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Druckansicht von http://lehrerfortbildung-bw.de/faecher/mnt/neue_medien/sim/, Stand 12. Feb. 2012
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Simulationsprogramme im naturwissenschaftlichen Unterricht der Hauptschule
Im naturwissenschaftlichen Unterricht
werden immer wieder Vorgänge aus der Realität vom Lehrer "simuliert",
um einen Erkenntnisgewinn anzubahnen. Diese Simulation im "realen"
Experiment kann durch die Simulation am Computer ergänzt und erweitert
werden. Dabei entfernt man sich zwar noch weiter von der Realität,
aber die Simulationsprogramme bieten sowohl in inhaltlicher wie auch didaktischer
Hinsicht Möglichkeiten, die beim realen Experiment nicht gegeben
sind.
Die Simulationsprogramme können unter anderem dazu beitragen, die
Realität leichter erfassbar zu machen bzw. helfen reale Vorgänge,
die nicht direkt zugänglich sind, nachzuvollziehen.
Allerdings sollte in der Regel durch die Simulationssoftware kein Ersatz
möglicher realer Experimente erfolgen. Nur die Kombination von beiden
erschließt verschiedene Zugangswege, ermöglicht Differenzierung
bei der Arbeitsweise und weitere Formen der Ergebnissicherung.
Der Einsatz von Simulationssoftware an der Hauptschule scheiterte bis
vor wenigen Jahren an dem nicht geeigneten Angebot. Die Software war zu
komplex, zu abstrakt und deckte meist nur sehr eng begrenzte Teilthemen
ab.
Dies änderte sich mit der Veröffentlichung und vor allem durch
die Weiterentwicklung von Programmen wie z. B. Crocodile Physics, der
Neuerscheinung Crocodile Chemistry und Edison.
Durch die recht einfache und schnelle Einarbeitung in die Grundzüge
dieser Programme, fiel eine weitere Hürde, die den Einsatz von Simulationssoftware
im Unterricht erschwerte.
Die beiden Simulationsprogramme Crocodile Physics und Crocodile Chemistry
werden hier vorgestellt. Diese Auswahl stellt kein Ergebnis eines Vergleichstestes
dar. Andere Programme mögen ähnliche Ansätze bieten.
Einsatzmöglichkeiten der Simulationssoftware
In welchen unterrichtlichen Situationen eine Simulationssoftware eingesetzt
werden kann, wird nicht unwesentlich durch die Funktionalität der
Software bestimmt.
So erschließt z. B. eine Exportfunktion der Inhalte oder Ergebnisse
weitere Einsatzmöglichkeiten. Die hier zusammengestellten Vorschläge
beziehen sich auf die Funktionalität der beiden Programme Crocodile
Chemistry und Crocodile Physics.
Grundsätzlich sei noch einmal betont, dass die Simulation so weit
wie möglich mit dem Realexperiment kombiniert werden sollte.
- Förderung der Teamarbeit – Unterstützung offener
Unterrichtsformen.
Da beide Programme für einen breiteren Markt konzipiert sind, enthalten sie naturgemäß auch Inhalte, die über die Hauptschule und Werkrealschule hinausgehen.
- Ergänzung und Erweiterung der realen Arbeit
Häufig sind die Versuchsmaterialien – meist bei Schülerversuchen - nur in begrenzter
Anzahl vorhanden. Mit der Simulation können die Experimente durch die Schülerinnen und Schüler selbstständig oder angeleitet erweitert werden, z. B.
- eine umfangreichere Reihenschaltung,
- die Messung an mehreren Stellen des Stromkreises,
- Erarbeitung und Erprobung von Gesetzmäßigkeiten (z. B. im Stromkreis an unterschiedlichen Beispielen).
- Vorbereitung der praktischen Arbeit
Experimente können in der Simulation erforschend entwickelt und erprobt werden, ohne das Versuchsmaterial zu gefährden, und anschließend die Erkenntnisse im Realexperiment angewendet werden.
- Entdeckendes/ forschendes Vorbereiten der praktischen Arbeit
Ideen können in der Simulation ohne größeren Aufwand kurzfristig umgesetzt und auf ihre Brauchbarkeit überprüft werden. So ist spontanes Handeln nach dem Motto „Was passiert wenn…?“ problemlos möglich.
- Individuelles Nachvollziehen der praktischen Arbeit
Experimente können nachvollzogen und wiederholt werden. Individuelles Üben wird so ermöglicht.
- Ersatz gefährlicher Experimente bzw. Nachvollziehen gefährlicher
Lehrerexperimente
Die Schülerinnen und Schüler können gefährliche Experimente zumindest in der Simulation ausführen.
- Unbegrenzte Wiederholung auch schnell ablaufender Vorgänge
- Präsentation
Mithilfe der Exportmöglichkeiten und durch „Film aufzeichnen“ (nur Chemistry)
können Ergebnisse von Simulationen oder Realexperimenten in Präsentationen vorgestellt werden. Durch die Importmöglichkeit von Bildern zu den Experimenten (nur Physics) kann noch eine bessere Visualisierung erfolgen. (z. B. Projektarbeit).
- Einsatz bei der Projektarbeit
- Bearbeitung differenzierter Aufgabenstellungen nach der praktischen Arbeit
Stellvertretend für andere Programme wird
hier Crocodile Physics vorgestellt.
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Zuständiger Redakteur: Mario Schmid, schmidmlehrerfortbildung-bw.de
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Letzte Änderung: 22.03.2010