教育中的變革性應用/NetLogo
NetLogo 由 Uri Wilensky 於 1999 年創作,[1] 是一種多智慧體程式語言和建模環境,用於模擬自然和社會現象。它特別適合於模擬隨著時間推移而演變的複雜系統。[2] NetLogo 基於 Logo 程式語言設計,可供新手和高階使用者使用。它擁有跨越多個內容領域的龐大模型庫。
NetLogo 是一種模擬。模擬是對某些現實生活情況或過程的抽象或簡化。在模擬中,參與者通常會扮演一個角色,讓他們參與與其他人的互動或與模擬環境的元素互動。[3] 你可以透過點選以下連結下載該程式:http://ccl.northwestern.edu/netlogo/download.shtml 下面的部分描述了 NetLogo,如何將 NetLogo 用於社會研究和地球科學,NetLogo 如何成為一種變革性應用,以及 NetLogo 的一些示例活動。
學習社會研究是一項複雜的工作,尤其是在研究社會演變時。學生可能很難理解這個概念的龐大性。這就是 NetLogo 可以幫助建立聯絡並闡明理解和評估社會研究的複雜性的方法。學生如何破譯社會研究的複雜性?過去的事件如何教會學生關於行為模式?
地球科學的研究包括對大氣、海洋和生物圈的研究,以及對固體地球的研究。理解這些地球系統和地球的演化通常涉及物理學、化學和生物學等學科。這些領域的概念通常很抽象,學生難以想象。由於 NetLogo 特別適合於模擬隨著時間推移而演變的複雜系統,因此它提供了一種獨特的方法來展示這些學科中的各種原理。
將 NetLogo 下載到你的計算機後,你可以啟動程式並選擇補充你正在教授的課程的模型。在啟用其中一個模擬之前,每個模擬都有簡要的說明。開啟其中一個模擬後,會出現一個帶有三個選項卡的新視窗:介面、資訊和過程。介面頁面展示了所需程式的實際視覺模擬。介面提供了一個設定,你可以在其中控制和設定變數、速度,並提供有關模擬的使用者評論。資訊頁面提供模擬的物流支援。此頁面中的部分包括:它是什麼(模擬)?如何使用它?需要注意的事項?嘗試的事項?以及擴充套件模型。這是 NetLogo 對教師來說最關鍵的部分,因為它提供了有關如何正確使用模擬以及將模擬與課堂課程聯絡起來的方法的背景資訊。介面頁面提供了執行模擬的偽html程式碼。你可以更改程式碼以滿足你的需求,例如更改模擬的顏色、符號和尺寸。
NetLogo 具有變革性,因為它為教師和學生提供了一個途徑,讓他們透過模擬環境來發現科學、社會研究和社會概念的真實和動態的視角。為了增強這種變革潛力,教育工作者必須將 NetLogo 中的模擬與實際課堂教學聯絡起來。模擬本身就是一種積極的學習方式,它不是一項旁觀者的運動。模擬在真實的背景下提供真實的實踐和反饋。大多數模擬都包含社會互動。[4] 這種真實的成分能夠為學生提供有意義的學習。在所有模擬的使用中,重要的是讓學生提出並論證他們的預測。最糟糕的事情是提供一個學生應該完成的程式化行動列表,以獲得正確答案。讓學生嘗試不同的選項並失敗。當實驗失敗時,真正的有意義的學習就開始了。[5] 為什麼?簡單地說,為了得到學生想要的結果,他們必須分析並認真地操縱模擬,直到他們達到期望的結果。這就是 NetLogo 的本質。
Sharon Smaldino(2005)解釋了在課堂環境中使用模擬的優勢和侷限性。優點是:真實性 - 模擬的主要優勢是它們允許練習現實世界中的技能。安全性 - 學習者可以練習危險的活動,而不會對自己或他人造成傷害。簡化 - 模擬旨在捕捉情況的本質特徵。Smaldino(2005)還說明了在使用模擬時,教育工作者面臨的兩個侷限性。它們是:耗時 - 學習如何有效地執行和整合程式可能需要時間才能完善。過度簡化 - 擔心的是,模擬可能會讓學生對現實生活中的情況產生錯誤的理解。在瞭解優勢和侷限性的前提下,教育工作者可以找到創造性的方法來增強優勢並創造出限制劣勢的技術。
將技術融入課堂是教師必須不斷練習的一項技能,因為技術的性質一直在不斷變化。作為一種模擬,NetLogo 非常適合整合到社會研究課程中。教學模擬特別適合以下情況:決策技能的培養、瞭解社會互動和人際關係、以及在現實生活中可能過於危險或昂貴的複雜技能的訓練。[6] 總之,模擬為學生提供了一個實驗室,讓他們探索超越傳統教科書使用的社會研究問題。

有一個模型庫檔案,其中包含 16 個社會研究模擬。這些模擬是:艾滋病、利他主義、合作、埃爾法羅爾、民族中心主義、政黨、叛亂、謠言工廠、散佈、隔離、簡單出生率、團隊組建、基本交通、交通網格、投票和財富分配。在生物學、化學和物理學領域,有許多模型模擬,其中 6 個專門針對地球科學。地球科學模型包括:氣候變化、大陸分界線、侵蝕、火災、大峽谷和滲透。
http://jmvidal.cse.sc.edu/netlogomas/ - 該網站包含多個 NetLogo 模型
http://www.youtube.com/watch?v=OijZ105J2eo - Youtube 上的 NetLogo 教程
http://ccl.northwestern.edu/netlogo - NetLogo 主頁
^ Jonassen, D., Howland, J., Marra, R.M. 和 Crismond, D. (2008)。有意義的學習與技術,第 3 版,新澤西州上鞍河:皮爾森教育公司。
^ Smaldino, S, Russell, J, Heinich, R, & Molenda, M (2005)。教學技術和媒體學習,新澤西州上鞍河:皮爾森教育公司。
^ Wilensky, U. (1999)。NetLogo,http://ccl.northwestern.edu/netlogo。2009 年 4 月 24 日檢索。連線學習和基於計算機的建模中心。西北大學,伊利諾伊州埃文斯頓。
^ Tisue, S., Wilensky, U. (2004) NetLogo:用於建模複雜性的簡單環境,在波士頓國際複雜系統會議上發表,馬薩諸塞州。