4.1 Wissenschaftsmethodik – Unterrichtsmaterial
Umweltdaten erfassen mit Sensoren und App Inventor
In dieser Unterrichtseinheit erheben Schülerinnen und Schüler mit mobilen Geräten und Sensoren Umweltdaten und erstellen eine Dashboard-App. Dabei programmieren sie eigene Projekte, um Daten zu sammeln und wissenschaftliche Aussagen zu begründen.
QueueTraffic: Simulation und Grundbegriffe der Warteschlangentheorie
Das Dokument stellt die Software QueueTraffic vor, einen Simulator für Verkehrsströme an Ampelanlagen und Warteschlangen. Es beschreibt die Bedienelemente und Funktionen für Situationen, Verkehrsaufkommen, Simulation und Statistik.
Beispielsimulationen in der Informatik
Diese Materialsammlung stellt verschiedene Simulationen zu Themen wie Gasdiffusion, Verkehrsstaus, Gesellschaftsstrukturen und Schwarmverhalten vor. Anhand von Greenfoot-Szenarien und NetLogo-Modellen erarbeiten sich die Lernenden den Zweck und die Phasen von Simulationen.
Agent-Based Modeling: Wolf-Sheep-Simulation und Dokumentationsauftrag
Ein detaillierter Arbeitsauftrag für eine schriftliche Dokumentation zum Thema agentenbasierte Modellierung mithilfe von NetLogo-Simulationen. Die Schülerinnen und Schüler analysieren ökologische Modelle, beantworten spezifische Kernfragen und wenden wissenschaftliche Zitierregeln an.
Konzept Simulation in der Wissenschaft
Der Text erläutert das Konzept der Simulation als drittes Standbein der wissenschaftlichen Erkenntnis neben Theorie und Experiment. Es wird beschrieben, wie Theorien und reale Daten in virtuelle numerische Modelle überführt werden, unterstützt durch eine anschauliche Windkanal-Analogie.
Die Rolle von Simulationen in der Wissenschaftsmethodik
Der Text beleuchtet die Grundlagen der wissenschaftlichen Methode, bestehend aus Theorie und Evidenz, und positioniert Simulationen als drittes Standbein der modernen Wissenschaft. Dabei wird erläutert, wie numerische Modelle und Simulationen klassische Experimente ergänzen und bei komplexen Systemen zum Einsatz kommen.
Simulieren und Parametrisierung
Der Text erklärt grundlegende Begriffe und Konzepte rund um Computersimulationen, Modelle und die Bedeutung von Parametern sowie Zufallswerten. Er bietet eine theoretische Übersicht, enthält jedoch keine konkreten Übungen oder Aufgaben.
Konzept Evidenz
Der Text erklärt das wissenschaftstheoretische Konzept der Evidenz, den Unterschied zu anekdotischer Evidenz sowie die Bedeutung von kontrollierten Experimenten und empirischer Forschung. Er schliesst mit dem Hinweis, dass es sich um ein allgemeines wissenschaftliches und kein rein informatisches Konzept handelt.
Validierung und Visualisierung von Simulationen
Der Text beschreibt theoretische Aspekte der Validierung von Simulationen, insbesondere die Visualisierung von Simulationsdaten sowie den Abgleich von Modell- und Realitätsdaten. Es handelt sich um reine Theorie ohne interaktive Übungen oder konkrete Aufgaben.
Redesigning Your City – Agent-Based Modelling for Urban Planning Education
Dieses akademische Paper beschreibt eine Fallstudie zum Einsatz von agentenbasierter Modellierung in einem sozialwissenschaftlichen Kurs zur Stadtplanung. Es untersucht, wie Modelle als Werkzeuge zum Nachdenken ('objects-to-think-with') über sozialpolitische Entscheidungen dienen können.
Experiment zur Gleitreibung mit Schlitten
Ein kurzes physikalisches Experiment zur Bestimmung der Reibungskraft und Gewichtskraft mit einem Schlitten und Federkraftmesser. Es bietet eine praktische Anleitung zur Durchführung einer einfachen Messreihe.