Modellbildung

Diskretisierung

Rückkopplung

Qualitativ/quantitativ

Diagramminterpretation

Exploratives Lernen

Literatur


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Alternativen zu gängigen Modellierungsumgebungen und Unterstützungsmöglichkeiten für Lernende in Selbstlernsituationen.Werner Walser

5. Unterstützung bei der Interpretation von Diagrammen

Njoo und de Jong haben in einer Untersuchung, in der u.a. der Frage nachgegangen wurde, ob und wie Studenten bei der Hypothesenbildung unterstützt werden können, herausgefunden, dass die Versuchspersonen (Ingenieurstudenten) Schwierigkeiten mit der Interpretation der Simulationsergebnisse des verwendeten Simulators hatten.

Unabhängig, ob davon ausgegangen wird, dass die Fähigkeit zur Bildung von Hypothesen über das Systemverhalten und darauf aufbauenden Simulationsexperimenten eine Grundlage zur Induzierung von Lerneffekten ist oder nicht, können Lerneffekte nur dann auftreten, wenn die Simulationsergebnisse korrekt interpretiert werden. Hier sind eine ganze Reihe technischer Hilfen denkbar. Ich will auf drei Möglichkeiten eingehen:

a) Parameterläufe

In kommerzieller Simulationssoftware stellen Parameterläufe ein Standardverfahren zur Untersuchung des Parametereinflusses auf das Systemverhalten dar. Erst durch den Vergleich mehrerer Parameterläufe lässt sich der Einfluss eines Parameters erkennen. In Modus können in ein Diagramm zwar mehrere Kurven eingezeichnet werden. Dies muss allerdings sequentiell erfolgen. Benötigt wird stattdessen ein Ausgabefenster, für das ein Start- und ein Endwert sowie die Schrittweite eines Parameters angegeben werden kann.

Bei den dargestellten Kurven muss der jeweilige Parameterwert ebenfalls angezeigt werden. Unten ist aus Beispiel aus dem Programm DynSim abgebildet. Es handelt sich um die Simulation eines Pendels. Variiert wird die Pendelmasse:

Die hier ursprünglich eingefügte Originalabbildung
http://www.diff.uni-tuebingen.de/person/wedekind/sim/walser3.gif
ist leider im Daten-Nirwana verschollen.

b) Diagrammvermessung

Wird mit dem Räuber-Beute-Modell eine Simulation durchgeführt, und werden die Simulationsergebnisse als Zeitdiagramme für die Beute und die Räuber dargestellt, stellen sich drei Fragen:

• Ist das System stabil?
• Wie gross ist die Periode?
• Welchen Phasenunterschied zeigen Räuber und Beute?

Zur Beantwortung der zweiten und dritten Frage muss es möglich sein, ein Diagramm interaktiv vermessen zu können. In kommerzieller Software wird dies dadurch realisiert, dass in Diagrammen horizontale und vertikale Linien eingezeichnet werden können, und deren Achsenschittpunkte, d.h. die entsprechenden Werte angezeigt werden. Ebenso ist es möglich, den Abstand zweier Linien interaktiv zu ermitteln.

c) Interaktive Diagrammuntersuchung

Wenn das Verhalten des Räuber-Beute-Modells durch das Zeitverhalten der Beute und der Räuber sowie durch ein Phasendiagramm dargestellt wird, ist es notwendig, die Informationen der zwei oder drei Diagramme miteinander verbinden zu können. Hierzu müsste es möglich sein, eine Kurve mit der Maus abzutasten, während die korespondierenden Punkte der anderen Kurven automatisch markiert werden.