Didaktiske Overvejelser

Hvad er et forløb til CT i Fag?

Et forløb til CT i Fag kombinerer aktiviteter og læringsmål fra både faget og CT. Eleven arbejder således med fænomener, begreber og principper fra både faget og fra CT. Fordelen ved denne arbejdsmetode er to-delt og dobbelt:

1. De faglige fænomener, begreber og principper anvendes til at lære CT.
2. De CT-faglige fænomener, begreber og principper anvendes til at lære faget.

Det centrale i denne fremgangsmåde er således, at man tager udgangspunkt i et fags egne modeller (som kendt fra lærebøger, videoer, eller måske endda færdige simuleringer/modeller, som eleverne har oplevet før - men hvor de ikke har haft adgang til programmeringen/koden). Eleverne skal opleve og erkende, at man med "programmering" kan "sætte strøm" til en faglig model, interagere med denne, ændre denne og videreudvikle denne.

Hvordan anvendes et forløb til CT i Fag?

Som generel rettesnor (baseret på foreløbige og ganske begrænsede erfaringer) anbefaler vi, at et forløb er tilrettelagt således, at eleverne flere gange kommer igennem et antal faser: Introduktion til platform/værktøj, Fri Leg, Model & Fag, Interface & Kode, og Ændringer til koden.

Det er vigtigt, at ovenstående faser gentages - dvs. at der itereres i forløbet. Dels for at opnå fortrolighed med både den konkrete platform/værktøj, den faglige problemstilling og de forskellige CT-praksisser, dels for at illustrere at en iterativt og inkrementiel tilgang er fundamental for CT.

Det iterative element består i at aktiviteterne gennemløbes flere gange: Ikke nødvendigvis alle aktiviteter hver gang, og ikke nødvendigvis på samme måde.

Det inkrementielle element består i at aktiviteterne gøres mere omfattende og/eller mere komplicerede for hvert gennemløb.

Platform Intro

Formålet med dette trin er at gøre eleverne så fortrolige med og nysgerrige på platformen, at de har mod på næste trin.

Der startes med en kort introduktion til den platform / det værktøj, som eleverne skal anvende.

Eksempel i NetLogo:

1. NetLogo downloades og installeres.
2. De tre faneblade (Interface, Info, Code) introduceres.
3. "Settings"-knappen introduceres.
4. Begrebet om "ticks" introduceres.
5. Man forklarer design guidelines for Interfacet. F.eks. at slidere og andet, der er placeret over "Set-Up" og "Go" benyttes før, man trykker på "Set-Up" og "Go", og slidere under disse, kan anvendes mens simuleringen kører.
6. På "Code" fanebladet introduceres til "Check"-knappen.
7. Denne aktivitet kan udføres enten med en simpel model fra NetLogo Model Library (f.eks. "Forest Fire - Simple"), med en simpel faglig relevant model (som man selv har lavet eller fra Model Library), eller med den model, som forløbet omhandler og eleverne skal bruge i de andre faser. Hvis man vælger det sidste, så er det vigtigt, at man ikke forklarer det faglige indhold på nuværende tidspunkt.

Fri Leg

Formålet med dette trin er stimulere elevernes nysgerrighed og ultimativt lade dem forme deres egen mening om hvilke faglige fænomener, begreber og principper, modellen udtrykker.

Aktiviteter:

1. Eleverne opfordres til "Fri Leg" med modellen, der er udviklet til forløbet.

Eksempel i NetLogo:

1. Eleverne åbner den valgte model i NetLogo.
2. De introduceres til "Set-up" og "Go" knapperne.

Model & Fag

Formålet med dette trin er, at eleverne erkender, hvorfor og hvordan modellen er faglig relevant for at udforske en problemstilling i faget.

Aktiviteter:

1. Forklar modellen med fag-termer.
2. Efterlys og diskuter mulige forbedringspunkter (dette motiverer et senere kig på selve koden af modellen). Disse kan være:
   1. fag-faglige: dvs. hvor er modellen fagligt mangelfuld, og hvordan kan dette forbedres?
   2. it-faglige: dvs. hvordan kunne man ændre/tilføje elementer i grænsefladen og funktionaliteten, så oplevelsen af og interaktionen med dette it-system forbedres?
3. Diskuter modellen begrænsninger, rækkevidde og forklaringskraft. Dvs. hvad tager modellen højde for, og hvad er ikke med?

Interface & Kode

Formålet med dette trin er at forklare og udforske sammenhængen mellem modellens udtryk i brugergrænsefladen (dvs. de faglige fænomeners adfærd i interfacet) og modellens underliggende programmering (kode).

Aktiviteter (med NetLogo eksempler):

1. Tag udgangspunkt i elementer fra brugergrænsefladen, f.eks. "Set-Up" og "Go" knapperne. Forklar hvordan et tryk på en knap bliver til et kald af en procedure i koden. Forklar trinvis hvad koden for den pågældende knap gør (på et passende abstraktionsniveau).
2. Fokuser på et énkelt fænomen, f.eks. en enkelt turtle (benyt evt. "Watch" eller "Follow" funktionaliteten til dette). Forklar hvordan fænomenets adfærd dikteres af den underliggende kode.
3. Eksperimenter med hastigheden af simuleringen. Nogle ting er nemmere at observere ved meget lav hastighed, nogle ting lettere ved meget høj hastighed.
4. Ofte er modellen med vilje konstrueret med en række simple fejl (f.eks. forkerte farver på repræsentationer af faglige fænomener). Fokuser på disse fejl, og antyd hvordan de kan rettes.
5. Giv eksempler på uhensigtsmæssige visualiseringer og/eller adfærd.

Ændringer i koden

Formålet med dette trin er at gøre eleverne fortrolige med at udforske og ændre i koden med deraffølgende ændringer i modellens interface, herunder fænomenernes adfærd - både individuelt og kollektivt.

Aktiviteter:

1. Lad eleverne forstå og ændre konstanter i programmet.
2. Lad eleverne forstå og ændre variable i programmet.
3. Lad eleverne forstå og ændre procedurer i programmet.
4. Lad eleverne tilføje nye procedurer og kalde dem i programmet. Indholdet i de nye procedurer bør indledningsvist være parallelt til allerede eksisterende procedurer således at eleverne kan kopiere og genbruge kode-elementer. Kaldet af de nye procedurer kan være fra allerede eksisterende procedurer eller via knapper i interfacet.

I de første iterationer / gennemløb af dette trin skal ændringerne være helt simple (f.eks. ændre en farve fra "red" til "green"). Senere kan man ændre agenternes adfærd, således at modellen opfører sig anderledes. Når der er opnået en vis fortrolighed giver det god mening at betragte forslagene til forbedringer fra forudgående trin, og forsøge at implementere disse. Dette kan gøres på klassen i forbindelse med en diskussion, i mindre grupper eller individuelt.

Hvordan udvikles et forløb til CT i Fag?

• Et forløb bør tage udgangspunkt i en faglig relevant undren.
• Et forløb bør understøtte den faglige undren med en relevant model.
• Et forløb bør understøttes af en model, der eksplicit repræsenterer og visualiserer faglige fænomener og begreber.
• Et forløb bør mht. modellen understøtte en top-down didaktik, hvor der tages udgangspunkt i en fungerende (men simpel) model, der så kan udvides og ændres (gradvist kompliceres).
• Et forløb bør understøtte at eleven veksler mellem modellens brugergrænseflade og modellens implementation/kode.
• Et forløb bør understøtte at modellen trinvis forbedres.
• Et forløb bør understøtte ...