Si­mu­la­to­ren

Pro­gno­sen der Lehr­mit­tel­fir­men be­haup­ten, dass sich die Phy­sik von einer even­tu­ell weit­ge­hen­den Krei­de­phy­sik vor vie­len Jah­ren über eine Phase der Ex­pe­ri­men­tal­phy­sik hin zu einer Vir­tu­el­len Phy­sik ent­wi­ckelt, in der Phy­sik am Bild­schirm ge­lernt wird. Wie schon in an­de­ren Team­ar­beit soll auch hier deut­lich be­tont wer­den, dass das Ex­pe­ri­ment im Rah­men der Ga­li­lei­schen Me­tho­de einen ganz we­sent­li­chen Stel­len­wert hat. Aus Theo­ri­en, Hy­po­the­sen fol­gen Vor­her­sa­gen, die im Ex­pe­ri­ment ve­ri­fi­ziert oder fal­si­fi­ziert wer­den müs­sen. In die­sem Rah­men ma­chen die so­ge­nann­ten Re­chen­si­mu­la­tio­nen ab­so­lut kei­nen Sinn, denn diese Art von Si­mu­la­tor ar­bei­tet auf der Basis der phy­si­ka­li­schen Theo­ri­en und führt zu einem Zir­kel­schluss, wenn man damit diese Theo­rie über­prü­fen will.

Es gibt aber auch ex­pe­ri­men­tel­le Si­mu­la­tio­nen - das sind im Prin­zip Filme von durch­ge­führ­ten Ex­pe­ri­men­ten, die man nur ge­schickt ma­ni­pu­lie­ren kann. Da diese Filme bei rea­len Ex­pe­ri­men­ten ge­dreht wur­den, lie­fern diese rea­len Ex­pe­ri­men­te Ent­schei­dungs­kri­te­ri­en, um Vor­her­sa­gen von Schü­ler­sei­te zu fal­si­fi­zie­ren oder zu ve­ri­fi­zie­ren.

Trotzt der hier dis­ku­tier­ten Ein­schrän­kun­gen be­steht ein guter Phy­sik­un­ter­richt aus einer sinn­vol­len Mi­schung aus In­duk­ti­on, De­duk­ti­on ... Vor­her­sa­gen im Rah­men der vor­han­de­nen Theo­ri­en und Pla­nung, Durch­füh­rung und Re­fle­xi­on von Ex­pe­ri­men­ten, in denen diese Vor­her­sa­gen über­prüft wer­den. Ein guter Phy­sik­un­ter­richt soll­te selbst­ver­ständ­lich nach­hal­tig sein - und Nach­hal­tig­keit ba­siert u.a. auf einer selbst­stän­di­gen Aus­ein­an­der­set­zung der Schü­le­rin­nen und Schü­ler mit dem Lern­ge­gen­stand. In die­sem Rah­men kön­nen Si­mu­la­tio­nen als Ver­an­schau­li­chung und als Selbst­hil­fe - u.a. in der ei­gen­stän­di­gen Nach­ar­beit - eine we­sent­li­che Rolle spie­len.

In an­de­ren Fäl­len gibt es kein pas­sen­des, er­schwing­li­ches oder durch­schau­ba­res Re­al­ex­pe­ri­ment - so z.B. in der Quan­ten­phy­sik. In die­sen Fäl­len macht der Ein­satz eines Si­mu­la­tors als Ex­pe­ri­ment-Er­satz einen ge­wis­sen Sinn.

Aus dem Un­ter­richt ken­nen Sie fol­gen­de Si­mu­la­to­ren:

• Lern­um­ge­bun­gen ... Elek­tro­nik, Optik, Me­cha­nik → versch. Ver­la­ge
• Spalt-Git­ter-Si­mu­la­tor → Die­rolf
• Dop­pel­spalt/Ein­fach­spalt­si­mu­la­tor → versch. Ver­la­ge
• Dop­pel­spalt-Ein­zelp­ho­to­nen-Film

Ar­beits­auf­trag

Ihr Team hat nun die Auf­ga­be, Si­mu­la­to­ren, Soft­ware­pro­gram­me und Filme bzgl. fol­gen­der Fra­ge­stel­lun­gen zu un­ter­su­chen:

1. Wel­chen Nut­zen konn­ten Sie bis­her aus dem Ein­satz die­ser Soft­ware/Si­mu­la­to­ren/Fil­men, die Sie in Ihrem Un­ter­richt ken­nen ge­lernt haben, zie­hen?
2. Was ver­steht man unter der Ga­li­lei­schen Me­tho­de?
3. Dis­ku­tie­ren Sie die Rolle des Ex­pe­ri­ments und die Rolle der Soft­ware/Si­mu­la­to­ren/Fil­men auf dem Hin­ter­grund der im Un­ter­richt er­leb­ten na­tur­wis­sen­schaft­li­chen Ar­beits­wei­se .
4. An wel­cher Stel­le im phy­si­ka­li­schen Ge­sche­hen kön­nen Soft­ware/Si­mu­la­to­ren/Fil­men nutz­brin­gend ein­ge­setzt wer­den?

Down­load des ge­sam­ten Work­shops

Work­shop 2: Er­fin­dun­gen: Her­un­ter­la­den [pdf] [433 KB]

Wei­ter mit Elek­tro­nik Mo­dell­stu­fen