Lehrerfortbildungen

Evolution am Computer

Wir entwickeln Modelle mithilfe der kostenfreien Modellierungssoftware NetLogo. NetLogo wird insbesondere in den USA in der naturwissenschaftlichen Bildung eingesetzt. Auch in der natur- und sozialwissenschaftlichen Forschung wird NetLogo verwendet, um Prozesse und Zusammenhänge in sozial-ökologischen Systemen besser zu verstehen.

Unsere aufeinander aufbauenden NetLogo-Modelle setzen den Schwerpunkt vorrangig auf Themen der Evolutionsbiologie, Verhaltensökologie und -ökonomie, Kooperation und nachhaltiger Entwicklung in sozial-ökologischen Systemen.


Fortbildung: Evolution und nachhaltige Entwicklung am Computer - mithilfe von Computersimulationen die Themen Evolution, Ökologie, Verhaltensökologie und Nachhaltigkeit im Unterricht vermitteln

Computersimulationen von Ökosystemen können Prozesse über größere Raum- und Zeitdimensionen modellhaft darstellen, und eignen sich daher besonders für das Beobachten, Untersuchen und Verstehen von ökologischen Zusammenhängen, Populationsmustern und evolutionären Prozessen. Sowohl in der natur- und sozialwissenschaftlichen Forschung als auch in der Bildung werden Computersimulationen eingesetzt, um diese Prozesse und deren Auswirkungen sichtbar zu machen.

Computersimulationen können je nach Zielsetzung und Rahmenbedingungen auf vielfältige Weise im Unterricht eingesetzt werden, z.B. als interaktive Methode zur Vermittlung und Diskussion von relativ abstrakten Konzepten oder zur selbständigen Durchführung von Experimenten.

Wir entwickeln aufeinander aufbauende Computermodelle mithilfe der kostenlosen Software NetLogo zu den Themen Evolution, Kooperation und Konkurrenz, und nachhaltige Ressourcennutzung. In der Fortbildung werden Computersimulationen und weitere Lehr-/ Lernmaterialien vorgestellt und diskutiert, mit deren Hilfe in Computersimulationen abgebildete Prozesse, Bedingungen und Verhaltensweisen erarbeitet und kritisch auf die reale Welt übertragen werden können.

Ziele

  • Teilnehmer vertiefen ihre Fachkompetenz zu den Themen Evolution, Ökologie, Verhaltensökologie, und nachhaltige Entwicklung

  • Teilnehmer kennen Computersimulationen als Methode der wissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung in Biologie und Sozialwissenschaften

  • Teilnehmer kennen Möglichkeiten, Computersimulationen als interaktive Methode im Fachunterricht und fächerverbindenden Unterricht einzusetzen

  • Teilnehmer kennen Möglichkeiten, die in Computersimulationen dargestellten Prozesse und Bedingungen auf reelle Situationen zu übertragen

Inhalte

  • Vorstellung von aktuellen Forschungsfragen, -methoden und -erkenntnissen, insb. der agentenbasierten Modellierung, in den Nachhaltigkeitswissenschaften und der Evolutionsbiologie

  • Einführung in die Software NetLogo

  • Vorstellung und Diskussion von Computersimulationen und daran anknüpfende Lehr-/ Lernmaterialien, mit denen in Computersimulationen abgebildete Prozesse und Ergebnisse erarbeitet und auf die reale Welt übertragen werden können

  • Bezug zu Lehrplanbereichen der Fächer Biologie, Gemeinschaftskunde/Wirtschaft/Recht und Geographie

Zielgruppe

Lehrkräfte der Fächer Biologie, Gemeinschaftskunde/Wirtschaft/Recht, Informatik und Geographie an Gymnasien und Oberschulen

Lehrerfortbildung: 6 Stunden

Kontakt für Anfragen: Dr. Susan Hanisch - Susan@GlobalESD.org

Fortbildung: Grundlagen der Evolution und Ökologie

Diese Fortbildung führt in die Grundlagen der Nutzung von NetLogo-Computersimulationen im Unterricht ein. Zentrale Begriffe und Konzepte der Ökologie, Nachhaltigkeit und Evolution können mithilfe einfacher, aufeinander aufbauender Modelle und weiteren Lernmaterialien erarbeitet werden. TeilnehmerInnen lernen, die in Modellen abgebildeten Prozesse kritisch zu bewerten und mit Beispielen der Lebenswelt zu vergleichen.

Begriffe und Konzepte

  • Merkmale des Lebens

  • Soziale Interaktionen / Wechselbeziehungen: Konkurrenz, Kooperation, Räuber-Beute-Beziehung

  • Allmende (common-pool resources), "Tragik der Allmende" (tragedy of the commons)

  • ökologische Tragfähigkeit, Wachstumsrate, logistisches Wachstum, höchstmöglicher Dauerertrag

  • Variation, Selektion, Erblichkeit von Merkmalen, Fortpflanzungserfolg/Fitness

  • komplexe Systeme, agentenbasierte Modellierung

Diese Fortbildung richtet sich insbesondere an Lehrende der Fächer Biologie, Informatik, Geographie, Gemeinschaftskunde/Wirtschaft/Recht der Klassen 9-12 in Oberschulen und Gymnasien, sowie an Lehrkräfte, die an fächerverbindenden Unterricht und Durchführung von Projekttagen/-wochen interessiert sind.

Lehrerfortbildung: 3 Stunden

Kontakt für Anfragen: Dr. Susan Hanisch - Susan@GlobalESD.org

Fortbildung: Evolution von Kooperation und Sozialverhalten

Diese Fortbildung baut auf der ersten Fortbildung auf. Mithilfe von Computersimulationen und weiteren Lernmaterialien kann untersucht werden, welche Rolle Umweltbedingungen, Populationsstrukturen und Sozialverhalten für die Evolution von Kooperation und nachhaltiger Ressourcennutzung in einer Population haben.

Begriffe und Konzepte

  • Soziale Interaktionen / Wechselbeziehungen: Konkurrenz, Kooperation

  • zufallsbedingte Mechanismen der Evolution: Gründereffekt, Isolation, Flaschenhalseffekt

  • Altruismus, Verwandtenselektion, Gruppenselektion/multilevel Selektion, soziale Selektion, frequenzabhängige Selektion

  • Soziale Wahrnehmung, Sozialverhalten

Diese Fortbildung richtet sich insbesondere an Lehrende der Fächer Biologie, Informatik, Geographie, Gemeinschaftskunde/Wirtschaft/Recht der Klassen 9-12 in Oberschulen und Gymnasien, sowie an Lehrkräfte, die an fächerverbindenden Unterricht und Durchführung von Projekttagen/-wochen interessiert sind.

Lehrerfortbildung: 3 Stunden

Kontakt für Anfragen: Dr. Susan Hanisch - Susan@GlobalESD.org