SimBiose - Simulation biologischer Prozesse
Digital gestütztes Lehren und Lernen im Fach- und Lehramtsstudium
Simulationen können als anwendungsbezogenes Lehrwerkzeug und individuell-nutzbares Lernmedium der authentischen und nachhaltigen Vermittlung/Aneignung theoretischer, schwer zu beobachtender Zusammenhänge (in Systemen) dienlich sein. User erhalten in der Nutzung eine unmittelbare Rückmeldung auf ihre Eingaben und können dabei individuelle, interaktive Lernwege beschreiten. Potenziale in u.a. der Flexibilität, Interdisziplinarität und Differenzierung, im Einsatz von Simulationen als Lehr- und Lernwerkzeug werden wesentlich beeinflusst und moderiert durch die Art und Weise der Einbettung in die hochschulische und/oder schulische Lernumgebung. Diese wiederum setzt fachdidaktisches Wissen auf Seiten der Lehrenden voraus und ist an eine entsprechend ausgerichtete Professionalisierung von (angehenden) Lehrkräften in der Ausbildung verbunden. In diesem Sinne wird mit dem Lehrprojekt "SimBiose" eine Verzahnung fachlichen Lernens mit Simulationen und fachdidaktischen Lernens zum Einsatz von Simulationen anvisiert.
In der Kooperation zwischen dem Institut für Siedlungs- und Industriewasserwirtschaft, dem Institut für Hydrobiologie und der Professur für Didaktik der Biologie werden bestehende Simulations-Apps in ihrer muktimedialen und didaktischen Gestaltung sowie in der technologischen Anbindung weiterentwickelt sowie ein Einsatz dessen in der Lehre zur Unterstützung der Lehr- und Lerntätigkeiten im Fachstudium unterschiedlicher Studiengänge und Fachdidaktikstudium im Lehramtsstudiengang Biologie eingesetzt und evaluiert.
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Projektpartner:innen Wissenschaftliche Mitarbeiter:innen Laufzeit: 01.09.2023 – 31.12.2024 |
Zentralen Produkte dieses Lehrprojektes sind Simulations-Apps zu den in der Biologie und biologischen Verfahrenstechnik bedeutsamen Wachstumsprozessen (z. B. Populationen, Mikroorganismen) und Rückkopplungsprozessen (z. B. Räuber-Beute-System) sowie zur Analyse beobachteter Trends von Temperatur und Niederschlag. Die im Projektverlauf überarbeiteten Apps sind webbasiert abrufbar und frei in der Nutzung für die digital gestützte Gestaltung von hochschulischer wie auch schulischer Bildung.
Veröffentlichungen zum Lehrprojekt
Henze, L. Meier, M. & Petzoldt, T. (2026). Wasserflöhe vs. Grünalgen. Modellierung einer Räuber-Beute-Beziehung mit einer digitalen Simulation im Ökosystem See. Unterricht Biologie – Kompaktheft (Sek. II), 514, 11-12.
Petzoldt, T., Feldbauer, J. & Meier, M. (2025). Daten analysieren, Modelle verstehen: Web-basierte Anwendungen in der limnologischen und fachbiologischen Ausbildung. Ergebnisse der Jahrestagung 2024 der Deutschen Gesellschaft für Limnologie (DGL) und der deutschen und österreichischen Sektion der Societas Internationalis Limnologiae (SIL): Technischen Universität Dresden vom 16. - 20. September 2024, Dresden. für Limnologie e.V., D. G. (Hrsg.). S. 151-159
Meier, M., Petzoldt, T., Ahnert, M. & Flegr, S. (eingereicht, 2025). Simulation biologischer Prozesse (SimBiose) - digitalgestütztes Lehren und Lernen im Fach- und Lehramtsstudium. Präsentation auf der Fachtagung: Computersimulationen in der MINT-Bildung, Universität Münster,16.05.-17.05.2025.
Petzoldt, T. & Feldbauer, J. (2024) Web-based applications. (How) to motivate students to become enthusiastic data scientists and modelers? Vortrag auf der Jahrestagung der Deutschen Gesellschaft für Limnologie, Dresden, 17.09.2024.
https://tpetzoldt.github.io/dgl2024/