Komplexe Systeme und Selbstregulation: eine Modellsystemsequenz für fächerübergreifendes Lernen

Abstract

Dieser Beitrag stellt eine fächerübergreifende Sequenz von Modellsystemen vor, die Schülerinnen und Schülern der S II Zugänge zum Themenbereich Komplexe Systeme, Strukturbildung und Selbstregulation eröffnet. Die Sequenz beginnt in den Bereichen Mechanik und Akustik (Musikinstrumente). Ausführlich wird eine Elementarisierung der selbsterregten Schwingungen eines Reibungspendels beschrieben, das als Analogon für eine gestrichene Saite sowie eine angeblasene Orgelpfeife dient. Anhand der Modellsysteme können Schüler durch grafische Konstruktion die Strukturprinzipien Rückkopplung und Fließgleichgewicht entdecken und lernen, sie zur qualitativen, analogiebasierten Erklärung von Prozessen der Selbstregulation einzusetzen. Weitere Beispiele aus den Bereichen der Biologie, des motorischen Lernens und der Ökonomie werden kursorisch vorgestellt und erprobte Lernphasen bei der Exploration selbstregulierender Modellsysteme vorgeschlagen.