Архив Галактики

Наука о сетях и картах

Блог стайного советника / 27.10.2016

Продолжение темы сетевой науки или науки о сетях. На этот раз - основные понятия и связь с педагогической практикой. Сначала я думал, что в посте будет больше текста, чем карт, а потом оказалось, что писать о сетевой науке без карт не имеет смысла.

Сетевая наука (наука о сетях) - научная дисциплина, которая изучает общие черты природных или искусственных сетей, таких как информационные, биологические и социальные сети. Предметом исследования сетевой науки является сетевое представление физических, биологических и социальных явлений, ведущее к построению моделей позволяющих прогнозировать эти явления.
Наука о сетях занимается выявлением и пониманием строгих математических принципов и законов, которые управляют многообразием сетевых структур, включая биологические, социальные и электронные. Сетевые структуры представляют собой междисциплинарное понятие, применимое к разнообразным системам – от звёздных скоплений и кристаллов до ансамблей элементарных частиц и технических устройств.

Наука о сетях, как отдельное направление сформировалось в 21 веке, несмотря на то, что исследование различных сетей в науке, технологии и обществе имеет длительную историю. Взрыв интереса к сетевой науки в первого десятилетия 21-го века коренится в открытии общих закономерностей и принципов, которые лежат в основании структуры и эволюции сложных систем вне зависимости от их происхождения. Сложные системы являются сетями, состоящими из множества нелинейно взаимодействующих компонентов.

Чтобы описать детальное поведение системы, состоящей из нескольких сотен до нескольких миллиардов взаимодействующих компонентов, необходима карта схема соединений системы. В системе социальной сети карта представляет точный список ваших друзей, затем друзей этих друзей, и так далее. В WWW эта карта представляет перечень веб-страниц, которые ссылаются друг на друга. В живой клетке карта представляет подробный перечень всех взаимодействий и химических реакций с участием генов, белков и метаболитов.

В прошлом веке у нас не существовало инструментов для сопоставления этих сетей. Столь же трудно было следить за огромным количеством данных, стоящих за этими сетями. Интернет-революция, предложившая эффективные и быстрые методы для цифрового хранения и совместного использования данных, коренным образом изменила нашу способность собирать, объединять и анализировать данные, относящиеся к реальным сетям. В нашем распоряжении появился специальный Макроскоп, как называл его Жюль де Росне, при помощи которого возможно видеть и понимать устройство систем, слишком сложных для нашего восприятия.



И когда мы получили возможность видеть и сравнивать карты различных наук и технологий, все эти различные сети, то оказалось, что за феноменом сложности скрывается сетевая структура.

Как наука о сетях влияет на педагогику?

Сетевая наука в школе
Осознание важности сетевой науки привело к тому, что в США и Западной Европе были созданы центры сетевых исследований, а на базе этих центров были организованы учебные курсы для студентов и школьников. При этом сетевая наука рассматривалась и как область знаний, необходимая жителю 21 века и как средство привлечения молодёжи к STEM.

И тут просто роскошные работы:



K. Börner, Atlas of Science: Visualizing What We Know. Cambridge, Mass.: The MIT Press, 2010.
K. Börner, “Making sense of mankind’s scholarly knowledge and expertise: collecting, interlinking, and organizing what we know and different approaches to mapping (network) science,” Environment and Planning B: Planning and Design, vol. 34, no. 5, pp. 808–825, 2007.
K. Börner, F. Palmer, J. M. Davis, E. Hardy, S. M. Uzzo, and B. J. Hook, “Teaching children the structure of science,” in IS&T/SPIE Electronic Imaging, 2009, pp. 724307–724307.

Сетевые карты науки, которые они делают для детей:



Класс как сложная система

В 2013 году начал выходить журнал Network Science и в первом номере авторы озаботились доказательством того, что такая сетевая наука на самом деле есть и у нее свой объект и свои методы исследования. Интересно, что в этой же статье они явно увязали сетевую науку и образование. Рассуждают они о разном, а в качестве прикладного примера приводят учебный класс - думать про класс как про сеть, означает думать совершенно определенным образом, это не про 25 отдельных учеников и даже не 300 возможных диад.

Начиная рассматривать школьный класс из 25 учеников как сеть друзей, мы делаем нетривиальный теоретический шаг. Такое рассмотрение означает признание, что рассмотрение класса как множества отдельных индивидов не позволяют адекватно представить и рассмотреть существующую ситуацию. Даже использование отдельных диад для этого недостаточно, поскольку существует некая общность, объединение в классе, о котором нужно говорить именно как о сети, а не как об отдельных 25 детях или о 300 диадах.


Осмысление класса в сетевых терминах предполагает неявное (и сильное) утверждение принципиальной важности связей между элементами, которые позволяют рассматривать класс как систему. За принятием сетевой онтологии последуют изменения на всех уровнях научного рассмотрения - и отдельных учеников, и диад, и всей сети. Кроме того, выводы на одном уровне не могут быть просто объединены (например, усреднены) для получения выводов на других уровнях; сетевая система больше, чем просто агрегация составляющих его элементов.

И вот тут, кажется мне, что у нас есть свое преимущество, когда мы включаем в учебный процесс возможность для учеников наблюдать и анализировать совместную деятельность как сеть, используя викиграммы:
Мячик как социальный объект
Викиграммы: первый опыт
Тут очень здорово, что викиграмма присваивается исследователем и используется - выделяются группы, ключевые игроки и ключевые страницы.