Эксперименты с моделью School Choice ABM: различия между версиями

Материал из Поле цифровой дидактики
← Предыдущая правкаСледующая правка →
м Хлебова Екатерина переименовал страницу KhlebovaEkaterina/Project в KhlebovaPirozhkova/School Choice ABM
Нет описания правки
Строка 1: Строка 1:
{{Model
{{Model
|Description=Модель "School Choice ABM" показывает, как семьи выбирают школы в системе, похожей на чилийскую. В этой системе есть разные школы: государственные (бесплатные) и частные (платные). Модель позволяет увидеть, как выбор семьи влияет на то, кто в какой школе учится.
|Description=Агентная модель, имитирующая систему школьного выбора в Чили. Исследует, как информационная асимметрия и экономическое неравенство влияют на доступ к качественному образованию.
: schools-own - enrollment achievement traffic-lights-color is-private?
: schools-own - enrollment achievement traffic-lights-color is-private?
: students-own - target enrolled? income years-in-school school-achievement
: students-own - target enrolled? income years-in-school school-achievement
Школы и ученики расположены на карте, и у каждого есть свои характеристики. Например, у школ есть качество обучения (achievement), а у учеников — уровень дохода семьи.
* http://digida.mgpu.ru/images/f/f4/School_achivements.jpg
 
http://digida.mgpu.ru/images/f/f4/School_achivements.jpg
|Field_of_knowledge=Социология, NetSci, Управление, Урбанистика, Статистика
|Field_of_knowledge=Социология, NetSci, Управление, Урбанистика, Статистика
|Website=https://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/community/School_Choice_ABM
|Website=https://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/community/School_Choice_ABM
Строка 11: Строка 9:
|Student-created=Нет
|Student-created=Нет
}}
}}
;
; Diego A. Díaz, Ana María Jiménez & Cristián Larroulet (2019) An agent-based model of school choice with information asymmetries, Journal of Simulation, DOI: 10.1080/17477778.2019.1679674
 
Эта компьютерная модель помогает понять, как работает система школьного образования в Чили. В 2010 году там ввели специальную систему подсказок для родителей — «светофоры». Эти светофоры показывают цветом, хорошая школа или нет: зелёный — хорошая, жёлтый — средняя, красный — плохая.
 
[[Модель]] показывает два типа «героев»:
 
- Школы — расположены в разных местах города, у каждой свой уровень качества
 
- Ученики — живут в разных районах, у каждой семьи свой доход
 
Интересно, что школы и ученики не перемещаются по карте — они остаются на своих местах. Ученики ходят в школу 10 лет, потом «выпускаются», а на их место приходят новые.
 
Как устроена модель?
Деньги и качество: кто что может себе позволить
Ученики из богатых семей могут выбирать любые школы, даже платные частные
 
Ученики из бедных семей часто выбирают ближайшую школу, потому что далёкую не могут себе позволить — дорого ездить
 
Качество школ разное: есть очень хорошие, средние и плохие
 
Как семьи выбирают школу?
Есть два режима в модели:
 
1. Без выбора школы — всех отправляют в ближайшую школу, как по прописке.


2. С выбором школы — здесь начинается интересное:
Модель исследует эффекты реформы образования в Чили (2010 г.) — системы «светофоров», которая предоставляет родителям простой цветовой сигнал о качестве школы.


Богатые семьи смотрят и на качество школы, и на то, как далеко она находится
== Основные принципы модели ==
В модели два типа агентов: школы и студенты. Агенты размещены на плоскости и не перемещаются.


Бедные семьи часто выбирают просто ближайшую школу, потому что:
=== Агенты-студенты ===
* Имеют доход, распределённый по закону Парето
* Учатся в школе 10 лет, затем выпускаются
* Ежегодно появляются новые студенты в случайных локациях
* Визуализация: связь (link) с выбранной школой


Не знают, какие школы хорошие
=== Агенты-школы ===
* Имеют уровень успеваемости (achievement), распределённый по нормальному закону
* Могут быть государственными или частными
* Частные школы доступны только для студентов с высоким доходом


Не могут позволить себе дорогу в далёкую школу
=== Ключевые механизмы ===
==== Процесс выбора школы ====
* Без выбора: студент назначается в ближайшую школу
* С выбором (with-school-choice):
  * Богатые студенты максимизируют функцию полезности: <math>U = a^\alpha \times d^{(1-\alpha)}</math>, где:
    * <math>a</math> — достижения школы,
    * <math>d</math> — относительная близость,
    * <math>\alpha</math> — вес качества (0–1)
  * Бедные студенты выбирают ближайшую школу


Что дают «светофоры»?
==== Политика «светофоров» ====
Когда включают систему светофоров, даже бедные семьи видят:
При `traffic-lights? = ON` бедные студенты видят цветовой сигнал:
* 🟢 Зелёный — высокая успеваемость
* 🟡 Жёлтый — средняя
* 🔴 Красный — низкая
Богатые студенты обладают полной информацией (точное значение achievement)


🟢 Зелёный — можно смело выбирать, школа хорошая
==== Финансовые ограничения ====
 
Доступность школы определяется условием:
🟡 Жёлтый — школа нормальная, средняя
<math>\text{income} - \text{distance} \times \text{school-transportation-cost} \geq 0</math>
 
Даже бесплатная школа может быть недоступна из-за транспортных расходов.
🔴 Красный — лучше поискать другую школу
 
Но богатые семьи всё равно имеют преимущество — они знают точные цифры качества школы, а не просто цвет.


== Модель ==
== Модель ==
Строка 62: Строка 54:
=== Ссылка на работу ===
=== Ссылка на работу ===
: http://ccl.northwestern.edu/netlogo/community/School_Choice_ABM.nlogo
: http://ccl.northwestern.edu/netlogo/community/School_Choice_ABM.nlogo
; Авторы: Diego A. Díaz, Ana María Jiménez & Cristián Larroulet (2019) An agent-based model of school choice with information asymmetries, Journal of Simulation, DOI: 10.1080/17477778.2019.1679674
; Цитирование: Diego A. Díaz, Ana María Jiménez & Cristián Larroulet (2019) An agent-based model of school choice with information asymmetries, Journal of Simulation, DOI: 10.1080/17477778.2019.1679674
 
== Как используют эту модель в учёбе ==
 
На курсах по статистике и экономике
 
Эта модель — как лабораторный эксперимент. Она помогает понять:
 
Почему дети из богатых и бедных семей часто учатся в разных школах?
 
Как простая подсказка (светофор) может помочь бедным семьям сделать лучший выбор?
 
Что происходит, когда у всех есть право выбирать школу, но не у всех есть для этого одинаковые возможности?
 
Что можно изменить в модели?
В модели есть «кнопки», которые можно настраивать:
 
Сколько процентов богатых семей в городе
 
Насколько для богатых семей важно качество школы по сравнению с близостью
 
Включены светофоры или нет
 
Сколько стоит проезд до школы
 
Что показывает модель на практике?
Как богатые и бедные по-разному выбирают школы
Богатые семьи используют специальную формулу для выбора:
 
text
Полезность = (Качество школы)^α × (Близость к дому)^(1-α)
Где α — насколько важно качество. Если α = 0.9, значит качество важнее близости.
 
Бедные семьи часто просто идут в ближайшую школу, потому что:
 
Дорого ездить далеко
 
Нет информации о качестве школ
 
Проблема доступности
Даже бесплатная государственная школа может быть недоступна, если:
 
text
Доход семьи - (Расстояние × Стоимость проезда) < 0
То есть если семья слишком бедная, она не может позволить себе даже дорогу до школы.
 
Что можно измерить с помощью модели?
Простое наблюдение за графиками
В модели есть несколько графиков, которые показывают:
 
1. Кто в каких школах учится:
 
Сколько процентов учеников в хороших школах
 
Сколько в средних
 
Сколько в плохих
 
Сколько вообще не учатся
 
2. Разрыв между богатыми и бедными:
 
Среднее качество школ, где учатся богатые
 
Среднее качество школ, где учатся бедные
 
Разница между этими показателями
 
Измерение неравенства
Можно посчитать коэффициент сегрегации — насколько сильно разделены богатые и бедные ученики по разным школам:
 
text
S = ½ × Σ |(Богатые в школе/Все богатые) - (Бедные в школе/Все бедные)|
Если S = 0 — полное смешение, если S = 1 — полное разделение.
 
Влияние светофоров
Когда включают светофоры:
 
Бедные семьи начинают избегать красных (плохих) школ
 
Больше бедных учеников попадает в жёлтые и зелёные школы
 
Но разрыв с богатыми всё равно остаётся
 
Пример исследования с помощью модели
Вопрос для исследования
«Помогают ли светофоры уменьшить неравенство в образовании?»
 
Как проводить эксперимент
Запустить модель без светофоров
 
Посмотреть, какой разрыв между богатыми и бедными
 
Записать, сколько бедных в хороших школах
 
Запустить модель со светофорами
 
Сравнить те же показатели
 
Увидеть, изменилось ли что-то
 
Сделать выводы
 
Если разрыв уменьшился — светофоры помогают
 
Если нет — нужны другие меры
 
Что обычно показывает модель
Без светофоров: Бедные часто попадают в плохие школы случайно
 
Со светофорами: Бедные реже выбирают плохие школы
 
Но: Богатые всё равно учатся в лучших школах, чем бедные
 
Почему эта модель важна?
Для понимания реального мира
Модель объясняет:
 
Почему в одном городе могут быть «элитные» и «проблемные» школы
 
Как информация о качестве школ может изменить выбор семей
 
Почему даже при равных правах на выбор результат бывает разным
 
Для принятия решений
Политики и управленцы могут использовать такие модели, чтобы:
 
Понимать последствия своих решений
 
Тестировать новые идеи (как светофоры в Чили)
 
Находить способы уменьшить неравенство
 
Как работать с моделью: простые шаги
Скачайте и откройте модель в программе NetLogo
 
Нажмите Setup — создастся город со школами и учениками
 
Поэкспериментируйте:
 
Включите/выключите выбор школ
 
Включите/выключите светофоры
 
Измените процент богатых семей
 
Наблюдайте за графиками — как меняется ситуация
 
Сделайте выводы — что помогает, а что нет


Главные выводы модели
== Использование в образовании ==
Право выбора ≠ равные возможности — даже если все могут выбирать школу, у богатых получается лучше
=== В курсе социально-экономической статистики ===
Модель служит лабораторией для изучения:
* Как индивидуальные решения создают системные эффекты (сегрегацию)
* Роли информационной асимметрии в неравенстве
* Влияния государственной политики на справедливость


Информация помогает, но не решает всё — светофоры улучшают ситуацию, но не устраняют неравенство полностью
== Статистические закономерности ==
=== Распределения ===
* Доходы студентов: закон Парето — большинство бедны, немногие богаты
* Качество школ: нормальное распределение (<math>\mu = 5</math>, <math>\sigma = 1</math>)


Деньги решают — если семья не может позволить себе дорогу до хорошей школы, право выбора для неё ничего не значит
=== Измерение сегрегации ===
Коэффициент сегрегации:
<math>S = \frac{1}{2} \sum_{i=1}^{n} \left| \frac{H_i}{H} - \frac{L_i}{L} \right|</math>
где <math>H_i, L_i</math> — богатые и бедные в школе <math>i</math>, <math>H, L</math> — их общее число


Небольшие изменения могут иметь большие последствия — простая система цветовых подсказок меняет поведение тысяч семей
=== Анализ влияния политики «светофоров» ===
Переключатель `traffic-lights?` позволяет оценить, как упрощённая информация влияет на выбор бедных семей


Эта модель — отличный инструмент, чтобы понять сложные социальные процессы через простые компьютерные эксперименты. Она показывает, как индивидуальные решения многих людей создают общие закономерности в обществе.
=== Регрессионный анализ ===
Можно оценить модель:
<math>\text{achievement}_i = \beta_0 + \beta_1 \text{income}_i + \beta_2 \text{distance}_i + \beta_3 \text{choice}_i + \varepsilon_i</math>
где <math>\beta_1</math> — премия за доход, ключевой показатель неравенства

Версия от 18:11, 15 декабря 2025


Описание модели Агентная модель, имитирующая систему школьного выбора в Чили. Исследует, как информационная асимметрия и экономическое неравенство влияют на доступ к качественному образованию.
schools-own - enrollment achievement traffic-lights-color is-private?
students-own - target enrolled? income years-in-school school-achievement
  • School_achivements.jpg
Область знаний Социология, NetSci, Управление, Урбанистика, Статистика
Веб-страница - ссылка на модель https://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/community/School Choice ABM
Видео запись
Разработчики
Среды и средства, в которых реализована модель NetLogo
Диаграмма модели
Описание полей данных, которые модель порождает
Модель создана студентами? Нет
Diego A. Díaz, Ana María Jiménez & Cristián Larroulet (2019) An agent-based model of school choice with information asymmetries, Journal of Simulation, DOI
10.1080/17477778.2019.1679674

Модель исследует эффекты реформы образования в Чили (2010 г.) — системы «светофоров», которая предоставляет родителям простой цветовой сигнал о качестве школы.

Основные принципы модели

В модели два типа агентов: школы и студенты. Агенты размещены на плоскости и не перемещаются.

Агенты-студенты

  • Имеют доход, распределённый по закону Парето
  • Учатся в школе 10 лет, затем выпускаются
  • Ежегодно появляются новые студенты в случайных локациях
  • Визуализация: связь (link) с выбранной школой

Агенты-школы

  • Имеют уровень успеваемости (achievement), распределённый по нормальному закону
  • Могут быть государственными или частными
  • Частные школы доступны только для студентов с высоким доходом

Ключевые механизмы

Процесс выбора школы

  • Без выбора: студент назначается в ближайшую школу
  • С выбором (with-school-choice):
 * Богатые студенты максимизируют функцию полезности: [math]\displaystyle{ U = a^\alpha \times d^{(1-\alpha)} }[/math], где:
   * [math]\displaystyle{ a }[/math] — достижения школы,
   * [math]\displaystyle{ d }[/math] — относительная близость,
   * [math]\displaystyle{ \alpha }[/math] — вес качества (0–1)
 * Бедные студенты выбирают ближайшую школу

Политика «светофоров»

При `traffic-lights? = ON` бедные студенты видят цветовой сигнал:

  • 🟢 Зелёный — высокая успеваемость
  • 🟡 Жёлтый — средняя
  • 🔴 Красный — низкая

Богатые студенты обладают полной информацией (точное значение achievement)

Финансовые ограничения

Доступность школы определяется условием: [math]\displaystyle{ \text{income} - \text{distance} \times \text{school-transportation-cost} \geq 0 }[/math] Даже бесплатная школа может быть недоступна из-за транспортных расходов.

Модель

Ссылка на работу

http://ccl.northwestern.edu/netlogo/community/School_Choice_ABM.nlogo
Цитирование
Diego A. Díaz, Ana María Jiménez & Cristián Larroulet (2019) An agent-based model of school choice with information asymmetries, Journal of Simulation, DOI: 10.1080/17477778.2019.1679674

Использование в образовании

В курсе социально-экономической статистики

Модель служит лабораторией для изучения:

  • Как индивидуальные решения создают системные эффекты (сегрегацию)
  • Роли информационной асимметрии в неравенстве
  • Влияния государственной политики на справедливость

Статистические закономерности

Распределения

  • Доходы студентов: закон Парето — большинство бедны, немногие богаты
  • Качество школ: нормальное распределение ([math]\displaystyle{ \mu = 5 }[/math], [math]\displaystyle{ \sigma = 1 }[/math])

Измерение сегрегации

Коэффициент сегрегации: [math]\displaystyle{ S = \frac{1}{2} \sum_{i=1}^{n} \left| \frac{H_i}{H} - \frac{L_i}{L} \right| }[/math] где [math]\displaystyle{ H_i, L_i }[/math] — богатые и бедные в школе [math]\displaystyle{ i }[/math], [math]\displaystyle{ H, L }[/math] — их общее число

Анализ влияния политики «светофоров»

Переключатель `traffic-lights?` позволяет оценить, как упрощённая информация влияет на выбор бедных семей

Регрессионный анализ

Можно оценить модель: [math]\displaystyle{ \text{achievement}_i = \beta_0 + \beta_1 \text{income}_i + \beta_2 \text{distance}_i + \beta_3 \text{choice}_i + \varepsilon_i }[/math] где [math]\displaystyle{ \beta_1 }[/math] — премия за доход, ключевой показатель неравенства

Источник — http://digida.mgpu.ru/index.php?title=Эксперименты_с_моделью_School_Choice_ABM&oldid=37977