NetLogo : ابزاری برای مدلسازی در کلاس درس

نوشته‌ي کیمیا هاشمی

یکی از دلایل تأکید بر ابزارهای فناوری در علوم یادگیری این است که این ابزارها به دانش‌آموزان امکان عینی‌سازی ایده‌های انتزاعی را می‌دهند؛ دانش‌آموزان می‌توانند به کمک آن‌ها پدیده‌ها و ایده‌های مختلف را مدلسازی کنند و با دستکاری مدل‌ها به نتایج بهتری برسند. با این همه، انتخاب ابزارهای مبتنی بر کامپیوتر که هم جوابگوی نیازهای آموزشی باشد و هم کار کردن با آن برای دانش‌آموزان ساده باشد، کار آسانی نیست. در این مقاله به معرفی ابزاری می‌پردازیم که به دلیل سادگی نحوه‌ی کار کردن با آن و امکان‌های متنوعی که خلق می‌کند در محیط‌های آموزشی مورد استقبال دانش‌آموزان و معلمان قرار گرفته است. نام این ابزار نتلوگو (NetLogo) است.

نتلوگو یک ابزار مدلسازی است که در مرکز یادگیری پیوندی و مدلسازی کامپیوتری دانشگاه نورث وسترن طراحی شده است. مخاطب اصلی این ابزار معلمان و دانش‌آموزان هستند. در عین حال پژوهشگرانی که زمینه‌ي برنامه‌نویسی ندارند برای مدلسازی پدیده‌های مختلف از آن استفاده می‌کنند. تا کنون مقاله‌های علمی متعددی به کمک نتلوگو منتشر شده است (Netlogo References, 2021). افراد می‌توانند از مدل‌های موجود در نتلوگو استفاده کنند و آن‌ها را آزمایش کنند و یا خودشان مدلی از ابتدا تا انتها  بسازند. مدل‌های آماده‌ي نتلوگو شامل شاخه‌های متنوعی مانند زیست، شیمی، فیزیک، ریاضی، علوم اجتماعی، علوم کامپیوتر، هنر، فلسفه، روان‌شناسی و… می‌شود.

نتلوگو به طور کلی برای مدلسازی سیستم‌هایی به کار می‌رود که دارای عناصر(عامل‌ها) متعددی هستند. این عامل‌ها می‌توانند درخت‌های یک جنگل، مردم یک شهر و… باشند. رفتار این عامل‌ها در کنار هم موجب شکل‌گیری الگوهای نوپدید (emergent) می‌گردد. در ادامه، برای آشنایی بیشتر با محیط نتلوگو یکی از مدل‌های آماده‌ی  آن به نام «تفکیک نژادی» را بررسی می‌کنیم. این مدل را در کتابخانه‌ی مدل‌های نتلوگو در بخش علوم اجتماعی می‌توانید پیدا کنید.

تفکیک نژادی همیشه مسئله‌ی مهمی در آمریکا بوده است. این تبعیض موجب توزیع نابرابر امکانات، اعم از خدمات درمانی، آموزشی و … شده است.  در سال 1971 توماس شیلینگ، اقتصاددان آمریکایی، با ارائه‌ی مدلی نشان داد که حتی اگر هر فرد تمایلات نژادپرستانه‌ی اندکی داشته باشد، در نهایت باز هم میزان تفکیک نژادی در جامعه مقدار بسیار زیادی خواهد بود.

شیلینگ برای ساخت مدل خود، مردم یک شهر را به عنوان عامل‌های مورد بررسی انتخاب کرد. او برای هر فرد، شاخصی تحت عنوان «نرخ همانندخواهی» (similar-wanted) تعریف کرد. این نرخ در واقع بیانگر میزان تمایل افراد برای همسایه بودن با افراد هم‌نژاد خود، و در واقع عدم همسایگی با غیرهم‌نژادان، است. برای مثال برای این‌که فردی با نرخ همانندخواهی 50% از محل زندگی خود احساس رضایت کند باید حداقل 50% از همسایگانش، هم‌نژاد او باشند. شیلینگ در ادامه، رفتار عامل‌ها را این‌گونه توصیف کرد که چنانچه افراد از آرایش نژادی همسایگان خود احساس رضایت نکنند (یعنی درصد همسایگان هم‌نژادشان کمتر از نرخ همانندخواهی‌شان باشد) نقل مکان می‌کنند. با این همه ممکن است همه‌ی افراد نتوانند به حالت مطلوب خود برسند. بنابراین، شیلینگ در مدل خود، نرخ افراد ناراضی (unhappy) را نیز محاسبه کرد. در پایان شیلینگ علاقمند بود که بفهمد با تغییر نرخ همانندخواهی افراد، آرایش کلی شهر چگونه تغییر می‌کند و جمعیت تا چه میزان براساس نژاد تفکیک می‌شود. بنابراین، او نرخی تحت عنوان نرخ همانندی (similar) نیز تعریف کرد. این نرخ بیانگر میزان تفکیک نژادی در کل شهر است.

در نتلوگو به راحتی می‌توانید این مدل را از برنامه‌های آماده‌ی آن انتخاب و آزمایش کنید. در این مدل شما نرخ همانندخواهی افراد را تعیین می‌کنيد و با اجراي مدل، نرخ افراد ناراضی و نرخ همانندی را مشاهده می‌کنید.

در حالت زیر، نرخ همانندخواهی هر فرد 25% تعریف شده است. همان طور که می‌‌بینید در نهایت شهر با نرخ همانندی 58% براساس نژاد افراد تفکیک شده است!

نکته‌ي جالب این است که اگر نرخ همانندخواهی افراد را به 35% افزایش دهید، نرخ همانندی در کل شهر به 77% افزایش می‌یابد!

همان طور که می‌بینید، نتلوگو می‌تواند به سادگی برای مشاهده‌ی پدیده‌های پیچیده به دانش‌آموزان کمک کند. دانش‌آموزان می‌توانند با دستکاری مدل‌ها فهم بهتری از پدیده‌ی مورد بررسی به دست آورند، فرضیه‌سازی کنند، فرضیه‌های خود را آزمایش کنند و نتایج را تحلیل کنند. نتلوگو امکان دریافت خروجی‌ها به صورت فایل اکسل را نیز فراهم کرده است و از این طریق دانش‌آموزان می‌توانند داده‌ها را به کمک بسیاری از نرم‌افزارهای دیگر نیز مورد تحلیل و بررسی قرار دهند.

نرم افزار نتلوگو را می‌توانید از لینک زیر دانلود کنید:

http://ccl.northwestern.edu/netlogo/download.shtml

راهنمای فارسی کار با نتلوگو را می‌توانید از لینک زیر دانلود کنید:

http://ccl.northwestern.edu/netlogo/resources/Persian-tutorial.pdf

 

منابع:

McCown, F. (n.d.). Schelling’s Model of Segregation. Retrieved from nifty.stanford.edu: http://nifty.stanford.edu/2014/mccown-schelling-model-segregation/

Netlogo References. (2021). Retrieved from ccl.northwestern.edu: http://ccl.northwestern.edu/netlogo/references.shtml

14 Comments

  1. استفاده از ابزار نتلوگوبرای درس اجتماعی مثل علل افزایش جمعیت و یا دلایل مهاجرت و یا صادرات و واردات در یک کشور و …قابلیت استفاده داردودانش اموزان با ساخت مدلهای مختلف ،عوامل مختلف را شناسایی و بررسی می نمایند ونمودار ترسیم می‌کنند

  2. با استفاده ا. این ابزار مدلسازی می توان بچه هارا همانند یک پژوهشگر که در انجام فعالیت خود نیاز به تحقیق و بررسی دارند کمک و هدایت کرد وبه راحتی می توانند ایده های خود را آزمایش کنند وبه مرحله اجرا دراورند

  3. دانش اموز مدل های ذهنی خودش را در ان بنویسد بسیار کاربردی است . البته برای گروه دانش اموزان متوسطه کاربردی تر می باشد

  4. به نظرم درک و استفاده از این ابزار برای سطح ابتدایی کمی سنگین به نظر می اید

  5. با سلام و احترام
    استفاده از این ابزار در شاخه آمار و نمودار از درس ریاضیات بسیار مفید است با توجه به اینکه مفاهیم مربوط به علم آمار شامل جمع آوری داده ها ، تحلیل و تفسیر آنها و رسم نمودار و تفسیر آن از ابتدایی در درس ریاضی وجود دارد و در پژوهش های علمی کاربردی است این ابزار میتواند با مدلسازی این موارد باعث شود مطالب در ذهن دانش آموزان ملموس و روشن شود

  6. به نظرم برای دبیرستان یا دوره ی دوم دبستان مفید خواهد بود و برای آموزش آمار در ریاضی و جمع بندی تحقیق و پژوهش در علوم و بحث جمعیت در اجتماعی مفید خواهد بود

  7. سلام
    به عقیده ی بنده هم با توجه به خصوصیات رشدی بچه ها برای دوره ی دوم اثربخشی بهتر و بیشتری خواهد داشت

  8. شاید بتوان در دوره اول متوسطه از این روش برای فهم بهتر مباحث مربوط به پیام آسمانی کمک گرفت

  9. استفاده از ابزار نتلوگوبرای درس مطالعات مثل علل افزایش بیکاری و یا دلایل طلاق و …قابلیت استفاده داردودانش اموزان با ساخت مدلهای مختلف ،عوامل مختلف را شناسایی و بررسی می نمایند ونمودار ترسیم می‌کنند

  10. خیلی عالی بود ،واقعاکاربردی و البته کمی تخصصیه و حتما باید نحوه ی استفاده از این ابزار به دانش آموزان آموزش داده شود.در سالهای اخیر ،واقعا کودکان و نوجوانان چنان با ابزارهای فضای مجازی کار کرده اند که نمی توان ایشان را در این مورد ناتوان دانست و به سن خاصی نسبت داد،بنابراین می تواند در دوره اول و دوم دبیرستان و حتی کودکان در صورت آگاهی دادن مفید واقع شود….

  11. در شرایطی که دسترسی به برخی علوم و اطلاعات ممکن است به راحتی و آسانی انجام نشود و جود این ابزارها بسیار کمک کننده و تسهیل کننده هستند تا روند پروژه به خاطر در دسترس نبودن شرایط دریافت اطلاعات منتفی شود

دیدگاه خود را در این‌باره بنویسید.