A ppt presentation of the paper: "Complex Systems in Education: Scientific and Educational Importance and Implications for the Learning Sciences", by Michael Jacobson and Uri Wilensky.

1. Complex Systems in education: Scientific
and Educational Importance and
Implications for the Learning Sciences
MICHAEL J. JACOBSON
URI WILENSKY
΢ Τ Ν Θ Ε ΣΑ ΢ Τ ΢ Σ Η Μ ΑΣΑ ΢ Σ Η Ν
ΕΚΠΑΙΔΕΤ΢Η: ΕΠΙ΢ΣΗΜΟΝΙΚΗ ΚΑΙ
ΕΚΠΑΙΔΕΤΣΙΚΗ ΢ΗΜΑ΢ΙΑ ΚΑΙ ΟΙ
ΕΠΙΠΣΩ΢ΕΙ΢ ΢ΣΙ΢ ΕΠΙ΢ΣΗΜΕ΢ ΣΗ΢
ΑΓΩΓΗ΢
Π Α Ρ Ο Τ ΢ Ι Α ΢ Η : Μ Α Ρ Ι Α Μ Α Ρ Γ Ο ΤΔ Η

2. • Λϋξεισ κλειδιϊ: complex systems, computational modeling ,
agent-based model, learning sciences.
• ΢ύνθετο ςύςτημα: Εύναι ϋνα ςύςτημα το οπούο αποτελεύται από
διαςυνδεδεμϋνα κομμϊτια, τα οπούα ςαν ςύνολο παρουςιϊζουν
μύα ό περιςςότερεσ ιδιότητεσ, οι οπούεσ δεν εμφανύζονται
απαραύτητα ςτο κϊθε ξεχωριςτό κομμϊτι.
Παραδεύγματα:
• Αποικύεσ μυρμηγκιών
• ανθρώπινεσ οικονομύεσ
• κλύμα κ.ϊ.

3. Σκοπόσ και ςτόχοι του ϊρθρου
΢τόχοι:
1. Σημαςύα εκμϊθηςησ εννοιών ςύνθετων
ςυςτημϊτων ςε προπανεπιςτημιακό και
Γενικόσ ςκοπόσ: πανεπιςτημιακό επύπεδο.
Οι Επιςτόμεσ τησ Αγωγόσ 2. Δυςκολύεσ εκμϊθηςησ ςύνθετων ςυςτημϊτων
μπορούν να βοηθόςουν ςτη από την πλευρϊ των Επιςτημών τησ Αγωγόσ.
γεφύρωςη του χϊςματοσ 3. Βιβλιογραφικό αναςκόπηςη των ζητημϊτων
ανϊμεςα ςτισ μοντϋρνεσ εκμϊθηςησ των αντιληπτικών προοπτικών των
επιςτημονικϋσ αντιλόψεισ Σύνθετων Συςτημϊτων.
(ενημερωμϋνεσ από τα Σύνθετα 4. Οι αντιληπτικού και κοινωνιοπολιτιςμικού
Συςτόματα) και ςτη γνώςη παρϊγοντεσ των Σύνθετων Συςτημϊτων εύναι
επαγγελματιών και πολιτών. περιοχϋσ ςχετικϋσ με την ϋρευνα των
Επιςτημών τησ Αγωγόσ.
5. Τρόποι με τουσ οπούουσ ϋννοιεσ και
μεθοδολογύεσ των Σύνθετων Συςτημϊτων
αναδεικνύουν ςημαντικϊ ζητόματα ςτον τομϋα
των Επιςτημών τησ Αγωγόσ.

4. ΢ύνθετα ΢υςτόματα και Μϊθηςη: Βιβλιογραφικό
αναςκόπηςη
Κατηγορύεσ μϊθηςησ ιδεών των ΢ύνθετων ΢υςτημϊτων:
1. Αντιληπτικϋσ προκλόςεισ τησ κατανόηςησ των ιδεών των
΢ύνθετων ΢υςτημϊτων.
 Αντιφατικϋσ ϋννοιεσ, αντιπαρϊθεςη με κοινωνικώσ αποδεκτϋσ πεποιθόςεισ
(φαινόμενο πεταλούδασ).
 Ευνοούνται εξηγόςεισ που θεωρούν δεδομϋνο τον κεντρικό ϋλεγχο, βαθειϊ
αντύςταςη ςε ιδϋεσ αυτοργϊνωςησ και αποκεντρωμϋνεσ διαδικαςύεσ.
 Αποτελϋςματα ερευνών: Ειδικού ςτα Σύνθετα Συςτόματα
ϋχουν εξειδικευμϋνη αντιληπτικό κατανόηςη και
χρηςιμοποιούν διαφορετικϋσ οντολογύεσ ςτην καταςκευό
λύςεων απ’ ότι οι αρχϊριοι.

5. ΢ύνθετα ΢υςτόματα και Μϊθηςη: Βιβλιογραφικό
αναςκόπηςη
2. Παιδαγωγικό ϋρευνα για την εκμϊθηςη των οπτικών των
΢ύνθετων ΢υςτημϊτων
The learnability question: Μπορούν οι μαθητϋσ ςε προπανεπιςτημιακό και
πανεπιςτημικό επύπεδο να μϊθουν τουσ τρόπουσ ςκϋψεισ των ΢ύνθετων ΢υςτημϊτων
για την κατανόηςη του κόςμου;
Λύγεσ ϋρευνεσ ϋχουν διεξαχθεύ.
Resnick και Wilensky: Χρόςη agent-based modeling προγρϊμματοσ.
Wilensky (Northwestern’s Center for Connected Learning and Computer-Based
Modeling): Χρόςη multi-agent περιβαλλόντων προςομούωςησ, όπωσ το NetLogo.
Wilensky και Stroup: Ανϋπτυξαν το HubNet μια αρχιτεκτονικό προςομούωςησ για την
υποςτόριξη ςυμμετοχικών προςομοιώςεων.
΢υμπϋραςμα: Οι μαθητϋσ από τη μϋςη εκπαύδευςη μϋχρι το πανεπιςτημιακό επύπεδο
μπορούν να μϊθουν και να επωφεληθούν από πλαύςια που ςχετύζονται με την ϋρευνα
των ΢ύνθετων ΢υςτημϊτων.

6. Ένα ςύνολο από μοντϋλα για
την αναπαρϊςταςη
ενεργειών και
αλληλεπιδρϊςεων
αυτόνομων (ατομικϋσ
ό ςυλλογικϋσ οντότητεσ
όπωσ οργανιςμού ό ομϊδεσ)
με ςτόχο την εκτύμηςη των
επιδρϊςεών τουσ ςτο
ςύςτημα ςαν όλον.
Τα μοντϋλα αναπαριςτούν
τισ ταυτόχρονεσ ενϋργειεσ
και αλληλεπιδρϊςεισ των
διαφόρων agents ςε μια
προςπϊθεια να
αναδημιουργόςουν και να StarLogo: κυκλοφοριακό ςυμφόριςη
προβλϋψουν την εμφϊνιςη
Σύνθετων Φαινομϋνων.

7. Οι ςχεδιαςτικϋσ αρχϋσ για την εκμϊθηςη των
Σύνθετων Συςτημϊτων
Ερευνητικϊ θϋματα που ςχετύζονται με τισ αρχϋσ
ςχεδύαςησ:
1. Η βύωςη φαινομϋνων Σύνθετων Συςτημϊτων.
2. Το ςαφϋσ αντιληπτικό πλαύςιο των Σύνθετων
Συςτημϊτων.
3. Η ενθϊρρυνςη τησ ςυνεργαςύασ, τησ ςυζότηςησ και του
αναςτοχαςμού.
4. Η καταςκευό θεωριών, μοντϋλων και πειραμϊτων.
5. Η εκμϊθηςη «τροχιών» (trajectories) για βαθειϋσ
κατανοόςεισ και αναζητόςεισ.

8. ΢ύνθετα ΢υςτόματα και εςτύαςη ςτο curriculum
• Curricula ςτο παρελθόν: Κϊλυπταν επιφανειακϊ πϊρα πολλϊ
θϋματα.
• Τα μαθηςιακϊ υλικϊ για ςύνθετα ςυςτόματα να μην
αποτελϋςουν ακόμα μια προςθόκη.
• Διερεύνηςη: Αν με τη χρόςη κατϊλληλων παιδαγωγικών
επιτυγχϊνεται η κατανόηςη από τουσ μαθητϋσ τησ ςχϋςησ των
παραδοςιακών διακριτών μαθημϊτων με τισ γνωςτικϋσ
προοπτικϋσ των ςύνθετων ςυςτημϊτων. 
Δικαιολόγηςη τησ ανϊγκησ για αναμόρφωςη των curricula .
• Τα φαινόμενα των Σύνθετων Συςτημϊτων ταιριϊζουν με
μαθηςιακϋσ προςεγγύςεισ τύπου «problem and inquiry» που
εκτελούν κονςτρουκτιβιςτικϊ μοντϋλα μϊθηςησ και
διδαςκαλύασ.
Διερεύνηςη: Αν ϋνα εςτιαςμϋνο ςτο μαθητό curriculum
(ςύμφωνο με τισ οπτικϋσ των Σύνθετων Συςτημϊτων)
μπορεύ να αναθεωρόςει την οπτικό των
μαθητών για την επιςτόμη ωσ ξερό
απομνημόνευςη χωρύσ εφαρμογό.

9. Μαθαύνοντασ για τα Σύνθετα Συςτόματα:
περαιτϋρω ερωτόματα
• Υπϊρχουν αρκετϊ ερωτόματα μαθηςιακϊ, παιδαγωγικϊ και ςχετικϊ με τα
curricula που χρειϊζονται περαιτϋρω ϋρευνα, όπωσ:
Πώσ πρϋπει να
Με ποιο τρόπο πρϋπει να
Ποιεσ ϋννοιεσ των Σ.Σ ςχεδιαςτούν και να
μϊθουν οι εκπαιδευτικού
παρουςιϊζουν ιδιαύτερη χρηςιμοποιηθούν τα
τισ ιδϋεσ και τισ
δυςκολύα για τουσ τεχνολογικϊ εργαλεύα για
παιδαγωγικϋσ
μαθητϋσ; να υποςτηρύξουν τη
προςεγγύςεισ των Σ.Σ;
διδαςκαλύα των Σ.Σ;
• Σημαςύα διερεύνηςησ των ερωτημϊτων για:
α. μελλοντικϋσ προςπϊθειεσ μεύωςησ του κενού ανϊμεςα ςτην ϊρθρωςη μιασ
επιςτημονικόσ θεωρύασ και τησ ενςωμϊτωςόσ τησ ςτην εκπαύδευςη,
β. την κατανόηςη του πωσ η εκμϊθηςη ςημαντικόσ γνώςησ να περιϋχεται
και ςε ϊλλουσ τομεύσ.

10. Η ςημαςύα των επιςτημών των Σύνθετων
Συςτημϊτων για τισ Επιςτόμεσ τησ Αγωγόσ
 Kauffman (1995): Τϋλοσ του ανελϋητου αναγωγιςμού.
 Οι Επιςτόμεσ τησ Αγωγόσ ϋχουν βαςιςτεύ ςε διαθεματικϋσ αρχϋσ.
 Άρα, τι ϋχουν να κερδύςουν;
Σα ΢.΢ ϋχουν να προςφϋρουν νϋεσ μεθόδουσ και να φωτύςουν εςωτερικϊ την
εκπαιδευτικό ϋρευνα.
Παρϊδειγμα: Οι προοπτικϋσ των ΢.΢ μϋςω τησ υπολογιςτικόσ
μοντελοπούηςησ, ενιςχύουν και επεκτεύνουν τη θεωρύα και την ϋρευνα των
Επιςτημών τησ Αγωγόσ.
 Jackson (1996): Χρόςη υπολογιςτικών εργαλεύων για την παραγωγό μιασ νϋασ
θεμιτόσ πηγόσ επιςτημονικόσ πληροφορύασ.
 Ανϊδυςη νϋων κοινοτότων επιςτημονικόσ πρακτικόσ  χρόςη τεχνικών
υπολογιςτικόσ μοντελοπούηςησ (agent-based models) για τη δημιουργύα
ςυνθετικών κόςμων  διερεύνηςη θεωρητικών και ερευνητικών
ερωτημϊτων που δεν θα όταν δυνατό ςτον πραγματικό κόςμο.

11. Η ςημαςύα των επιςτημών των Σύνθετων
Συςτημϊτων για τισ Επιςτόμεσ τησ Αγωγόσ
 Η ϋρευνα προσ αυτό την κατεύθυνςη ϋχει τερϊςτια προοπτικό:
1. Άρθρωςη agent-based μοντϋλων  ξεκαθϊριςη υπεύθυνων παραγόντων
για τη ςυμπεριφορϊ του ςυςτόματοσ.
2. Έτςι τα μοντϋλα των Σ.Σ γύνονται επιςτημονικϊ διερευνόςιμα
τεχνουργόματα  ςύγκριςη με ςτοιχεύα πραγματικού
κόςμου, αναθεώρηςη και βελτύωςη.
3. Επικυρωμϋνα μοντϋλα από ϋνα ό περιςςότερα
ςύνολα ςτοιχεύων  διερεύνηςη ςυμπεριφορϊσ
του ςυςτόματοσ υπό ποικύλεσ παραμϋτρουσ.
4. Τϋτοια μοντϋλα  γενύκευςη των ευρημϊτων ςε
παρόμοιουσ τύπουσ ςυςτημϊτων με διαφορετικϊ
ειδικϊ και τοπικϊ χαρακτηριςτικϊ.

12. Θα όταν ςημαντικη η ςυμβολό των Επιςτημών τησ Αγωγόσ ςτισ
διερευνόςεισ ςχετικϊ με την ανϊγκη εκμϊθηςησ των προοπτικών των ΢.΢
όδη από τουσ μαθητϋσ τησ υποχρεωτικόσ εκπαύδευςησ.
Αν μϋςα ςτα επόμενα χρόνια γύνουν προςπϊθειεσ για τη διϊχυςη τησ
γνώςησ των αναδυόμενων επιςτημονικων κατανοόςεων για τα ΢.΢ ςτα
curricula, τα αποτελϋςματα αυτών των ερευνών θα αποτελϋςουν τη βϊςη
για την εξϋλιξό τουσ.
Η ϋρευνα για την μϊθηςη αντιληπτικϊ απαιτητικών γνώςεων, όπωσ οι
ϋννοιεσ των ΢.΢, μπορεύ να προςδιορύςει ςε ποιο εύδοσ εξελιγμϋνησ
γνώςησ εύναι ικανού να φτϊςουν οι μαθητϋσ.
Οι αντιληπτικϋσ προοπτικϋσ και μεθοδολογύεσ των ΢.΢ ϋχουν τη
δυνατότητα να επηρεϊςουν ζητόματα θεωρύασ και ϋρευνασ κεντρικόσ
ςημαςύασ ςτον ύδιο τον τομϋα των Επιςτημών τησ Αγωγόσ.