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Werkzeuge zur Modell-Bildung und -Simulation |  |  |  |  |  |

Werkzeuge zur Systemdynamik
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Untersuchung dynamischer Systeme, system dynamics |  | Systemdynamik ist eine von J. Forrester um 1960 am Massachussetts Institute of Technology entwickelte Methode zur Beschreibung, Modellierung und Simulation dynamischer Systeme. Tragende Säulen der systemdynamischen Methode sind: die Unterscheidung von Bestands- und Flussgrößen in Systemmodellen die Darstellung von Systemen in speziellen "Fluss-Diagrammen" (stock-and flow-diagrams) und die Bereitstellung einer Simulationssprache zur numerischen Simulation solcher dynamischen Systeme auf dem Computer. Die Gruppe um Forrester entwickelte bereits Ende der 50er Jahre die Simulationssprache DYNAMO, aus der eine Vielzahl modernerer Simulationssprachen und Simulationssoftwareprodukte hervorgingen. Moderne Simulationssoftwareprodukte (wie z.B. Dynasys) erlauben es, dynamische Systeme in Flussdiagrammen graphisch zu modellieren. Anfang der 70er Jahre wurde die System-Dynamics-Methode durch die Weltmodelle von Meadows et. al. zu den "Grenzen des Wachstums" (für den Club of Rome) international bekannt. Heute gewinnt die systemdynamische Methode beim Management komplexer Systeme u.a. in Ökologie und Evolutionstheorie, in Hirnforschung, Gen- und Neuroforschung, in Wirtschaft und Verwaltung, in Physik/Chemie und Technik sowie in Soziologie und Psychologie zunehmend an Bedeutung. "Und außerdem gibt es die Hoffnung, dass sich durch die Modellierung und Simulation dynamischer Systeme bei Schülerinnen und Schülern eine Art des vernetzten Denkens entwickelt. Vernetztes Denken" (oder "systemisches Denken, systems thinking") umfasst ein Denken in Modellen, ein Denken in vernetzten Strukturen, ein Denken in dynamischen Zeitgestalten und die Fähigkeit zur praktischen Steuerung von Systemmodellen am Computer.

Zur Systemdynamik passende Werkzeuge Achtung: Die Links führen in die Lern- und Arbeitsumgebung "Modellieren mit Mathe"
Dynasys: Beschreibung und Funktionalität
Excel: Beschreibung und Funktionalität
|  | Mit Dynasys lassen sich Wechselwirkungen in Systemen und in System-Komplexen (also dynamische Systeme) untersuchen. Mathematisch exakt müsste das Verhalten von dynamischen Systemen durch Differenzialgleichungen beschrieben werden. Da diese Gleichungssysteme aber in der Regel nicht in einfacher Weise (oder vollständig) lösbar sind, werden sie in Differenzengleichungen umgeformt und dann schrittweise und annäherungsweise berechnet. Mit Hilfe von Dynasys lassen sich von dynamischen Systemen erstens Flussdiagramme grafisch entwerfen, zweitens die modellierten Systeme unter unterschiedlichen Bedingungen "fahren" oder simulieren und drittens die jeweiligen "Verhalten" in Tabellen und/oder Grafen ausdrucken. Siehe hierzu aber auch die weitergehenden Informationen unter: Modellierung und Simulation dynamischer Systeme

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Werkzeuge zur Datenanalyse und Statistik
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Untersuchung von stochastischen Systeme: Mit dem Datendetektiv auf Spurensuche... Achtung: Die Links führen in die Lern- und Arbeitsumgebung "Modellieren mit Mathe" |  | Die Untersuchung stochastischer Systeme verlangt mathematische Methoden der Datenanalyse oder der Wahrscheinlichkeitsrechnung. Heute gewinnen auch diese mathematischen Methoden beim Management komplexer, stochastischer Systeme u.a. in Ökologie und Evolutionstheorie, in Hirnforschung, Gen- und Neuroforschung, in Wirtschaft und Verwaltung, in Physik/Chemie und Technik sowie in Soziologie und Psychologie zunehmend an Bedeutung. Das Leitbild, das der amerikanische Statistiker J. W. Tukey für die Explorative Datenanalyse geprägt hat, ist das eines Detektivs. Ausgehend von einem Problem geht er Hinweisen nach und entwickelt Hypothesen. Auf dieser Basis sammelt er Informationen (etwa durch Fragebögen oder durch bereitstehendes Datenmaterial). In den Daten deckt er interessante Strukturen und Besonderheiten auf, die ihm dann helfen, Fragen beantworten oder Hypothesen bestätigen bzw. verwerfen zu können.
Zur explorativen Datenanalyse passende Werkzeuge
GrafStat: Beschreibung und Funktionalität
WinStat: Beschreibung und Funktionalität
|  | Durch Einsatz geeigneter Werkzeuge (wie: GrafStat und WinStat aber auch Excell) kann im Unterricht umfangreiches (Original-) Datenmaterial analysiert und grafisch dargestellt werden. So werden Zusammenhänge deutlich und neue Entdeckungen möglich. Nützlich ist dabei, die Grafiken zu variieren und mehrere Grafiken neben- oder nacheinander zu benutzen. Siehe hierzu aber auch die weitergehenden Informationen unter: Statistik und Explorative Datenanalyse und Beschreibende Statistik und explorative Datenanalyse - Statistik interaktiv!

© Pädagogisches Institut der deutschen Sprachgruppe - Bozen - 2000