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=== Modèles classiques vs incarnés ===
=== Modèles classiques vs incarnés ===


Selon Wilensky et Reisman (2006), <ref name = "wilensky2006"> Wilensky, U., et Reisman, K. (2006). Penser comme un loup, un mouton ou une luciole: apprendre la biologie en construisant et en testant des théories informatiques - une approche de modélisation incarnée. Cognition and Instruction, 24 (2), 171–209. https://doi.org/10.1207/s1532690xci2402_1 </ ref>, les modèles incorporés à base d'agents présentent certains avantages par rapport aux modèles à dynamique système (ou similaires). Dans une étude, {{quote | utilisant des outils de modélisation intégrés à base d'agents, les étudiants modélisent les microrules sous-jacents à un phénomène biologique et observent la dynamique des agrégats qui en résulte.}} Dans les deux cas décrits, les élèves ont formulé des hypothèses, construit des modèles multi-agents intégrant ces hypothèses et les ont testées en exécutant leurs modèles et en observant les résultats. En comparant ces cas avec des approches classiques classiques basées sur des équations, nous soutenons que l’approche de modélisation incorporée se connecte plus directement à l’expérience des étudiants, permet des investigations approfondies ainsi qu’une compréhension plus approfondie, et permet aux sujets «avancés» de: être introduit de manière productive dans le programme du lycée.}}
Selon Wilensky et Reisman (2006), <ref name = "wilensky2006"> Wilensky, U., et Reisman, K. (2006). Penser comme un loup, un mouton ou une luciole: apprendre la biologie en construisant et en testant des théories informatiques - une approche de modélisation incarnée. Cognition and Instruction, 24 (2), 171–209. https://doi.org/10.1207/s1532690xci2402_1 </ref>, les modèles incorporés à base d'agents présentent certains avantages par rapport aux modèles à dynamique système (ou similaires). Dans une étude, {{quote | utilisant des outils de modélisation intégrés à base d'agents, les étudiants modélisent les microrules sous-jacents à un phénomène biologique et observent la dynamique des agrégats qui en résulte.}} Dans les deux cas décrits, les élèves ont formulé des hypothèses, construit des modèles multi-agents intégrant ces hypothèses et les ont testées en exécutant leurs modèles et en observant les résultats. En comparant ces cas avec des approches classiques classiques basées sur des équations, nous soutenons que l’approche de modélisation incorporée se connecte plus directement à l’expérience des étudiants, permet des investigations approfondies ainsi qu’une compréhension plus approfondie, et permet aux sujets «avancés» de: être introduit de manière productive dans le programme du lycée.}}


=== Enseignement de la pensée systémique au lycée ===
=== Enseignement de la pensée systémique au lycée ===

Version du 22 mars 2019 à 11:50

Cet article est une ébauche à compléter. Une ébauche est une entrée ayant un contenu (très) maigre et qui a donc besoin d'un auteur.

Text entièrement traduit de en:Netlogo par Google, sans retouches !!

Introduction

Netlogo est une plate-forme de modélisation et simulation à base d'agents. Elle permet également de créer un modèle dynamique du système et des simulations participatives. Il convient à des fins de recherche ainsi qu'à diverses fins éducatives. Netlogo peut être utilisé pour enseigner la programmation, la pensée informatique, la simulation, la construction de modèles et la compréhension de phénomènes complexes au moyen de modèles dans de nombreux domaines différents.

« NetLogo est un environnement de modélisation multi-agents programmable multi-plateformes. NetLogo a été écrit par Uri Wilensky en 1999 et est en développement continu au CCL (les personnes qui vous ont apporté StarLogoT). NetLogo alimente également le système de simulation participatif HubNet».

NetLogo peut être décrit comme un micromonde de programmation. Il est officiellement décrit comme un environnement de modélisation programmable permettant de simuler des phénomènes naturels et sociaux. « NetLogo convient particulièrement à la modélisation de systèmes complexes évoluant dans le temps. Les modélisateurs peuvent donner des instructions à des centaines, voire des milliers d '"agents" fonctionnant tous indépendamment. Cela permet d'explorer le lien entre le comportement au niveau micro des individus et les modèles au niveau macro qui résultent de l'interaction de nombreux individus.» (.html Qu'est-ce que NetLogo?, récupéré le 18 septembre 2009 à 09h54 (UTC))

« NetLogo est un environnement de modélisation multi-agents programmable multi-plateformes. NetLogo a été écrit par Uri Wilensky en 1999 et est en développement continu au CCL (les personnes qui vous ont apporté StarLogoT). NetLogo alimente également le système de simulation participatif HubNet».

NetLogo est un environnement gratuit et, en février 2019, est toujours en cours de développement et constitue une grande bibliothèque de modèles. Nous l'avons testé sous Windows 10 et Ubuntu 18. - Daniel K. Schneider ( discussion) 11h40, le 11 mars 2019 (CET )

Le logiciel

NetLogo est gratuit et fonctionne sur les systèmes must (puisqu'il est programmé en Java).

En date de février 2019, il s'agit d'un projet en direct, sa dernière mise à jour en juin 2018.

Vous pouvez également utiliser NetLogo Web, une plate-forme basée sur un navigateur. Cependant, cela ne fonctionne pas aussi bien que la plate-forme de bureau et il a quelques restrictions

Programmation d'agents simples

Il a une interface graphique facile à utiliser pour créer des simulations simples. Vous pouvez créer un monde et paramétrer des tortues qui se déplacent. À un moment donné, on peut alors ajouter une logique de programmation à ces objets. Demandez-leur de se déplacer plus intelligemment, d'interagir avec les autres ou avec l'endroit où ils sont assis. Les tortues peuvent avoir n'importe quelle forme, par exemple une voiture.

En plus d’un environnement d’apprentissage pour la programmation simple à base d’agent, NetLogo est un outil de modélisation et de simulation de plusieurs types.

(1) Tout d’abord, par définition, un environnement multi-tortues comme NetLogo est un environnement Modélisation et simulation à base d’agent (ABMS), dans la mesure où les tortues interagissent les unes avec les autres et avec l’environnement. Vous pouvez jouer avec les paramètres et utiliser l'outil logiciel « BehaviorSpace [...] intégré à NetLogo qui vous permet de réaliser des expériences avec des modèles. Il exécute plusieurs fois un modèle, en modifiant systématiquement les paramètres du modèle et en enregistrant les résultats de chaque exécution. Ce processus est parfois appelé "balayage de paramètre". Il vous permet d'explorer l '"espace" de modèles possibles du modèle et de déterminer les combinaisons de paramètres à l'origine des comportements qui vous intéressent.» (BehaviorSpace)

Une installation par défaut contient de nombreux modèles de plusieurs matières, y compris une grande partie du matériel pédagogique.

(2) Le modélisateur de la dynamique du système permet de créer des modèles dynamique du système

Le manuel [1] relatif à la dynamique du système] (récupéré le 18 septembre 2009 à 09:54) définit la différence entre les deux modèles - ABMS et dynamique du système, comme ce: « Avec l'approche basée sur les agents que nous utilisons habituellement dans NetLogo, vous programmez le comportement des agents individuels et observez ce qui se dégage de leur interaction. Dans un modèle de prédation loups-moutons, par exemple, vous fournissez des règles sur la manière dont les loups, les moutons et l'herbe interagissent. Lorsque vous exécutez la simulation, vous observez le comportement de niveau agrégé émergent: par exemple, l'évolution des populations de loups et de moutons au fil du temps.». Voir System Dynamics (NetLogo) pour un exemple.

(3) Avec le modèle Hubnet, vous pouvez «] exécuter des simulations participatives en classe. Dans une simulation participative, toute une classe participe à la définition du comportement d'un système, chaque étudiant contrôlant une partie du système à l'aide d'un périphérique individuel, tel qu'un ordinateur en réseau ou une calculatrice graphique Texas Instruments.» ([Http: / /ccl.northwestern.edu/netlogo/docs/hubnet.html HubNet], récupéré le 18 septembre 2009 à 09h54 (UTC)).

Netlogo inclut des fonctionnalités supplémentaires, consultez le site Web NetLogo.

'Exemple de simulation'

La capture d'écran suivante montre une comparaison entre un modèle de prédation basé sur un agent et un modèle de prédation élaboré par Wilensky (2005). [1]. Dans le modèle de l'agent simple, les loups mangent tous les moutons et meurent. Dans le modèle de simulation, les populations peuvent se rétablir puisque des fractions d'un seul loup ou d'un seul mouton sont autorisées. Un deuxième modèle, plus complet, mouton - loups - herbe, est plus stable.

Agent vs système dynamique. Il ne reste que 3 moutons dans le modèle de l'agent après 307 tiques

Nous discutons des deux types de modèles dans le modèle de prédation NetLogo Wolf Sheep et System Dynamics (NetLogo).

Simulation participative

Selon la CCL page (mars 2019), « La technologie HubNet intégrée à NetLogo permet à un réseau d'apprenants d'explorer et de contrôler en collaboration une simulation. Les étudiants engagés dans une telle simulation participative jouent le rôle d'éléments individuels d'un système tout en observant comment le comportement du système dans son ensemble peut émerger de ces comportements individuels. Le comportement émergent du système et sa relation avec les actions et stratégies individuelles des participants peuvent alors devenir l’objet d’expérimentation, de discussion et d’analyse collectives.»

Un exemple dans la bibliothèque de modèles est le modèle Oil Cartel HubNet [2]. Il peut être exécuté pour une classe d'économie par exemple. Chaque élève joue ensuite avec un membre de l’entente selon la configuration suivante décrite dans la page "Info" de la simulation: «{{{1}}}»

Enseignement de la pensée systémique au lycée

Dans une métarevue, Yoon et al. (2018) [6] sur l'état de la recherche sur les systèmes complexes de l'enseignement des sciences (CSSE), élément important des «normes scientifiques de la prochaine génération» (NGSS). Les auteurs concluent (p. 315.) avec des «critiques besoins dans cinq domaines: a) la nécessité de poursuivre la recherche dans différents domaines de la connaissance en dehors des domaines de la biologie et de l'écologie, b) la nécessité de poursuivre la recherche Etats système par opposition aux structures et processus, (c) nécessité de développer une compréhension commune du contenu système complexe qu'il est essentiel d'apprendre, (d) nécessité de prendre en compte les facteurs contextuels qui affecteront l'environnement d'apprentissage et la population, y compris les enseignants. l'apprentissage, et (e) davantage de recherches comparatives pour déterminer la valeur des interventions de la CSSE par rapport aux formes d'enseignement traditionnelles, notamment en mettant l'accent sur ce dont les enseignants ont besoin dans les activités de développement professionnel. Yoon et al. (2018: 313) concluent également que les « »

Netlogo comme outil de recherche

Netlogo a été utilisé dans de nombreux projets de recherche dans différents domaines. Les progiciels de simulation et les matériels associés distribués par la plate-forme NetLogo sont également largement utilisés par les chercheurs pour construire des modèles de phénomènes scientifiques et politiques tels que les politiques visant à limiter la propagation du VIH, à examiner les effets de la politique de choix de l'école ou de fondements scientifiques tels que modélisation de l'écologie prédateur-proie, propriétés des matériaux, comportement d'évacuation et bien d'autres.» (CCL], mars 2019).

La page références comprend quelques centaines d'articles, Google. érudit quelques milliers. Les publications précédentes semblaient se concentrer sur l’éducation, mais nous pensons qu’elles dominent les publications axées sur la recherche. Par exemple, en 2018, 102 articles ont été répertoriés. Environ 11 seulement concernent directement l'éducation.

Liens

Officiel:

  • Page d'accueil NetLogo. Ce site Web comprend les téléchargements, le manuel d'utilisation, les extensions, la documentation de la bibliothèque de modèles, des liens vers divers groupes, etc.

Bibliothèques de modèles supplémentaires:

Tutoriels:

Bibliographie

Ci-dessous une sélection aléatoire. Beaucoup plus d’informations sont disponibles sur la page officielle Ressources et liens, dans l’index Documents de recherche du CCL, publications citant NetLogo index.

  • Burrows, A., Français, D. (2018). Données probantes sur les pratiques scientifiques et d'ingénierie dans la planification pédagogique des professeurs de sciences du second degré, Journal of Science Education and Technology, p.
  • Dubovi, I., E. Dagan, Mazbar, OS, L. Nassar et ST Levy, ST (2018). Des étudiants en soins infirmiers apprenant la pharmacologie du diabète sucré avec des modèles informatisés basés sur la complexité: une étude quasi expérimentale. Formation des infirmières aujourd'hui, 61, 175-181 http://ccl.northwestern.edu/2018/dubovi2018.pdf
  • Lotka, AJ (1956) Éléments de biologie mathématique. New York: Dover.
  • Line Have Musaeus, PM (2019).Pensée informatique au lycée danois: apprentissage du codage, de la modélisation et de la connaissance du contenu avec NetLogo. Actes du SIGCSE '19 Actes du 50ème Symposium technique ACM sur la formation en informatique (pp. 913-919). Minneapolis, MN, États-Unis, http://ccl.northwestern.edu/2019/danish.pdf
  • Wilensky, U & Rand, W. (2015). Introduction à la modélisation à base d'agents: Modélisation de systèmes complexes naturels, sociaux et d'ingénierie avec NetLogo. Cambridge, MA. MIT Appuyez sur.
  • Kornhauser, D., Wilensky, U., et Rand, W. (2009). Instructions de conception pour la visualisation de modèles à base d'agents. Journal des sociétés artificielles et de la simulation sociale, JASSS, 12 (2), 1.
  • Yoon, SA, Goh, SE et Park, M. (2018). Enseignement et apprentissage des systèmes complexes dans l'enseignement des sciences de la maternelle à la 12e année: revue des études empiriques 1995-2015. Review of Educational Research, 88 (2), 285-325 http://ccl.northwestern.edu/2018/yoon2018.pdf
  • Wilensky, U. & Reisman, K. (1999). Science connectée: Apprendre la biologie en construisant et en testant des théories informatiques - une approche de modélisation incorporée. Journal international des systèmes complexes, M. 234, p. 1-12. (Ce modèle est une version légèrement étendue du modèle décrit dans le document.)

Cité avec des notes de bas de page

  1. ↑ Wilensky, U. (2005). Modèle de prédation des moutons NetLogo Wolf (hybride amarré). http://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/WolfSheepPredation(DockedHybrid). Centre d'apprentissage connecté et de modélisation informatique, Université Northwestern, Evanston, IL.
  2. ↑ Maroulis, S. et Wilensky, U. (2004). Modèle HubNet NetLogo Oil Cartel. http://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/OilCartelHubNet. Centre d'apprentissage connecté et de modélisation informatique, Université Northwestern, Evanston, IL.
  3. ↑ 3,0 et 3,1 Wilensky, U. (1997). Modèle de party NetLogo. http://ccl.northwestern.edu/netlogo/models/Party. Centre d'apprentissage connecté et de modélisation informatique, Université Northwestern, Evanston, IL.
  4. ↑ Schelling, T. (1978). Micro-motivations et macro-comportements. New York: Norton.
  5. ↑ Resnick, M. & Wilensky, U. (1998). Plonger dans la complexité: développer une pensée décentralisée probabiliste au moyen d'activités de jeu de rôle. Journal of Learning Sciences, Vol. 7, n ° 2. http://ccl.northwestern.edu/papers/starpeople/
  6. ↑ Yoon, SA, Goh, SE et Park, M. (2018). Enseignement et apprentissage des systèmes complexes dans l'enseignement des sciences de la maternelle à la 12e année: revue des études empiriques 1995-2015. Review of Educational Research, 88 (2), 285-325 http://ccl.northwestern.edu/2018/yoon2018.pdf
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