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Designing to Learn About Complex Systems

Cindy E. Hmelo, Douglas L. Holton, Janet L. Kolodner
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iconZusammenfassungen

Complex systems are commonly found in natural and physical science. Understanding such systems is often difficult because they may be viewed from multiple perspectives and their analysis may conflict with or extend beyond the range of everyday experience. There are many complex structural, behavioral, and functional relations to understand as well. Design activities, which allow explorations of how systems work, can be an excellent way to help children acquire a deeper, more systemic understanding of such complex domains. We report on a design experiment in which 6th grade children learned about the human respiratory system by designing artificial lungs and building partial working models. Structure-behavior-function models are used as a framework for the cognitive analysis of the domain. The design activities helped students learn about the respiratory system. The design students indeed learned more than students receiving direct instruction. They learned to view the respiratory system more systemically. As expected, because of the short time they spent on the exercise, they understood more about structure than function and more about the functions of different parts of the respiratory system than its causal behaviors. This early Learning by Design experiment makes several important suggestions about successful learning from design activities: (a) the need to define design challenges functionally; (b) the importance of dynamic feedback; (c) the need for multiple iterations toward a solution; and most important; (d) thinking about design as a system of activities and allocating time so that the full system can be carried out, allowing its full set of affordances to be realized.
Von Cindy E. Hmelo, Douglas L. Holton, Janet L. Kolodner im Text Designing to Learn About Complex Systems

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Personen
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H. Barrows, John Seely Brown, Ann L. Brown, Allan Collins, Sharon Derry, Yasmin B. Kafai, Susanne Lajoie, S. E. Newmann, Mitchel Resnick, R. Tamblyn

Begriffe
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Denkenthinking, LehrerInteacher, Lernenlearning, problem-based learningproblem-based learning, Systemsystem
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Bücher
Jahr UmschlagTitelAbrufeIBOBKBLB
1980Problem-based learning (H. Barrows, R. Tamblyn) 10200
1989Knowing, Learning, and Instruction (L. B. Resnick) 2, 3, 1, 5, 2, 4, 14, 10, 30, 10, 22, 1511812151689
1993Computers as Cognitive Tools (Susanne Lajoie, Sharon Derry) 1, 3, 1, 2, 1, 2, 10, 3, 2, 6, 2, 31753506
1996  Constructionism in Practice (Yasmin B. Kafai, Mitchel Resnick) 4, 3, 2, 3, 3, 6, 8, 8, 20, 7, 4, 655536739
2006   The Cambridge Handbook of the Learning Sciences (R. Keith Sawyer) 3, 7, 3, 7, 2, 4, 14, 4, 12, 5, 9, 943629613
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Texte
Jahr UmschlagTitelAbrufeIBOBKBLB
1989   Cognitive Apprenticeship (Allan Collins, John Seely Brown, S. E. Newmann) 3, 3, 6, 1, 4, 4, 22, 7, 18, 11, 20, 159611152631
1992    Design Experiments (Ann L. Brown) 1, 2, 1, 3, 4, 2, 6, 9, 14, 8, 3, 529115264
1996Learning Design by Making Games (Yasmin B. Kafai) 1, 1, 1, 3, 2, 2, 4, 1, 4, 3, 3, 2542215
1996New Paradigms for Computing, New Paradigms for Thinking (Mitchel Resnick) 1, 3, 1, 2, 1, 2, 6, 1, 2, 4, 2, 2492122
2006   Constructionism (Yasmin B. Kafai) 1, 3, 3, 3, 4, 2, 10, 4, 8, 3, 3, 96339266

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Nicht erwähnte Begriffe
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