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Simulation von Evakuierungen auf Grundlage zellulärer Automaten

  • Dieser Beitrag beschreibt eine Lernumgebung für Schülerinnen und Schüler der Unter- und Mittelstufe mit einem Schwerpunkt im Fach Mathematik. Das Thema dieser Lernumgebung ist die Simulation von Entfluchtungsprozessen im Rahmen von Gebäudeevakuierungen. Dabei wird das Konzept eines zellulären Automaten vermittelt, ohne dabei Programmierkenntnisse vorauszusetzen oder anzuwenden. Anhand dieses speziellen Simulationswerkzeugs des zellulären Automaten werden Eigenschaften, Kenngrößen sowie Vor- und Nachteile von Simulationen im Allgemeinen thematisiert. Dazu gehören unter anderem die experimentelle Datengewinnung, die Festlegung von Modellparametern, die Diskretisierung des zeitlichen und räumlichen Betrachtungshorizonts sowie die zwangsläufig auftretenden (Diskretisierungs-)Fehler, die algorithmischen Abläufe einer Simulation in Form elementarer Handlungsanweisungen, die Speicherung und Visualisierung von Daten aus einer Simulation sowie die Interpretation und kritische Diskussion von Simulationsergebnissen. Die vorgestellte Lernumgebung ermöglicht etliche Variationen zu weiteren Aspekten des Themas „Evakuierungssimulation“ und bietet dadurch auch vielfältige Differenzierungsmöglichkeiten.

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Metadaten
Author:Stefan Ruzika, Lynn Knippertz, Eva Rexigel
URN (permanent link):urn:nbn:de:hbz:386-kluedo-58007
Serie (Series number):KOMMS Reports (Reports zur Mathematischen Modellierung in MINT-Projekten in der Schule) (10)
Document Type:Article
Language of publication:German
Publication Date:2019/12/03
Year of Publication:2019
Publishing Institute:Technische Universität Kaiserslautern
Date of the Publication (Server):2019/12/03
Tag:Evakuierung; Lehrkräfte; MINT; Mathematische Modellierung; Schule; Simulation; Zellulärer Automat
Number of page:21
Faculties / Organisational entities:Fachbereich Mathematik
DDC-Cassification:5 Naturwissenschaften und Mathematik / 510 Mathematik
MSC-Classification (mathematics):00-XX GENERAL
Licence (German):Creative Commons 4.0 - Namensnennung, nicht kommerziell, keine Bearbeitung (CC BY-NC-ND 4.0)