Το Project Jupyter έχει γίνει τα τελευταία χρόνια ένα από τα πιο σημαντικά εργαλεία για την εκπαίδευση και την έρευνα. Πέρα από την τεχνική του αξία, προσφέρει μια μοναδική ευκαιρία για σχολεία και οικογένειες να παράγουν ανοιχτό περιεχόμενο που δεν μένει κλειδωμένο σε εργασίες και τετράδια, αλλά μπορεί να εμπλουτίσει τη Wikipedia, το OpenStreetMap και εκπαιδευτικό υλικό για όλες τις βαθμίδες. Τα Jupyter Notebooks συνδυάζουν κείμενο, κώδικα, δεδομένα, γραφήματα και πολυμέσα σε ένα ενιαίο, διαδραστικό περιβάλλον, ιδανικό για συνεργατικές εργασίες όπου συμμετέχουν εκπαιδευτικοί, μαθητές και γονείς.
Τι είναι τα Jupyter Notebooks και γιατί ενδιαφέρουν την εκπαίδευση
Ένα Jupyter Notebook είναι ένα αρχείο που αποτελείται από “κελιά” με κώδικα, κείμενο, εξισώσεις, εικόνες και διαδραστικές απεικονίσεις. Ο κώδικας εκτελείται βήμα προς βήμα μέσα στο ίδιο έγγραφο και τα αποτελέσματα εμφανίζονται αμέσως. Για τους μαθητές αυτό σημαίνει ότι μπορούν να πειραματιστούν, να δοκιμάσουν ιδέες, να δουν λάθη και να τα διορθώσουν χωρίς να φοβούνται ότι θα “χαλάσουν” κάτι. Για τον εκπαιδευτικό σημαίνει ότι μπορεί να συνδέσει τη θεωρία με ζωντανά παραδείγματα, δεδομένα και οπτικοποιήσεις. Επειδή το Project Jupyter είναι ανοιχτό λογισμικό, το ίδιο notebook μπορεί να διαμοιραστεί, να μεταφραστεί, να βελτιωθεί και να επαναχρησιμοποιηθεί από άλλους εκπαιδευτικούς και σχολεία, δημιουργώντας μια πραγματική κοινότητα ανοιχτής μάθησης.
Από το σχολικό notebook στη Wikipedia και το OpenStreetMap
Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα στοιχεία των Jupyter Notebooks είναι ότι δεν είναι απλώς “ασκήσεις πληροφορικής”, αλλά μπορούν να αποτελέσουν τεκμηριωμένες, αναπαραγώγιμες πηγές γνώσης. Για παράδειγμα, μια ομάδα μαθητών μπορεί να αναλύσει ανοικτά δεδομένα για το κλίμα, τον πληθυσμό ή την ιστορία μιας περιοχής. Το notebook μπορεί να περιέχει τις πηγές, τον κώδικα σε Python, τους πίνακες και τα γραφήματα, καθώς και επεξηγητικό κείμενο σε γλώσσα κατάλληλη για μαθητές. Από αυτό το υλικό μπορούν να προκύψουν παραπομπές και διαγράμματα που θα ενισχύσουν ή θα ενημερώσουν ένα λήμμα της Wikipedia, συνοδευόμενα από ανοιχτή άδεια που επιτρέπει την επαναχρησιμοποίηση.
Αντίστοιχα, με βιβλιοθήκες όπως η OSMnx, οι μαθητές μπορούν να χρησιμοποιήσουν ένα notebook για να αντλήσουν δεδομένα από το OpenStreetMap, να τα οπτικοποιήσουν, να εντοπίσουν κενά και λάθη και στη συνέχεια να κάνουν προτάσεις ή και ίδιες επεμβάσεις χαρτογράφησης. Έτσι το μάθημα γεωγραφίας, πληροφορικής ή περιβαλλοντικής εκπαίδευσης συνδέεται άμεσα με τη βελτίωση ενός παγκόσμιου έργου ανοιχτού χάρτη.
Παραγωγή εκπαιδευτικού υλικού για όλες τις βαθμίδες
Τα Jupyter Notebooks προσαρμόζονται εύκολα στις ανάγκες κάθε βαθμίδας. Στο δημοτικό, ένα notebook μπορεί να έχει ελάχιστο κώδικα και περισσότερες εικόνες, γραφήματα και σύντομα κείμενα, ίσως με διαδραστικά widgets που επιτρέπουν στα παιδιά να αλλάζουν μια παράμετρο και να βλέπουν το αποτέλεσμα. Στο γυμνάσιο και το λύκειο, ο κώδικας γίνεται πιο κεντρικός, με ασκήσεις σε Python για μαθηματικά, φυσική, δεδομένα από Wikipedia ή OpenStreetMap και δραστηριότητες όπου οι μαθητές συμπληρώνουν ή επεκτείνουν έτοιμα παραδείγματα. Στο πανεπιστήμιο, τα ίδια notebooks μπορούν να αποτελέσουν σημειώσεις μαθήματος, εργαστηριακές ασκήσεις ή και συνοδευτικό υλικό επιστημονικών δημοσιεύσεων.
Σε όλες τις βαθμίδες, το ίδιο βασικό σχήμα επαναλαμβάνεται. Περιγραφή του προβλήματος με κείμενο, φόρτωση δεδομένων, εκτέλεση κώδικα, οπτικοποίηση, ερμηνεία των αποτελεσμάτων. Όταν αυτό το υλικό δημοσιεύεται σε αποθετήρια όπως το GitHub ή σε εκπαιδευτικές πλατφόρμες με άδειες Creative Commons, μπορεί να μεταφραστεί, να προσαρμοστεί και να επαναχρησιμοποιηθεί από άλλους εκπαιδευτικούς.
Ο ρόλος γονέων και μαθητών στη συν-δημιουργία
Η χρήση Jupyter Notebooks δεν χρειάζεται να περιοριστεί στην τάξη. Οι γονείς μπορούν να υποστηρίξουν τα παιδιά εγκαθιστώντας ένα φιλικό περιβάλλον, όπως JupyterLab ή χρήση υπηρεσιών όπως το Binder, που επιτρέπουν άνοιγμα ενός notebook απευθείας από τον φυλλομετρητή. Έτσι, μια σχολική εργασία μπορεί να συνεχιστεί στο σπίτι, με τους γονείς να βοηθούν στην αναζήτηση αξιόπιστων πηγών, στην κατανόηση των δεδομένων ή στη διατύπωση των κειμένων.
Οι μαθητές αναλαμβάνουν ενεργό ρόλο στη συγγραφή και επιμέλεια του περιεχομένου. Μπορούν να προτείνουν θέματα, να εντοπίζουν λήμματα της Wikipedia που χρειάζονται ενημέρωση ή περιοχές στο OpenStreetMap που είναι ελλιπείς. Μέσα από τη συνεργασία με τον εκπαιδευτικό, μαθαίνουν να τεκμηριώνουν την εργασία τους, να χρησιμοποιούν ανοιχτές άδειες και να σέβονται τις κοινότητες στις οποίες συνεισφέρουν. Με αυτό τον τρόπο, η σχολική εργασία αποκτά νόημα και πέρα από τη βαθμολογία.
Πώς να ξεκινήσει ένας εκπαιδευτικός στην πράξη
Ένας ρεαλιστικός τρόπος για να ξεκινήσει κανείς είναι μια μικρή, καλά ορισμένη εργασία. Για παράδειγμα, στο μάθημα γεωγραφίας, η τάξη μπορεί να επιλέξει μια γειτονιά ή έναν δήμο. Ο εκπαιδευτικός δημιουργεί ένα βασικό notebook που κατεβάζει δεδομένα από το OpenStreetMap, εμφανίζει έναν χάρτη και μερικά στατιστικά στοιχεία, και αφήνει κενά σημεία για τους μαθητές να συμπληρώσουν σχόλια, να προσθέσουν σημεία ενδιαφέροντος ή να συγκρίνουν με άλλες πηγές. Στη συνέχεια, η τάξη συζητά ποια στοιχεία λείπουν από το χάρτη και σε συνεργασία με τους γονείς οργανώνεται μια μικρή εξόρμηση χαρτογράφησης.
Αντίστοιχα, στο μάθημα φυσικής ή βιολογίας, μπορεί να αξιοποιηθεί ένα notebook που περιέχει δεδομένα από αξιόπιστες ανοιχτές πηγές, γραφήματα και απλές προσομοιώσεις. Το τελικό notebook μπορεί να ανέβει σε δημόσιο αποθετήριο με σαφή αναφορά στις άδειες, ώστε το περιεχόμενο να μπορεί να εμπλουτίσει εκπαιδευτικό υλικό ή να χρησιμοποιηθεί ως παραπομπή σε λήμμα της Wikipedia.
Τα Jupyter Notebooks φέρνουν κοντά την ανοιχτή επιστήμη, την εκπαίδευση και την παραγωγή περιεχομένου. Όταν εκπαιδευτικοί, γονείς και μαθητές συνεργάζονται γύρω από αυτά, δε δημιουργούν μόνο ωραία μαθήματα, αλλά συμβάλλουν ενεργά σε μια παγκόσμια κοινότητα γνώσης που παραμένει ανοιχτή, επαναχρησιμοποιήσιμη και ζωντανή.
—
Κύριες πηγές άρθρου:
- JupyterLab is the latest web-based interactive development environment for notebooks, code, and data – jupyter.org
- Project Jupyter (pronounced “Jupiter”) – wikipedia.org