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Computergestützte Simulation in der Umweltbildung

Voraussetzungen und Vorbereitung:

Für dieses Projekt wird für jeweils ca. 3-4 Schüler ein Computerarbeitsplatz benötigt. Sie benötigen ferner Lizenzen der Simulations-Programme "SIM Park" (für Klassenstufe 5-8) bzw. "ecopolicy" (für Klassenstufe 9-12).

Der Computerraum sollte mit einem Beamer ausgestattet sein.

Durchführung:

• Einstimmung
• Einführung in die Aufgabenstellung
• Arbeit in Kleingruppen an den Simulationen
  • Die Schüler der Klassenstufen 5-8 arbeiten mit der Simulation SIM Park. Sie simulieren ein Ökosystem, d.h. unter vorgegebenen abiotischen Faktoren können sie hier Pflanzen und Tiere einsetzen und die Entwicklungen der einzelnen Populationen beobachten. Dabei kann z.B. die Aufgabe gestellt werden, die Population einer bestimmten Art über den Zeitraum von mehreren Jahren hinweg konstant zu halten und dabei die getätigten Eingriffe zu protokollieren.
  • Die Schüler der Klassenstufe 9-12 arbeiten mit ecopolicy und simulieren die Regierungstätigkeit in einem Staat. Sie haben die Aufgabe, den Staat zu lenken und die Wohlfahrt der Bevölkerung zu erhöhen. Bei diesem Spiel geht es ganz klar um Bestehen oder Scheitern, d.h. wenn z.B. die Wirtschaftskraft nicht ausreicht oder die Bevölkerung explodiert, wird die Regierung abgesetzt und das Spiel ist verloren. In diesem Spiel können vier Regierungsressorts besetzt werden, entprechend sollten vier Schüler an einem Computer gemeinsam arbeiten.
• Auswertung: Die Gruppen stellen ihre Ergebnisse vor. Dabei
  • arbeiten sie die ökologischen / gesellschaftspolitischen Zusammenhänge heraus,
  • hinterfragen sie das Medium Computer und
  • entwickeln eigene Standpunkte zu den in den Spielen verarbeiteten Gesetzmäßgkeiten (nur optional - als höchste Reflexionsstufe).

Eine spätere Vertiefung der in den Simulationen thematisierten Fragestellungen im Rahmen des Fachunterrichts ist wünschenswert.

Begründung des Medieneinsatzes:

Diese Lehrveranstaltung baut auf konstruktivistischen Vorstellungen vom Lernen auf.

Das aktive Experiment, die spielerische Simulation ist ganz hervorragend dafür geeignet, die Lernenden zu eigener Wissenskonstruktion anzuregen.

Aktives Experimentieren nach dem Prinzip von Versuch und Irrtum in einem Ökosystem (z.B. Aussetzen einer neuen Art) verbietet sich; zudem würden die Zeiträume, in denen das Ökosystem reagiert, den Rahmen des Unterrichts sprengen. Die Simulation SIM Park erlaubt derartige Experimente am Computer. Dabei spricht sie mit ihrer annähernd realitätsnah dreidimensional gestalteten Oberfläche und mit ihrem spielerischen Charakter gerade auch jüngere Schüler an. Das Computerprogramm kann und soll aber die Beschäftigung mit der realen Natur (wissenschaftliche Exkursion, Naturerfahrung etc.) nicht ersetzen! Es ist vielmehr als zusätzliche didaktische Option, als sinnvolle Ergänzung des Biologieunterrichts zu verstehen.

In analoger Weise eröffnet auch ecopolicy Möglichkeiten des Experimentierens, die Schülern sonst nicht gegeben sind. Die Simulation arbeitet auf einem abstrakteren Niveau und ist damit eher für ältere Schüler geeignet. Die "Systemgesetze", die der Simulation zugrunde liegen (also mathematische Zusammenhänge zwischen Bereichen der Gesellschaft wie "Produktion", "Umwelt" und "Soziales") werden nicht nur in Bildern sondern auch in Zahlen, Diagrammen und Texten verarbeitet. Das Programm fördert den "Blick hinter die Kulissen", d.h. es gibt die einprogrammierten Systemgesetze preis und begründet sie. In einem hohen Level der Simulation können die Lernenden sogar eigene Systemgesetze zur Anwendung bringen. Die Simulation zeichnet ein stark vereinfachtes Bild von einer menschlichen Gesellschaft - und bietet dennoch eine schwere Herausforderung.

Erfahrungen und Ergebnisse:

Im Rahmen des "Grünen Klassenzimmers" auf der Internationalen Gartenbauausstellung IGA 2003 in Rostock haben wir 21 Schulklassen bei diesen Projekten begleitet. Sowohl die Lehrer als auch die Schüler haben die Veranstaltungen als gut bis sehr gut bewertet. Besonders hervorgehoben wurde hier, dass die Simulationen

• helfen können, tiefere und bessere Einblicke in globale Zusammenhänge beim Schutz der Umwelt zu vermitteln und
• den Schülern ein selbstständiges Arbeiten erlauben.

Literatur und Kontakte:

• Ecopolicy (Rezension, Preisangaben, Systemanforderungen, Kontakt zum Hersteller)

Weitere Simulationen:

• Sim City 3000 bzw. (noch neuer) 4000: Bei diesem Spiel versucht der Spieler, eine Stadt aufzubauen, zu regieren und zu entwickeln. Angesprochen sind Jugendliche bzw. Erwachsene. Sim City 3000 ist ein überaus interessantes, komplexes und auch optisch ansprechendes Spiel. Allerdings erfordert es wesentlich mehr Zeit als zwei Unterrichtsstunden; deshalb setzen wir es auf der IGA 2003 nicht ein.
• Fishbanks