Praxisaufgabe 1: Was kann ein Modell? – digibasics
Version 1.0
Prototyp zur Erprobung

Praxisaufgabe 1: Was kann ein Modell?

Einleitung Modelle

Ein Modell stellt einen komplexen Sachverhalt vereinfacht dar. Nehmen wir zum Beispiel das Modell einer Solarzelle. Es ist einfach eine kleine Solarzelle zu bewegen und in verschiedene Winkel zu bringen und zu sehen, wie sich das auf die Stromerzeugung auswirkt. Die Solarzelle auf dem Dach kann meistens gar nicht bewegt werden, dafür erzeugt sie genug Energie für den Haushalt.

Computer können besonders gut rechenen. Die ersten Computer wurden auch genau für solche Berechnungen in mathematischen Modellen engesetzt. Zum Beispiel um zu berechnen, wie viel radioaktives Material nötig ist, um eine Atombombe zu speisen. Heute sind Computermodelle zum Beispiel für den Wetterbericht entscheidend. Sie berechnen voraus, wie sich das Wetter entwickeln könnte.

Aufgabe

Schaue dir eines der beiden Modelle an, das mit Hilfe von Scratch erstellt wurde. Experimentiere ein wenig mit einem der zwei Modelle. Mache dir Notizen zu den folgenden Fragen: 

  1. Was simuliert das Modell?
  2. Was wurde vereinfacht? Welche wichtigen Eigenschaften fehlen dem Modell? 
  3. Welche Grenzen hat das Modell?

Anleitung 1. Modell

Das Programm läuft, sobald du auf die Fahne klickst.

Auf dem Bildschirm siehst du die Füchse und Hasen, die zurzeit leben.

Unten wird ein Diagramm der Anzahl Tiere über den Zeitverlaufg gezeigt. Orange sind die Füchse, weiss die Hasen.

Du kannst die Anzahl der Hasen und Füchse am Start mit den beiden Schieberegler verändern. Wenn du sie eingestellt hast, musst du wieder auf die Fahne klicken.

https://scratch.mit.edu/projects/649177876

Anleitung 2. Modell

Du kannst das Nahrungsangebot steuern, indem du den Regler verschiebst. Was passiert bei mehr Nahrung? Was bei weniger Nahrung?

Für Fortgeschrittene:
Jedes Wesen hat eine «DNA». Sie haben einen «Sichtweite»-Wert und einen «Geschwindigkeit»-Wert. Diesen Wert vererben sie. Dabei kann sich der Wert erhöhen oder verringern.

In zwei Listen werden alle neuen Werte für die Sichtweite und die Geschwindigkeit festgehalten. So kannst du auch evolutionäre Aspekte simulieren.

https://scratch.mit.edu/projects/649177876

Musterlösung 1. Modell

  1. Dieses Modell zeigt dir, wie sich die Populationen von Füchsen und Hasen in einer begrenzten Umwelt entwickeln.
  2. Es gibt mehr Tiere als nur Füchse und Hasen. Die Hasen brauchen gar keine Nahrung. Es gibt keine Möglichkeit sich zu tarnen und dadurch nicht gefressen zu werden. Etc.
  3. Das Modell kann z.B. nur eine begrenzte Anzahl Tiere darstellen. Es lässt die Umgebung und evolutionäre Prozesse ausser Acht.

Musterlösung 2. Modell

  1. Dieses Modell simulierte kleine Wesen, die Nahrung suchen. Immer wenn sie genug gegessen haben, vermehren sie sich. Wenn sie zu lange nichts mehr essen, sterben sie.
  2. Es gibt nur Pflanzenfresser und keine Raubtiere. Die Tiere schauen sich jeweils ganz um. Es gibt keine Hindernisse, die die Sicht blockieren. Es gibt nur eine Art von Nahrung, etc.
  3. Das Modell kann nur sehr wenige Wesen gleichzeitig simulieren. Wenn es mehr Wesen simuliert, hat auch der modernste Computer Mühe die Berechnungen auszuführen.