NetLogo
Sekundarstufe
NetLogo ist eine kostenlose und quelloffene Software für agentenbasierte Simulationen aus den Bereichen Biologie, Physik, Wirtschaft, Umwelt, Kunst etc.
Pädagogische Qualitätskriterien
NetLogo ist eine kostenlose Open Source Software, die 1999 von Uri Wilensky am Center for Connected Learning and Computer-Based Modeling kreiert wurde und seitdem kontinuierlich weiterentwickelt wird. NetLogo arbeitet mit agentenbasierten Modellierungen, das heißt, dass das Entscheidungsverhalten von Individuen in die Simulationen implementiert wird - zB bei der Simulation von Staus, Ameisenstraßen oder der Ausbreitung eines Virus. Sehr viele Modelle stehen bereits zur Verfügung. Die Software kann auf allen Betriebssystemen installiert werden, für die Nutzung bestehender Modelle genügt aber meist die Browser-Version mit leicht eingeschränkter Funktionalität.
Die Darstellung der Modelle besteht aus mehreren Teilen. Mithilfe von Bedienungselementen können vor dem Start der Simulation die Parameter verändert werden. Die "Welt"-Ansicht zeigt die Bewegung der einzelnen Agenten, Veränderungen werden in Form von Diagrammen dargestellt. Für den Unterrichtseinsatz ist es am einfachsten, bestehende Modelle zu nutzen oder abzuwandeln. Eine umfangreiche Dokumentation und Tutorials helfen dabei.
Aktivität & Kreativität
Die Software ermöglicht es, die Abläufe in komplexen Systemen zu erkunden. Im Modell wird sichtbar, wie die Bestandteile eines Systems einander beeinflussen und wie sich dadurch das System im Zeitverlauf verändert. So kann das Programm in vielen, vor allem naturwissenschaftlichen, Fächern zum Einsatz kommen. Modelle können zur Demonstration dienen, oder Schülerinnen und Schüler entwickeln selbst Forschungsfragen und führen Versuchsreihen durch. Die Modelle können als HTML-Dateien exportiert und in Webseiten eingebettet werden.
Sozialform, Reflexion und weiterführende Themen
Die Software kann von der Lehrperson im Plenum zur Demonstration von Abläufen genutzt werden. Die aktive Arbeit am Modell kann in Einzel- oder Partnerarbeit erfolgen, entweder anhand vorgegebener Aufgaben oder mit selbst entwickelten Forschungsfragen.
Derzeit wird die blockbasierte Programmierumgebung NetTango entwickelt, durch die die recht komplexe Entwicklung eigener Modelle deutlich vereinfacht werden soll.
Altersgerechte Darstellung
Die Software kann auf allen geläufigen Betriebssystemen installiert werden, es sind keine besonders leistungsfähigen Computer notwendig. Die Browserversion läuft auch auf Smartphones und - besser - Tablets. Zur Illustration komplexer Abläufe und für eigene Versuchsreihen kann die Software bereits in der Sekundarstufe I eingesetzt werden.
Einsatzmöglichkeiten im Unterricht
Die Simulationen können wie hier mit Fragen und Forschungsaufgaben kombiniert werden, die in Einzel- oder Partnerarbeit durch Arbeit mit dem Modell zu lösen sind.
Bei der selbständigen Arbeit am Modell ist es sinnvoll, die SchülerInnen zunächst Hypothesen aufstellen zu lassen, die sie dann am Modell testen und verfeinern können. Bei den meisten Modellen können mehrere Parameter verändert und die Auswirkungen beobachtet und aufgezeichnet werden. Für die Auswertung der Ergebnisse sind, abhängig von der Komplexität des Modells, entsprechende mathematische Kenntnisse notwendig. NetLogo kann in allen naturwissenschaftlichen Fächern eingesetzt werden.
Auf der Seite Arbeit mit NetLogo Simulationen wird die Vorgangsweise im Detail beschrieben.
Weitere Anregungen gibt es in der Praxisidee Simulationen im Unterricht.
Technische Kriterien
- für alle gängigen Betriebssysteme verfügbar, geringe Systemanforderungen
- als Online-Version in jedem aktuellen Browser nutzbar
- Lizenz: Open Source
Installation/Zugang
Viele Simulationen können im Browser aufgerufen und als HTML-Dateien exportiert werden. Für einer intensive Arbeit mit den Modellen oder die Erstellung eigener Modelle sollte NetLogo installiert werden.
Datenschutz
Es ist kein Login für den Download oder die Nutzung der Browser-Version notwendig.
Interactive Whiteboard
NetLogo kann auf dem Whiteboard im Browser problemlos genutzt werden.
Usability & Sprachen
Die Bedienoberfläche, das Handbuch und die Mehrzahl der Modelle sind nur in englischer Sprache verfügbar.
Simulationen zu den verschiedensten Themen sind im "Model Library" schnell zu finden. Im Handbuch werden alle Funktionen umfassend beschrieben. Die Bedienung der Simulationen ist einfach. Die Erstellung eigener Modelle ist hingegen recht komplex, hierfür werden auch Programmierkenntnisse vorausgesetzt.
Fazit
NetLogo ist ein bewährtes Simulationswerkzeug, das seit 20 Jahren kontinuierlich weiterentwickelt wird. Es wird in der Wissenschaft wie auch im Unterricht oft genutzt, daher sind auch viele Materialien und Anleitungen verfügbar - allerdings fast nur in englischer Sprache. Dafür gibt es einen Stern Abzug. Ansonsten kann NetLogo in vielen, vor allem naturwissenschaftlichen, Fächern gut eingesetzt werden.
Linktipps & Tutorials
Praxisidee auf dem LehrerInnenweb zum Einsatz von Simulationen im Unterricht
Präsentation der Universität Graz (Zoologie) zu einigen grundlegenden Funktionen von NetLogo
Tutorials:
- Nutzung der Modelle in der “Model Library” - Tutorial #1: Running Models
- vertiefende Nutzung und Erforschung der Modelle, Kennenlernen der NetLogo Modellierungssprache - Tutorial #2: Commands
- Erweiterung bestehender und der Erstellung eigener Modelle - Tutorial #3: Procedures
Getestet April 2020