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Artensterben heute - Krisen der biologischen Evolution
Simulation innerer und äußerer System-Dynamiken zum Schrumpfen der Arten ...

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Algenblüte: Sie breiten sich aus
 
und "schrumpfen" wieder ab.
 
HI-Viren breiten sich aus und ...
 

Mögliche Anforderungen für die 10. bis 12. Klasse

!! Entscheidet euch in eurer Kleingruppe für eine der drei folgenden Modellierungen, bearbeitet sie arbeitsteilig und diskutiert sie anschließend in der Klasse! Aber Achtung: Die Anforderungen fordern euch zunehmend heraus.
       

 



Konstruktion und Simulation der inneren Dynamik
bei der Ausbreitung und beim "Schrumpfen" einer Art oder voneinander abhängiger Arten
 

Modellierungen zur Ausbreitung bzw. zum Schrumpfen von Arten können u.a. sein:

  • Konstruiert und simuliert zunächst ein einfaches Ausbreitungs- oder Schrumpfungsmodell.
  • Beschreibt das Modell mit Worten in einem Wirkungsdiagramm.
  • Übertrag das Wirkungsdiagramm in ein Flussdiagramm.
  • Erstellt die Zustands- und Modellgleichung und programmiert sie mit Excel.
  • Simuliiert das Modell, beschreibt sein Verhalten, den Zweck und die Grenzen.
  • Konstruiert und simuliert sodann die Ausbreitung einer Art auf einer begrenzten "Nahrungsquelle".
  • Holt euch Ideen zur Modellierung ggf. bei dem Beispiel zur "Ausbreitung und zum Abklingen einer Infektion".
  • Konstruiert und simuliert den "Wachstums"prozess von zwei Arten, wobei das Leben der einen Art ausschließlich vom Leben der anderen abhängt.
  • Beschreibt jeweils das Systemverhalten und begründet, wo die Grenzen dieser Modellierungen liegen.
  • Interpretiert die Modellergebnisse unter Angabe eurer Annahmen oder Szenarien.
  • Erstellt für eure Arbeit und eure Erkenntnisse eine Präsentation.
Konstruktion und Simulation der inneren Dynamik bei der Ausbreitung von Viren, die zum Aussterben einer Art führen können
 

Gerade die neuen Möglichkeiten, Heilmittel gegen bisher nicht heilbare Krankheiten gentechnisch erzeugen zu können, führen u.a. zu folgenden Modellierungen:

  • Modelliert, simuliert und diskutiert den Fall, dass sich ein Virus innerhalb einer Art unbeschränkt ausbreitet.
  • Nehmt dabei auch den Fall an, dass die "Krankheit" nicht heilbar ist.
  • Diskutiert in diesem Zusammenhang ggf. auch die Modellierungen der dynamischen Wechselwirkungen bei der Ausbreitung von HIV.
  • Diskutiert miteinander, welche Bedeutung die Ergebnisse dieser Modellierungen für eure Einstellungen haben können (z.B. gegenüber der Akzeptanz der gentechnischen "Zeugung" von Heilmitteln oder ...).
  • Beschreibt jeweils das Systemverhalten und begründet, wo die Grenzen dieser Modellierungen liegen.
  • Interpretiert die Modellergebnisse unter Angabe eurer Annahmen oder Szenarien.
  • Schreibt eure Erkenntnisse auf und erstellt eine Präsentation. .

Simulation zum Schrumpfen der Regenwälder durch ökonomische Eingriffe in diese Ökosysteme

Das ist eine hohe Herausforderung!

 

Das Aussterben von Arten war in der erdgeschichtlichen Vergangenheit auch von außerbiologischen Faktoren abhängig. Heute ist es der Mensch, der u.a. durch seine ökonomischen Handlungen in Ökosysteme eingreift. In diesem Zusammenhang könnt ihr u.a. folgende Modellierungen durchführen:

  • Modelliert, simuliert und diskutiert den Einfluss der Welthandelspreise von Futterpflanzen oder von Pflanzen zur Erzeugung von Ethanol und Biodiesel auf die Brandrodung von Regenwäldern am Amazonas.
  • Beschreibt das Systemverhalten und begründet, wo die Grenzen dieser Modellierungen liegen.
  • Interpretiert die Modellergebnisse unter Angabe eurer Annahmen oder Szenarien.
  • Schreibt eure Erkenntnisse auf und erstellt eine Präsentation. .
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Hilfen zur Lösung

 
Und: Der Regenwald schrumpft
 
 
 
 
 
 
Zur Bearbeitung der Anforderungen (Aufgaben)
gibt es für euch die folgenden mathematischen Hilfen
(blau unterlegt)
und Werkzeughilfen
(grün unterlegt):
 

Mögliche Hilfen für die
Klassenstufen 10 bis 12

 
 
 
Anmerkung:
Auch hoch bezahlte Experten haben große Schwierigkeiten, gültige Modelle zu entwickeln. Darum kann es hier also nicht gehen. Es soll lediglich in einfachen Modellen mit inneren und äußeren Dynamiken in Systemen experimentiert und simuliert werden.
 
 
 
Modellbeispiele aus den Naturwissenschaften