Das Zusammenspiel Von Zufall und Gesetzmassigkeiten in der Nichtlinearen Dynamik

Das Zusammenspiel von Zufall und Gesetzmassigkeiten bildet einen zentralen Aspekt der Dynamik von nichtlinearen Systemen. Es ist kennzeichnend fur die Langzeitentwicklung deterministisch chaotischer Systeme sowie fur die Bildung von Strukturen, die sich aus Selbstorganisationsprozessen ergeben oder eine fraktale Gestalt aufzeigen. Aus didaktischer Sicht ist die Auseinandersetzung mit nichtlinearen Systemen unter dem Aspekt des Zusammenspiels von Zufall und Gesetzmassigkeiten fur die...
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Das Zusammenspiel von Zufall und Gesetzmassigkeiten bildet einen zentralen Aspekt der Dynamik von nichtlinearen Systemen. Es ist kennzeichnend fur die Langzeitentwicklung deterministisch chaotischer Systeme sowie fur die Bildung von Strukturen, die sich aus Selbstorganisationsprozessen ergeben oder eine fraktale Gestalt aufzeigen. Aus didaktischer Sicht ist die Auseinandersetzung mit nichtlinearen Systemen unter dem Aspekt des Zusammenspiels von Zufall und Gesetzmassigkeiten fur die Entwicklung eines angemessenen naturwissenschaftlichen Weltbilds und naturwissenschaftlicher Denkweisen von besonderer Bedeutung. Im Rahmen des Modells der didaktischen Rekonstruktion wird der Bildungswert des Zusammenspiels von Zufall und Gesetzmassigkeiten in der nichtlinearen Dynamik untersucht, die Grundideen werden unter didaktischer Perspektive herausgearbeitet, und es wird empirisch erkundet, inwieweit Schuler der 11. Gymnasialklasse ein wissenschaftliches Verstandnis des Zusammenspiels entwickeln konnen. Bei der empirischen Studie handelt es sich um eine qualitative Lernprozessstudie, in der die Methode des sogenannten teaching experiment (Lehr-Lern-Interviews) im Kleingruppen-design verwendet wird. Es wird eine Unterrichtssequenz entwickelt, bei der drei Experimente, die zentrale Merkmale der Dynamik von nichtlinearen Systemen erkennen lassen (deterministisches Chaos, Selbstorganisation und Fraktale), und ein lineares Beispielsystem als Vergleichsexperiment zum Einsatz kommen. Die Auswertung zeigt, dass die meisten Schuler zum angestrebten Verstandnis des Zusammenspiels von Zufall und Gesetzmassigkeiten in der nichtlinearen Dynamik gefuhrt werden konnen. Die Lernprozesse werden im Wesentlichen von den Schulervorstellungen zu Zufall und Gesetzmassigkeiten, von den Merkmalen der einzelnen Experimente sowie von affektiven Faktoren beeinflusst. Die Ergebnisse lassen ebenfalls auf eine Ausdifferenzierung bzw. Revision der Schulervorstellungen zu Zufall und Gesetzmassigkeiten sowie zur Physik schliessen.