z
color	lime
Адрес события	http://digida.mgpu.ru/
Видео запись события
Среды и средства, которые использовались в рамках события	Snap!, NetsBlox, StarLogo Nova, App Inventor
Формируемые в рамках события компетенции	Умеет работать с геоинформационными системами, Формирование умений и навыков использования разнообразных географических знаний в повседневной жизни
Область знаний	География, Информатика
Местоположение	55° 48' 22.89" N, 37° 36' 58.69" E
Формат реализации
Карта	Идёт загрузка карты… {"minzoom":false,"maxzoom":false,"mappingservice":"leaflet","width":"auto","height":"300px","centre":false,"title":"","label":"","icon":"","lines":[],"polygons":[],"circles":[],"rectangles":[],"copycoords":false,"static":false,"zoom":10,"defzoom":14,"layers":["OpenStreetMap"],"image layers":[],"overlays":[],"resizable":false,"fullscreen":false,"scrollwheelzoom":true,"cluster":false,"clustermaxzoom":20,"clusterzoomonclick":true,"clustermaxradius":80,"clusterspiderfy":true,"geojson":"","clicktarget":"","imageLayers":[],"locations":[{"text":"","title":"","link":"","lat":55.806358581746,"lon":37.616303271349,"icon":""}],"imageoverlays":null}

Введение

Статья представляем подход к конструированию содержания учебного курса, когда деятельность направлена на освоение компетенций, но мотивы этой деятельности скрыты в инструментах и объектах деятельности. Такими мотивирующими социальными объектами для изучения вычислительной географии служат модели и игры, в которых используются географические данные и географические понятия.

Логика работы

Логика работы представлена в виде диаграммы деятельности на рисунке 1 и может быть описана как последовательность действий - запросов, которые мы адресуем к различным категориям объектов, которые хранятся в базе знаний поля цифровой дидактики. Мы начинаем с выделения компетенций и заканчиваем примерами проектов, которые подтверждают, что эти компетенции были освоены.

Компетенции

• Geospatial Thinking - The ability to analyze and solve problems using geospatial data and tools
• Cartographic Design - The ability to create effective maps
• Geospatial Data - The ability to access, evaluate, and use various forms of geospatial data

{{#ask: [[Категория:Competence]] [[TypeLiteracy::Географическая]] [[Environment::+]] | ?Description | ?Источник | ?Environment }}

Выделим только те, для которых есть средства освоения

	Description	Источник	Environment
Овладение основными навыками нахождения, использования и презентации географической информации	овладение основными навыками нахождения, использования и презентации географической информации	Федеральный государственный образовательный стандарт	Snap! NetsBlox GAMA Maps for MediaWiki Kepler
Овладение элементарными практическими умениями использования приборов для определения характеристик компонентов географической среды	Овладение элементарными практическими умениями использования приборов для определения характеристик компонентов географической среды	Федеральный государственный образовательный стандарт	App Inventor
Умеет работать с геоинформационными системами	Умеет работать с геоинформационными системами	Федеральный государственный образовательный стандарт	Snap! App Inventor Maps for MediaWiki Kepler QGIS
Формирование умений и навыков использования разнообразных географических знаний в повседневной жизни	формирование умений и навыков использования разнообразных географических знаний в повседневной жизни для объяснения и оценки явлений и процессов, самостоятельного оценивания уровня безопасности окружающей среды, адаптации к условиям территории проживания, соблюдения мер безопасности в случае природных стихийных бедствий и техногенных катастроф	Федеральный государственный образовательный стандарт	Snap! NetsBlox GAMA

Основные понятия

{{#ask: [[География]] OR [[Вычислительное мышление]] OR [[Вычислительная география]] OR [[Картография]] | ?Description }}

	Description
Вычислительное мышление	Объединение способностей человека и возможностей вычислительной техники. Способность усиливать свою деятельность, привлекая к себе на помощь программных агентов. Производные понятия - вычислительная наука, вычислительная история.
География	География - это наука, которая изучает физические и культурные аспекты Земли, включая ее природные ресурсы, население, экономику, политику и другие социальные явления. География занимается изучением географических образований, таких как горы, реки, озера, пустыни, леса, а также их взаимодействия с окружающей средой и людьми. Она также исследует взаимодействие между различными регионами мира и их влияние на глобальные процессы, такие как изменение климата, миграция населения и экономический рост. География в основной школе изучается с 5 класса по 9 класс. Общее число учебных часов за пять лет обучения — 280, из них по 34 ч (1 ч в неделю) в 5 и 6 классах и по 70 ч (2 ч в неделю) в 7, 8 и 9 классах.
Картография	Картогра́фия (от χάρτης «бумага из папируса» + ράφειν «рисовать») — наука об исследовании, моделировании и отображении пространственного расположения, сочетания и взаимосвязи объектов, явлений природы и общества. В более широкой трактовке картография включает технологию и производственную деятельность. Объектами картографии являются Земля, небесные тела, звёздное небо и Вселенная. Наиболее популярными плодами картографии являются образно-знаковые модели пространства в виде: плоских карт, рельефных и объёмных карт, глобусов. Они могут быть представлены на твёрдых, плоских или объёмных материалах (бумага, пластик) или в виде изображения на видеомониторе.

Книги

{{#ask: [[Категория:Book]] [[Field_of_knowledge::География]] | ?Description }}

	Description
Growing Artificial Societies: Social Science From the Bottom Up (Complex Adaptive Systems)	Первая книга о выращивании искусственных сообществ. В книге представлена модель Sugarscape - простое искусственное общество, в котором агенты живут на двухмерной сетке и взаимодействуют друг с другом на основе правил, регулирующих передвижение, размножение и торговлю. Модель Sugarscape служит основой для изучения различных социальных явлений, таких как возникновение распределения богатства, передача культуры, сотрудничество и конфликты.
Turtles, termites, and traffic jams: explorations in massively parallel microworld	Книга "Черепахи, термиты и дорожные пробки: исследования в микромире массово-параллельных вычислений" Децентрализованный подход к феноменам окружающего мира - на основе использования микромира с тысячами черепашек
Объекты и пространства	Использование объектов само создает пространственные условия возможности и невозможности. Пространственности порождаются и приводятся в действие расположенными в них объектами – именно этим определяются границы возможного. (Следуя первому утверждению, стоит упомянуть, что пространственные возможности по своему характеру также множественны.) Существуют различные формы пространственностей; те, о которых говорим мы, включают в себя регионы, сети и потоки. В-третьих, я предполагаю, что эти пространственности и объекты, которые заполняют и создают их, плохо совместимы, т.е. находятся в напряженных отношениях.
Экологический подход к зрительному восприятию	Какие возможности открывает окружающий мир перед человеком, как мы воспринимаем и используем эти возможности. Мир физики объемлет все сущее. Наряду с земным объектами этому миру в равной степени принадлежат ка объекты макрокосма (планеты, звезды, галактики и т. п. так и объекты микрокосма (атомы, элементарные частиц и т. п.). Поскольку в этом мире встречаются объекты самых различных размеров (атомы и галактики могут служить примером поражающих воображение крайностей), то для их измерения физики используют единицы разного масштаба. На уровне микрокосма единицами измерения служат обычно миллионные доли миллиметра или еще боле мелкие единицы. На уровне макрокосма единицей длин служит световой год, а иногда и более крупные единицы. Ни один из этих масштабов не пригоден для измерения размера предметов, составляющих окружающий мир животных.

Модели

{{#ask: [[Категория:Model]] [[Field_of_knowledge::География]] | ?Description | ?Environment }}

	Description	Environment
Air Pollution - Buses and Cars	Когда модель работает, автобусы непрерывно следуют по дороге. В домах есть люди, которым нужно добираться на работу. Если автобус проезжает мимо дома, человек из этого дома «садится в автобус». Однако, если автобус не прибудет достаточно скоро, вместо этого человек использует личную машину, в результате чего на дороге появится машина, которой необходимо проехать определенное расстояние, прежде чем ее уберут с дороги. Автомобили выбрасывают 1 загрязнение каждые 7 «тиков». Автобусы выбрасывают одно загрязнение каждые 1 тик. Автомобили и автобусы следуют основным правилам дорожного движения: снижайте скорость, если многолюдно, и останавливайтесь, если впереди нет места для движения.	StarLogo Nova
Segregation (model)	Модель сегрегации Модель сегрегации Шеллинга – это агент-ориентированная модель, которая иллюстрирует, как индивидуальные тенденции в отношении соседей могут привести к сегрегации. Модель особенно полезна для изучения жилищной сегрегации этнических групп, где агенты представляют домовладельцев, которые переселяются в город. В модели каждый агент принадлежит к одной из двух групп и стремится жить в районе, где доля "друзей" достаточно высока: выше определенного порогового значения F. В зависимости от F, для групп равного размера, модель проживания по Шеллингу сходится либо к полной интеграции (случайное распределение), либо к сегрегации.	NetLogo StarLogo Nova
Traffic jams	Модель формирования и рассасывания дорожной пробки, реализованная в нескольких средах многоагентного моделирования	NetLogo StarLogo Nova Snap!

Датасеты

{{#ask: [[Категория:Dataset]] [[Field_of_knowledge::География]] | ?Description }}

	Description
Bills of Mortality (dataset)	Датасет причин смертности в Лондоне в 17 - 18 веке. 1657 - 1758 - столетие. 7381 строка в таблице
Cities (dataset)	Фрагмент из датасета, где хранилось более 140 000 записей о городах с населением более 1 000 жителей. В этом датасете 478 записей. Только городов с населением от 1 млн человек. Датасет используется в нескольких географических проектах в Kepler, App Inventor и других цифровых средствах

Игры

	Description
SimCity	В SimCity у игрока обычно нет определённой цели, по достижении которой игра заканчивается. Играющий управляет городом, выступая в роли мэра. Ему предоставляется возможность собирать налоги, строить городские здания и прокладывать дороги. Конечно, в руках мэра далеко не все аспекты жизни города — он не может, например, приказывать, где строить частные здания, а может только планировать территорию, разделяя её на коммерческие, жилые и промышленные зоны. Эти зоны впоследствии застраиваются жителями города. В случае, если привлекательность данной зоны в глазах городских жителей низка (причиной чего могут быть высокие налоги в данной сфере или недостаточное развитие других городских зон), она не будет застраиваться. В январе 2008 года код оригинальной SimCity был открыт и теперь распространяется под лицензией GPLv3. Права на имя «SimCity» принадлежат Electronic Arts, поэтому открытый проект был переименован в Micropolis.
Sims	The Sims — однопользовательская видеоигра в жанре симулятора жизни, первая по счёту из серии The Sims, разработанная командой разработчиков Maxis под руководством геймдизайнера Уилла Райта и изданная компанией Electronic Arts. Игра создавалась при сотрудничестве Эдварда Уилсона — известного биолога, изучавшего социальное поведение муравьёв в колониях. Игра была выпущена для IBM PC, Commodore Amiga, Apple Macintosh и Super Nintendo Entertainment System. Когда игрок впервые играет в The Sims в рамках обучающей программы, он должен управлять семьёй молодожёнов — Ньюби (англ. Newbie), которая только переехала в город и должна освоиться в нём. Действие игры происходит в городке, где проживают пять семей.

Языки и цифровые средства

{{#ask: [[Category:Язык программирования]] [[Field_of_knowledge::География]] OR [[Category:DigitalTool]] [[Field_of_knowledge::География]] | ?Description }}

	Description
App Inventor	App Inventor является бесплатным инструментом для программирования для создания мобильных приложений для Android. Он был разработан Массачусетским технологическим институтом и предоставляет простой интерфейс для создания мобильных приложений, который доступен для любого пользователя. Для программирования в App Inventor используется визуальный язык программирования, очень похожий на язык Scratch и StarLogo Nova.
GAMA	Платформа для проведения экспериментов в области многоагентного моделирования. Программы пишутся на языке GAML.
Kepler	Open Source инструмента для визуализации и анализа больших наборов гео-данных.
Maps for MediaWiki	Расширение, которое позволяет встраивать географические карты на страницы вики
NetsBlox	Визуальный блочный язык программирования - производный от Scratch и Snap! - внимание уделено сетевым возможностям, интеграции с Google картами. Внутри среды NetsBlox участники проектов могут коллективно редактировать блоки программы так же как это происходит в Google-документах.
QGIS	Quantum GIS — свободная кроссплатформенная геоинформационная система, состоящая из настольной и серверной части: QGIS Desktop — настольная ГИС для создания, редактирования, визуализации, анализа и публикации геопространственной информации. Под «QGIS» часто имеют в виду именно QGIS Desktop. QGIS Server и QGIS Web Client — серверные приложения для публикации в сети проектов, созданных в QGIS Desktop, через сервисы, совместимые с OGC-стандартами (например, WMS и WFS).
RAWGraphs	RAWGraphs - это веб-приложение с открытым исходным кодом для визуализаций статических данных. При этом формы представления данных можно изменять. Не требует регистрации. По состоянию на 2 августа 2021 г - бета-версия. Язык интерфейса - английский
RNetLogo	RNetLogo - пакет R позволяет подключить в R язык многоагентного моделирования NetLogo
Snap!	Блочный язык программирования для преподавания алгоритмов и структур данных. Snap! - потомок языка Scratch. В отличие от Scratch Snap! поддерживает лямбда-исчисление, объекты первого класса, процедуры, рекурсия и множество других возможностей. С версии 4.0 Snap! получил современное название и был переписан на JavaScript.
Инструменты мотивации профессионального развития педагогических кадров	RAWGraphs - это веб-приложение с открытым исходным кодом для визуализаций статических данных. При этом формы представления данных можно изменять. Не требует регистрации. По состоянию на 2 августа 2021 г - бета-версия. Язык интерфейса - английский

Кейсы - рецепты

	Description
Задать цвет части поля	Как задать цвет поля (или его части) для разных сред агентного моделирования
Как дополнить датасет из MediaWiki API в мобильном приложении	У нас есть датасет, в котором есть названия городов, дополнительная информация (страна и численность жителей). Мы хотим представить эту информацию и дополнить её дополнительными сведениями из MediaWiki. При этом будем использовать MediaWiki API
Как организовать обмен сообщениями через MQTT4Snap!	Возможно обмениваться сообщениями по протоколу MQTT через MQTT серверы -возможность связать Snap! проекты и устроить соревнование между участниками. Например, они могут передавать свои географические координаты
Как построить диаграмму в App Inventor	Может быть несколько способов построения диаграмм на основании внешних данных. Один из вариантов, данные считываются из внешнего датасета, используются внутри первого экрана на географической карте и затем передаются на второй экран, где превращаются в диаграмму численности населения городов.
Как собрать все корпуса МГПУ на карте	Собираем корпуса МГПУ на карте мобильного приложения. Нам понадобятся: координаты описание
Карта кафе и ресторанов Москвы	Приложение карта кафе и ресторанов Москвы. Функционал приложения: На главной странице пользователь нажимает кнопку "Перейти к карте", далее из списка он выбирает понравившееся ему кафе или ресторан, впоследствии выбранное кафе отображается на карте. Функционал позволяет отобразить несколько понравившихся кафе или ресторанов на карте, ниже выводится описание данного заведения.
Определить и использовать цвет точки под собой	Как определить и использовать в программе цвет точки, на которой находится агент. Распространённая задача, когда действия агента основываются на свойствах среды. Для NetLogo можно использовать конкретный цвет patch на котором стоит агент. Для StarLogo Nova - создадим специальное свойство и будем его изменять в зависимости от цвета поля
Передать значения другому экрану App Inventor	Мы хотим перейти на другой экран и передать в него значение переменной, которое мы на этом экране получили. Варианты: Передаём значение, которое порождает одна из процедур текущего экрана. (Открой экран со стартовым значением) Сохраним данные в TinyDB и достанем эти данные на нужном экране.
Приложение для планирования посещения мест	Хотите посетить новое место, но не знаете какое или уже наметили траекторию своих мест, но боитесь забыть о них? Тогда приложение MapPlan поможет Вам в этом. Его функционал не ограничивается картой с возможностью поставить метку места, Вы можете прямо в самом приложении посмотреть места и отзывы к ним в Google-картах, что поможет наметить ваш путь. Кроме того у Вас есть доступ к блокноту и Вашей личной комнате с котиком, которые вы можете обустроить сами. С каждой выполненной целью переходите на новый уровень и радуйте Вашего котика.