Umweltsimulation mit Tabellenkalkulation

Eine Einführung in die Simulation dynamischer Systeme

von Prof. Dr. Timm Grams
unter Mitarbeit von Dipl.-Ing. (FH) Jürgen Görnert

Fachbereich Elektrotechnik der Fachhochschule Fulda

Urfassung des Kurses: 23. November 1996

Was soll ein Kurs über Umweltsimulation?

Wir kennen heute Computersimulationen aus ganz unterschiedlichen Bereichen: Der Stadtplaner ermittelt - will er Ärger mit dem Bürger vermeiden - eine günstige Variante der Verkehrslenkung erst einmal am Computer. Die Operateure eines Kraftwerks und die Lokführer des ICE lernen ihr Handwerk an Simulatoren. Ganze Fabriken haben vor ihrer Fertigstellung schon funktioniert, und zwar als Computermodell. Die Wettervorhersage ist in der heute erreichten Treffsicherheit ohne leistungsfähige Computer und ausgefeilte Simulationsprogramme undenkbar.

Mittels Simulation lassen sich schwer durchschaubare Zusammenhänge spielerisch erkunden. Sie ist eine ideale Lernhilfe. Sie erlaubt ungefährliche und preiswerte Experimente mit Modellen von hochkomplexen oder auch experimentell unzugänglichen Systemen wie beispielsweise den Ökosystemen und den Volkswirtschaften.

Der Kurs Umweltsimulation mit Tabellenkalkulation will zeigen, wie man auf einfachste Weise Umweltmodelle im Computer realisieren kann. Er wendet sich an alle, die Spaß daran haben, im Dialog mit dem Computer die Gesetze der Umwelt experimentell zu erkunden.

Der Kurs kann mit ökologischer oder auch mit mathematisch-technischer Schwerpunktsetzung durchgeführt werden. Im ersten Fall geht die zum Verständnis notwendige Mathematik kaum über die Zinseszinsrechnung hinaus.

Zielgruppe

Der Kurs wendet sich an alle, die an einer soliden Argumentation in Umweltfragen interessiert sind und die etwas über die Methoden der Simulation erfahren wollen.

Voraussetzungen

Vom Teilnehmer werden allgemeine Mathematikkenntnisse, insbesondere der Zinseszinsrechnung, erwartet. Er sollte Grundwissen vom Personal Computer haben.

Ausbildungsziele

Erkennen der wichtigsten Prinzipien der Umweltdynamik. Wissen, wie Simulation funktioniert und was man damit erreichen kann. Kompetenz im Umgang mit dem Standardwerkzeug Tabellenkalkulation.

Ablauf und Begleitmaterial

Die Veranstaltung umfasst

Kurzvorträge und Demonstrationen
Übungen am Computer
Spiele
Diskussionen

Das Begleitmaterial des Kurses ist ein über das WWW zugänglicher

Hypertext mit eingebetteten
Tabellekalkulationsblätter (Excel) und
kleinen Simulationsexperimenten, die als Java-Applets oder JavaScript-Programme realisiert sind, sowie
Wissenstests (Formulare)

Umfang

Je nach Stoffauswahl und Vorbildung der Teilnehmer 2 bis 12 Doppelstunden.

Medien

Overhead-Projektor. Wandtafel. Demonstrationsrechner. Rechnerarbeitsplätze für die Teilnehmer. Programme: Windows-Oberfläche und ein Tabellenkalkulationsprogramm - vorzugsweise Excel.

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