[論文レビュー] Designing for Critical Algorithmic Literacies

Sayamindu Dasgupta, Benjamin Mako Hill|arXiv (Cornell University)|Aug 4, 2020

Teaching and Learning Programming被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、2つのデータプログラミングシステムの開発経験を基に、子どもたちがデジタル体験を形作る計算的システムを理解し、批判的・問いかけ可能な姿勢を育む教育的ツールを設計するための4つの設計原則を提唱する。アルゴリズム的プロセスを可視化し、問い質せるようにすることで、フレームワークは若年層のユーザーが計算的システムを理解し、批判し、問いを投げかけるのを可能にする。

ABSTRACT

As pervasive data collection and powerful algorithms increasingly shape children's experience of the world and each other, their ability to interrogate computational algorithms has become crucially important. A growing body of work has attempted to articulate a set of "literacies" to describe the intellectual tools that children can use to understand, interrogate, and critique the algorithmic systems that shape their lives. Unfortunately, because many algorithms are invisible, only a small number of children develop the literacies required to critique these systems. How might designers support the development of critical algorithmic literacies? Based on our experience designing two data programming systems, we present four design principles that we argue can help children develop literacies that allow them to understand not only how algorithms work, but also to critique and question them.

研究の動機と目的

• 子どもたちがデジタル生活を形作るアルゴリズム的システムを批判的に理解する必要が高まるのに対応する。
• 見えないアルゴリズムを若年層のユーザーが可視化し、分析可能にする設計戦略を特定する。
• 子どもたちがアルゴリズム意思決定を問いかけ、批判し、検証できるリテラシーの発展を支援する。
• 抽象的なアルゴリズム的コンセプトと、年齢にふさわしい実践的学習体験の間のギャップを埋める。
• 教育的テクノロジー分野における実際のシステム開発を根拠にした、実行可能な設計原則を貢献する。

提案手法

• 子どもたちがアルゴリズム的プロセスとどのように関わるかを調査するために、2つのデータプログラミングシステムを設計・実装する。
• 子どもとのユーザー参加を根拠にした反復的設計プロセスを適用し、システムの可視性と相互作用性を改善する。
• データの流れ、変換、意思決定論理を、アクセスしやすい視覚的形で明らかにする透明性機能を統合する。
• 実地の実験を通じて、ユーザーがアルゴリズムの挙動をテスト・変更・吟味できる仕組みを導入する。
• 技術的熟達ではなく、参加型で問いに基づく学びのプロセスとしてアルゴリズム的批判を位置づける。
• システム使用中の観察されたユーザー行動と認知的関与のパターンから、設計原則を導出する。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 どのようにしてアルゴリズム的システムを設計することで、子どもたちがその内部構造を可視化し、理解できるようにできるか？
• RQ2 どのような設計的特徴が、子どもたちがアルゴリズム的意思決定を単に理解するのではなく、批判し、問いを投げかけるのを可能にするか？
• RQ3 データシステムにおける可視性と相互作用性が、批判的アルゴリズム的リテラシーの発展をどのように支援するか？
• RQ4 子どもたちが透明なシステムと対話することで、アルゴリズム的パワーとバイアスに対する理解がどのように進化するか？
• RQ5 どのような設計原則が、多様な教育的文脈において批判的アルゴリズム的リテラシーを支援するために一般化可能か？

主な発見

• 透明でインタラクティブなデータシステムに参加した子どもたちは、アルゴリズム的意思決定を識別し、問いを投げかける能力が向上した。
• データ変換と論理経路の可視化により、子どもたちは結果の追跡が可能になり、アルゴリズム的挙動における潜在的バイアスを認識できるようになった。
• 設計原則は、子どもたちの行動観察から直接導出されたものであり、批判的関与には相互作用性と自己内省が不可欠であることが示された。
• アルゴリズムを変更・テストできるシステムは、データ処理における因果関係の理解を深めるのに寄与した。
• 子どもたちは、アルゴリズム的システムを黒ボックスではなく、問いの対象としての対象と認識し始めた。
• 透明性、追跡可能性、変更可能性、内省の4つの設計原則は、ユーザー行動と学習成果の両面で一貫して支持された。