4. Simulationen beim Unterrichten von Naturwissenschaften

Computerunterstützte Demonstrationen und Simulationen werden speziell dann empfohlen, wenn das Thema/ Phänomen entweder gefährlich ist, spezielle Sicherheitsmaßnahmen oder – geräte erfordert, wenn die Ausrüstung an der Schule nicht vorhanden ist, oder wenn der Lehrer versucht, die Spieler in der Microwelt oder andere Phänomene darzustellen, die in normalen Schullabors nicht reproduzierbar sind. Was das Lehren wirklich effektiv macht, ist, wenn sich die persönliche Erfahrung der Schüler/ StudentInnen mit der virtuellen Laborwelt durch Verwendung des Computers verbindet.

 

Interaktive Simulation (http://phet.colorado.edu/sims/density-and-buoyancy/density_en.html)

 

Computersimulationen sind darauf ausgerichtet, komplexe Prozesse auf einfache und dennoch visuell ansprechende und realistische Weise darzustellen. Eines der wichtigsten Merkmale von Simulationen ist Interaktivität, hinter der mathematisch korrekte Modelle von realen Prozessen stehen.

Ein großer Teil der digitalen Inhalte die man Simulationen nennt ist eine cartoonähnliche Animation, bei der die Schüler/ StudentInnen nur passive Zuseher sind. Diese Animation kann die Erklärungen von Lehrern oder Illustrationen in technischen Publikationen erfolgreich unterstützen. Beispiel: http://lgfl.skoool.co.uk/keystage4.aspx?id=315

 

Solche Simulationen können erfolgreicher beim Lehren und Lernen von Elektronik, wo Interaktion und Intervention von Studenten verlangt werden, eingesetzt werden. Interaktive Simulationen beinhalten oft Parameter, die Schüler/ StudentInnen verändern können, wodurch sie die Simulation kontrollieren können. Aktive Mitarbeit der Schüler/ StudentInnen beim Lernprozess geht Hand in Hand mit der Möglichkeit von Wiederholungen, oftmaligen Versuchen und den individuellen Lösungswegen, die die Computertechnologie bietet.

Eines der Charakteristika elektronischer Lehrbehelfe für Naturwissenschaften ist, dass es Animationen und Simulationen zu Konzepten gibt, die entweder schwer zu interpretieren sind, oder die in einem Testumfeld nicht reproduziert werden können. Das Ausmaß an Interaktivität und der Grad der Visualisierung/ Darstellung beinflussen gemeinsam signifikant das Verständnis und die Integration von neuen Konzepten. (Limniou, Roberts, Papadopoulos, 2008).

---

²Limniou Maria; Roberts David; Papadopoulos, Nikos: Full immersive virtual environment CAVETM in chemistry education, Computers & Education 51 (2008), pp. 584-593.