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]

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