Interaktive Lernsoftware wird zu einem immer bedeutenderen Bestandteil der alltäglichen Unterrichtspraxis. Die Konzepte für diese Art der Software sind z.T. mehr als 30 Jahre alt.
Im Rahmen dieser Publikation wird anhand der Fachlichkeit Klimaklassifikation die Konzeption und Umsetzung einer zeitgemäßen Lernsoftware beschrieben.
Als Basis für die Fachlichkeit werden Grundlagen der Klimatologie und Klimaklassifikation wie z.B. der Planetarische Zirkulationsgürtel behandelt sowie die unterschiedlichen Systematiken der Klimaklassifikationen erläutert. Hierzu zählen die genetischen Ansätze von H. Flohn und die effektiven Ansätze von Lauer & Frankenberg oder W. Köppen.
Die unterschiedlichen Klimasystematiken werden auf; fachdidaktische Eignung und hinsichtlich Realisierbarkeit in einer Lernsoftware untersucht, sowie die Vor und Nachteile diskutiert.
Bei der fachlichen Konzeption der Lernsoftware werden neben der Auswahl des geeigneten Lernsoftwaretyps auch die didaktischen Grundlagen entwickelt.
Die praktische Umsetzung eines Konzepts in eine nutzbare Lernsoftware wird im zweiten Teil beschrieben. Im Stil eines Kochbuchs werden alle Schritte erläutert, die notwendig sind um ein Softwarekonzept zu erstellen und zu implementieren. Hierzu gehören neben dem fachlichen und technischen Konzept das Design als auch das Mensch Maschine Interface sowie die Klimadatenaufbereitung.
Am praktischen Beispiel werden Vor- und Nachteile von Technologien, Methoden und deren Umsetzung diskutiert. Die auf Basis dieser Überlegungen entstandene Lernsoftware „Klimastation“ kann kostenlos unter www.klimastation.com herunter geladen werden.
Als Referenz für diese Anwendung werden alle Funktionalitäten ausführlich erläutert und deren unterrichtliche Einsatzmöglichkeiten praktisch beschrieben.
Inhaltsverzeichnis
1. Einführung in die Thematik
2. Rahmenbedingungen für den Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologie im Unterricht
2.1. Politische Rahmenbedingungen
2.2. Informations- und Kommunikationstechnologie im Geographieunterricht
2.3. Hemmfaktoren für den Fortschritt im Klassenzimmer
2.3.1. Hemmfaktor Hardwareausstattung
2.3.2. Hemmfaktor Lehrerausbildung
2.3.3. Hemmfaktor Softwareausstattung
3. Ziele der Arbeit
3.1. Entwicklung einer interaktiven Lernsoftware
3.2. Anforderungen an die Lernsoftware
4. Klimatologie und Klimasystematik
4.1. Historische Entwicklung der Klimasystematik
4.2. Neuere Versuche der Klimaklassifikation
4.3. Die unterschiedlichen Ansätze bei der Klimaklassifikation
4.4. Die effektive Klimaklassifikation von W. Köppen
4.4.1. Klimazonen
4.4.2. Klimatyp
4.4.3. Klimauntertyp
4.5. Die genetische Klimaklassifikation von H. Flohn
4.5.1. Planetarische Zirkulationsgürtel
4.5.2. Klimatische Ausprägungen und Genese der Klimazonen nach H. Flohn
4.6 Effektive versus genetische Klimasystematik
5. Konzeption der Software
5.1. Wahl einer geeigneten Klimaklassifikation unter Berücksichtigung fachdidaktischer Aspekte
5.1.1. Der genetische Ansatz von H. Flohn
5.1.2. Der effektive Ansatz von W. Köppen
5.1.3. Der effektive Ansatz von Lauer & Frankenberg
5.1.4. Abschließende Zusammenfassung
5.2. Verwendete Klimadaten
5.2.1. Klimadatenquelle GHCN V2
5.2.2. Datenkonvertierung und Klimadatenstruktur der Lernsoftware „Klimastation“
5.3. Lernsoftwaretypologie
5.3.1. Simulationsprogramme
5.3.2. Informations- und Datenbanksysteme
5.3.3. Internet
5.3.4. Tutor- und Lernprogramme
5.3.5. Auswahl eines geeigneten Lernsoftwaretyps
5.4. Kartographische Darstellung
5.4.1. Praktische Umsetzung
5.4.2. Datenreduktion
5.5. Entwicklungsumgebung
5.6. Grundstruktur und Basisfunktionalität der Lernsoftware
5.6.1 Programmtechnische Grundstruktur
5.6.2 Prozedur „koeppen“
5.7 Benutzeroberfläche – Mensch Maschine Interface
5.7.1. Fenstertechnik
5.7.2. Pull - Down Menüs
5.7.3. Standardsteuerelemente
6. Funktionale Struktur, Installation und Bedienung
6.1. Funktionsübersicht
6.2. Programminstallation
6.2.1. Installation der Lernsoftware „Klimastation“
6.2.2. Installation des Programms „Klimastation“ innerhalb von Netzwerken
6.2.3. Programmstart
6.3. Hypermediales Kartensystem – Erdteilfenster
6.3.1. Toolbar Schaltfläche „Station wählen“
6.3.2. Toolbar Schaltfläche „Entfernung messen“
6.3.3. Toolbar Schaltfläche „Karte verschieben“
6.3.4. Toolbar Schaltfläche „nahe Stationen“
6.3.5. Visualisierungseffekte des Hypermedialen Kartensystems
6.4. Benutzerdialog „Klimadiagramm“
6.4.1. Klimadiagramm nach Walter und Lieth
6.4.2. Klimadiagramm mit Niederschlagsäulen
6.5. Menütitel „Datei“
6.5.1. Menüpunkt „Datei -> Exportieren“
6.5.2. Menüpunkt „Datei -> Drucken“
6.5.3. Menüpunkt „Datei -> Einstellungen“
6.5.4. Menüpunkt „Datei -> Beenden“
6.6. Menütitel „Stationen“
6.6.1. Menüpunkt „Stationen -> Station wählen“
6.6.2. Menüpunkt „Stationen -> Suchen“ und „Station -> Auswahl bearbeiten“
6.6.3. Menüpunkt „Stationen -> Suche nach Klassifizierung“
6.6.4. Menüpunkt „Stationen -> Benutzerdefinierte Stationen“
6.7. Menütitel „Ansicht“
6.7.1. Menüpunkt „Ansicht -> Erdteilkarte Visualisierungseffekte“
6.7.2. Menüpunkt „Ansicht -> Globus, Erdteil öffnen, Klimakarte, Legende“
6.8. Menütitel „Klimathemen“
6.9. Menütitel „Trainer“
6.9.1. Menüpunkt „Datei -> Programmeinstellungen -> Trainingsstationen festlegen“
6.9.2 Menüpunkte „Klimaklassifikation Üben und Testen“
6.9.3 Menüpunkte „KlassiQuiz und Highscore“
7. Zusammenfassende Bewertung der unterrichtlichen Einsatzmöglichkeiten der Lernsoftware „Klimastation“
7.1. Lehrplanbezug der Software
7.2. Mögliche Unterrichts- und Organisationsformen
7.3 Stellung der Lernsoftware im Unterrichtsverlauf
Zielsetzung und Themen
Das Hauptziel dieser Arbeit ist die Entwicklung einer interaktiven Lernsoftware zum Thema Klimaklassifikation, um den Mangel an unterrichtsbezogenen Programmen im Bereich der Geographie zu adressieren und die Vermittlung komplexer Klimazusammenhänge zu unterstützen.
- Analyse der Rahmenbedingungen für den Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologien im Schulunterricht.
- Vergleich verschiedener klimatologischer Ansätze zur Klimaklassifikation (insb. W. Köppen und H. Flohn) hinsichtlich ihrer Eignung für didaktische Zwecke.
- Konzeption und programmtechnische Umsetzung einer Lernsoftware unter Verwendung des GHCN V2 Datensatzes.
- Integration eines hypermedialen Kartensystems zur Förderung der räumlichen Handlungskompetenz.
- Bewertung der unterrichtlichen Einsatzmöglichkeiten und Einbindung der Software in den Unterrichtsverlauf.
Auszug aus dem Buch
Die effektive Klimaklassifikation von W. Köppen
Wie bereits im Abschnitt 4.2.erläutert, befasste sich W. Köppen seit 1884 mit der Entwicklung von Klimaklassifikationen. Nach seinem ersten rein deskriptiven Klassifikationsansatz veröffentlichte er 1931 eine effektive Klimaklassifikation, die bis heute leicht modifiziert wurde.
„Wegen der verschiedenen Verteilung der Sonnenstrahlung und der Rotationsmomente der Erdumdrehung auf die geographischen Breite beherrschen die letzteren nicht nur die Temperatur der Atmosphäre und ihre Unterlage, sondern auch Luftdruck, Wind und Niederschlag und damit auch den ganzen Charakter der Witterung, des organischen Lebens und der Kultur. Schon die alte Einteilung der Erde auf astronomischer Grundlage in eine heiße, zwei gemäßigte und zwei Polarzonen lieferte viele der bezeichnendsten klimatischen Züge der Erde. Für die Klimakunde bedarf sie aber einer Ergänzung...“.
Ausgehend von der Feststellung, dass die astronomische Einteilung einer Ergänzung bedürfe, entwickelte W. Köppen eine Klimaklassifikation, die, ausgehend von fünf Klimazonen durch weitere Kriterien elf Klimatypen unterscheidet, diese lassen sich wiederum durch sog. Untertypen weiter untergliedern.
Zusammenfassung der Kapitel
1. Einführung in die Thematik: Überblick über die historische Entwicklung der Informations- und Kommunikationstechnologie und deren zunehmende Bedeutung im schulischen Umfeld.
2. Rahmenbedingungen für den Einsatz von Informations- und Kommunikationstechnologie im Unterricht: Diskussion politischer Vorgaben und Identifikation von Hemmfaktoren wie Hardware- und Softwaremangel sowie Defiziten in der Lehrerausbildung.
3. Ziele der Arbeit: Darstellung des Ziels, eine interaktive Lernsoftware zur Klimaklassifikation zu entwickeln, um komplexe klimatische Zusammenhänge anschaulich zu vermitteln.
4. Klimatologie und Klimasystematik: Theoretische Auseinandersetzung mit verschiedenen Klassifikationsansätzen, insbesondere der effektiven Systematik nach W. Köppen und der genetischen Systematik nach H. Flohn.
5. Konzeption der Software: Detaillierte Beschreibung der Softwareentwicklung, der Datenquellen (GHCN V2) und der Entscheidung für den Tutorprogramm-Typ zur Vermittlung der Köppenschen Klassifikation.
6. Funktionale Struktur, Installation und Bedienung der Lernsoftware: Technische Dokumentation der Programminstallation, der Benutzeroberfläche und der verschiedenen Funktionsmodule wie Kartensystem und Trainingssequenzen.
7. Zusammenfassende Bewertung der unterrichtlichen Einsatzmöglichkeiten der Lernsoftware „Klimastation“: Reflexion über den Lehrplanbezug, verschiedene Unterrichtsformen und die methodische Einordnung der Software im Erdkundeunterricht.
Schlüsselwörter
Klimaklassifikation, W. Köppen, Lernsoftware, Geographieunterricht, Klimadiagramme, Klimastation, Informationstechnologie, Bildungsmedien, räumliche Handlungskompetenz, GHCN, Datenbank, Didaktik, Visualisierung.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit grundsätzlich?
Die Arbeit befasst sich mit der Entwicklung einer interaktiven Lernsoftware namens „Klimastation“, die Schülern helfen soll, Klimazusammenhänge und die Klimaklassifikation nach W. Köppen zu verstehen.
Was sind die zentralen Themenfelder?
Zentrale Themen sind die Didaktik der Geographie, die Implementierung von Informationstechnologien im Unterricht sowie die wissenschaftliche Auseinandersetzung mit Klimasystematiken.
Was ist das primäre Ziel der Arbeit?
Das Ziel ist die Erstellung eines digitalen Lehrmittels, das theoretische Klimaklassifikationen in die schulische Praxis überführt und dabei die räumliche Handlungskompetenz fördert.
Welche wissenschaftliche Methode wird verwendet?
Es erfolgt eine softwaretechnische Umsetzung auf Basis eines effektiven Klassifikationsansatzes, wobei reale Klimadaten (GHCN V2) zur Anwendung kommen.
Was wird im Hauptteil der Arbeit behandelt?
Der Hauptteil analysiert Klimaklassifikationen (Köppen vs. Flohn), entwirft eine didaktisch begründete Softwarekonzeption und dokumentiert die technische Realisierung.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren die Arbeit?
Die Arbeit wird durch Begriffe wie Klimaklassifikation, Lernsoftware, Geographie, Köppen und Datenbanksysteme definiert.
Warum wurde für die Software die Klassifikation nach W. Köppen gewählt?
Diese Klassifikation gilt als Klassiker mit hoher Transparenz, logischem Aufbau und guter Kompatibilität zu gängigen Klimadiagrammen, was sie didaktisch sehr wertvoll macht.
Welche Rolle spielt das GHCN V2 in der Software?
Das Global Historical Climatology Network (GHCN) dient als umfangreiche, verifizierte Datenbasis, um die Lernsoftware mit realen und wissenschaftlich belastbaren Klimadaten zu speisen.
- Citation du texte
- Zvezdan Djekic (Auteur), 2001, Entwicklung einer interaktiven Lernsoftware zur Klimaklassifikation mit einer Bewertung ihrer Einsatzmöglichkeiten im Unterricht, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/7480
