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Selbstlern-Modul: Computersimulationen zu Evolution und Nachhaltigkeit

Die Themen Evolution und Nachhaltigkeit sind mit mehreren Lernschwierigkeiten verbunden, denn sie sind das Ergebnis komplexer Wechselbeziehungen zwischen Organismen und ihrer Umwelt, und evolutionär-ökologische Prozesse spielen sich meist über größere Raum- und Zeitdimensionen ab.

Die sogenannte agenten-basierte Modellierung ist eine Methodik, welche seit den letzten Jahrzehnten insbesondere in einigen Zweigen der Verhaltens- , Evolutions- und Nachhaltigkeitswissenschaften verwendet wird, um derartige Dynamiken komplexer Systeme zu erforschen.

Im Rahmen dieses Fortbildungsmoduls für Lehrkräfte werden eine Reihe an Computersimulationen mit der Software NetLogo sowie dazugehörige Unterrichtsmaterialien vorgestellt und ausprobiert.

Dauer der Fortbildung: ca. 2-3h

Diese Fortbildung wird auch im Rahmen der staatlichen Lehrkräftefortbildung angeboten:

Die Modelle eignen sich insbesondere für die Behandlung von:

  • Konzepten der Ökologie, wie logistisches Populationswachstum, Wachstumsrate, Tragfähigkeit;
  • Konzepten der Evolution, wie Merkmal, Variation, Selektion, Vererbung, Fitness, Gründereffekt; fortgeschrittene Modelle behandeln auch Mechanismen der Evolution von Kooperation, wie Verwandtenselektion, reziproker Altruismus, Ethnozentrismus;
  • Konzepten der kulturellen Evolution von kulturellen Merkmalen durch Nachahmung;
  • Konzepten der Verhaltensökologie und (Verhaltens-)ökonomie, wie Kosten-Nutzen/Auszahlungsmatrix, soziales Dilemma, Kooperation, Konkurrenz;
  • Konzepten der Nachhaltigkeitswissenschaften, wie Tragik der Allmende; höchstmöglicher Dauerertrag;
  • sowie Konzepten von komplexen Systemen, wie Emergenz und nicht-lineare Veränderung

 

Aufgrund der fächerübergreifenden Ausrichtung werden durch die Materialien auch Konzepte des Sozialkunde- und Ethikunterrichts thematisiert.
Die Fortbildung ist daher insbesondere geeignet für Lehrkräfte der Sekundarstufen 1 und 2 der Fächer Biologie, Mathematik, Informatik, Sozial-/Gemeinschaftskunde und Ethik.

Lernziele: Teilnehmende …

  • vertiefen ihre Fachkompetenz zu den Themen Evolution, Ökologie, Verhaltensökologie, und nachhaltige Entwicklung;
  • kennen Computersimulationen, insb. die agentenbasierte Modellierung, als Methode der wissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung in Biologie und Sozialwissenschaften;
  • können Computersimulationen als interaktive Methode im Fach- und fächerverbindenden Unterricht einsetzen;
  • können die in Computersimulationen dargestellten Prozesse und Bedingungen auf reelle Situationen übertragen und mit diesen vergleichen.

Die Modelle eignen sich insbesondere für die Behandlung von:

  • Konzepten der Ökologie, wie logistisches Populationswachstum, Wachstumsrate, Tragfähigkeit;
  • Konzepten der Evolution, wie Merkmal, Variation, Selektion, Vererbung, Fitness, Gründereffekt; fortgeschrittene Modelle behandeln auch Mechanismen der Evolution von Kooperation, wie Verwandtenselektion, reziproker Altruismus, Ethnozentrismus;
  • Konzepten der kulturellen Evolution von kulturellen Merkmalen durch Nachahmung;
  • Konzepten der Verhaltensökologie und (Verhaltens-)ökonomie, wie Kosten-Nutzen/Auszahlungsmatrix, soziales Dilemma, Kooperation, Konkurrenz;
  • Konzepten der Nachhaltigkeitswissenschaften, wie Tragik der Allmende; höchstmöglicher Dauerertrag;
  • sowie Konzepten von komplexen Systemen, wie Emergenz und nicht-lineare Veränderung

 

Aufgrund der fächerübergreifenden Ausrichtung werden durch die Materialien auch Konzepte des Sozialkunde- und Ethikunterrichts thematisiert.
Die Fortbildung ist daher insbesondere geeignet für Lehrkräfte der Sekundarstufen 1 und 2 der Fächer Biologie, Mathematik, Informatik, Sozial-/Gemeinschaftskunde und Ethik.

Lernziele: Teilnehmende …

  • vertiefen ihre Fachkompetenz zu den Themen Evolution, Ökologie, Verhaltensökologie, und nachhaltige Entwicklung;
  • kennen Computersimulationen, insb. die agentenbasierte Modellierung, als Methode der wissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung in Biologie und Sozialwissenschaften;
  • können Computersimulationen als interaktive Methode im Fach- und fächerverbindenden Unterricht einsetzen;
  • können die in Computersimulationen dargestellten Prozesse und Bedingungen auf reelle Situationen übertragen und mit diesen vergleichen.

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Amselo

Ein Projekt für die Entwicklung und Evaluation von Computersimulationen und digitalen Lernmaterialien, gefördert durch die Joachim Herz Stiftung