Είναι τα μοντέλα παντού παρόντα στις Τεχνολογίες Πληροφορίας και Επικοινωνίας στην Εκπαίδευση ; Μια Εισαγωγή στα Υπολογιστικά Μοντέλα  Σαράντος Ψυχάρης.

Παρουσίαση με θέμα: "Είναι τα μοντέλα παντού παρόντα στις Τεχνολογίες Πληροφορίας και Επικοινωνίας στην Εκπαίδευση ; Μια Εισαγωγή στα Υπολογιστικά Μοντέλα  Σαράντος Ψυχάρης."— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Είναι τα μοντέλα παντού παρόντα στις Τεχνολογίες Πληροφορίας και Επικοινωνίας στην Εκπαίδευση ; Μια Εισαγωγή στα Υπολογιστικά Μοντέλα  Σαράντος Ψυχάρης

2 ΟΙ ΣΚΟΠΟΙ ΤΗΣ ΕΡΓΑΣΙΑΣ 1. Η ανάλυση-οριοθέτηση των όρων Υπολογιστική Επιστήμη -Υπολογιστικό Πείραμα Μοντέλο Προσομοίωση 2. Η ανάδειξη της προστιθέμενης αξίας των υπολογιστικών πειραμάτων με χρήση αλγορίθμων και γλώσσας προγραμματισμού έναντι της χρήσης δραστηριοτήτων από πακέτα λογισμικού 3.Μια πρόταση επίλυσης προβλήματος με χρήση υπολογιστικών πειραμάτων.

3 ΕΙΣΑΓΩΓΗ. ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟ ΠΕΙΡΑΜΑ-ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ Οι υπολογιστές χρησιμοποιούνται στην εκπαίδευση στη Φυσική είτε για να μετρήσουν, ελέγξουν, αναλύσουν δεδομένα είτε για να υλοποιήσουν προσομοιώσεις φυσικών φαινομένων. Η χρήση Υπολογιστικών Προσομοιώσεων(computational simulations) ανήκει στον κλάδο της Υπολογιστικής Φυσικής (ΥΦ,Computational Physics) ο οποίος άρχισε να αναπτύσσεται από τη δεκαετία του 40. Μια από τις βασικές συνιστώσες αυτού του επιστημονικού πεδίου είναι ο μετασχηματισμός ενός φυσικού φαινομένου από το επίπεδο της αφαίρεσης στο επίπεδο των εννοιολογικού μοντέλου και στη συνέχεια στο μετασχηματισμό σε ένα υπολογιστικό μοντέλο .

4 ΕΙΣΑΓΩΓΗ. ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟ ΠΕΙΡΑΜΑ-ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ Τα παραπάνω οδήγησαν στην έννοια της Υπολογιστικής προσέγγισης και του Υπολογιστικού πειράματος όπου το μοντέλο, η προσομοίωση και το υπολογιστικό πείραμα παίρνουν τη θέση του «κλασικού» πειράματος . Υπολογιστική προσέγγιση στις Επιστήμες: η προσέγγιση που θεωρεί τα πειράματα με υπολογιστή ως βασικό εργαλείο της Επιστήμης και της διδασκαλίας σε όλα τα επίπεδα της εκπαίδευσης και βέβαια όχι μόνο για διδακτική χρήση. Τα «υπολογιστικά πειράματα» είναι βασικό συστατικό στις επιστήμες και η επιστήμη των Η/Υ θεωρείται ότι συνίσταται από τρεις άξονες: το πείραμα, την αριθμητική μοντελοποίηση –υπολογιστικά πειράματα και τη θεωρία, ενώ θεμελιώδης συνιστώσα στα υπολογιστικά πειράματα είναι ο προγραμματισμός και ο αλγόριθμος.

5 ΕΙΣΑΓΩΓΗ. ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟ ΠΕΙΡΑΜΑ-ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ Η σύγχρονη έρευνα στις θετικές αλλά και στις κοινωνικές επιστήμες στηρίζεται σε μεγάλο βαθμό στη δημιουργία υπολογιστικών προσομοιώσεων. Η δημιουργία και η ανάπτυξη των αστέρων , η διαδικασία σκέδασης στοιχειωδών σωματιδίων, η πρόοδος της οικονομίας ,οι διαδικασίες λήψης αποφάσεων, η συμπεριφορά ατόμων σε καταστάσεις κινδύνου, η πολιτική και η γνωστική ψυχολογία, η διδακτική, η συμπεριφορά των ατόμων σε ομάδες κλπ είναι μερικές από τις επιστήμες και τα φαινόμενα στα χρησιμοποιείται η μοντελοποίηση και οι τεχνικές προσομοιώσεων.

6 ΕΙΣΑΓΩΓΗ. ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟ ΠΕΙΡΑΜΑ-ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ Επίσης οι προσομοιώσεις με υπολογιστή είναι μέρος της σύγχρονης βασικής και εφαρμοσμένης έρευνας ενώ νέα πεδία έχουν δημιουργηθεί στην Υπολογιστική Επιστήμη όπως «Υπολογιστική Φυσική» «Υπολογιστικά Μαθηματικά» «Υπολογιστική Γλωσσολογία» κλπ. Σε όλα αυτά τα πεδία η βασική ιδέα στηρίζεται στις προσομοιώσεις ως μέσον για να δούμε το σύστημα «από μέσα» μέσω των μικροκαταστάσεών του ,δηλαδή να έχουμε τη πληροφορία-εντροπία για το σύστημα, ιδιαίτερα αν δεν μπορούμε να κάνουμε αναλυτικούς υπολογισμούς ή το πείραμα είναι εξαιρετικά πολύπλοκο να πραγματοποιηθεί.

7 ΕΙΣΑΓΩΓΗ. ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟ ΠΕΙΡΑΜΑ-ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΕΣ ΕΠΙΣΤΗΜΕΣ Ο επιστημονικός κλάδος με την ονομασία «Υπολογιστική Φυσική» συνδέεται με την «επιστήμη των υπολογιστών» ( Landau et.al 2008) . Σύμφωνα με τους συγγραφείς του βιβλίου ,η Υπολογιστική Φυσική(ΥΦ) είναι ένα διεπιστημονικό πεδίο που συνδυάζει τα πεδία της φυσικής, των μαθηματικών και της επιστήμης των υπολογιστών με σκοπό την επίλυση πραγματικών προβλημάτων αλλά είναι κάτι περισσότερο από την τομή της φυσικής, της επιστήμης των υπολογιστών και των μαθηματικών αφού λειτουργεί και ως γέφυρα μεταξύ αυτών των επιστημών αφού περιέχει και δικά της υπολογιστικά εργαλεία και μεθόδους που μπορούν να στηρίξουν αυτές τις επιστήμες.

8 Η ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ

9 ΕΙΣΑΓΩΓΗ. ΤΙ ΘΕΛΟΥΜΕ ΑΠΌ ΤΗΝ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΦΥΣΙΚΗ
Πρόβλημα ↔ θεωρία ↔ μοντέλο ↔ μέθοδος-προσομοίωση-↔ υλοποίηση (με γλώσσες προγραμματισμού-η λογισμικά ↔ αξιολόγηση( συγκρίνοντας με πραγματικά δεδομένα) .

10 ΟΡΙΟΘΕΤΗΣΗ ΤΩΝ ΟΡΩΝ ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ-ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ-ΟΙ ΦΑΣΕΙΣ ΤΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ  
Η διαδικασία δημιουργίας ενός υπολογιστικού πειράματος αποτελείται από τρεις φάσεις: η φάση της μοντελοποίησης, η φάση είναι η φάση της προσομοίωσης και η «υπολογιστική φάση».

11 ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ-ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ-ΟΙ ΦΑΣΕΙΣ ΤΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ   Η φάση της μοντελοποίησης αφορά τη δημιουργία ενός εννοιολογικού εργαλείου που περιέχει τις μαθηματικές σχέσεις μεταξύ των οντοτήτων του συστήματος -φαινομένου , συνθήκες σχετικά με τις οντότητες(π.χ. αν οι είσοδοι είναι όλες ντετερμινιστικές, αν κάποιες παράμετροι είναι τυχαίες, αν κάποιες οντότητες αλλάζουν με το χρόνο κλπ), παραδοχές για τις συνοριακές συνθήκες, τα πεδία μεταβολής των μεταβλητών ή των παραμέτρων κ.λ.π Η φάση της προσομοίωσης αφορά στο τρόπο υλοποίησης του μοντέλου μέσω διαφόρων προσεγγίσεων( διακριτού, χρόνου, συνεχούς χρόνου, γεγονότων)

12 ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ-ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ-ΟΙ ΦΑΣΕΙΣ ΤΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ  -ΤΑ ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΤΗΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ επαλήθευση( verification) του μοντέλου, δηλαδή την εξασφάλιση ότι είμαστε βέβαιοι ότι η υπολογιστική προσομοίωση αντιστοιχεί όπως είχαμε σχεδιάσει σχετικά με το εννοιολογικό/νοητικό μοντέλο. Στο βήμα αυτό τα ερωτήματα είναι: υλοποιείται σωστά το μοντέλο στον υπολογιστή(με τη γλώσσα προγραμματισμού; αποτίμηση (validation) , δηλαδή αν το εννοιολογικό μοντέλο ανταποκρίνεται στο πραγματικό σύστημα. Η αποτίμηση επιτυγχάνεται με τη ρύθμιση του μοντέλου , με επαναληπτική διαδικασία σύγκρισης του μοντέλου με την πραγματική συμπεριφορά του συστήματος και την ανεύρεση διαφορών ανάμεσα στο μοντέλο και το πραγματικό σύστημα. αξιοπιστία (credibility) του μοντέλου , δηλαδή τη βεβαιότητα ότι το μοντέλο της προσομοίωσης δίνει αποτελέσματα με ακρίβεια τα οποία μπορούν να είναι και χρήσιμα σε επεκτάσεις του μοντέλου.

13 ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ- ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ-ΟΙ ΦΑΣΕΙΣ ΤΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ   -ΤΑ ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΤΗΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ

14 ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ-ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ-ΟΙ ΦΑΣΕΙΣ ΤΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ  -Η ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΦΑΣΗ Η φάση αυτή αναφέρεται στην υλοποίηση αλγορίθμων και αριθμητικών τεχνικών και στη συνέχεια στη συγγραφή κώδικα σε κάποια γλώσσα για την επίλυση και «οπτικοποίηση» της προσομοίωσης (άρα εκτός των άλλων και στην διδακτική της αξία). Στο πρόγραμμα CSE του Πανεπιστημίου του Oslo(2007), αναφέρεται ότι η ενσωμάτωση της «υπολογιστικής αντίληψης» στην βασική εκπαίδευση των φοιτητών μπορεί να βοηθήσει προς τη κατεύθυνση της ενασχόλησης των φοιτητών με ρεαλιστικά προβλήματα διαχέοντας ένα πνεύμα έρευνας ακόμα και σε προπτυχιακό επίπεδο. Αν συνδυασθεί και με την υιοθέτηση μοντέλων και την δημιουργία αλγορίθμου μπορεί να βοηθήσει στην ένταξη των υπολογιστικών πειραμάτων στην εκπαίδευση του γνωστικού αντικειμένου.

15 ΜΟΝΤΕΛΟΠΟΙΗΣΗ-ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗ-ΟΙ ΦΑΣΕΙΣ ΤΟΥ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΟΥ ΠΕΙΡΑΜΑΤΟΣ  -Η ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗ ΦΑΣΗ Η φάση αυτή αναφέρεται στην υλοποίηση αλγορίθμων και αριθμητικών τεχνικών και στη συνέχεια στη συγγραφή κώδικα σε κάποια γλώσσα για την επίλυση και «οπτικοποίηση» της προσομοίωσης (άρα εκτός των άλλων και στην διδακτική της αξία). Στο πρόγραμμα CSE του Πανεπιστημίου του Oslo(2007), αναφέρεται ότι η ενσωμάτωση της «υπολογιστικής αντίληψης» στην βασική εκπαίδευση των φοιτητών μπορεί να βοηθήσει προς τη κατεύθυνση της ενασχόλησης των φοιτητών με ρεαλιστικά προβλήματα διαχέοντας ένα πνεύμα έρευνας ακόμα και σε προπτυχιακό επίπεδο. Αν συνδυασθεί και με την υιοθέτηση μοντέλων και την δημιουργία αλγορίθμου μπορεί να βοηθήσει στην ένταξη των υπολογιστικών πειραμάτων στην εκπαίδευση του γνωστικού αντικειμένου.

16 Ο ορισμός του μοντέλου μπορεί να προσεγγισθεί με δυο τρόπους.
ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΜΟΝΤΕΛΩΝ  Ο ορισμός του μοντέλου μπορεί να προσεγγισθεί με δυο τρόπους. Ο πρώτος τρόπος αφορά τη πραγματολογική άποψη , δηλαδή το τρόπο χρήσης του μοντέλου, και ο δεύτερος την οντολογική άποψη, δηλαδή την εγγενή φύση των μοντέλων. Το μοντέλο θεωρείται επίσης ως ένα διερευνητικό, εκφραστικό ,εννοιολογικό και νοητικό εργαλείο για να μελετηθεί ένα φαινόμενο ή αντικείμενο το οποίο καλείται «ο στόχος» και ο οποίος δεν μπορεί να προσεγγισθεί-μελετηθεί με άλλο τρόπο Ο βαθμός διασύνδεσης του μοντέλου με το στόχο-target (μέσω των χαρακτηριστικών που αποδίδονται και στο στόχο και στο μοντέλο) αποτελεί τον δείκτη για την επαλήθευση, αποτίμηση και αξιοπιστία του μοντέλου.

17 ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΜΟΝΤΕΛΩΝ  Μοντέλο Στόχος -αντικείμενο-φαινόμενο-ιδέα Θεωρία

18 ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΜΟΝΤΕΛΩΝ  Σύμφωνα με τους (Schur & Galili ,2006) η κατηγοριοποίηση πρέπει να γίνει επίσης σε σχέση με το αν το μοντέλο τροποποιείται για να συμβιβασθεί με τη θεωρία (ακόμα και με την εισαγωγή επιπλέον θεωρητικών υποθέσεων) . Στη περίπτωση αυτή το μοντέλο καλείται μοντέλο τύπου Ο( όταν τροποποιείται το αντικείμενο-φαινόμενο –στόχος για να προσαρμοσθεί σε μια θεωρία ή το υποσύνολο της). Στη περίπτωση όμως που δεν υπάρχει θεωρία και το μοντέλο παίζει τον ενδιάμεσο ρόλο για τη δημιουργία μιας θεωρίας , τότε καλείται μοντέλο τύπου Τ( εδώ τροποποιείται η θεωρία). Τα μοντέλα τύπου Ο είναι αυτά στα οποία εφαρμόζεται μια γνωστή θεωρία ενώ τα μοντέλα τύπου Τ είναι αυτά τα οποία συνήθως «παράγουν» επιστήμη-εκπαίδευση.

19 ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΜΟΝΤΕΛΩΝ Τα μοντέλα διακρίνονται σε:
ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΜΟΝΤΕΛΩΝ  Τα μοντέλα διακρίνονται σε: 1. Αναπαραστατικά-Οντολογικά Χρησιμοποιούνται για την επίδειξη η την πειραματική διερεύνηση. Τα αναπαραστατικά μοντέλα περιέχουν και τα «αναλογικά» μοντέλα στα οποία οι εξισώσεις κίνησης είναι όμοιες με αυτές του αρχικού συστήματος αλλά ο «μηχανισμός» δεν είναι ο 2. Απλουστευτικά Τα απλουστευτικά μοντέλα εμφανίζονται συχνά ως θεωρητικές προσεγγίσεις, ενώ συνήθως έχουν περιγραφικό χαρακτήρα. Τα μοντέλα αυτά χρησιμοποιούνται ως ενδιάμεσο στάδιο ανάμεσα σε παρατηρούμενα φαινόμενα και σε μια καλά θεμελιωμένη θεωρία. ( θεωρία του Bohr ) 3. Ευρετικά-Επιστημολογικά Τα ευρετικά μοντέλα είναι μοντέλα όπου οι λύσεις τους είναι λογικές –πολύ κοντά στις καλύτερες δυνατές λύσεις- ενώ περιλαμβάνουν και διαισθητικές μεθόδους. Όλα τα παραπάνω μοντέλα διακρίνονται σε τύπους Ο και Τ.

20 ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΜΟΝΤΕΛΩΝ -ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ
ΤΥΠΟΛΟΓΙΑ ΜΟΝΤΕΛΩΝ -ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑΤΑ Το μοντέλο του Κοπέρνικου για το ηλιακό σύστημα και το μοντέλο του Rutherford ανήκουν στην κατηγορία 1(Ο) (αντιπροσωπευτικά-οντολογικά με τροποποίηση του στόχου για να προσαρμοσθεί στη θεωρία) ενώ το μοντέλο του Bohr στην κατηγορία 1(Τ) (αντιπροσωπευτικό-οντολογικό με τροποποίηση της θεωρίας του Maxwell ). Τα υδραυλικά μοντέλα για την ηλεκτρική πηγή είναι ανήκουν στη κατηγορία 1(Ο) . Τα αναλογικά πειράματα, π.χ. η αναλογία του εκκρεμούς με το κύκλωμα LC ή η αναλογία των αμείωτων μηχανικών ταλαντώσεων με τις αμείωτες ηλεκτρικές ταλαντώσεις ανήκουν στη κατηγορία 1(Ο) . Τα νοητικά πειράματα που αρκετές φορές χρησιμοποιούνται για διάψευση υποθέσεων(π.χ. ο Δαίμονας του Maxwell ή το πείραμα Einstein-Podolsky-Rosen) ανήκουν στη κατηγορία 1(Τ). Το μοντέλο του Newton για τη κίνηση των πλανητών ( σε όλες τις φάσεις από τη κυκλική έως την ελλειπτική) καθώς και οι εξισώσεις van der Waals για τα αέρια ανήκουν στην κατηγορία 2(Ο) όπως και οι νόμοι του Hooke και του Ohm ανήκουν (γιατί απλοποιούν τις αποκρίσεις του συστήματος σε γραμμικές). Τα μοντέλα της ειδικής θερμότητας του Einstein τα οποία ανήκουν στη κατηγορία 3(Ο) ενώ το μοντέλο Ising για τις μεταβάσεις φάσεων, η υπόθεση του αιθέρα κλπ ανήκουν στη κατηγορία 3(Τ) .Η εισαγωγή των φωτονίων και των κυμάτων ύλης ( στο αρχικό στάδιο της εισαγωγής) είναι ευρετικά μοντέλα και εντάσσονται στη κατηγορία 3(Τ).

21 ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ ΚΑΙ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΑ-ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΑ-ΔΙΔΑΚΤΙΚΑ ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ . Η ΔΙΑΦΑΝΕΙΑ ΤΗΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΚΑΙ ΟΙ ΧΩΡΟΙ ΤΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ  Η βασική αρχή Η οικοδόμηση μοντέλων σε τεχνολογικά περιβάλλοντα αντιστοιχεί-ή θα έπρεπε να αντιστοιχεί- σε τρόπους έκφρασης της σκέψης και εγκαθιστά μια δυαδική σχέση ανάμεσα στα νοητικά μοντέλα και τα φαινόμενα που προσομοιώνονται….ΑΛΛΑ…ΤΙ ΕΧΟΥΜΕ;

22 ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ ΚΑΙ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΑ-ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΑ-ΔΙΔΑΚΤΙΚΑ ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ . Η ΔΙΑΦΑΝΕΙΑ ΤΗΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΚΑΙ ΟΙ ΧΩΡΟΙ ΤΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ  Οι έρευνες ( και στην τριτοβάθμια εκπαίδευση) και τα αποτελέσματα με χρήση έτοιμων πακέτων λογισμικού είναι σχετικά ενθαρρυντικά αφού ναι μεν υπάρχει κάποια βελτίωση στη γνωστική επίδοση, αλλά εξακολουθεί να υπάρχει το πρόβλημα των παρανοήσεων. Πιθανές αιτίες ; .

23 Η μη ύπαρξη διαφάνειας στις προσομοιώσεις.
ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ ΚΑΙ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΑ-ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΑ-ΔΙΔΑΚΤΙΚΑ ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ . Η ΔΙΑΦΑΝΕΙΑ ΤΗΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΚΑΙ ΟΙ ΧΩΡΟΙ ΤΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ  Η μη ύπαρξη διαφάνειας στις προσομοιώσεις. Η διαφάνεια της προσομοίωσης σχετίζεται με την έννοια της αναπαράστασης (σχήματα, έννοιες, εικονικότητα) αλλά προχωρά και στη δυνατότητα που παρέχεται στον χρήστη να μπαίνει στον υπολογισμό, στον χειρισμό ,την επεξεργασία αλλά και τη δημιουργία της αναπαράστασης. Η διαφάνεια της προσομοίωσης έχει ως αποτέλεσμα να παρέχει στον εκπαιδευόμενο τη δυνατότητα να «ξεφεύγει» από τους αυτοματοποιημένους αλγόριθμους και να δημιουργεί δικούς του που στη συνέχεια μοντελοποιεί και προσομοιώνει .

24 ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ ΚΑΙ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΑ-ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΑ-ΔΙΔΑΚΤΙΚΑ ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ . Η ΔΙΑΦΑΝΕΙΑ ΤΗΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΚΑΙ ΟΙ ΧΩΡΟΙ ΤΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ  Η διδακτική προβολή των κριτηρίων προσομοίωσης η λειτουργική αξιοπιστία η εννοιολογική αξιοπιστία και τα εσωτερικά χαρακτηριστικά του μοντέλου της προσομοίωσης Η λειτουργική αξιοπιστία αφορά την εσωτερική αντιστοιχία της δομής του μοντέλου που προσομοιώθηκε και την εσωτερική δομή της θεματικής ενότητας στην οποία αντιστοιχεί το μοντέλο της προσομοίωσης Η εννοιολογική αξιοπιστία αφορά τον τρόπο που αυτή η αναπαράσταση παρουσιάζεται στο χρήστη ή δημιουργείται από το χρήστη και το τρόπο διαχείρισης των αντικειμένων της προσομοίωσης από το χρήστη σύμφωνα με τον τρόπο που απαιτεί η θεματική ενότητα. Τα εσωτερικά χαρακτηριστικά του μοντέλου προσομοίωσης αναφέρονται στα χαρακτηριστικά και τη δομή των μεταβλητών, τις μαθηματικές σχέσεις μεταξύ των ιδιοτήτων των οντοτήτων του συστήματος, τη φύση των μεταβλητών της προσομοίωσης

25 ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΑ ΜΟΝΤΕΛΑ ΚΑΙ ΕΠΙΣΤΗΜΟΝΙΚΑ-ΕΚΠΑΙΔΕΥΤΙΚΑ-ΔΙΔΑΚΤΙΚΑ ΚΡΙΤΗΡΙΑ ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗΣ . Η ΔΙΑΦΑΝΕΙΑ ΤΗΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΚΑΙ ΟΙ ΧΩΡΟΙ ΤΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ  Αξιολόγηση Επιστημονικό Πρόβλημα Μοντέλο -Προσομοίωση Υλοποίηση με γλώσσα (C++,Java κλπ) Επαλήθευση( verification) -Λειτουργική αξιοπιστία Λειτουργικά Χαρακτηριστικά Αποτίμηση(validation)-Εννοιολογική αξιοπιστία

26 Η ΔΙΑΦΑΝΕΙΑ ΤΗΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΚΑΙ ΟΙ ΧΩΡΟΙ ΤΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ -ΜΙΑ ΠΡΟΤΑΣΗ
Η ΔΙΑΦΑΝΕΙΑ ΤΗΣ ΠΡΟΣΟΜΟΙΩΣΗΣ ΚΑΙ ΟΙ ΧΩΡΟΙ ΤΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ -ΜΙΑ ΠΡΟΤΑΣΗ Το μοντέλο στη περίπτωση αυτή περιέχει τους χώρους της υπόθεσης ,της πρόβλεψης και του πειράματος γιατί η διατύπωση υποθέσεων και προβλέψεων προκύπτει από την εγκατάσταση μιας σχέσης ανάμεσα σε δυο ή περισσότερες μεταβλητές και παραμέτρους της προσομοίωσης, Επαλήθευση-Λειτουργική αξιοπιστία Απόφαση για το είδος μοντέλου και σχέση του με τη θεωρία (Αναπαραστατικό κλπ) Αλγόριθμος 1 Χώρος υπόθεσης Αποτίμηση-Εννοιολογική αξιοπιστία Τεχνικές προσομοίωσης Γλώσσα προγραμματισμού-λογισμικά 2 Χώρος πειράματος Χώρος προβλέψεων 3 Υπόχωρος μεταβλητών Υπόχωρος σχέσεων

27 ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ-Η ΑΝΑΛΥΣΗ ΤΟΥ ΜΟΝΤΕΛΟΥ στην Α.Α.Τ
Επαλήθευση-Λειτουργική αξιοπιστία Απόφαση για το είδος μοντέλου και σχέση του με τη θεωρία ΑΠΛΟΥΣΤΕΥΤΙΚΟ ΜΟΝΤΕΛΟ ΟΧΙ ΤΡΙΒΕΣ Αλγόριθμος 1 Χώρος υπόθεσης η δύναμη f=-x Αποτίμηση-Εννοιολογική αξιοπιστία Τεχνικές προσομοίωσης Γλώσσα προγραμματισμού-java,τρέξιμο και σύγκριση με τις πραγματικές τιμές για διάφορες τιμές των n,j 2 Χώρος πειράματος Έλεγχος των αποτελεσμάτων με διαχείριση των n,j,dt Χώρος προβλέψεων ΙΣΧΥΕΙ ΥΠΟ ΠΕΡΙΟΡΙΣΜΟΥΣ ,π.χ. χωρίς τριβές Υπόχωρος μεταβλητών ΤΑΧΥΤΗΤΑ ,ΘΕΣΗ,ΧΡΟΝΟΣ,ΔΥΝΑΜΗ Υπόχωρος σχέσεων ΟΠΩΣ ΕΜΦΑΝΙΖΟΝΤΑΙ ΣΤΟΝ ΑΛΓΟΡΙΘΜΟ