Small group discussion: различия между версиями

Материал из Поле цифровой дидактики
← Предыдущая правка
Нет описания правки
 
(не показано 25 промежуточных версий этого же участника)
Строка 5: Строка 5:
* Учитывает конкуренцию и кооперацию  как факторы, формирующие характер групповой дискуссии
* Учитывает конкуренцию и кооперацию  как факторы, формирующие характер групповой дискуссии
*  Предоставляет теоретическую перспективу  для анализа индивидуального и группового развития вовлечённости в задачу  (активность)  и социальной вовлечённости с одноклассниками  (дискурсивность)  в независимых и модерируемых преподавателем малых группах
*  Предоставляет теоретическую перспективу  для анализа индивидуального и группового развития вовлечённости в задачу  (активность)  и социальной вовлечённости с одноклассниками  (дискурсивность)  в независимых и модерируемых преподавателем малых группах
|Field_of_knowledge=Социология, Лингвистика
|Field_of_knowledge=Педагогика, Психология, Социология, Лингвистика
|Environment=Netlogo
|Environment=NetLogo
|Student-created=Нет
|Student-created=Нет
}}
}}
== Теоретическое основание модели ==
=== Социокультурный подход [[Выготский|Выготского]] ===
; Модель строится на фундаментальном положении [[Выготский|Выготского]] о том, что развитие происходит через социальное взаимодействие.
{{#ask: [[Зона ближайшего развития]] | ?Description }}
В контексте этой модели это означает:
* Развитие активности и социальной ориентации не является врождённым или неизменным, а формируется через участие в групповых транзакциях
* Каждый участник дискуссии имеет индивидуальную зону ближайшего развития, определяемую его личной толерантностью к различиям в убеждениях
* Обучение происходит не через передачу информации «учитель → ученик», а через изменение убеждений участников в результате взаимодействия
Ключевая инновация: вместо классического представления о [[ZPD]] как одностороннего руководства, модель представляет [[ZPD]] как двусторонний процесс, где каждый участник может как влиять на других, так и быть изменённым ими.
=== Теория сообществ практики ([[Communities of Practice]]) ===
Модель опирается на идеи Лав и Этьена Венгера о постепенном вхождении в социальную практику:
* Участники не все одинаково вовлечены в дискуссию
* Некоторые находятся в центре (high activity, high discursivity), другие на периферии
* Траектория развития каждого участника уникальна и зависит от его взаимодействий с другими членами группы
{{#ask: [[Сообщество практики]] | ?Description }}
=== Теория конфликта и кооперации ===
Модель различает два режима развития:
Конфликтный режим (высокая конкурентность)
* Когнитивный конфликт как стимул к развитию
* Большие различия в убеждениях провоцируют изменения
* Может привести как к интеллектуальному росту, так и к фрагментации группы
Кооперативный режим (высокая кооперативность)
* Взаимное согласие и признание как основа развития
* Умеренные различия в убеждениях способствуют учению
* Способствует сплочению группы, но может привести к конформизму
=== Теория сетевого анализа ([[Social Network Analysis]]) ===
Модель использует концепции сетевого анализа для описания структуры группового взаимодействия:
* Связность (tie strength) — интенсивность взаимодействия между двумя участниками, отражаемая в социальной ориентации
* Централизация — наличие лидеров и их влияние на структуру группы
* Сплочённость — степень, в которой все члены группы взаимодействуют друг с другом
* Изоляция — отсутствие связей, приводящее к полной маргинализации участника
== Словарь основных терминов модели ==
{| class="wikitable"
|-
! width="20%" | Термин на английском
! width="25%" | Термин на русском
! width="55%" | Определение
|-
| '''Activity'''
| '''Активность''' (синонимы: учебная активность, инициативность)
| Убеждение агента о своей способности инициировать обсуждение; математически: вероятность для агента выступить источником транзакции; колеблется от 0 (полная пассивность) до 1 (постоянная инициатива)
|-
| '''Discursivity''' (K<sub>ij</sub>)
| '''Социальная ориентация''' (синонимы: ориентация на партнёра, социальная адресованность, ориентация на конкретного человека)
| Убеждение агента о своей склонности взаимодействовать с конкретным партнёром; степень, в которой агент «видит» другого как потенциального собеседника; может различаться для разных партнёров; колеблется от 0 (полная изоляция от данного партнёра) до 1 (максимальное желание общаться)
|-
| '''Task Engagement'''
| '''Вовлечённость в задачу''' (синонимы: предметная включённость, когнитивная задействованность, ориентация на содержание)
| Аспект личного развития в групповой дискуссии, связанный с активностью; готовность и желание участвовать в содержательной работе; желание выступить с идеей, предложением, вопросом
|-
| '''Social Engagement'''
| '''Социальная включённость''' (синонимы: включённость в общение, социальная вовлечённость, ориентация на других)
| Аспект личного развития в групповой дискуссии, связанный с дискурсивностью; готовность и желание взаимодействовать с другими людьми; стремление быть услышанным и услышать других
|-
| '''Zone of Proximal Development (ZPD)'''
| '''[[Зона ближайшего развития]] ([[ЗБР]])'''
| По [[ Выготский|Выготскому]] — промежуток между самостоятельными возможностями и возможностями с помощью компетентного партнёра; в модели — диапазон допустимых различий в убеждениях, в котором агент может изменить свои представления через взаимодействие; ширина этой зоны определяется параметрами толерантности (tolerance)
|-
| '''Belief''' (K<sub>ii</sub>, K<sub>ij</sub>)
| '''Убеждение''' (или '''представление, мнение''')
| Субъективное восприятие агентом собственных способностей (K<sub>ii</sub> — убеждение о себе) или отношения к другим (K<sub>ij</sub> — убеждение о другом); не объективный факт, а личная интерпретация; может не совпадать с реальностью и изменяться через транзакции
|-
| '''Transaction'''
| '''[[Транзакция]]''' (или '''речевой ход, взаимодействие, вербальная единица''')
| Единица моделируемого процесса: один момент времени (один тик), на протяжении которого двое или трое агентов участвуют в вербальном взаимодействии; каждая транзакция может привести к изменению убеждений участников
|-
| '''Dyadic Transaction''' (2-агентная)
| '''Двусторонняя транзакция''' (или '''диадная транзакция, диада''')
| Транзакция между двумя агентами: один источник (Source) — говорит, один адресат (Target) — слушает; форма записи: [A → B]; оба участника могут изменить свои убеждения в результате взаимодействия
|-
| '''Triadic Transaction''' (3-агентная)
| '''Трёхсторонняя транзакция''' (или '''триадная транзакция, триада''')
| Транзакция между тремя агентами: один источник (Source) — говорит, один первичный адресат (Primary Target) — основной адресат, один побочный адресат (Collateral Target) — слышит, но не является основной целью; форма записи: [A → [B, C]]; все трое могут изменить свои убеждения; моделирует реальность классной комнаты, где высказывание обращено к одному ученику, но слышат все
|-
| '''Source Agent'''
| '''Источник''' (или '''инициатор, говорящий''')
| Агент, инициирующий транзакцию (совершающий высказывание); выбирается в зависимости от значения параметра Activity каждого агента и от параметра teacher_talk
|-
| '''Target Agent'''
| '''Адресат''' (или '''получатель, слушающий''')
| Агент, к которому обращена транзакция; в двусторонней транзакции — один; в трёхсторонней — может быть первичным (Primary Target) или побочным (Collateral Target)
|-
| '''Competitivity'''
| '''Конкурентность''' (или '''конкурентные мотивации, конкурентный режим''')
| Параметр, регулирующий уровень конкурентного взаимодействия в группе; вероятность того, что текущая транзакция будет конкурентной; высокие значения (0.7–1.0) способствуют когнитивному конфликту и разнообразию мнений; низкие значения (0.0–0.3) подавляют конфликт; влияет на дисперсию убеждений в группе
|-
| '''Cooperativity'''
| '''Кооперативность''' (или '''кооперативные мотивации, кооперативный режим''')
| Параметр, регулирующий уровень кооперативного взаимодействия в группе; вероятность того, что транзакция будет кооперативной; высокие значения (0.7–1.0) способствуют взаимному согласию и сплочению; низкие значения (0.0–0.3) подавляют согласие; влияет на консенсус в группе
|-
| '''Competitive Tolerance''' (τ<sub>comp</sub>)
| '''Толерантность к конкуренции''' (или '''чувствительность к конфликту''')
| Диапазон допускаемых различий в убеждениях между агентами, при котором конкурентное взаимодействие триггирует изменение убеждений; низкие значения (0.01–0.2) означают узкую зону реагирования (агент стабилен); высокие значения (0.5–1.0) означают широкую зону реагирования (агент легче поддаётся влиянию); определяет ширину ЗБР в конкурентном режиме
|-
| '''Cooperative Tolerance''' (τ<sub>coop</sub>)
| '''Толерантность к кооперации''' (или '''чувствительность к согласию''')
| Диапазон допускаемых различий в убеждениях, при котором кооперативное взаимодействие триггирует подкрепление убеждений; низкие значения (0.01–0.2) означают высокий риск фрагментации; высокие значения (0.5–1.0) означают лучшую способность достичь консенсуса; определяет ширину ЗБР в кооперативном режиме
|-
| '''Overall Sensitivity''' (π<sub>i</sub>)
| '''Общая чувствительность к обучению''' (или '''индивидуальный коэффициент развития''')
| Параметр, определяющий скорость, с которой конкретный агент изменяет свои убеждения; случайно назначается каждому агенту при инициализации; низкие значения (≈0.05) — агент медленно учится, стабилен; высокие значения (≈0.35) — агент быстро адаптируется; влияет на крутизну кривой логистического роста
|-
| '''Happiness'''
| '''Удовлетворённость''' (или '''эмоциональное благополучие, настроение''')
| Взвешенное среднее активности и социальной ориентации агента; служит для визуализации эмоционального состояния через лица агентов (улыбка, нейтраль, нахмуренность); агенты с Happiness > 0.5 отображаются с улыбкой; 0.4–0.5 — нейтраль; < 0.4 — нахмуренность
|-
| '''Social Isolate'''
| '''Социальный изолят''' (или '''социально исключённый участник, маргинализованный агент''')
| Агент, чья социальная ориентация ко всем остальным членам группы упала близко к нулю (K<sub>ij</sub> ≈ 0 для всех j); такой участник теряет влияние на группу и сам прекращает меняться под влиянием других; остаётся индивидуально активным, но социально изолирован; риск такого состояния возрастает при низкой кооперативности и высокой конкурентности
|-
| '''Triad Proportion'''
| '''Пропорция триад''' (или '''соотношение типов транзакций''')
| Параметр, устанавливающий соотношение между двусторонними (диадными) и трёхсторонними (триадными) транзакциями; значение от 0 (только диады) до 1 (только триады); влияет на структуру группового взаимодействия (узкая сеть vs. широкая сеть)
|-
| '''Teacher Talk'''
| '''Вероятность учителя как источника''' (или '''уровень инициативы учителя''')
| Параметр, устанавливающий вероятность того, что источником текущей транзакции будет учитель; значение 0.0 означает, что учитель молчит (студент-центрированная дискуссия); 0.5 — учитель инициирует примерно половину высказываний; 1.0 — учитель монополизирует инициативу (традиционный класс с лекцией)
|-
| '''Fixed Inst Activity'''
| '''Фиксированная активность учителя'''
| Параметр, контролирующий активность учителя; если значение = 0.0, активность учителя автоматически выравнивается со средней активностью студентов; если значение > 0.0, активность учителя принимает фиксированное значение, независимо от изменений в классе
|-
| '''Fixed Inst Discursivity'''
| '''Фиксированная социальная ориентация учителя''' (или '''фиксированная дискурсивность учителя''')
| Параметр, контролирующий склонность учителя инициировать взаимодействие с разными студентами; если значение = 0.0, выравнивается со средней ориентацией студентов; если значение > 0.0, учитель с фиксированной вероятностью обращается к студентам; влияет на сбалансированность учительского внимания
|-
| '''Belief List''' (belieflist)
| '''Система убеждений''' (или '''профиль убеждений, вектор убеждений''')
| Совокупность всех убеждений агента: собственная активность (K<sub>ii</sub>) и социальные ориентации на всех остальных членов группы (K<sub>ij</sub> для j ≠ i); описывает полное психологическое состояние агента на данный момент времени
|-
| '''Belief Change'''
| '''Изменение убеждения''' (или '''трансформация убеждения, переоценка''')
| Процесс, при котором убеждение агента изменяется в результате транзакции; вероятность изменения зависит от логистической функции, определяемой параметрами толерантности и различиями в убеждениях
|-
| '''Utility Function'''
| '''Функция полезности''' (или '''личная функция оценки''')
| Математическая функция, используемая для определения того, будет ли агент менять своё убеждение на основе разницы между его убеждением и убеждением партнёра; логистическая функция, преобразующая различия в убеждениях в вероятность изменения
|-
| '''[[Logistic Function]]'''
| '''[[Логистическая функция]]''' (или '''S-образная кривая''')
| Математическая функция, моделирующая нелинейное отношение к различиям в убеждениях; используется для расчёта вероятности изменения убеждений; отражает психологическую дистанцию (слишком близко — нет вызова; слишком далеко — непонимание; оптимально — обучение)
|-
| '''Asymptotic Growth'''
| '''Асимптотический рост''' (или '''логистический рост, насыщающийся рост''')
| Тип роста, при котором изменение убеждения замедляется по мере приближения к максимальному значению (1.0); моделируется множителем (1 − K<sub>ii</sub>) в формуле обновления; отражает реальность, что развитие замедляется к пределам
|-
| '''Fragmentation'''
| '''Фрагментация''' (или '''раскол группы, образование подгрупп''')
| Сценарий развития, при котором группа разбивается на несколько отдельных подгрупп с низкой взаимосвязью между ними; развивается при competitivity > cooperativity; характеристики: высокая дисперсия активности, низкая средняя дискурсивность между подгруппами
|-
| '''Consolidation'''
| '''[[Консолидация]]''' (или '''сплочение группы, единение''')
| Сценарий развития, при котором группа развивается как единое целое; развивается при cooperativity > competitivity; характеристики: низкая дисперсия активности, высокая средняя дискурсивность, почти все студенты активно взаимодействуют
|-
| '''Marginalization'''
| '''Маргинализация''' (или '''социальное исключение, остракизм''')
| Сценарий развития, при котором один или несколько студентов полностью исключаются из взаимодействия; характеристики: социальная ориентация маргинализованного студента ко всем остальным → 0; такой студент перестаёт учиться и перестаёт влиять на других; педагогический риск
|-
| '''Scaffolding'''
| '''[[Скаффолдинг]]''' (или '''поддержка, временная помощь, опора''')
| По Выготскому — процесс, при котором опытный партнёр предоставляет временную поддержку менее опытному; в модели не моделируется явно, но концептуально представлен в идее о том, что учитель модулирует параметры competitivity/cooperativity для поддержания развития каждого студента в его [[ЗБР]]
|}
== Центральное допущение ==
Каждый участник дискуссии описывается системой убеждений, которая эволюционирует во времени в результате речевых транзакций:
* K<sub>ii</sub> — убеждение агента *i* о своей собственной активности (способности инициировать)
* K<sub>ij</sub> — убеждение агента *i* о его социальной ориентации на агента *j* (склонности взаимодействовать именно с *j*)
== [[Транзакция]] ==
; Транзакция  — это вербальное взаимодействие между двумя или более агентами, состоящее из:
*  Источник (Source Agent)  — агент, который говорит
*  Целевой агент (Target Agent)  — агент или агенты, с которыми взаимодействует источник
=== Диадная транзакция ===
Диадная транзакция  (A B)
*  Участвуют два агента (источник A и целевой агент B)
* Основной тип взаимодействия в парных обсуждениях
; Двусторонняя транзакция [A → B]
* Агент A выступает источником (говорит)
* Агент B выступает адресатом (слушает и может ответить)
* Оба могут изменить свои убеждения
<graphviz>
digraph Role_2_Sink {
    rankdir=LR;
    node [shape=circle, style=filled, fillcolor=lightblue];
 
    C [label="C", fillcolor=lightcoral, fontsize=9, penwidth=2];
    B -> C;
}
</graphviz>
=== Триадная транзакция  [A [B C]] ===
* Участвуют три агента: источник (A),  первичный адресат  (B) и побочный адресат (C)
* Создаёт возможности для развития больших интерактивных групп
* Математически может быть представлена как: <math>\tau_{triadic} = S \to ( B, C)</math>, где S — источник, B — первичный адресат, C — побочный адресат
* Агент A выступает источником
* Агент B — первичный адресат (основной получатель сообщения)
* Агент C — побочный адресат (слышит, но не основной целевой адресат)
* Все трое могут изменить свои убеждения
<graphviz>
digraph Role_1_Source {
    rankdir=LR;
    node [shape=circle, style=filled, fillcolor=lightblue];
    A [label="A", fillcolor=lightcoral, fontsize=9, penwidth=2];
    B [label="B"];
    C [label="C"];
    A -> B;
    A -> C;
}
</graphviz>
Модель использует логистическую функцию для моделирования вероятности того, что агент изменит свои убеждения в результате транзакции. Эта функция зависит от расстояния между убеждениями участников и от типа взаимодействия (конкурентное или кооперативное):
; При конкурентном взаимодействии:
<math>
P_{\text{comp}}(change) = \frac{1}{1 + e^{-(K_{ij} * K_{ii}) / \tau_{\text{comp}}}}
</math>
; При кооперативном взаимодействии:
<math>
P_{\text{coop}}(change) = \frac{1}{1 + e^{-(K_{ji} * K_{ij}) / \tau_{\text{coop}}}}
</math>
;где:
* K<sub>ij</sub>, K<sub>ii</sub> — убеждения участников
* τ<sub>comp</sub>, τ<sub>coop</sub> — параметры толерантности (ширина зоны ближайшего развития)
=== Модель обсуждения ( [[NetLogo]]) ===
<netlogo model="Small-group_Discussion_Short" />
<netlogo model="Small-group_Discussion_Short" />
== Агенты ==
Каждый агент характеризуется двумя основными переменными:
# Активность (Activity)  <math>a_i(t)</math>
#* Отражает вероятность или склонность агента инициировать транзакцию
#* Интерпретируется как задачная вовлечённость
#* Начальное значение: случайная величина из равномерного распределения <math>a_i(0) \sim U(0.333, 0.667)</math>
#* Изменяется в результате участия в транзакциях
# Дискурсивность (Discursivity)  <math>d_{ij}(t)</math>
#* Вероятность или склонность агента i обращаться к конкретному агенту j
#* Интерпретируется как социальная вовлечённость с одноклассниками
#* Специфична для каждой пары агентов
#* Отражает сетевые свойства группы
=== Счастье агента ===
Счастье агента (Agent Happiness) - Счастье  — взвешенное среднее активности и дискурсивности:
<math>h_i(t) = \alpha \cdot a_i(t) + (1-\alpha) \cdot \bar{d}_i(t)</math>
; Где:
* <math>\bar{d}_i(t)</math> — средняя дискурсивность агента i ко всем другим
* <math>\alpha</math> — вес активности
=== Чувствительность к обучению (Overall Sensitivity) ===
Общая чувствительность (OS)  — случайно назначаемый параметр, определяющий способность агента к обучению: <math>OS_i \sim U(0.05, 0.35)</math> Низкие значения OS ограничивают способность агента изменять своё состояние, тогда как высокие значения способствуют более быстрому обучению.
== Базовые концепции статистики ==
# Случайные переменные
#*Начальные значения активности: <math>a_i(0) \sim U(0.333, 0.667)</math>
#* Вероятность изменения состояния: стохастическое событие
# Распределения вероятностей
#* Равномерное распределение для инициализации
#* Нормальное распределение для средних значений в группе
# [[Корреляция]] и [[ковариация]]
#* Корреляция между <math>a_i(t)</math> и <math>\bar{d}_i(t)</math>
#* Ковариация между агентами в группе
=== Описательная статистика ===
# Среднее значение активности в группе: <math>\bar{a}(t) = \frac{1}{n}\sum_{i=1}^n a_i(t)</math>
# [[Дисперсия]] дискурсивности: <math>\sigma^2_d(t) = \frac{1}{n}\sum_{i=1}^n (d_i(t) - \bar{d}(t))^2</math>
[[Модель]] генерирует данные для анализа:
# [[Временной ряд]] активности  каждого агента
# [[Матрица смежности]]  — дискурсивность между всеми парами агентов
# Статистика транзакций  — количество, типы и последовательность взаимодействий
==  Вариант модели с созданием графа  ==
<netlogo model="Small-group_Discussion_01" />
=== [[Переменная|Переменные]] ===
{| class="wikitable"
|-
! width="25%" | Переменная
! width="15%" | Тип
! width="15%" | Диапазон
! width="45%" | Интерпретация
|-
| '''Competitivity'''
| Параметр (слайдер)
| 0.0–1.0
| Вероятность конкурентного режима взаимодействия; выше → больше разнообразия, риск фрагментации; ниже → более однородная группа
|-
| '''Cooperativity'''
| Параметр (слайдер)
| 0.0–1.0
| Вероятность кооперативного режима; выше → лучше согласие и консенсус; ниже → риск конфликта и разобщённости
|-
| '''Competitive Tolerance'''
| Параметр (слайдер)
| 0.01–1.0
| Ширина ЗБР в конкурентном режиме; ниже → узкая зона (агент стабилен); выше → широкая зона (агент пластичен)
|-
| '''Cooperative Tolerance'''
| Параметр (слайдер)
| 0.01–1.0
| Ширина ЗБР в кооперативном режиме; ниже → низкий консенсус; выше → высокий консенсус
|-
| '''Teacher Talk'''
| Параметр (слайдер)
| 0.0–1.0
| Уровень инициативы учителя; 0.0 = полностью молчит; 0.5 = равная инициатива с учениками; 1.0 = монополизирует речь
|-
| '''Transactions'''
| Параметр (слайдер)
| 1–∞
| Количество тиков (речевых актов) для одного запуска моделирования
|-
| '''Triad Proportion'''
| Параметр (слайдер)
| 0.0–1.0
| Соотношение трёхсторонних к двусторонним транзакциям; выше → сложнее структура взаимодействия
|-
| '''Activity (K<sub>ii</sub>)'''
| Переменная агента
| 0.0–1.0
| Убеждение агента о способности инициировать; изменяется во времени через транзакции
|-
| '''Discursivity (K<sub>ij</sub>)'''
| Переменная агента
| 0.0–1.0
| Убеждение агента о склонности взаимодействовать с агентом j; может отличаться для каждого партнёра; изменяется во времени
|-
| '''Overall Sensitivity (π<sub>i</sub>)'''
| Переменная агента (случайная)
| ≈0.05–0.35
| Индивидуальная скорость обучения; распределена нормально (μ ≈ 0.2, σ ≈ 0.06); не меняется во времени
|-
| '''Happiness (H<sub>i</sub>)'''
| Переменная агента (производная)
| 0.0–1.0
| Взвешенное среднее активности и социальной ориентации; используется для визуализации настроения
|}
===  [[Гипотеза|Гипотезы для эмпирического исследования]] ===
На основе модели можно сформулировать проверяемые гипотезы о развитии групповой дискуссии:
# [[Гипотеза]] критической точки: существует оптимальное соотношение competitivity/cooperativity для каждого класса, при котором достигается максимальная вовлечённость всех студентов
# Гипотеза асимметрии: [[конкурентность]] быстрее приводит к фрагментации, чем кооперативность приводит к консолидации (эффект асимметрии)
# [[Гипотеза]] толерантности: индивидуальные различия в чувствительности к обучению (overall_sensitivity) коррелируют с риском социальной маргинализации
# Гипотеза учительского вмешательства: модуляция учителем глобальных параметров (competitivity/cooperativity) более эффективна, чем прямые индивидуальные вмешательства
=== Эксперименты с веб-версией ===
Рычажки (sliders) Competitive Tolerance и Cooperative Tolerance действительно предусмотрены в модели: они указаны как параметры интерфейса и используются для управления шириной зоны допустимых различий в убеждениях между агентами во время транзакций. В исходном коде NetLogo эти параметры обозначены переменными '''competitivetolerance''' и '''cooperativetolerance''', для которых явно задан диапазон значений — от 0.01 до 1.0 с шагом 0.03.

Текущая версия от 16:15, 10 ноября 2025


Описание модели Модель обсуждения в малой группе. Модель
  • Различает роли студента и преподавателя — позволяет моделировать педагогические стратегии, а не только традиционные подходы к моделированию популяции агентов
  • Агенты имеют убеждения о собственных состояниях и состояниях других агентов, которые изменяются в результате вербальных транзакций
  • Учитывает конкуренцию и кооперацию как факторы, формирующие характер групповой дискуссии
  • Предоставляет теоретическую перспективу для анализа индивидуального и группового развития вовлечённости в задачу (активность) и социальной вовлечённости с одноклассниками (дискурсивность) в независимых и модерируемых преподавателем малых группах
Область знаний Педагогика, Психология, Социология, Лингвистика
Веб-страница - ссылка на модель
Видео запись
Разработчики
Среды и средства, в которых реализована модель NetLogo
Диаграмма модели
Описание полей данных, которые модель порождает
Модель создана студентами? Нет

Теоретическое основание модели

Социокультурный подход Выготского

Модель строится на фундаментальном положении Выготского о том, что развитие происходит через социальное взаимодействие.
 Description
Зона ближайшего развитияПонятие в культурно-исторической теории Выготского обозначающее расхождение в уровне трудности задач, которые решаются ребёнком самостоятельно и с помощью медиаторов-помощников, в роли которых могут выступать взрослые, учителя, старшие братья, товарищи по учебе или компьютерные программы.

Условимся называть … уровнем актуального развития ребенка тот уровень, которого ребенок достиг в ходе своего развития и который определяется с помощью задач, решаемых ребенком самостоятельно… Зона ближайшего развития ребенка — это расстояние между уровнем его актуального развития, определяемым с помощью задач, решаемых самостоятельно, и уровнем возможного развития, определяемым с помощью задач, решаемых под руководством взрослого и в сотрудничестве с более умелыми сотоварищами

  • Выготский Л.С. Динамика умственного развития ребенка в связи с обучением // Выготский Л.С. Педагогическая психология. М., 1991.

В контексте этой модели это означает:

  • Развитие активности и социальной ориентации не является врождённым или неизменным, а формируется через участие в групповых транзакциях
  • Каждый участник дискуссии имеет индивидуальную зону ближайшего развития, определяемую его личной толерантностью к различиям в убеждениях
  • Обучение происходит не через передачу информации «учитель → ученик», а через изменение убеждений участников в результате взаимодействия

Ключевая инновация: вместо классического представления о ZPD как одностороннего руководства, модель представляет ZPD как двусторонний процесс, где каждый участник может как влиять на других, так и быть изменённым ими.

Теория сообществ практики (Communities of Practice)

Модель опирается на идеи Лав и Этьена Венгера о постепенном вхождении в социальную практику:

  • Участники не все одинаково вовлечены в дискуссию
  • Некоторые находятся в центре (high activity, high discursivity), другие на периферии
  • Траектория развития каждого участника уникальна и зависит от его взаимодействий с другими членами группы
 Description
Сообщество практикиМножество субъектов, объединенных общими интересами, объектами и общей продуктивной деятельностью. Теория «сообщества практики» или «сообщество обмена знаниями» впервые использовали Дж. Лав и Э. Венгер для того, чтобы обозначить группу людей, вовлеченных в совместную деятельность. В дальнейшем концепция сообщества обмена знаниями получила развитие в работах Венгера и активно использовалась для анализа отношений, которые складываются внутри организаций и сетей самого разного типа 120px-Science-community.gif

Теория конфликта и кооперации

Модель различает два режима развития:

Конфликтный режим (высокая конкурентность)

  • Когнитивный конфликт как стимул к развитию
  • Большие различия в убеждениях провоцируют изменения
  • Может привести как к интеллектуальному росту, так и к фрагментации группы

Кооперативный режим (высокая кооперативность)

  • Взаимное согласие и признание как основа развития
  • Умеренные различия в убеждениях способствуют учению
  • Способствует сплочению группы, но может привести к конформизму

Теория сетевого анализа (Social Network Analysis)

Модель использует концепции сетевого анализа для описания структуры группового взаимодействия:

  • Связность (tie strength) — интенсивность взаимодействия между двумя участниками, отражаемая в социальной ориентации
  • Централизация — наличие лидеров и их влияние на структуру группы
  • Сплочённость — степень, в которой все члены группы взаимодействуют друг с другом
  • Изоляция — отсутствие связей, приводящее к полной маргинализации участника

Словарь основных терминов модели

Термин на английском Термин на русском Определение
Activity Активность (синонимы: учебная активность, инициативность) Убеждение агента о своей способности инициировать обсуждение; математически: вероятность для агента выступить источником транзакции; колеблется от 0 (полная пассивность) до 1 (постоянная инициатива)
Discursivity (Kij) Социальная ориентация (синонимы: ориентация на партнёра, социальная адресованность, ориентация на конкретного человека) Убеждение агента о своей склонности взаимодействовать с конкретным партнёром; степень, в которой агент «видит» другого как потенциального собеседника; может различаться для разных партнёров; колеблется от 0 (полная изоляция от данного партнёра) до 1 (максимальное желание общаться)
Task Engagement Вовлечённость в задачу (синонимы: предметная включённость, когнитивная задействованность, ориентация на содержание) Аспект личного развития в групповой дискуссии, связанный с активностью; готовность и желание участвовать в содержательной работе; желание выступить с идеей, предложением, вопросом
Social Engagement Социальная включённость (синонимы: включённость в общение, социальная вовлечённость, ориентация на других) Аспект личного развития в групповой дискуссии, связанный с дискурсивностью; готовность и желание взаимодействовать с другими людьми; стремление быть услышанным и услышать других
Zone of Proximal Development (ZPD) Зона ближайшего развития (ЗБР) По Выготскому — промежуток между самостоятельными возможностями и возможностями с помощью компетентного партнёра; в модели — диапазон допустимых различий в убеждениях, в котором агент может изменить свои представления через взаимодействие; ширина этой зоны определяется параметрами толерантности (tolerance)
Belief (Kii, Kij) Убеждение (или представление, мнение) Субъективное восприятие агентом собственных способностей (Kii — убеждение о себе) или отношения к другим (Kij — убеждение о другом); не объективный факт, а личная интерпретация; может не совпадать с реальностью и изменяться через транзакции
Transaction Транзакция (или речевой ход, взаимодействие, вербальная единица) Единица моделируемого процесса: один момент времени (один тик), на протяжении которого двое или трое агентов участвуют в вербальном взаимодействии; каждая транзакция может привести к изменению убеждений участников
Dyadic Transaction (2-агентная) Двусторонняя транзакция (или диадная транзакция, диада) Транзакция между двумя агентами: один источник (Source) — говорит, один адресат (Target) — слушает; форма записи: [A → B]; оба участника могут изменить свои убеждения в результате взаимодействия
Triadic Transaction (3-агентная) Трёхсторонняя транзакция (или триадная транзакция, триада) Транзакция между тремя агентами: один источник (Source) — говорит, один первичный адресат (Primary Target) — основной адресат, один побочный адресат (Collateral Target) — слышит, но не является основной целью; форма записи: [A → [B, C]]; все трое могут изменить свои убеждения; моделирует реальность классной комнаты, где высказывание обращено к одному ученику, но слышат все
Source Agent Источник (или инициатор, говорящий) Агент, инициирующий транзакцию (совершающий высказывание); выбирается в зависимости от значения параметра Activity каждого агента и от параметра teacher_talk
Target Agent Адресат (или получатель, слушающий) Агент, к которому обращена транзакция; в двусторонней транзакции — один; в трёхсторонней — может быть первичным (Primary Target) или побочным (Collateral Target)
Competitivity Конкурентность (или конкурентные мотивации, конкурентный режим) Параметр, регулирующий уровень конкурентного взаимодействия в группе; вероятность того, что текущая транзакция будет конкурентной; высокие значения (0.7–1.0) способствуют когнитивному конфликту и разнообразию мнений; низкие значения (0.0–0.3) подавляют конфликт; влияет на дисперсию убеждений в группе
Cooperativity Кооперативность (или кооперативные мотивации, кооперативный режим) Параметр, регулирующий уровень кооперативного взаимодействия в группе; вероятность того, что транзакция будет кооперативной; высокие значения (0.7–1.0) способствуют взаимному согласию и сплочению; низкие значения (0.0–0.3) подавляют согласие; влияет на консенсус в группе
Competitive Tolerance (τcomp) Толерантность к конкуренции (или чувствительность к конфликту) Диапазон допускаемых различий в убеждениях между агентами, при котором конкурентное взаимодействие триггирует изменение убеждений; низкие значения (0.01–0.2) означают узкую зону реагирования (агент стабилен); высокие значения (0.5–1.0) означают широкую зону реагирования (агент легче поддаётся влиянию); определяет ширину ЗБР в конкурентном режиме
Cooperative Tolerance (τcoop) Толерантность к кооперации (или чувствительность к согласию) Диапазон допускаемых различий в убеждениях, при котором кооперативное взаимодействие триггирует подкрепление убеждений; низкие значения (0.01–0.2) означают высокий риск фрагментации; высокие значения (0.5–1.0) означают лучшую способность достичь консенсуса; определяет ширину ЗБР в кооперативном режиме
Overall Sensitivity (πi) Общая чувствительность к обучению (или индивидуальный коэффициент развития) Параметр, определяющий скорость, с которой конкретный агент изменяет свои убеждения; случайно назначается каждому агенту при инициализации; низкие значения (≈0.05) — агент медленно учится, стабилен; высокие значения (≈0.35) — агент быстро адаптируется; влияет на крутизну кривой логистического роста
Happiness Удовлетворённость (или эмоциональное благополучие, настроение) Взвешенное среднее активности и социальной ориентации агента; служит для визуализации эмоционального состояния через лица агентов (улыбка, нейтраль, нахмуренность); агенты с Happiness > 0.5 отображаются с улыбкой; 0.4–0.5 — нейтраль; < 0.4 — нахмуренность
Social Isolate Социальный изолят (или социально исключённый участник, маргинализованный агент) Агент, чья социальная ориентация ко всем остальным членам группы упала близко к нулю (Kij ≈ 0 для всех j); такой участник теряет влияние на группу и сам прекращает меняться под влиянием других; остаётся индивидуально активным, но социально изолирован; риск такого состояния возрастает при низкой кооперативности и высокой конкурентности
Triad Proportion Пропорция триад (или соотношение типов транзакций) Параметр, устанавливающий соотношение между двусторонними (диадными) и трёхсторонними (триадными) транзакциями; значение от 0 (только диады) до 1 (только триады); влияет на структуру группового взаимодействия (узкая сеть vs. широкая сеть)
Teacher Talk Вероятность учителя как источника (или уровень инициативы учителя) Параметр, устанавливающий вероятность того, что источником текущей транзакции будет учитель; значение 0.0 означает, что учитель молчит (студент-центрированная дискуссия); 0.5 — учитель инициирует примерно половину высказываний; 1.0 — учитель монополизирует инициативу (традиционный класс с лекцией)
Fixed Inst Activity Фиксированная активность учителя Параметр, контролирующий активность учителя; если значение = 0.0, активность учителя автоматически выравнивается со средней активностью студентов; если значение > 0.0, активность учителя принимает фиксированное значение, независимо от изменений в классе
Fixed Inst Discursivity Фиксированная социальная ориентация учителя (или фиксированная дискурсивность учителя) Параметр, контролирующий склонность учителя инициировать взаимодействие с разными студентами; если значение = 0.0, выравнивается со средней ориентацией студентов; если значение > 0.0, учитель с фиксированной вероятностью обращается к студентам; влияет на сбалансированность учительского внимания
Belief List (belieflist) Система убеждений (или профиль убеждений, вектор убеждений) Совокупность всех убеждений агента: собственная активность (Kii) и социальные ориентации на всех остальных членов группы (Kij для j ≠ i); описывает полное психологическое состояние агента на данный момент времени
Belief Change Изменение убеждения (или трансформация убеждения, переоценка) Процесс, при котором убеждение агента изменяется в результате транзакции; вероятность изменения зависит от логистической функции, определяемой параметрами толерантности и различиями в убеждениях
Utility Function Функция полезности (или личная функция оценки) Математическая функция, используемая для определения того, будет ли агент менять своё убеждение на основе разницы между его убеждением и убеждением партнёра; логистическая функция, преобразующая различия в убеждениях в вероятность изменения
Logistic Function Логистическая функция (или S-образная кривая) Математическая функция, моделирующая нелинейное отношение к различиям в убеждениях; используется для расчёта вероятности изменения убеждений; отражает психологическую дистанцию (слишком близко — нет вызова; слишком далеко — непонимание; оптимально — обучение)
Asymptotic Growth Асимптотический рост (или логистический рост, насыщающийся рост) Тип роста, при котором изменение убеждения замедляется по мере приближения к максимальному значению (1.0); моделируется множителем (1 − Kii) в формуле обновления; отражает реальность, что развитие замедляется к пределам
Fragmentation Фрагментация (или раскол группы, образование подгрупп) Сценарий развития, при котором группа разбивается на несколько отдельных подгрупп с низкой взаимосвязью между ними; развивается при competitivity > cooperativity; характеристики: высокая дисперсия активности, низкая средняя дискурсивность между подгруппами
Consolidation Консолидация (или сплочение группы, единение) Сценарий развития, при котором группа развивается как единое целое; развивается при cooperativity > competitivity; характеристики: низкая дисперсия активности, высокая средняя дискурсивность, почти все студенты активно взаимодействуют
Marginalization Маргинализация (или социальное исключение, остракизм) Сценарий развития, при котором один или несколько студентов полностью исключаются из взаимодействия; характеристики: социальная ориентация маргинализованного студента ко всем остальным → 0; такой студент перестаёт учиться и перестаёт влиять на других; педагогический риск
Scaffolding Скаффолдинг (или поддержка, временная помощь, опора) По Выготскому — процесс, при котором опытный партнёр предоставляет временную поддержку менее опытному; в модели не моделируется явно, но концептуально представлен в идее о том, что учитель модулирует параметры competitivity/cooperativity для поддержания развития каждого студента в его ЗБР

Центральное допущение

Каждый участник дискуссии описывается системой убеждений, которая эволюционирует во времени в результате речевых транзакций:

  • Kii — убеждение агента *i* о своей собственной активности (способности инициировать)
  • Kij — убеждение агента *i* о его социальной ориентации на агента *j* (склонности взаимодействовать именно с *j*)


Транзакция

Транзакция — это вербальное взаимодействие между двумя или более агентами, состоящее из
  • Источник (Source Agent) — агент, который говорит
  • Целевой агент (Target Agent) — агент или агенты, с которыми взаимодействует источник

Диадная транзакция

Диадная транзакция (A B)

  • Участвуют два агента (источник A и целевой агент B)
  • Основной тип взаимодействия в парных обсуждениях
Двусторонняя транзакция [A → B]
  • Агент A выступает источником (говорит)
  • Агент B выступает адресатом (слушает и может ответить)
  • Оба могут изменить свои убеждения


Триадная транзакция [A [B C]]

  • Участвуют три агента: источник (A), первичный адресат (B) и побочный адресат (C)
  • Создаёт возможности для развития больших интерактивных групп
  • Математически может быть представлена как: [math]\displaystyle{ \tau_{triadic} = S \to ( B, C) }[/math], где S — источник, B — первичный адресат, C — побочный адресат
  • Агент A выступает источником
  • Агент B — первичный адресат (основной получатель сообщения)
  • Агент C — побочный адресат (слышит, но не основной целевой адресат)
  • Все трое могут изменить свои убеждения


Модель использует логистическую функцию для моделирования вероятности того, что агент изменит свои убеждения в результате транзакции. Эта функция зависит от расстояния между убеждениями участников и от типа взаимодействия (конкурентное или кооперативное):

При конкурентном взаимодействии

[math]\displaystyle{ P_{\text{comp}}(change) = \frac{1}{1 + e^{-(K_{ij} * K_{ii}) / \tau_{\text{comp}}}} }[/math]

При кооперативном взаимодействии

[math]\displaystyle{ P_{\text{coop}}(change) = \frac{1}{1 + e^{-(K_{ji} * K_{ij}) / \tau_{\text{coop}}}} }[/math]

где
  • Kij, Kii — убеждения участников
  • τcomp, τcoop — параметры толерантности (ширина зоны ближайшего развития)

Модель обсуждения ( NetLogo)

Агенты

Каждый агент характеризуется двумя основными переменными:

  1. Активность (Activity) [math]\displaystyle{ a_i(t) }[/math]
    • Отражает вероятность или склонность агента инициировать транзакцию
    • Интерпретируется как задачная вовлечённость
    • Начальное значение: случайная величина из равномерного распределения [math]\displaystyle{ a_i(0) \sim U(0.333, 0.667) }[/math]
    • Изменяется в результате участия в транзакциях
  2. Дискурсивность (Discursivity) [math]\displaystyle{ d_{ij}(t) }[/math]
    • Вероятность или склонность агента i обращаться к конкретному агенту j
    • Интерпретируется как социальная вовлечённость с одноклассниками
    • Специфична для каждой пары агентов
    • Отражает сетевые свойства группы

Счастье агента

Счастье агента (Agent Happiness) - Счастье — взвешенное среднее активности и дискурсивности: [math]\displaystyle{ h_i(t) = \alpha \cdot a_i(t) + (1-\alpha) \cdot \bar{d}_i(t) }[/math]

Где
  • [math]\displaystyle{ \bar{d}_i(t) }[/math] — средняя дискурсивность агента i ко всем другим
  • [math]\displaystyle{ \alpha }[/math] — вес активности

Чувствительность к обучению (Overall Sensitivity)

Общая чувствительность (OS) — случайно назначаемый параметр, определяющий способность агента к обучению: [math]\displaystyle{ OS_i \sim U(0.05, 0.35) }[/math] Низкие значения OS ограничивают способность агента изменять своё состояние, тогда как высокие значения способствуют более быстрому обучению.

Базовые концепции статистики

  1. Случайные переменные
    • Начальные значения активности: [math]\displaystyle{ a_i(0) \sim U(0.333, 0.667) }[/math]
    • Вероятность изменения состояния: стохастическое событие
  2. Распределения вероятностей
    • Равномерное распределение для инициализации
    • Нормальное распределение для средних значений в группе
  3. Корреляция и ковариация
    • Корреляция между [math]\displaystyle{ a_i(t) }[/math] и [math]\displaystyle{ \bar{d}_i(t) }[/math]
    • Ковариация между агентами в группе

Описательная статистика

  1. Среднее значение активности в группе: [math]\displaystyle{ \bar{a}(t) = \frac{1}{n}\sum_{i=1}^n a_i(t) }[/math]
  2. Дисперсия дискурсивности: [math]\displaystyle{ \sigma^2_d(t) = \frac{1}{n}\sum_{i=1}^n (d_i(t) - \bar{d}(t))^2 }[/math]

Модель генерирует данные для анализа:

  1. Временной ряд активности каждого агента
  2. Матрица смежности — дискурсивность между всеми парами агентов
  3. Статистика транзакций — количество, типы и последовательность взаимодействий

Вариант модели с созданием графа

Переменные

Переменная Тип Диапазон Интерпретация
Competitivity Параметр (слайдер) 0.0–1.0 Вероятность конкурентного режима взаимодействия; выше → больше разнообразия, риск фрагментации; ниже → более однородная группа
Cooperativity Параметр (слайдер) 0.0–1.0 Вероятность кооперативного режима; выше → лучше согласие и консенсус; ниже → риск конфликта и разобщённости
Competitive Tolerance Параметр (слайдер) 0.01–1.0 Ширина ЗБР в конкурентном режиме; ниже → узкая зона (агент стабилен); выше → широкая зона (агент пластичен)
Cooperative Tolerance Параметр (слайдер) 0.01–1.0 Ширина ЗБР в кооперативном режиме; ниже → низкий консенсус; выше → высокий консенсус
Teacher Talk Параметр (слайдер) 0.0–1.0 Уровень инициативы учителя; 0.0 = полностью молчит; 0.5 = равная инициатива с учениками; 1.0 = монополизирует речь
Transactions Параметр (слайдер) 1–∞ Количество тиков (речевых актов) для одного запуска моделирования
Triad Proportion Параметр (слайдер) 0.0–1.0 Соотношение трёхсторонних к двусторонним транзакциям; выше → сложнее структура взаимодействия
Activity (Kii) Переменная агента 0.0–1.0 Убеждение агента о способности инициировать; изменяется во времени через транзакции
Discursivity (Kij) Переменная агента 0.0–1.0 Убеждение агента о склонности взаимодействовать с агентом j; может отличаться для каждого партнёра; изменяется во времени
Overall Sensitivity (πi) Переменная агента (случайная) ≈0.05–0.35 Индивидуальная скорость обучения; распределена нормально (μ ≈ 0.2, σ ≈ 0.06); не меняется во времени
Happiness (Hi) Переменная агента (производная) 0.0–1.0 Взвешенное среднее активности и социальной ориентации; используется для визуализации настроения

Гипотезы для эмпирического исследования

На основе модели можно сформулировать проверяемые гипотезы о развитии групповой дискуссии:

  1. Гипотеза критической точки: существует оптимальное соотношение competitivity/cooperativity для каждого класса, при котором достигается максимальная вовлечённость всех студентов
  2. Гипотеза асимметрии: конкурентность быстрее приводит к фрагментации, чем кооперативность приводит к консолидации (эффект асимметрии)
  3. Гипотеза толерантности: индивидуальные различия в чувствительности к обучению (overall_sensitivity) коррелируют с риском социальной маргинализации
  4. Гипотеза учительского вмешательства: модуляция учителем глобальных параметров (competitivity/cooperativity) более эффективна, чем прямые индивидуальные вмешательства

Эксперименты с веб-версией

Рычажки (sliders) Competitive Tolerance и Cooperative Tolerance действительно предусмотрены в модели: они указаны как параметры интерфейса и используются для управления шириной зоны допустимых различий в убеждениях между агентами во время транзакций. В исходном коде NetLogo эти параметры обозначены переменными competitivetolerance и cooperativetolerance, для которых явно задан диапазон значений — от 0.01 до 1.0 с шагом 0.03.

Источник — http://digida.mgpu.ru/index.php?title=Small_group_discussion&oldid=34472