Bezirksregierung
Detmold |
Initiative zur Förderung der
mathematisch-naturwissenschaftlich-technischen
Bildung an allgemeinbildenden Schulen
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OWL-Arbeitsgruppe 2: Computer im
naturwissenschaftlichen Unterricht
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Beitrag 1: |
Modellierung und Simulation dynamischer Systeme -
Sequenz |
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Thema
4: |
Naturwissenschaftliche
Anwendungen der Modellierung und Simulation mit "Dynasys": Das
Modell des zyklischen Weiterreichens - Aufbau, Interpretation,
Modifikation
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Fach / Klasse:
Chemie, Physik, Mathematik Klasse
9 |
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| Übersicht |
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Einführung in die Problemstellung durch ein Spiel:
"Zyklisches
Weiterreichen von Spielsteinen"
* Eine - fast chemische
- Mischungsaufgabe:
"Was man
mit Strohhalmen so alles tun kann"
* Die Anwendung in
der Physik:
Der zwei-
und mehrstufige radioaktive Zerfall
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| Ziele |
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Schülerinnen
und Schüler erkennen die strukturelle Gleichheit von Systemen, die in
ganz verschiedenen Bereichen vorkommen: Im Spiel, bei chemischen Gleichgewicht,
beim mehrstufigen radioaktiven Zerfall.
Sie können prüfen, inwieweit
der eigentlich zeitlich diskrete Vorgang des Weiterreichens von Spielsteinen
und den Austausch von Flüssigkeiten mittels Stechhebern mit Hilfe des
Euler-Verfahrens simuliert werden kann. Beim mehrstufigen radioaktiven Zerfall
ist der Übergang zu einem quasi-kontinuierlichen Vorgang (bei "hinreichender
Statistik") und seine Simulation mit Hilfe des Runge-Kutta-Verfahrens
möglich. |
| Bemerkungen |
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Die
hier dargestellte Vorgehensweise ist mehrfach im Unterricht wie auch in der
Lehrerfortbildung zur Einarbeitung in des jeweils verwendete
Modellbildungswerkzeug (z. B. Dynasys) erprobt. Die Ergebnisse sind durchweg
als sehr positiv zu bewerten. Die Aufgabenstellung ist auch für Erwachsene
sehr anspruchsvoll, die Lösungen sind interessant und teilweise erstaunlich
und führen, was die Physik anbetrifft, bereits in der Sekundarstufe
I zu einer durchaus möäglichen Behandlung des mehrstufigen radioaktiven
Zerfalls in der Klasse 10. |
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Nachricht
an den
Autor  |
© Peter
Goldkuhle
Letzte Bearbeitung:
03.10.2000 |
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