Wie
kann man den eigenen Studierenden eine Möglichkeit geben, sich mit
realitätsnahen (Lern-)Szenarien zu beschäftigen, ohne sie dabei in gefährliche
Situationen zu bringen oder ethisch nicht vertretbar zu handeln? Digitale
Simulationen und Planspiele sind eine Möglichkeit. Beide wollen wir in diesem
Post vorstellen und ihre Einsatzmöglichkeiten für die Hochschullehre
darstellen.
How is it
possible to give students the opportunity to learn in a realistic setting
without putting them at risk or acting in responds to ethical concerns? One
answer may be digital simulations and simulation games, which we want to introduced
to you in this post.
Simulationen sind sozusagen realitätsgetreue Nachahmungen/
Nachbildungen einer Situation oder eines Prozesses, die ein Experimentieren
zulassen, so dass bestimmte Vorgänge, Reaktionen und Auswirkungen geübt und vom
Lernenden nachvollzogen werden können. So werden Vorgänge beobachtbar, die im
Original zu schnell (bspw. Schaltkreise) oder zu langsam (bspw. geologische
Prozesse) ablaufen. Durch die Kombination aus bildlicher Darstellung und der
Möglichkeit Ursache-Wirkung selbst ausprobieren zu können, kann der Lernende
eigenverantwortlich sein Verständnis für komplexe Zusammenhänge und dynamische
Entwicklungen fördern[1]
und Rückschlüsse auf die Arbeit am Original ziehen. Das Lernen ist so nicht nur
besser vorstellbar, sondern bietet auch die Chance in einer risikofreien Umgebung
zu lernen und auszuprobieren. Vor allem für Fahrsimulatoren oder solche in der
medizinischen Ausbildung stellt es somit eine adäquate Lernsituation dar, wenn
es auch, in diesem Kontext, ein sehr kostspieliges Lernszenario werden kann.
Planspiele hingegen setzen den Fokus auf die Lösung
soziotechnischer Probleme.[2]
In simulierten Situationen übernimmt der Lernende eine Rolle, trifft in dieser
Rolle seine Entscheidungen und bekommt dafür Feedback. Entscheidungsfindung,
Problemlösung und Teamarbeit sind hierfür Schlagworte.
Beim Planspiel ebenso wie bei den Simulationen wird auf das
handlungsorientierte, selbstgesteuerte Lernen in einer realitätsgetreuen
Situation fokussiert. Beides rückt somit in den Kontext des Game Based
Learnings, der Wissensvermittlung durch Spiele. Hierbei werden Handlungsräume
eröffnet, die nicht nur konsumiert, sondern produziert werden, das Lernen kann
dem eigenen Stil angepasst und Kompetenzen zur Problemlösung unterstützt werden.
Parallel dazu können eigene Erfahrungen im Lernprozess gemacht werden. Die
dafür genutzte Aktivierung des Lernenden – durch Anwendung und Beteiligung –
fördert gleichzeitig auch die Vertiefung des Lernstoffes. Dem gegenüber stehen
jedoch auch Herausforderungen beim Einsatz beider Formen. Eine Voraussetzung
ist beispielsweise das selbstständige Arbeiten an der Simulation, was aus
Zeitgründen nicht immer realisierbar ist. Auch stellt eine Simulation, ebenso
wie das Planspiel, „nur einen bestimmten Ausschnitt [eines Prozesses/ einer
Situation] dar und hat somit nur begrenzte Gültigkeit. Außerdem können
bestimmte Konstellationen in der simulierten Umgebung funktionieren, jedoch
nicht in der Realität.“[3]
Dennoch: „Erste Studien zeigen, dass sich Probanden, die mit Hilfe einer
Simulation Fähigkeiten erwarben, in einem realen Test nicht von denen
unterschieden, die die Fähigkeiten in einem realen Setting erlernten.“[4]
Wie können beide Einsatzmöglichkeiten in die Lehre
eingebunden werden? Technische Simulationen beispielsweise können den Einfluss
unterschiedlich konfigurierter Parameter/ Ausgangsdaten auf das Verhalten eines
Körpers oder eines Prozesses darstellen (z.B. Fahrzeugsimulatoren und
Logistikprozesse).[5] In einem
Training wiederum können Simulationen als Möglichkeit eingesetzt werden,
wiederkehrende Handlungsabläufe zu üben. „Beim wissenschaftlichen Rechnen [hingegen]
werden Modelle, Algorithmen und Softwarelösungen entwickelt, um mithilfe der
Computersimulation Fragestellungen aus den Natur- und Ingenieurwissenschaften beantworten
zu können.“ [6]
Es gibt einen Pool an Werkzeugen, die es ermöglichen, mit
einem gewissen zeitlichen Aufwand eigene Planspiele und Simulationen zu
erstellen. Ein paar sollen hier beispielhaft benannt werden: Mit Hilfe von TOPSIM können beispielsweise
Planspiele für betriebswirtschaftliche Fragestellungen erstellt werden. WOLFRAMMATHEMATICA eröffnet Möglichkeiten, verschiedene technische Berechnungen durchzuführen. Oder
SUMO – Simulation of Urban Mobility, die für den Bereich der Verkehrswissenschaften mit adäquaten Simulationen
aufwartet.
Veröffentlicht unter CC BY-SA Lizenz
Digital teachings and learning in an academic context – using simulation and simulation games
Let´s start
defining both terms: Simulations are illustrated situations or processes set up
to seem realistic. Herewith, it is possible to test and understand reactions, effects
as well as impacts. Due to that, it is possible for students to observe situations
and processes that are too fast (e.g. electric circuit) or too slow (e.g.
geological processes). So, combining visual representations and cause-effect
relations, the opportunity for the learner to strengthen his/her ability to
understand complex contents and dynamic developments is offered[7]
and, as a result, the learner might draw a conclusion regarding the real
situation/process. That means, besides having the chance to learn in a
risk-free environment and being able to simply try out different reactions,
learning is more visual and helps deepen the learning content.
Simulation
Games are focussing on sociotechnical problems.[8] That means a learner is taking over a role,
makes decisions in this role and gets a feedback for his actions and decisions.
Besides this, also teamwork and solving problems is important for simulation
games.
Both forms,
simulations and simulation games, are focussing on action-oriented and
self-regulated learning that is taking place in a realistic/authentic setting.
So both is to be seen within the context of game based learnings, defined as
using games for learning. Herewith, knowledge is not only to be absorbed but to
actively produced, learning can be seen independently from time and place and
it helps increase the learner´s ability to solve problems as well as to make
own experiences within the learning process. Activating the learner by usage of
and participation in simulations/simulation games, deepening the learning
content is another result of both. In contrary to these advantages we would like
to state out some difficulties regarding the usage of both forms within the academic
context. For example, one necessary requirement for a learning process with
simulations as well as with simulation games is the independent learning
process, which is not always possible, according to time issues. And, both
forms are “just a specific part [of a situation/a process] and are not valid
for the entire one. Additionally, several constellations are to be working
within this simulated context, but not in reality.”[9]
But besides this: “In some studies it is shown that test persons who learned
with the help of simulations and ones that learned in a real environment were
able to develop the same abilities.”[10]
How may
both be integrated into an academic context? Technical simulations for example
can show the impact/effect of different parameters/data on the dynamics of
objects or processes (e.g. vehicle simulator or logistical processes).[11]
Whereas a training might offer the opportunity to practice recurring actions.
“Scientific computing [on the contrary] helps to develop models, algorithms and
software solutions for the field of natural and engineering sciences.”[12]
If you
would like to use simulations and simulation games for your lecture the
following tools will help you: TOPSIM (only in German) helps to set up
simulation games in the field of business administration. WOLFRAM MATHEMATICA gives possibilities to carry out technical calculations. Or SUMO – Simulationof Urban Mobility offering simulations in the field
of transportation science.
Published
by CC BY-SA
[1] Stephan
Schwan (2006): Game Based Learning – Computerspiele in der Hochschullehre.
Zitiert nach https://www.e-teaching.org/didaktik/konzeption/methoden/lernspiele/game_based_learning/index_html
[15.08.2017]
[2]
Konstantin Krenz (2015): Was ist interaktives Lernen? https://blogs.hu-berlin.de/ial/was-ist-interaktives-lernen-ganzer-text/
[16.08.2017].
[3]
Medienzentrum TU Dresden (2016): Digitales Lehren und Lernen in der Hochschule.
Heft 1 „Flexibilität und Vielseitigkeit mit digitalen Lehr- und Lernmaterialien
erhöhen“, S. 36.
[4] TU
Dresden (2015): Forschungsvorhaben AWIMAS, Schlussbericht Konsortium.
Unveröffentlichter Abschlussbericht. Zitiert nach: Medienzentrum TU Dresden
(2016), S. 36.
[5]
Medienzentrum TU Dresden (2016), S. 31.
[6]
Medienzentrum TU Dresden (2016), S. 31.
[7] Stephan
Schwan (2006): Game Based Learning – Computerspiele in der Hochschullehre.
Zitiert nach https://www.e-teaching.org/didaktik/konzeption/methoden/lernspiele/game_based_learning/index_html
[15.08.2017]
[8]
Konstantin Krenz (2015): Was ist interaktives Lernen? https://blogs.hu-berlin.de/ial/was-ist-interaktives-lernen-ganzer-text/
[16.08.2017].
[9]
Medienzentrum TU Dresden (2016): Digitales Lehren und Lernen in der Hochschule.
Heft 1 „Flexibilität und Vielseitigkeit mit digitalen Lehr- und Lernmaterialien
erhöhen“, p. 36.
[10] TU
Dresden (2015): Forschungsvorhaben AWIMAS, Schlussbericht Konsortium.
Unveröffentlichter Abschlussbericht. Zitiert nach: Medienzentrum TU Dresden
(2016), p. 36.
[11]
Medienzentrum TU Dresden (2016): Digitales Lehren und Lernen in der Hochschule.
Heft 1 „Flexibilität und Vielseitigkeit mit digitalen Lehr- und Lernmaterialien
erhöhen“, p. 31
[12] [12]
Medienzentrum TU Dresden (2016), p. 31.
