Modellbildungssysteme

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Definition

Ein Modellbildungssystem nutzt man für eine

Konstruktion eines Netzwerkes physikalischer Begriffe und Beziehungen, mit denen das Verhalten eines physikalischen Systems beschrieben und vorhergesagt werden kann. ...Modellbildungssysteme oder Modellbildungsprogramme sind spezielle Arbeitsumgebungen auf dem Computer, mit denen man physikalische (und biologische, chemische, soziologische,...) Modelle konstruieren, durchrechnen und die Ergebnisse darstellen kann.

Horst P. Schecker, Physik - Modellieren, 1. Aufl., Naturwissenschaftliche Reihe (Stuttgart: Klett, 1998)

Modellbildungssysteme dürfen auch nicht mit Simulationsprogrammen verwechselt werden, da in Simulationsprogrammen das physikalische Modell bereits enthalten ist. Es werden lediglich Parameter verändert. Bei einem Modellbildungssystem geht es um die Erarbeitung der physikalischen Beschreibung eines Vorganges - das Modell selbst.

Ziele

Die Nutzung von Modellbildungssystemen kann auf dreierlei Art und Weisen ein besseres Verständnis für das jeweilig Fach bewirken:

  • durch Betonung der grundlegenden begrifflichen Struktur eines Phänomens, dies können biologisches Wachstum, radioaktive Zerfall, CO2-Konzentration in der Atmosphäre sein (qualitatives Verständniss),
  • durch Einbeziehung komplexer Phänomene aus Natur und Technik, die die Kompetenz in einem Fach (wie Physik, Biologie, Ökologie,...) stärker herausfordern (Lebensweltbezug),
  • durch mehr Möglichkeiten für Schüler zur Entfaltung ihrer eigenen Ideen (Schülerorientierung).

Zielsetzung und Grenzen in der Pysik

Es steht klar die Betonung grundlegender physikalischer Strukturen im Vordergrund, was zum einen dadurch erreicht das man die Schüler von der Mathematik entlastet.

Einführungen

Um einen Zugang zu den Möglichkeiten von Modellbildungssystemen zu erhalten, werden hier kurz und knappe Einführungen gegeben. Es ist aber unerlässlich sich selber anhand von Beispielaufgaben in die Programme einzuarbeiten.

Unterrichtsbeispiele

Software

Hier findet man einen Softwarevergleich erstellt vom IDN Bremen. Allerdings wird diese Seite nicht mehr aktualisiert.

Literatur

  • Horst Schecker u. a., Physiklernen mit Modellbildungssystemen, Förderung physikalischer Kompetenz und systemischen Denkens durch computergestützte Modellbildungssysteme, Abschlussbericth zum DFG-Projekt (Bremen, Berlin, Bonn: Universität Bremen, Max-Planck-Institut für Bildungsforschung, Institut für Bildungsforschung, Juni 1999), http://www.idn.uni-bremen.de/pubs/DFG_PMS_Ab.pdf.
  • Von Horst P. Schecker, Physik - Modellieren, 1. Aufl., Naturwissenschaftliche Reihe (Stuttgart: Klett, 1998).
  • Ernst Kircher, Raimund Girwidz, und Peter Häußler, Physikdidaktik: Theorie und Praxis, 1. Aufl. (Berlin, Heidelberg: Springer, 2007).
  • André Bresges, “Objektorientierte Modellbildung in der naturwissenschaftlichen und technischen Bildung: Entwurf und Erprobung eines Modellbildungskonzeptes für den Physik- und Technikunterricht und für die Produktion von Lern- und Informationsmedien” (Dissertation, Gerhard-Mercator-Universität Duisburg, 2006), http://duepublico.uni-duisburg-essen.de/servlets/DerivateServlet/Derivate-5424.xml.

Weblinks

Siehe auch