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Diskrete Simulationsmodelle im Informatikunterricht zu behandeln, scheint auf den ersten Blick nicht ganz einfach zu sein. Dass es jedoch möglich ist, zeigte Herr Dr. Herper in seinem Workshop. Bereits beim Betreten des Raumes fiel mein Blick sofort auf ein dekoratives Lego–Modell, welches einen Straßenabschnitt mit einer Tankstelle nebst Zufahrten erkennen ließ und in mir den Eindruck erweckte, dass der Workshop interessant zu werden verspricht.
Zu Beginn stellte Herr Dr. Herper klar, dass die Beschäftigung mit Simulationsmodellen sehr gut zu den Richtlinien des Informatikunterrichtes in der Sekundarstufe II passt. Den Teilnehmern wurde eine Situation vorgestellt, die grundlegend für diesem Workshop die Modellbildung, Prozessbeschreibung und Erarbeitung von Fragestellungen, sowie deren Analyse erlaubt. Wie man sich aufgrund des bereits erwähnten Tankstellenmodells denken kann, sollte es um die Simulation einer Tankstelle gehen.
Auch wenn dieses konkrete Thema nur begrenzt zur Alltagswelt von Schülern gehört, dürfte die Untersuchung dieses Problems dennoch interessant und spannend sein. Im Workshop wurden nun alle Phasen des Modellierens durchlaufen: Es standen mögliche Fragestellungen im Fokus, welche mithilfe einer Simulation beantwortet werden könnten. Ferner wurden Systemgrenzen festgelegt; außerdem Objekte klassifiziert, die in das Modell einfließen und diskutiert, wie detailliert die Objekte beschrieben werden müssen. Die Bescheibung der Objekte erfolgte dabei in UML-Notation. All dies kann im Unterricht sehr gut zusammen mit Schülerinnen und Schülern erarbeitet werden.
Schließlich wurde die Simulation trocken – sprich ohne Rechner – durchgeführt. Zwei zehnseitige Würfel erzeugten Zufallszahlen, die darüber entschieden, wann ein Auto zur Tankstelle einbiegt, wie lange der Tankvorgang dauert und ob die Person in Eile schnell bezahlt oder noch einen größeren Einkaufbummel im Tankstellenshop vornimmt. In einer Tabelle wurden dabei die Zeitpunkte, zu denen eine neue Phase begann, eingetragen. Im Workshop machte sich an dieser Stelle Murphys Gesetz bemerkbar, welches für ungeeignete Zufallszahlen sorgte und den (uninteressanten) Fall erzeugte, dass ein neues Auto immer erst dann an die Tankstelle fuhr, wenn das vorherige die Tankstelle bereits verlassen hatte. Ein wenig »menschliche Nachhilfe« sorgte dann aber doch noch für eine betriebsame Tankstelle :-)
Die – vermutlich für Schüler interessanteste – Phase begann dann mit der Visualisierung des erwürfelten Ablaufs. Dafür wurde das Animationswerkzeug »Proof Animation« benutzt, welches leicht zu bedienen ist und recht ansprechende Animationen erzeugt.
Auch wenn das Würfeln gut geeignet ist, um Schülern die Abläufe des Modells zu verdeutlichen, ist eine Übertragung in ein Computermodell wünschenswert. Dies geschah im Workshop unter Verwendung der Simulationssprache WinGPSS, mit deren Hilfe Animationsablaufprotokolle erzeugt werden, die Proof Animation dann darstellt.
Fazit: Der Workshop war sehr interessant. Die vorgestellte Unterrichtsreihe halte ich für durchaus realisierbar und interessant für Schülerinnen und Schüler. Probleme sehe ich höchstens in der Simulationssprache WinGPSS: ich hatte den Eindruck, dass man dafür Einarbeitungszeit benötigt. Da ich mit WinGPSS keine eigenen Erfahrungen habe und im Workshop nur ganz kurz darauf eingegangen wurde, kann ich die Komplexität dieses Programms aber nicht genau beurteilen.