Alfavita Newsroom ο Modellus είναι ένα ελεύθερα διατιθέμενο λογισμικό, που δίνει την δυνατότητα σε σπουδαστές και καθηγητές (δευτεροβάθμιας και τριτοβάθμιας εκπαίδευσης) να χρησιμοποιήσουν μαθηματικά για να δημιουργήσουν ή να ερευνήσουν μοντέλα με διαδραστικό τρόπο.
Το Modellus χρησιμοποιείται για να εισάγει την μοντελοποίηση μέσω Ηλεκτρονικού Υπολογιστή (Η/Υ) επιτρέποντας την εύκολη και διαισθητική δημιουργία μαθηματικών μοντέλων χρησιμοποιώντας μόνο βασικές μαθηματικές γνώσεις, ώστε να υπάρχει η δυνατότητα της δημιουργίας διαδραστικών προσομοιώσεων με αντικείμενα οι μαθηματικές ιδιότητες των οποίων, καθορίζονται στο μοντέλο. Έτσι επιτρέπεται η διερεύνηση πολλαπλών αναπαραστάσεων και δίνεται η δυνατότητα της ανάλυσης πειραματικών δεδομένων με την μορφή εικόνων, προσομοιώσεων, διαγραμμάτων και πινάκων. Το Modellus εστιάζει στην μοντελοποίηση αλλά και στην επεξήγηση των μοντέλων.
Υπάρχουν εκδόσεις του σε διαφορετικές γλώσσες (Πορτογαλικά, Αγγλικά, Ελληνικά, Ισπανικά...) και χρησιμοποιείται σε όλο τον κόσμο σε τομείς που καλύπτουν ένα πεδίο από την Φυσική έως τα Μαθηματικά. Ενδεικτικά, ανάμεσα σε πολλούς άλλους, τους τομείς της Μηχανικής, της Χημείας, της Στατιστικής, της Άλγεβρας, της Γεωμετρίας.
Περισσότερα: Σχετικά
Δυνατότητες
· Η δημιουργία και η μελέτη μαθηματικών μοντέλων είναι βασικός στόχος σε πολλές επιστήμες. Το Modellus μπορεί να βοηθήσει τους εκπαιδευόμενους να μάθουν αποκτώντας εμπειρία καθώς δημιουργούν, προσομοιώνουν και αναλύουν μαθηματικά μοντέλα διαδραστικά, στον ηλεκτρονικό υπολογιστή.
· Για το “στήσιμο” ενός μοντέλου, οι χρήστες εισάγουν συμβατικές μαθηματικές εξισώσεις και εκφράσεις (συναρτήσεις, διαφορικές εξισώσεις και συνθήκες). Δεν χρησιμοποιείται κάποια γλώσσα προγραμματισμού ή ειδικές εντολές.
· Για την δημιουργία της προσομοίωσης ενός μοντέλου: Επιλέγονται αντικείμενα, όπως εικόνες ή διανύσματα, και αντιστοιχούνται σε αυτά ιδιότητες όπως η θέση ή το μέγεθος. Η περιβάλλον εργασίας (διεπαφή) περιλαμβάνει διαγράμματα και πίνακες τιμών.
· Το Modellus μπορεί να χρησιμοποιηθεί διερευνητικά (όπου ο χρήστης διερευνά έτοιμα μοντέλα που δημιουργήθηκαν από άλλον χρήστη), η σαν περιβάλλον συγγραφής μοντέλων. Το συνολικό μοντέλο ή το κάθε επιμέρους παράθυρο μπορεί να “κρυφτεί” ή/και να “προστατευτεί” (κλειδωθεί).
· Το Modellus έρχεται με προκατασκευασμένα διαδραστικά παραδείγματα που αποσαφηνίζουν πολλές από τις επιστημονικές συνιστώσες του. Επιπλέον, υπάρχουν πολλά αναρτημένα στην ιστοσελίδα του, ή άλλα σαν αποτέλεσμα διαφόρων διδακτικών δραστηριοτήτων.
· Το Modellus σχεδιάστηκε από ερευνητές των Φυσικών Επιστημών, έχοντας ως στόχο την δημιουργία ενός πακέτου λογισμικού με παιδαγωγική βάση. Μπορεί να βοηθήσει στην εξοικείωση καθηγητών και μαθητών με τα μαθηματικά (την γλώσσα της φύσης, σύμφωνα με τον Γαλιλαίο).
Υπόβαθρο
Η Φυσική και τα Μαθηματικά είναι αντικείμενα – κλειδιά στο πρόγραμμα σπουδών που σχετίζεται με την εκπαίδευση στις Φυσικές Επιστήμες και την Τεχνολογία. Παρά τον τόσο σημαντικό τους ρόλο, τα εισαγωγικά Μαθηματικά και η Φυσική συνεχίζουν να παρουσιάζουν εξαιρετικά σημαντικές δυσκολίες για τους μαθητές, τόσο σε επίπεδο δευτεροβάθμιας όσο και σε επίπεδο τριτοβάθμιας εκπαίδευσης. Λόγω έλλειψης κατανόησης βασικών εννοιών της Φυσικής και των Μαθηματικών, ο αριθμός των μαθητών που αποτυγχάνουν στις αντίστοιχες εξετάσεις είναι συνήθως πολύ υψηλός. Και το χειρότερο είναι ότι πολλοί από τους σπουδαστές οι οποίοι τελικά επιτυγχάνουν, συνεχίζουν να εμφανίζουν αρκετές αδυναμίες στην κατανόηση των στοιχειωδών στην Φυσική και τα Μαθηματικά.
Μία λύση για αυτό το πρόβλημα απαιτεί αλλαγές στην διαδικασία με την οποία οι συγκεκριμένες επιστήμες γίνονται κατανοητές και μαθαίνονται. Στα τελευταία χρόνια, (2000 και 2011), πολλά αποτελέσματα της έρευνας για την εκπαίδευση στις Φυσικές Επιστήμες δείχνουν ότι η διαδικασία της μάθησης ενισχύεται αποτελεσματικά όταν οι μαθητές παίρνουν μέρος σε δραστηριότητες αντίστοιχες με αυτές της επιστημονικής έρευνας. Η επιστημονική έρευνα στην Φυσική, την Χημεία και τις άλλες αντίστοιχες επιστήμες είναι δυναμική διαδικασία δημιουργίας, ελέγχου και βελτίωσης των μαθηματικών μοντέλων που περιγράφουν τα παρατηρούμενα φαινόμενα. Αυτή η διαδικασία είναι μια διαδραστική μίξη από ατομικές και συλλογικές ιδέες, βασισμένες σε ένα συνεχώς εξελισσόμενο και αμοιβαία ισορροπoύμενο σύνολο από θεωρητικά, υπολογιστικά και πειραματικά στοιχεία. Και είναι αυτό το γνωστικό πλαίσιο δραστηριότητας από το οποίο αναδύεται η έμπνευση για την κατανόηση των νόμων του φυσικού σύμπαντος. Η διαδικασία της μάθησης των συγκεκριμένων επιστημών αποδεικνύεται ότι είναι πιο επιτυχημένη σε διερευνητικό περιβάλλον, όπου οι σπουδαστές ενθαρρύνονται να εργαστούν ομαδικά, με τον επιστημονικό τρόπο. Σε τέτοιας μορφής τάξη προωθούνται οι γνωστικές επιδόσεις και αντιμετωπίζονται παρανοήσεις της κοινής λογικής όπως επίσης και επιστημονικά λανθασμένες απόψεις.
Στην διαδικασία της επιστημονικής έρευνας, η μοντελοποίηση μέσω Η/Υ παίζει σημαντικό ρόλο στην επέκταση του μαθηματικού γνωστικού ορίζοντα μέσω της αυξημένης δυνατότητας υπολογισμών, έρευνας και οπτικοποίησης. Η μοντελοποίηση με τέτοιες μεθόδους και εργαλεία, είναι μία σημαντική μορφή μαθησιακού περιβάλλοντος που στηρίζεται στην έρευνα. Σε αυτό το γενικό πλαίσιο, είναι κρίσιμο να επιτευχθεί εξ' αρχής μία επιστημονική υπολογιστική διαδικασία, με τέτοιο τρόπο ώστε να υπάρχει ισορροπία ανάμεσα στην θεωρία και την πράξη. Μόνο τότε, η διαδικασία της μάθησης και της διδασκαλίας μπορούν να είναι σε φάση και με την σύγχρονη επιστημονική έρευνα, όπου η υπολογιστική μέθοδος είναι εξίσου σημαντική με την θεωρία και το πείραμα, άλλα και με την ταχύτατη εξέλιξη της τεχνολογίας.
Η μοντελοποίηση της Φυσικής, της Χημείας, της Μηχανικής (και των άλλων συναφών επιστημών) σε μαθησιακά περιβάλλοντα όπου γίνεται χρήση υπολογιστών, ξεκίνησε με μία έμφαση στις γλώσσες προγραμματισμού. Χρησιμοποιώντας για παράδειγμα Fortran, Pascal και Python, αυτή η προσέγγιση απαιτούσε από τους σπουδαστές να αναπτύξουν δεξιότητες προγραμματισμού. Το ίδιο συμβαίνει με επιστημονικά λογισμικά όπως το Mathematica ή το Matlab. Για να αποφευχθεί η επιβάρυνση των σπουδαστών με προγραμματιστικές έννοιες και δομές, τα συστήματα μοντελοποίησης μέσω υπολογιστή όπως το Dynamic Modelling System, το Stella, το Easy Java Simulations και το Modellus, αναπτύχθηκαν έχοντας εστιάσει τις μαθησιακές τους δραστηριότητες στην κατανόηση των εννοιών της Φυσικής και των Μαθηματικών.
Παρά αυτά τα σημαντικά προτερήματα, η χρήση των υπολογιστών σε συνδυασμό με την θεωρία και το πείραμα δεν έχει ενσωματωθεί κατάλληλα στο πρόγραμμα σπουδών για την εκπαίδευση στην Φυσική, τα Μαθηματικά και τις άλλες αντίστοιχες επιστήμες. Δραστηριότητες βασισμένες στην μοντελοποίηση μέσω υπολογιστή με την χρήση του Modellus σε μαθήματα γενικής φυσικής, εφαρμόζονται σε σπουδαστές Εφαρμοσμένης Μηχανικής. Κατά την διάρκεια των δραστηριοτήτων αυτών, εντοπίστηκαν επιλύθηκαν αρκετές δυσκολίες που αντιμετώπιζαν οι σπουδαστές πάνω σε θέματα φυσικής και μαθηματικών. Θεμελιώδους σημασίας για αυτήν την επιτυχία είναι η δυνατότητα της, σε πραγματικό χρόνο, αντιστοίχισης των αλληλεπιδραστικών αντικειμένων της απεικόνισης με τις μαθηματικές τους ιδιότητές όπως αυτές καθορίζονται στο μοντέλο, καθώς και η δυνατότητα πιθανού χειρισμού ταυτόχρονα πολλών διαφορετικών αναπαραστάσεων. Οι σπουδαστές αντιδρούν θετικά στο νέο συστατικό της διδασκαλίας του μαθήματος, δείχνοντας εμφανή προτίμηση στην κατά ομάδες διαδραστική και διερευνητική εργασία. Χρησιμοποίησαν το Modellus για να υλοποιήσουν την συνοπτική υλοποίηση εννοιών, στην διαδικασία της μάθησης μαθηματικών και φυσικών μοντέλων.
Όλες οι σημαντικές και έκτακτες ειδήσεις σήμερα
ΕΛΜΕΠΑ: Το κορυφαίο πρόγραμμα Ειδικής Αγωγής στην Ελλάδα για διπλή μοριοδότηση
Το 1ο στην Ελλάδα Πρόγραμμα επιμόρφωσης Τεχνητής Νοημοσύνης για εκπαιδευτικούς με Πιστοποιητικό
Παν.Πατρών: Μοριοδοτούμενο σεμινάριο ΕΙΔΙΚΗ ΑΓΩΓΗΣ με 65Є εγγραφή - έως 19/7
ΕΥΚΟΛΕΣ πιστοποιήσεις ΙΣΠΑΝΙΚΩΝ - ΙΤΑΛΙΚΩΝ για ΑΣΕΠ - Πάρτε τις ΑΜΕΣΑ
2ος Πανελλήνιος Γραπτός Διαγωνισμός ΑΣΕΠ: Τα 2 μαθήματα εξέτασης και η ύλη
