Konstrukcjonizm (teoria uczenia się)

Seymoura Paperta

Konstrukcjonistyczne uczenie się to tworzenie przez uczących się modeli umysłowych , aby zrozumieć otaczający ich świat. Konstrukcjonizm opowiada się za nauczaniem skoncentrowanym na uczniu, polegającym na odkrywaniu , w którym uczniowie wykorzystują to, co już wiedzą, w celu zdobycia większej wiedzy. Uczniowie uczą się poprzez uczestnictwo w uczeniu się opartym na projektach , w którym łączą różne pomysły i obszary wiedzy, które wspiera nauczyciel poprzez coaching , zamiast korzystania z wykładów lub wskazówek krok po kroku. Ponadto konstrukcjonizm utrzymuje, że uczenie się może odbywać się najskuteczniej, gdy ludzie są aktywni w tworzeniu namacalnych obiektów w prawdziwym świecie. W tym sensie konstrukcjonizm jest związany z uczeniem się przez doświadczenie i opiera się na epistemologicznej teorii konstruktywizmu Jeana Piageta .

Seymour Papert zdefiniował konstrukcjonizm we wniosku do National Science Foundation zatytułowanym Constructionism: A New Opportunity for Elementary Science Education w następujący sposób:

Słowo konstrukcjonizm jest mnemonikiem dwóch aspektów teorii nauczania przedmiotów ścisłych leżących u podstaw tego projektu. Z konstruktywistycznych teorii psychologii przyjmujemy pogląd, że uczenie się jest raczej rekonstrukcją niż przekazywaniem wiedzy. Następnie rozszerzamy ideę materiałów manipulacyjnych na ideę, że nauka jest najskuteczniejsza, gdy część czynności, którą uczeń postrzega jako konstruowanie znaczącego produktu.

Niektórzy uczeni próbowali opisać konstrukcjonizm jako formułę „uczenia się przez tworzenie”, ale jak powiedzieli Seymour Papert i Idit Harel na początku Konstrukcjonizmu sytuacyjnego , należy go uważać za „znacznie bogatszy i bardziej różnorodny oraz o wiele głębszy w swoim implikacje, niż można by przekazać za pomocą takiej formuły”.

Pomysły Paperta stały się dobrze znane dzięki publikacji jego przełomowej książki Mindstorms: Children, Computers, and Powerful Ideas (Basic Books, 1980). Papert opisał dzieci tworzące programy w Logo . Porównał ich naukę do życia w „krainie matematyki”, w której uczenie się pojęć matematycznych jest tak naturalne, jak nauka francuskiego we Francji.

Zasady instruktażowe

Konstrukcjonistyczne uczenie się polega na wyciąganiu przez uczniów własnych wniosków poprzez kreatywne eksperymenty i tworzenie obiektów społecznych. Konstrukcjonistyczny nauczyciel przyjmuje raczej rolę mediacyjną niż instruktażową. Nauczanie „u” uczniów zostaje zastąpione przez pomaganie im w zrozumieniu – i wzajemnej pomocy w zrozumieniu – problemów w praktyczny sposób. Rolą nauczyciela nie jest bycie wykładowcą, ale facylitatorem, który prowadzi uczniów do osiągania własnych celów.

Uczenie się oparte na problemach

Uczenie się oparte na problemach to metoda konstrukcjonistyczna, która pozwala uczniom uczyć się przedmiotu poprzez wystawianie ich na wiele problemów i proszenie ich o zbudowanie zrozumienia tematu poprzez te problemy. Ten rodzaj nauki może być bardzo skuteczny na lekcjach matematyki, ponieważ uczniowie próbują rozwiązywać problemy na wiele różnych sposobów, stymulując ich umysły.

Następujące pięć strategii zwiększa efektywność uczenia się opartego na rozwiązywaniu problemów:

  1. Działania edukacyjne powinny być związane z większym zadaniem. Większe zadanie jest ważne, ponieważ pozwala uczniom zobaczyć, że ćwiczenia można zastosować w wielu aspektach życia, w wyniku czego uczniowie z większym prawdopodobieństwem uznają zajęcia, które wykonują za przydatne.
  2. Uczeń potrzebuje wsparcia, aby poczuł, że zaczyna być odpowiedzialny za ogólny problem.
  3. Autentyczne zadanie powinno być zaprojektowane dla ucznia. Oznacza to, że zadanie i zdolności poznawcze ucznia muszą odpowiadać problemom, aby nauka była wartościowa.
  4. Refleksja nad nauczaną treścią powinna mieć miejsce, aby uczniowie mogli przemyśleć proces tego, czego się nauczyli.
  5. Pozwól uczniom i zachęcaj ich do testowania pomysłów pod kątem różnych poglądów w różnych kontekstach.

Konstrukcjonizm w naukach społecznych

Konstrukcjonizm można zastosować nie tylko w matematyce, ale także w naukach społecznych. Na przykład, zamiast zmuszać uczniów do zapamiętywania faktów geograficznych, nauczyciel może dać uczniom puste mapy, które pokazują rzeki, jeziora i góry bez oznaczeń, a następnie poprosić uczniów o rozszyfrowanie, gdzie mogą znajdować się główne miasta bez pomocy książek lub map. Wymagałoby to od uczniów zlokalizowania tych obszarów bez korzystania z przygotowanych zasobów, ale zamiast tego ich wcześniejszej wiedzy i zdolności rozumowania.

Cyfrowe opowiadanie historii to kolejne zastosowanie konstrukcjonizmu w naukach społecznych. Uczniowie mogą odwiedzać instytucje w lokalnej społeczności, aby zrozumieć i udokumentować ich historię, opracować lokalne mapy za pomocą narzędzi takich jak OpenStreetMap w celu wzbogacenia map cyfrowych oraz debatować nad celami i działaniami lokalnych instytucji publicznych w celu budowania zrozumienia nauk politycznych (obywatelstwa). Szkoły rządowe w Bengaluru wykorzystywały cyfrowe opowiadanie historii do rozwijania u uczniów zrozumienia nauk społecznych.

Konstrukcjonizm i technologia

Papert był wielkim zwolennikiem wprowadzania technologii do klas, poczynając od wczesnych zastosowań języka Logo do nauczania matematyki dzieci. Podczas gdy konstrukcjonizm, ze względu na swój rozmach, był używany przede wszystkim w nauczaniu przedmiotów ścisłych i matematyki (w formie nauki opartej na dociekaniu ), można argumentować, że rozwinął się w innej formie w dziedzinie nauk o mediach , w której studenci często angażują się w teoria i praktyka mediów jednocześnie w komplementarnej praktyce . Niedawno zyskał przyczółek w lingwistyce stosowanej w dziedzinie akwizycji drugiego języka (SLA). Jednym z takich zastosowań było wykorzystanie popularnej gry SimCity jako sposobu nauczania języka angielskiego przy użyciu technik konstrukcjonistycznych.

Począwszy od lat 80. Grupa LEGO finansowała badania grupy badawczej Paperta w MIT Media Laboratory, znanej wówczas jako „Epistemology and Learning Group”. Kiedy w 1998 roku firma LEGO uruchomiła swój system LEGO Mindstorms Robotics Invention System , który był oparty na pracach jego grupy, otrzymała pozwolenie na używanie pseudonimu „Mindstorms” z tytułu książki Seymoura z 1980 roku. W ramach projektu LEGO Serious Play prowadzonego przez Grupę LEGO ludzie biznesu uczą się wyrażać kwestie korporacyjne i tożsamość za pomocą plastikowych klocków.

W latach 2005-2014 istniała inicjatywa „Jeden laptop na dziecko” , mająca na celu wprowadzenie w życie konstrukcjonistycznego uczenia się w krajach rozwijających się. Celem było dostarczenie laptopów za 100 USD każdemu dziecku w krajach rozwijających się.

Języki programowania komputerów

Stworzono wiele języków programowania , w całości lub w części, do użytku edukacyjnego , aby wspierać konstruktywistyczne podejście do uczenia się. Języki te są typowane dynamicznie i odzwierciedlają . Zawierają:

  • Logo to wieloparadygmatowy język, który jest łatwiejszą do odczytania adaptacją i dialektem Lispa , bez nawiasów . Logo jest znane z wprowadzenia grafiki żółwia do uczniów szkół podstawowych w latach 80. Jego twórcami byli Wally Feurzeig , Cynthia Solomon i Papert.
  • Smalltalk to zorientowany obiektowo język, który został zaprojektowany i stworzony w Xerox PARC przez zespół kierowany przez Alana Kaya .
  • AgentSheets to wczesne środowisko programistyczne oparte na blokach, przeznaczone dla dzieci do tworzenia gier i symulacji. Został opracowany przez Alexandra Repenninga
  • Etoys jest rozwijany od lat 90. pod kierunkiem Alana Kaya , ostatnio przez Viewpoints Research Institute , w oparciu o morficzne skrypty kafelkowe. Etoys był początkowo ukierunkowany na nauczanie matematyki i przedmiotów ścisłych w szkole podstawowej.
  • Physical Etoys to rozszerzenie Etoys, które pozwala kontrolować różne urządzenia, takie jak między innymi Lego NXT, Arduino Board, Sphero, Kinect, Duinobot, Wiimote.
  • Scratch został opracowany na początku XXI wieku w MIT Media Lab Lifelong Kindergarten Group kierowanej przez ucznia Paperta, Mitchela Resnicka . Podobnie jak Etoys, jest oparty na skryptach płytek Morphic. Scratch został początkowo zaprojektowany specjalnie w celu usprawnienia rozwoju płynności technologicznej w świetlicach w społecznościach w niekorzystnej sytuacji ekonomicznej.
  • StarLogo TNG zostało opracowane przez program kształcenia nauczycieli MIT Scheller pod kierunkiem Erica Klopfera . Łączy blokowy interfejs programowania z grafiką 3D. Przeznaczony jest do programowania gier i symulacji przypominających gry w szkołach gimnazjalnych i ponadgimnazjalnych.
  • NetLogo zostało opracowane przez Uri Wilensky'ego. Został opracowany, aby uczyć dzieci rozumowania obliczeniowego i myślenia oraz rozszerza Logo , umożliwiając istnienie wielu, wielu żółwi jednocześnie. NetLogo jest szeroko stosowane nie tylko w środowisku K-12, ale także przez badaczy zainteresowanych koncepcją modelowania agentowego
  • AgentCubes to blokowe środowisko programistyczne dla dzieci do tworzenia gier 3D i symulacji. Został opracowany przez Alexandra Repenninga
  • Easy Java Simulations lub Ejs lub EJS został opracowany przez Open Source Physics pod kierownictwem Francisco Esquembre. Użytkownik pracuje na wyższym poziomie koncepcyjnym, deklarując i organizując równania i inne wyrażenia matematyczne, które obsługują symulację. Przeznaczony jest do programowania symulacji fizyki w szkołach średnich i wyższych.
  • LEGO WeDo to graficzny język programowania dla dzieci w wieku od 7 lat, używany z centrum funkcji mocy LEGO WeDo.
  • LEGO MINDSTORMS EV3 to graficzny język programowania przepływu danych dla dzieci w wieku 10+.
  • Robot Emil to konstrukcjonistyczne narzędzie edukacyjne dla dzieci. Jest skierowany do szkół podstawowych i uczy programowania krok po kroku.

Linki zewnętrzne