Визуализация данных в образовании (Syllabus)

Планируемые результаты обучения (Знать, Уметь, Владеть)	В результате обучения: Знать способы представления данных Уметь собирать данные в цифровой среде Уметь обрабатывать данные Уметь представлять данные в различных формах Уметь интерпретировать карты и диаграммы
Содержание разделов курса	Карты, диаграммы и мышление Представление данных при помощи диаграмм Визуализация библиометрических данных Операции над данными Графические пакеты и веб приложения
Видео запись
Среды и средства, которые поддерживают учебный курс	Semantic MediaWiki, RAWGraphs, CODAP, NetLogo, VOSviewer, VUE, Graphviz
Книги, на которых основывается учебный курс	Awash in Data, Экологический подход к зрительному восприятию, Незримый колледж МЭШ

Структура учебного курса

Карты, диаграммы и мышление

Акторно-сетевая теория

Описание	Ключевое положение теории состоит в том, что участники сетей — люди — рассматриваются наравне со всеми другими сущностями, включенными в сеть. Объектом изучения акторно-сетевой теории является сеть социальных взаимодействий, неотделимая от социальных акторов. Акторно-сетевая теория обосновывает равенство всех узлов сети тем, что без других сущностей человек не может существовать ни одного мгновения. Внутри акторно-сетевой теории люди не имеют никакого преимущества перед объектами или орудиями. Отношения между людьми, вещами, медиаторами, компьютерными программами полностью симметричны. Люди, орудия и объекты рассматриваются как равные узлы гибридной сети.
Область знаний	NetSci, Картография
Авторы	Латур
Поясняющее видео
Близкие понятия	Актор, Сеть, Социальный объект
Среды и средства для освоения понятия	Semantic MediaWiki

Сетевое равенство акторов различной природы, свойственное акторно-сетевой теории, соответствует отношениям партнерства между людьми и компьютерными программами (программными агентами).

Акторно-сетевая теория активно используется в теоретических и практических исследованиях информационных и социальных систем. Например, в работе по классификации сетевых сообществ в качестве основного критерия использовался критерий открытости, разработанный в рамках акторно-сетевой теории. Педагогическое освоение теоретических и методологических понятий акторно-сетевой теории делает в настоящее время первые шаги, хотя образовательная деятельность всегда основывалась на использовании учебных объектов, и проводилась на практике при помощи материальных вещей — учебников, тестов, баз данных, оборудования игровых площадок. Учебные пространства, учебные средства — все эти актанты постоянно создаются, распространяются, ими постоянно приходится управлять. Многочисленные примеры педагогических актантов и сетей, в которых они участвуют, приводятся в работах Т. Фенвик.

Акторно-сетевая теория тесно связана с пространственной теорией, которая подчеркивает значение не только объектов, но и пространства. Пространственные метафоры и раньше очень активно использовались в мышлении. Как показали Дж. Лакофф и М. Джонсон, пространственные метафоры являются наиболее базовыми и естественными. Поэтому они часто используются для пояснения и объяснения.

Центральная метафора теории «актор сеть», — это метафора цикла путешествий, каждое из которых вовлекает в сеть всё новых и новых акторов, увеличивает способность доминировать на расстоянии. Эту картографическую метафору используют и Б. Латур и Дж. Ло при описании покорения земли, небес, мира микробов, экономики или бухгалтерского учёта.

Покорение земли

Покорение Земли представляется как постоянное расширение сети актантов, куда входят и корабли с обученными лоцманами, и комиссия с собираемыми данными, и солнце, и звезды. Как только португальские корабли начинают возвращаться в Лиссабон, вокруг этого города обозначается расширяющееся пространство. Корабли, как дорогостоящие исследовательские инструменты, собирают стабильные, мобильные и способные к комбинированию элементы, которые тут же заносятся в таблицы и преобразуются в карты, позволяющие доминировать над удаленными территориями.

Покорение небес

Покорение небес — это постоянное расширение сети, которая создает и включает в себя все новые стабильные, мобильные и комбинируемые элементы. Это расширение сети и накопление в ней все новых актантов начинается, когда Тихо Браге начинает собирать записи, которые в предложенном им формате, делают европейские астрономы. Записи собираются в таблицы и преобразуются в атлас небесной сферы.

Покорение микробов

Покорение мира микробов — это поиск и включение в исследовательскую сеть все новых актантов, которые разыскиваются, наблюдаются и подвергаются постоянным испытаниям. Результаты этих испытаний собираются в таблицы и преобразуются в карты.

Покорение клетки

Покорение экономики

Покорение экономики происходит аналогично покорению земли и небес, хотя элементы экономики нельзя собрать в коллекцию или увидеть в телескоп. И тут Б. Латур описывает создание хитроумных средств, которые по замыслу очень близки к макроскопу Ж. Росне.

Экономику нельзя увидеть в телескоп или микроскоп, но возможно создать хитроумные средства, которые преобразуют действия людей, продажи и покупки в записи, которые можно комбинировать, перемешивать и накладывать друг на друга, получая карту экономики.

Обсуждая покорение сферы бухгалтерского учета, Б. Латур делает важное замечание, касающееся автоматизации сбора данных: «Как только каждый проданный гамбургер, каждая чашка кофе, каждый автобусный билет начинает сопровождаться корешком с номером или маленьким чеком на белой бумаге, из тех, что выползают из каждого кассового аппарата, бухгалтеры, менеджеры и экономисты получают возможность усовершенствовать свои вычисления».

Покорение класса (?)

Макроскоп

Описание	Подобно тому, как микроскоп помогает нашему невооруженному глазу чтобы видеть бесконечно малые клетки, микробы и вирусы, тем самым поддерживает прогресс в области биологии и медицины или телескоп открывает бесконечную необъятность космоса, и подготавливает человечество к завоеванию космоса, макроскоп помогает нам справиться с другим бесконечным: бесконечно сложным. Макроскопы дают нам "видение целого" и помогают нам "синтезировать". Макроскопы позволяют нам обнаруживать закономерности и тенденции в ландшафте науки. Вместо того, чтобы делать вещи больше или меньше, макроскоп помогает изучать сети объектов, которые одновременно слишком велики, слишком медленны или слишком сложны для наших глаз.
Область знаний	Информатика
Авторы	Rosnay, Börner
Поясняющее видео	https://www.youtube.com/watch?v=0dlxFTc8mCQ
Близкие понятия	Инструмент, Карта, Диаграмма
Среды и средства для освоения понятия	VOSviewer, VUE, NetLogo

Французский ученый Жоэль де Роснэ (Joël de Rosnay) (p. 1937) наибольшую известность получил как специалист по теории систем и футурологии (прогнозированию). Принципы управления и прогнозирования сложных систем изложил в работе «Макроскоп» (1975).

Rosnay J. de. The macroscope

A new world scientific system. 1st edition. New York: Harper & Row, 1979. 247 p.

http://pespmc1.vub.ac.be/macroscope/index.htm

Микроскоп позволяет заглянуть внутрь вещества и материи. Телескоп позволяет нам изучать космос и небесные тела. Как показывает Жоэль де Роснэ сложность мира и сложность общества требует нового необычного инструмента, который позволил изучать сложные системы - ( от macro — «большой» и skopein — «наблюдать»).

Макроскоп чем-то похож на микроскоп или телескоп, но вместо того, чтобы позволять вам видеть маленькие или далекие объекты, макроскоп облегчает восприятие невероятно больших объектов. Он делает это посредством процесса сжатия, выборочно уменьшая сложность до тех пор, пока неясные закономерности и взаимосвязи не станут ясными. Часто макроскопы создают текстовые абстракции или визуализации данных вместо прямых изображений.

• Хакен Г. Информация и самоорганизация. Макроскопический подход к сложным системам. Москва: Мир, 2014. 320 p.

Наука о сетях и картах

http://archive.novator.team/post/11125

И мы видим, что средств-макроскопов становится становится все больше и они становятся всё доступнее и привычнее. Это и среда визуального понимания VUE, где есть возможность загрузить данные из электронной таблицы и получить сеть отношений между узлами. Это и среда мультиагентного программирования NetLogo, где активно развиваются возможности сетевого расширения. Это и специализированные Gephi и VOSviewer. И Graphviz, Sci2 и iGraph - число макроскопов растет.

Börner

1. K. Börner, Atlas of Science: Visualizing What We Know. Cambridge, Mass.: The MIT Press, 2010.
2. K. Börner, “Making sense of mankind’s scholarly knowledge and expertise: collecting, interlinking, and organizing what we know and different approaches to mapping (network) science,” Environment and Planning B: Planning and Design, vol. 34, no. 5, pp. 808–825, 2007.
3. K. Börner, F. Palmer, J. M. Davis, E. Hardy, S. M. Uzzo, and B. J. Hook, “Teaching children the structure of science,” in IS&T/SPIE Electronic Imaging, 2009, pp. 724307–724307.
4. Maps & Macroscopes -- Gaining Insights from BIG Data: Katy Borner at TEDxBloomington
   1. https://www.youtube.com/watch?v=kQbBQCpVa8s

Представление данных при помощи диаграмм

Игры и компетенции

• Дашборд

Визуализация библиометрических данных

• VOSviewer