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Le aule virtuali sono qui per restare. Come si svolge un'esercitazione pratica del Dipartimento dell'Istruzione? (2021-US-30MP-842)

Ledi Trutna, JMP Education, SAS
Diana Ballard, statistica, Brewer Science

La sfida nell'insegnamento a distanza di corsi DOE risiede nell'esercitazione dal vivo. Gli studenti mettono insieme i pezzi del DOE progettando insieme un esperimento, raccogliendo dati, analizzandoli, generando modelli ed eseguendo prove di conferma. Ma come possiamo, come insegnanti, gestire queste esercitazioni quando siamo così lontani fisicamente dai nostri studenti? Dopo aver presentato un DOE pratico condotto con gli studenti in un contesto remoto, offriamo suggerimenti su come gestire ed eseguire esperimenti simili per gruppi di qualsiasi dimensione.

Trascrizione generata automaticamente...

Oratore	Trascrizione
Olivia Lippincott	Quindi ha iniziato la registrazione per verificare che le aule virtuali siano qui per restare. Come si svolge un'esercitazione pratica?
	Il discorso giusto Okay, e dato che hai compreso che questa registrazione verrà utilizzata per la conferenza Job Discovery Summit e sarà disponibile al pubblico nella community di utenti JMP, autorizzi questa registrazione e questo utilizzo?
	SÌ.
Olivia Lippincott	Ora mi sposterò fuori campo e disattiverò il microfono, e una volta fatto potrete iniziare.
Signora Trutna	Salve, sono Lady Trutna.
Diana Ballard	E io sono Diana Ballard di Brewer Science.
Signora Trutna	Lavoro presso SAS Education.
Diana Ballard	Viviamo entrambi ad Austin, in Texas, e ci conosciamo da molti anni.
Signora Trutna	Da quanto tempo utilizzi JMP nella didattica del DOE, Diana?
Diana Ballard	Ho iniziato a usare JMP intorno al 1996 e ho iniziato a insegnare al DOE nel 1994. E tu?
Signora Trutna	Ho iniziato a insegnare al DOE nel 1987 e ho iniziato a usare JMP nel 1996.
Diana Ballard	Questo ci dà 50 anni complessivi di insegnamento al DOE.
	Siamo così vecchi?
Signora Trutna	Sì, siamo davvero così vecchi. Quindi oggi vogliamo parlare delle nostre esperienze nella conduzione di esperimenti in classe e nell'insegnamento al Dipartimento dell'Istruzione, e di come trasferire questi esperimenti in un'aula virtuale.
Diana Ballard	Non tutti i corsi del DOE prevedono effettivamente la raccolta dati. Quando hai iniziato a fare questo tipo di esperimenti in classe?
Signora Trutna	Quando ero alla Texas Instruments, ho iniziato a insegnare la progettazione... in realtà la progettazione di esperimenti secondo il metodo Toguchi, e avevo una catapulta per dimostrare agli ingegneri dubbiosi come può funzionare un esperimento progettato.
	Ho sviluppato questo esercizio utilizzando la catapulta, in cui un team avrebbe fatto un brainstorming sui fattori, avrebbe capito il processo di misurazione, avrebbe raccolto dati, li avrebbe analizzati ed eseguito delle prove di conferma, il tutto in classe.
	E lanciavamo una pallina da golf di plastica, misurando dove atterrava. È stato divertentissimo e ha fatto sì che il DOE si animasse per molti degli ingegneri partecipanti, e l'ho usato per anni al DOE, e persino in alcuni corsi SPC.
Diana Ballard	Quando ne ho visto i benefici, quando abbiamo iniziato a insegnare insieme, quando eravamo entrambi consulenti, avevamo entrambi incarichi presso Simitech, ma in momenti diversi. E poi, all'inizio degli anni 2000, abbiamo iniziato a fare consulenza per la stessa azienda e a tenere lezioni insieme.
Signora Trutna	E quell'azienda credeva davvero negli esercizi pratici, quindi utilizziamo elicotteri di carta e macchinine Lego, ma anche aeroplani e pistole Nerf.
Diana Ballard	Ricordo di essere andata a fare shopping cercando di comprare tutte le macchinine Lego più piccole che riuscivo a trovare da Walmart o Target, perché non duravano molto e a volte perdevamo dei pezzi. E quelle catapulte? Non sono l'ideale per viaggiare, ma le macchinine Lego, quelle sì che erano belle ed erano difficili da trovare.
Signora Trutna	Quindi ciò che tutti questi esperimenti avevano in comune era una risposta misurabile, come la distanza o il tempo, e la raccolta dei dati o l'esecuzione di un esperimento.
	Era veloce. Non volevamo passare tre ore a raccogliere dati. Volevo che la raccolta dati potesse essere completata in 30 minuti, quindi qualcosa che fosse veloce per effettuare una misurazione.
Diana Ballard	Il che ci porta all'aula virtuale. Insegniamo su Zoom o Teams e i nostri studenti sono sparsi in tutto il paese. Come possiamo fare un esperimento con loro in un contesto di classe, visto che siamo così distanti fisicamente?
Signora Trutna	Così Diana ed io abbiamo avuto una sessione di brainstorming la scorsa estate per parlare di questo, di come condurre un esperimento in questo mondo virtuale. E forse c'era dell'alcol in questa sessione di brainstorming, ma
	Potremmo supporre, almeno a quel tempo, che quasi tutti lavorassero da casa. Quindi, cosa avevano a casa su cui poter sperimentare e quali sarebbero stati gli obiettivi di questo esperimento?
	Quindi volevamo che fosse abbastanza complesso da non far sapere a nessuno la risposta, ma abbastanza semplice da non dover richiedere la raccolta dei dati
	Per sempre. E così abbiamo deciso di far bollire l'acqua. Abbiamo dato per scontato che tutti avrebbero avuto accesso a un fornello, pentole e un cronometro, e avremmo misurato quanto tempo ci voleva perché l'acqua bollisse.
Diana Ballard	Chi ha detto che una pentola sorvegliata non bolle mai si sbagliava. Abbiamo riflettuto su molti fattori,
	Il che ha portato a molte domande su come condurre l'esperimento. Così ne ho progettato uno in JMP e l'ho eseguito.
	E ho imparato molto sulle scelte. A che temperatura devo accendere il fornello? Qual è l'ordine delle operazioni?
	Quando avvio il timer? Cosa significa "bollire"? Cosa succede se non bolle mai? Una volta ho pensato di rovinare la pentola, perché stavo per farla bollire fino a prosciugarla completamente, ma non ha mai raggiunto il livello di bollitura che ci aspettiamo.
Signora Trutna	Quindi, dopo che Diana ha fatto il suo esperimento, ho dovuto farne uno anch'io e poi siamo riusciti a concordare alcune cose sul procedimento per eseguire l'esperimento.
Diana Ballard	Ad esempio, bisogna iniziare con un fornello freddo e acqua normale, non acqua preriscaldata. E per ridurre al minimo il tempo necessario, non vogliamo far bollire grandi quantità d'acqua. Abbiamo iniziato con una gamma da una a quattro tazze,
	ma in alcuni casi l'acqua ha impiegato più di 15 minuti per bollire e in altri non è mai bollita.
	Quindi abbiamo imparato che la scelta di un
	padella larga
	non funziona bene e abbiamo deciso di eliminare quella padella larga.
Signora Trutna	Abbiamo eliminato alcuni fattori per ridurre le dimensioni dell'esperimento. Ad esempio, non abbiamo testato nulla con il coperchio aperto o chiuso, o con la ventola accesa o spenta. Non abbiamo effettuato esperimenti con queste condizioni.
Diana Ballard	E abbiamo scoperto che abbiamo definizioni diverse di "aggiungere sale". Pensavo a cucchiaini;
	stavi pensando ai trattini.
	Ma eravamo entrambi curiosi di sapere se aggiungendo sale l'acqua si sarebbe fatta scorrere più velocemente.
Signora Trutna	Quindi la vera sfida è stata concordare sulla definizione di ebollizione. Sul mio fornello a induzione, l'acqua si riscalda molto velocemente e inizia a bollire. Quindi abbiamo deciso di fare tre misurazioni.
	Per prima cosa, è il momento delle piccole bollicine sul fondo del fornello. Quindi, questo vi mostrerà delle minuscole bollicine. Potete vederle sul lato sinistro della pentola, le bollicine che salgono dal fondo del fornello.
	E poi misureremo anche quando senti l'acqua bollire. E infine misureremo le bolle grandi. Quindi, queste sono le bolle grandi. Quindi...
	fai clic sul cronometro all'inizio delle grandi bolle o quanto tempo deve passare prima di poter dire che sta bollendo?
Diana Ballard	Questo era il problema che avevo con la padella piatta: quando mettevo solo un po' d'acqua dentro, non si formavano mai grandi bolle.
	Ho fatto bollire tutta l'acqua ma io
	Non ho mai fermato il timer perché non ho mai ottenuto bolle grandi e visibili. Quindi abbiamo deciso che il fattore "tipo di padella" dovesse essere impostato solo su due livelli, grande e piccola, escludendo quella piatta.
Signora Trutna	Avevamo padelle di dimensioni e tipi simili, quindi queste erano le mie padelle grandi e piccole, e queste erano le padelle grandi e piccole di Diana.
Diana Ballard	Immaginavamo che potesse esserci un'interazione tra la dimensione della padella e la dimensione del fornello, perché sappiamo dalle nostre esperienze culinarie che la padella grande sul fornello piccolo potrebbe non riscaldarsi tanto rapidamente quanto la padella grande sul fornello grande.
	Quindi, dopo aver condotto entrambi gli esperimenti, aver condiviso i risultati e averli condotti su alcuni partecipanti consenzienti (vittime).
	Abbiamo un gruppo di statistici qui ad Austin, in Texas, che un tempo erano affiliati a Simitech; il gruppo si è poi ampliato, diventando un gruppo di nerd della statistica che pranzano insieme due o tre volte l'anno (almeno, così facevamo prima del Covid).
Signora Trutna	E quindi l'esperimento è qui, in questa casella riassuntiva chiamata esperimento del pranzo, ma quello che abbiamo fatto è stato programmare un pranzo virtuale, in cui abbiamo chiesto a tutti di aiutarci a raccogliere alcuni dati.
	Abbiamo avuto sette partecipanti che hanno accettato di raccogliere dati e progettare un esperimento e hanno assegnato a ciascuno due prove,
	supponendo che abbiano un fornello sul fornello e più di una pentola che possano usare. E sapevamo che avremmo avuto una varietà di tipi di fornelli, sia a gas che elettrici, e forse non in numero uguale,
	Quindi abbiamo creato un metodo per condurre gli esperimenti in modo che tutti lo facessero allo stesso modo. E abbiamo detto: "Ecco... ecco come vogliamo che conduciate l'esperimento".
Diana Ballard	Penso che l'abbiamo progettato come un blocco fisso con due esecuzioni per blocco, in modo che ogni persona raccogliesse dati su due esecuzioni,
	Facile da realizzare in circa 15 minuti, che è il nostro obiettivo temporale, supponendo di impostare la temperatura al massimo. Poi potremmo raccogliere i dati in una tabella e condividerla con tutti.
Signora Trutna	Ora vi mostriamo come progettarlo in JMP. In fondo al journal ho la tabella delle risposte e la tabella dei fattori, quindi andrò su DOE e creerò un progetto personalizzato.
	e caricare quei fattori e quelle risposte. Quindi la tabella dei fattori è stata l'ultima che ho toccato, quindi posso caricare i miei fattori e poi troverò la tabella delle risposte e andrò a caricare le mie risposte. Ora, Diana, non lo faresti in questo modo.
Diana Ballard	Non lo farei. In una vera classe, vorrei davvero che i miei studenti avessero l'esperienza di progettarla da soli.
Signora Trutna	Quindi lo stiamo facendo per risparmiare tempo, caricando le risposte e i fattori, ma non abbiamo ancora finito. Ecco le tre risposte che voglio ridurre al minimo.
	Ho inserito quattro dei miei fattori, ma non ho il fattore di blocco, quindi avremo due prove a persona. Quindi, quando l'abbiamo fatto, abbiamo creato questo come un blocco fisso con due prove a persona. E chiamerò questo blocco "stufa a persona".
	E poi dobbiamo pensare a quali termini inserire nel modello. Quindi, per il modello con soli effetti principali, ho bisogno di 14 simulazioni, ma cosa succede se voglio alcune di quelle interazioni?
	Questo progetto da 14 run funzionerebbe perfettamente per sette persone, ma cosa succederebbe se volessi osservare alcune di queste interazioni?
	Posso andare a cliccare sul pulsante RSM e aggiungere i termini di ordine superiore, come in tutte le interazioni a due fattori e gli effetti quadratici per i miei due fattori continui.
	Ma ora sono arrivato a 30 esecuzioni e non posso permettermele. Quindi cosa posso fare? Andrò a prendere tutti i miei termini di ordine superiore e chiederò a JMP di...
	se possibile, dammi la possibilità di stimarli, e poi avrò le 14 corse
	nel mio progetto.
Diana Ballard	Per la maggior parte delle mie classi, sette persone sono un sogno. Non c'è modo di averne così tante.
	E se partecipassero solo tre o due persone? Voglio dire, mi piace l'idea di concentrarmi, se possibile, sulle interazioni, ma comunque, anche se partissi dal numero minimo di corse qui a 10, presupponendo comunque di avere, cosa, cinque persone?
	Vedo i miei studenti essere ottimisti sulla loro capacità di fare tre o addirittura quattro bacinelle d'acqua. Ho quattro compagni, posso farcela. Potrebbe volerci un po' più di tempo, quindi forse raddoppierebbe la durata della lezione, forse tre quarti d'ora invece di soli 15 minuti.
	Ho imparato a mie spese, durante la mia raccolta dati, che cercare di far bollire quattro pentole su quattro fornelli è una pessima idea. Non riuscivo a tenere traccia di tutto.
	Se abbiamo poco tempo, allora voglio davvero limitarmi a
	Se la raccolta dati richiedesse 15 minuti o meno di 30 minuti, prenderei in considerazione l'idea di eliminare uno o più fattori dalle mie classi davvero piccole.
Signora Trutna	E sarebbe comunque un ottimo esperimento, e poi si può ridurre il numero di esecuzioni perché il punto è proprio la raccolta dei dati. Ora clicco su "Crea progetto" qui, ma avete mai visto qualcuno commettere errori durante un esperimento in corso?
Diana Ballard	Sì. Li ho incaricati di raccogliere un enorme DOE, ma poi hanno rinunciato del tutto perché era troppo grande e ci hanno messo troppo tempo, quando erano solo a metà strada.
	Li ho fatti provare ad aggiungere un fattore quando avevano già iniziato la raccolta dati. Li ho fatti provare ad aggiungere una risposta quando avevano già iniziato la raccolta dati.
	Li ho fatti decidere, oh, questa tabella DOE casuale, non ha senso. Sarebbe... sarebbe meglio se facessi la Run 1, poi la Run 5 e poi la Run 7, così non dobbiamo cambiare questo fattore difficile da variare.
	Ovviamente non puoi generare risultati analizzabili in questo modo. Lo stai eseguendo come un grafico a barre, ma non l'hai progettato come tale. Succede così spesso.
	È un'esperienza di apprendimento fantastica quella che si svolge in aula invece che in produzione, con dati reali e un DOE reale che potrebbe costare migliaia o centinaia di migliaia di dollari. E tu?
Signora Trutna	Ho visto la stessa cosa che hai appena menzionato. Ne ho vista un'altra, ovvero un team che ha progettato un esperimento molto piccolo pensando di finire presto e di poter tornare a casa prima.
	Ma i risultati non soddisfacevano gli obiettivi dell'esperimento, quindi hanno dovuto effettuare un esperimento successivo e ampliare gli intervalli dei fattori per raggiungere i loro obiettivi; inoltre, non erano molto contenti di dover completare due esperimenti invece di uno.
Diana Ballard	Pianificazione, pianificazione, pianificazione. Molti gruppi di studenti mi sorprendono decidendo che ciò che io vedo come un fattore continuo, come l'acqua o il sale qui,
	Decidono, no, no, quelli sono fattori categoriali, e quindi non includono i punti centrali e non includono la replicazione.
	E questo è anche un errore meraviglioso da commettere in un'aula piuttosto che nel mondo reale, perché l'analisi mette in risalto il valore dei fattori continui, dei punti centrali e della replicazione ovunque sia possibile.
	Quindi cosa succede se ho una classe molto piccola, diciamo di due persone, e non ho tempo per fare tutto questo esperimento nel tempo assegnato alla classe e vogliamo comunque fare questo, questi fattori,
	nessun fattore di caduta?
Signora Trutna	Ho una lezione questa settimana con due studenti e
	Questo sarà un ottimo esperimento da assegnare come compito a casa. Quindi stiamo tenendo queste lezioni in più occasioni, tipo mezza giornata, o se si tratta di un corso di più giorni,
	Il corso termina il primo giorno e ogni persona se ne va con due o quattro corse da completare.
	E il giorno dopo tornano con le loro misurazioni e tu puoi fare l'analisi.
	E funzionerebbe se ci fossero alcune persone in ufficio e altre a casa. Basta assegnare le prove come compiti a casa. Non ci vorrà molto e l'obiettivo è ridurre al minimo il tempo necessario per completarle.
	Naturalmente, se sono davvero ambiziosi, possono realizzare l'intero esperimento da soli.
Diana Ballard	Naturalmente, abbiamo fatto tutti gli esperimenti da soli e abbiamo imparato quanto tempo ci vuole per raffreddare sia la padella che il fornello prima di iniziare la sessione successiva. Ho scoperto che il tempo di raffreddamento arriva fino a 30 minuti, quindi distribuire le sessioni a più persone, se possibile, è un'idea piuttosto migliore.
	Bene, parliamo degli insegnamenti chiave che vogliamo che gli studenti traggano da questa esperienza. Innanzitutto, è normale commettere errori; è allora che si impara cosa non fare.
Signora Trutna	Prima di iniziare la raccolta dei dati, è necessario riflettere sul processo di misurazione e migliorarlo il più possibile.
Diana Ballard	Pensate alla logistica della raccolta dati: dove possono e dove andranno le cose storte? Cercate di prevedere tutto ciò che ci viene in mente. Eseguite una raccolta dati che, si spera, protegga le nostre conclusioni da tutto ciò che non possiamo prevedere.
Signora Trutna	Quindi, i passaggi necessari per condurre con successo un esperimento sono: bisogna pensare a qual è il problema.
	Devi fare un brainstorming sui tuoi fattori e sulle tue risposte e scegliere i livelli dei tuoi fattori.
	Progettare l'esperimento. Condurre l'esperimento. Analizzare i risultati e prevedere la risposta. Tutte queste sono cose che possono essere completate in questo esercizio in classe e, se volete analizzare l'esperimento che abbiamo condotto con il nostro gruppo durante il pranzo, la tabella è qui in questo diario dietro.
	Il riquadro con la scritta "esperimento del pranzo". Potete vedere i nostri risultati, dove la maggior parte dei valori misurati era di 10 minuti o meno, e abbiamo avuto sette partecipanti.
	Bene, grazie per l'ascolto e speriamo che proverete qualcosa di simile con i vostri gruppi. In tal caso, vi preghiamo di raccontarci com'è andata nella sezione commenti quando guardate questo video.
	E se vi vengono in mente altre idee su come condurre esperimenti nell'aula virtuale, saremo lieti di conoscerle. Grazie.
Olivia Lippincott	Grazie. Ora interrompo la registrazione. Ottimo.

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