Patterns of Technology in Education

Материал из Поле цифровой дидактики


Описание события Patterns of Technology in Education: How IT Shapes Educational Practices
Information technologies are developing rapidly, and in a lifetime, a person can witness and participate in several technological revolutions in the field of education. This experience can become a competitive advantage if it is captured in the form of reproducible patterns independent of the objects that triggered changes in socio-technical systems. The paper traces the step-by-step impact on education of several technological stages: computers, the Internet, the World Wide Web, data digitalization, and generative artificial intelligence. Each new technology shifts the focus of society to new opportunities and practices, resulting in socio-technical educational practices that were successful yesterday often disappearing, but sometimes reviving at subsequent stages.
Тип события Доклад, Конференция
Начало 2024-09-24T13:55:32.000Z
Окончание 2024-09-24T16:55:32.000Z
color orange
Адрес события http://digida.mgpu.ru/index.php?title=Patterns of Technology in Education
Видео запись события
Среды и средства, которые использовались в рамках события Logo, Snap!, Semantic MediaWiki
Формируемые в рамках события компетенции
Область знаний Информатика, Образование, Моделирование
Местоположение 55° 59' 42.48" N, 92° 48' 6.10" E
Формат реализации
Карта


Krasn 2044.jpg

Введение

Информационные технологии развиваются так быстро, что человек может в течение своей жизни наблюдать несколько технологических прорывов и даже успеть принять участие в нескольких технологических революциях в сфере своих исследовательских интересов. Опыт соучастия в нескольких революциях в сфере образования может быть конкурентным преимуществом, если удастся его зафиксировать в виде повторяющихся паттернов. Возможно, что наиболее интересным является повторяющийся момент смены парадигмы, когда резко изменяются общепринятые педагогические практики.

Компьютер - 20 вещей

Мы можем проследить воздействие смены технологий на примере направления формирования вычислительного мышления. В качестве отправной точки используем работу Пейперта и Соломон о двадцати вещах, которые можно делать с компьютером в образовании.

 Description
20 things to doThe concept of "Twenty Things to Do with a Computer," originally presented by Seymour Papert and Cynthia Solomon in 1971, highlights various engaging activities that can be accomplished through programming.
  1. Make a Turtle
  2. Program the Turtle to Draw a Man
  3. Turtle Biology
  4. Make a Display Turtle
  5. Play Spacewar
  6. Differential Geometry
  7. Draw Spirals
  8. Have a Heart (and learn to DEBUG)
  9. Growf lowers
  10. Make a Movie
  11. Make A Music Box and Program A Tune
  12. Play with Semi-Random Musical Effects and then Try Serious Composing
  13. Computerize an Erector Set Crane and Build a Tower of Blocks
  14. Make a Super Light Show
  15. Write Concrete Poetry
  16. Try C.A.I. (Computer-Assisted Instruction) and Psychology
  17. Physics in the Finger-Tips
  18. Explain Yourself
  19. Puppets
  20. Recursion Line

Эта публикация послужила материалом для множества последующих ремиксов, на тему того, а как информационные технологии могут использоваться в образовании на конкретном историческом этапе [2]. Обратим внимание на то, что наиболее традиционный способ на тот момент способ использования компьютера для проверки знаний ученика, приводился в перечне под номером 16 и описывался с нескрываемым сарказмом.

Сause the computer to print something like
? + 4=7
and wait for a human victim te type something in order to insult him if
he fails to give the appropriate answer, For example:
7+4 = ? (Computer)
ELEVEN (Victim)
IDIOT, THE ANSWER IS 11 (Computer)

Из этого направления вырастают новые интересные программные продукты и книги [3,4]

 Description
КонструкционизмКонструкционизм - философия обучения, развитая Сеймуром Пейпертом на основании конструктивизма. К активной позиции конструктивизма конструкционизм добавляет идею того, что люди создают новое знание особенно эффективно, когда они вовлечены в создание продуктов, наделенных личностным смыслом, будь то песочные замки, Лего машины или компьютерные программы.
(Logo OR Ancestors
Logo)

January 1, 1967

Лого

Launch year: 1967
Ancestors: Lisp
Descendants: NetLogo
Descendants: Scratch
Descendants: Snap!
Descendants: Squeak
Descendants: Boxer
Descendants: Lynx

January 1, 1980

Josef

Launch year: 1980
Ancestors: Лого
Descendants: Karel

January 1, 1980

Smalltalk

Launch year: 1980
Ancestors: Лого
Ancestors: Lisp
Descendants: Squeak
Descendants: Etoys
Descendants: Ruby
Descendants: Pharo

January 1, 1984

Boxer

Launch year: 1984
Ancestors: Лого
Descendants: OpenAI Codex

January 1, 1984

LogoWriter

Launch year: 1984
Ancestors: Лого

January 1, 1989

StarLogo

Launch year: 1989
Ancestors: Лого
Descendants: NetLogo
Descendants: StarLogo Nova
Descendants: Scratch

January 1, 1992

UCB Logo

Launch year: 1992
Ancestors: Лого
Ancestors: Lisp
Descendants: NetLogo
Descendants: Etoys
Descendants: FMSLogo

January 1, 1994

AlgoBlock

Launch year: 1994
Ancestors: Лого

January 1, 1996

LogoBlocks

Launch year: 1996
Ancestors: Лого
Descendants: Lego Mindstorms

January 1, 1999

NetLogo

Launch year: 1999
Ancestors: Лого
Ancestors: StarLogo
Descendants: StarLogo Nova
Descendants: AgentScript
Descendants: GAMA

January 1, 2000

ПервоЛого

Launch year: 2000
Ancestors: Лого

January 1, 2006

Scratch

Launch year: 2006
Ancestors: Лого
Ancestors: Squeak
Ancestors: Agentsheets
Descendants: Snap!
Descendants: App Inventor
Descendants: GP
Descendants: ScratchJR

January 1, 2008

KTurtle

Launch year: 2008
Ancestors: Лого
Ancestors: Kumir

January 1, 2010

App Inventor

Launch year: 2010
Ancestors: Scratch
Ancestors: Лого
Ancestors: Blockly
Descendants: Thunkable

January 1, 2010

Snap!

Launch year: 2010
Ancestors: Scratch
Ancestors: Лого
Ancestors: Lisp
Ancestors: Smalltalk
Ancestors: Scheme
Descendants: NetsBlox
Descendants: SciSnap!
Descendants: SQLsnap!
Descendants: DBSnap
Descendants: Snap4arduino

January 1, 2015

GP

Launch year: 2015
Ancestors: Scratch
Ancestors: Лого

January 1, 2015

NetsBlox

Launch year: 2015
Ancestors: Scratch
Ancestors: Snap!
Ancestors: Лого

January 1, 2017

StarLogo Nova

Launch year: 2017
Ancestors: NetLogo
Ancestors: Scratch
Ancestors: Лого

January 1, 2018

DBSnap

Launch year: 2018
Ancestors: Scratch
Ancestors: Snap!
Ancestors: Лого

 
Josef
January 1, 1980

Лого

Josef

Smalltalk

Boxer

LogoWriter

StarLogo

UCB Logo

AlgoBlock

LogoBlocks

NetLogo

ПервоЛого

Scratch

KTurtle

App Inventor

Snap!

GP

NetsBlox

StarLogo Nova

DBSnap

1830
1840
1850
1860
1870
1880
1890
1900
1910
1920
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
2010
2020
2030
2040
2050
2060
2070
2080
2090
2100
2110
2120
2130
1954
1955
1956
1957
1958
1959
1961
1962
1963
1964
1965
1966
1967
1968
1969
1971
1972
1973
1974
1975
1976
1977
1978
1979
1981
1982
1983
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2021
2022
2023
2024
2025
2026
2027
2028
2029

Internet - 20 things

Но, тут появляется сеть Интернет и учебные практики меняются. Я помню этот момент по показательному сообщения автора трехтомника о стиле программирования Лого [5].

 Description
Harvey120px-Harvey_solomon2.png
Brian Harvey - Математик, программист, лектор, автор нескольких книг по обучению программированию. Автор UCB Logo, Snap!

Сообщение Харви так и называлось "Остановите Интернет! Я хочу выйти", где он пишет, что сеть отвлекает учителей и учеников от действительно важных и интересных возможностей компьютерных технологий. Но, люди начинают активно исследовать образовательные возможности Интернет сообществ.

Возможно глубже других в этом направлении продвинулась Эми Брукман, создавшая учебное MOOSE Crossing одно из первых учительских сообществ в среде Media MOO и описавшая первые принципы организации сетевых учебных сообществ [6,7]. Работу Брукман [8] можно рассматривать как этапную статью о 20 вещах, которые можно делать с компьютером и сетью интернет в образовании.

 Description
MOOSE CrossingMOOSE Crossing это многопользовательский текстовый виртуальный мир, в котором дети могут не только общаться друг с другом, но и создавать саму среду, в которой они общаются. Дети, большинство из которых были в возрасте 9 - 13 лет, создавали новые комнаты и новые объекты. Кроме того, на специальном языке сценариев MOOSE они писали программы, которые управляли поведением этих объектов. Например, десятилетняя девочка создала пингвина, который реагировал на поведение других людей. Пингвин умел обниматься и целоваться, чувствовал голод и умел различать 6 различных видов пищи. Другой ученик создал виды картофеля, которые демонстрировали генетические закономерности, описанные Менделем. MOOSE Crossing is a networked programming environment built for children. It is an adapted text-based MUD (multi-user dungeon) in which children can use an objectoriented scripting language to create spaces and characters that inhabit a textual world. Children often create spaces and characters similar to those found in text adventure games such as castles complete with secret passages that other children can explore. Once their projects are completed, any child in the MOOSE Crossing environment can interact with them. In addition, the environment allows children to view the scripts controlling any object or character in the environment and chat with children that are currently logged onto MOOSE Crossing. In general, children work alone on projects but one child will often use another child’s project as an example. Children may also ask another user for help or advice. The MOOSE Crossing community has provided a source of help, role models, and positive feedback for users of the system as they create their own projects.

Web 20 things

Проходит несколько лет и Брукман пишет грустную статью об умирании образовательного интернет-сообщества Media MOO [9] и в качестве одной из причины указывает появление Всемирной Паутины. Здесь мы можем вспомнить интересные проекты веб проекты ThinkQuest и Virtual Classroom, связанные с практиками учебного сайто-строением. Но, в начале 21 века и эти практики замещаются практиками Веб 2.0 как социального веба, где учащиеся вместе работают над созданием текстов статей в вики и кодом программ в сообществах подобных Scratch


January 1, 1992

Media MOO

Launch year: 1992

January 1, 1993

MOOSE Crossing

Launch year: 1993

January 1, 1993

Principia Cybernetica Web

Launch year: 1993

January 1, 1996

Thinkquest

Launch year: 1996

January 1, 2000

Twitter

Launch year: 2000

January 1, 2001

Wikipedia

Launch year: 2001

January 1, 2004

FaceBook

Launch year: 2004

January 1, 2004

Сообщество NetLogo

Launch year: 2004

January 1, 2005

Amazon Turk

Launch year: 2005

January 1, 2005

Second Life

Launch year: 2005

January 1, 2005

WikiHow

Launch year: 2005

January 1, 2005

YouTube

Launch year: 2005

January 1, 2005

Педсовет

Launch year: 2005

January 1, 2006

Habr

Launch year: 2006

January 1, 2006

LeMill

Launch year: 2006

January 1, 2006

Roblox

Launch year: 2006

January 1, 2007

MyExperiment

Launch year: 2007

January 1, 2007

Scratch&mit

Launch year: 2007

January 1, 2007

Stack OverFlow

Launch year: 2007

January 1, 2007

Луркоморье

Launch year: 2007

January 1, 2007

Сообщество Classroom 2.0

Launch year: 2007

January 1, 2007

Сообщество Zotero

Launch year: 2007

January 1, 2008

AO3

Launch year: 2008

January 1, 2008

Academia.edu

Launch year: 2008

January 1, 2008

CloudWorks

Launch year: 2008

January 1, 2008

CoMSES

Launch year: 2008

January 1, 2008

FoldIt сообщество

Launch year: 2008

January 1, 2008

GitHub

Launch year: 2008

January 1, 2008

GlobalLab

Launch year: 2008

January 1, 2008

Сообщество Scratch

Launch year: 2008

January 1, 2009

Quora

Launch year: 2009

January 1, 2009

ScratchEd

Launch year: 2009

January 1, 2009

Zooniverse

Launch year: 2009

January 1, 2010

Kaggle

Launch year: 2010

January 1, 2011

Scifabric

Launch year: 2011

January 1, 2011

Сообщество GeoGebra

Launch year: 2011

January 1, 2012

Eyewire

Launch year: 2012

January 1, 2012

ISTE Commons

Launch year: 2012

January 1, 2012

Modeling Commons

Launch year: 2012

January 1, 2013

Сообщество LeaderID

Launch year: 2013

January 1, 2015

Shinyappsio

Launch year: 2015

January 1, 2015

Инфоурок

Launch year: 2015

January 1, 2015

Сообщество BlocksCAD

Launch year: 2015

January 1, 2015

Сообщество Snap!

Launch year: 2015

January 1, 2016

GUTS

Launch year: 2016

January 1, 2016

Hugging Face

Launch year: 2016

January 1, 2017

СПО Спецназ

Launch year: 2017

January 1, 2017

Сообщество StarLogo

Launch year: 2017

January 1, 2018

Maximus

Launch year: 2018

January 1, 2020

ClubHouse

Launch year: 2020

 
MOOSE Crossing
January 1, 1993

Media MOO

MOOSE Crossing

Principia Cybernetica Web

Thinkquest

Twitter

Wikipedia

FaceBook

Сообщество NetLogo

Amazon Turk

Second Life

WikiHow

YouTube

Педсовет

Habr

LeMill

Roblox

MyExperiment

Scratch&mit

Stack OverFlow

Луркоморье

Сообщество Classroom 2.0

Сообщество Zotero

AO3

Academia.edu

CloudWorks

CoMSES

FoldIt сообщество

GitHub

GlobalLab

Сообщество Scratch

Quora

ScratchEd

Zooniverse

Kaggle

Scifabric

Сообщество GeoGebra

Eyewire

ISTE Commons

Modeling Commons

Сообщество LeaderID

Shinyappsio

Инфоурок

Сообщество BlocksCAD

Сообщество Snap!

GUTS

Hugging Face

СПО Спецназ

Сообщество StarLogo

Maximus

ClubHouse

1920
1930
1940
1950
1960
1970
1980
1990
2000
2010
2020
2030
2040
2050
2060
2070
2080
1984
1985
1986
1987
1988
1989
1991
1992
1993
1994
1995
1996
1997
1998
1999
2001
2002
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2011
2012
2013
2014
2015
2016
2017
2018
2019
2021
2022
2023
2024
2025
2026

Semantic MediaWiki - как объединение вик и черепах

На протяжении нескольких десятилетий ситуация с учебными практиками выглядит достаточно устойчивой, и мы попытались собрать лучшие практики совместной работы со знаниями на одной площадке, основанной на применении системы Semantic MediaWiki. Это был перейти к более сложным структурам, позволяющим объединять контент разной природы, в том числе динамический (например, программный код – непосредственно исполняемый в этой же среде), а также учитывать семантические (в терминах инженерии знаний) различия разных объектов. В образовательной сфере Semantic MediaWiki может быть использована для создания структурированных учебных материалов, построения базы знаний, организации курсов и проектов, а также для совместной работы студентов и преподавателей. Платформа Digida является примером интеграции принципов сложных адаптивных систем (Complex Adaptive Systems, CAS) в цифровое образование. Её ключевой особенностью является использование «активных эссе» или «активных публикаций» и агентного моделирования в обучающих курсах и семинарах.


Active Essay

Digida предоставляет уникальные возможности для создания и взаимодействия с «активными эссе» – новым форматом письменных работ, сочетающим текст, интерактивные симуляции и исполняемый код.

 Description
Активное эссеAn “Active Essay” is a new kind of literacy, combining a written essay, live simulations, and the programs that make them work in order to provide a deep explanation of a dynamic system. The reader works directly with multiple ways of representing the concepts under discussion. By “playing with” the simulations and code, the reader gets some hands-on experience with the topic. Active Essays -термин Алана Кея «активное эссе», где виды изложения и аргумента, которые можно ожидать в эссе, усиливаются благодаря тому, что интерактивная программа является одним из многих типов медиа для нового типа документа.



Использование такого подхода предполагает описание учебной практики в виде трёх диаграмм: отражающей категории объектов диаграммы классов (Class Diagram), диаграммы деятельности (Activity Diagram) и диаграммы последовательности (Sequence Diagram). Если добавить на диаграмму классов связи между различными категориями, то получим онтологию, которая включает понятия, языки программирования, обучающие видеоигры, датасеты, диаграммы, цифровые средства, сетевые сообщества, паттерны вычислительного мышления, стандарты, компетенции и руководства. В переводе на язык педагогических технологий эта онтология будет представлять сценарий учебной деятельности, в ходе которой учащиеся осваивают компетенции, взаимодействуя с различными типами объектов.


Диаграмма деятельности, в которой преподаватель описывает последовательность действий от постановки целей учебного процесса (образовательных эффектов) до получения образовательных результатов. Деятельность преподавателя начинается с планирования образовательных эффектов (learning outcomes), как перечня тех знаний и учений, которыми должен в ходе деятельности овладеть учащийся. Исходя из планируемых образовательных эффектов страница курса наполняется объектами из категории «понятие», эти объекты расширяются и дополняются объектами из категорий книг и их авторов, с которыми должны познакомиться учащиеся. Наполнения страницы учебного курса происходит через вопросы, которые преподаватель задает к системе для получения нужных материалов. Интерактивные возможности площадки позволяют пояснять понятия игровыми модулями и многоагентными моделями, которые включаются преподавателем в материалы курса. Кроме того, для работы с данными внутри курса учащиеся могут выбрать различные цифровые средства и языки программирования. Результатом учебной деятельности, как правило, является активное эссе или активная публикация в виде вики страницы, включающая в себя текст, примеры кода и действующую модель. Эта страница активного эссе служит подтверждением того, что поставленные цели обучения были достигнуты.


Infosyst digida.png

Диаграмма последовательности больше внимание уделяет действиям учеников, которые направлены на получения результатов обучения, как цифровых продуктов учебной деятельности. Для создания продуктов ученики обращаются к книгам, наборам данных и моделям. Для создания продуктов учащиеся обращаются с вопросами к преподавателю и друг другу. В конце последовательности действий преподаватель оценивает созданный продукт, как результат учебной деятельности, который подтверждает, что поставленные цели обучения были достигнуты. И тут прорывной технологией, которая может разрушить или усилить сложившуюся системы, становится появление на диаграммах систем генеративного интеллекта, как самостоятельного актора.

Gen AI - 20 things to do

Diagr krasn.jpg

В настоящее время мы проектируем и реализуем учебные ситуации, когда учебные модели разрабатываются в группе при поддержке PerplexityAI

 Description
PerplexityAIPerplexity — чат-бот с искусственным интеллектом для поиска информации и генерации текста. Perplexity использует информацию из современного интернета, а не образца 2021 года. Страница с ответом состоит из трёх блоков: сам ответ, источники информации, «вопросы по теме» и поле для дополнительных запросов.
  • 120px-Perplexity01.jpg

Perplexity Collection Pat.png

Литература

  1. Papert S.A., Solomon C. Twenty Things To Do With A Computer // Artificial Intelligence Memo. 1971. № 248. P. 176–217.
  2. Stager G.S., Solomon C. Twenty Things to Do with a Computer Forward 50: Future Visions of Education Inspired by Seymour Papert and Cynthia Solomon’s Seminal Work. Constructing Modern Knowledge Press, 2021. 416 p.
  3. Minsky M. Introduction to LogoWorks // LogoWorks: Challenging Programs in Logo / ed. Solomon C., Minsky M., Harvey B. McGraw-Hill Osborne Media, 1986. P. 388.
  4. Harel I. Children Designers: Interdisciplinary Construction for Learning and Knowing Mathematics in a Computer-Rich School. Greenwood Publishing Group, 1991. 468 p.
  5. Harvey B. Computer Science Logo Style 2/e, Vol. 1: Symbolic Computing. second edition. Cambridge, Mass: The MIT Press, 1997. 344 p.
  6. Bruckman A. Programming for Fun: MUDs as a Context for Collaborative Learning. // Recreating the Revolution. Proceedings of the Annual National Educational Computing Conference (15th, Boston, Massachusetts, June 13-15, 1994. 1994. P. 141–146.
  7. Bruckman A. Can educational be fun // Game developers conference. 1999. Vol. 99. P. 75–79.
  8. Bruckman A.S. MOOSE crossing : construction, community and learning in a networked virtual world for kids: Thesis. Massachusetts Institute of Technology, 1997. 231 p.
  9. Bruckman A., Jensen C. The Mystery of the Death of MediaMOO // Building Virtual Communities: Learning and Change in Cyberspace. 2002. P. 21.
  10. Патаракин Е.Д. От использования контента к совместному творчеству. Анализ сетевого проекта Летописи.ру // Вопросы образования. 2009. № 3. P. 114–129.
  11. Patarakin E., Visser L. New Tools for Learning - The Use of Wiki’s // Trends and Issues in Distance Education 2nd Edition International Perspectives / ed. Visser L. et al. Information Age Publishing, 2012. P. 287–299.
  12. Патаракин Е.Д. Педагогический дизайн социальной сети Scratch // Образовательные технологии и общество (Educational Technology & Society). 2013. № 2. P. 505–528.