Computersimulatie als leermiddel

1e college

28 aug. 2000

SHEETS

Inleiding
Rik Min

Keywoorden: simulatie, computersimulatie, leermiddelen, micro-worlds, methoden & technieken, wiskundige modellen, variabelen, parameters, methoden van/voor leren, leermodellen, ontwerpconcepten, ontwerptheorieen, systemen, applets, Java en sjablonen.

Wat is een leermiddel? Een boek maar ook een uniek stuk software waar je een monitor voor nodig hebt en waar een boek niet tegenop kan; bijvoorbeeld een model-driven computersimulatie of een web-based 'microworld' met bewegende dynamische onderdelen.

Simulatie algemeen

Simulatie (als methode van leren) is in allerlei gedaanten in het onderwijs te zien. Rollenspelen, groepsgesprekken, managment games, oorlogspelen, trainingssimulatoren en sinds kort is er dan ook nog virtual reality. Onderstaand rijtje met betrekking tot een groot aantal soorten van simulatie in het onderwijs kan onbeperkt worden uitgebreid:

rollenspel
groepsgesprek
gesprekssimulatie
bedrijfsspelen
games in specifieke zin
computersimulatie zonder wiskundige modellen
trainingssimulatoren (scheepssimulatoren, etc.)
computersimulatie gebaseerd op wiskundige modellen
intelligente simulatie

Hier is simulatie bezien vanuit het perspectief van leren en leermiddelen, dus vanuit het perspectief van de onderwijskunde en de technologie. Dan betreed je het terrein van de toegepaste onderwijskunde. Wij beperken ons tevens tot computersimulatie in de zin van een programma op een standaard computer, dus een computerprogramma in de zin van software of courseware. Virtual reality bespreken we hier niet en trainingssimulatoren slechts terloops. Die onderwerpen zijn een apart boek waard.

Stelling: simulatie is het nabootsen van een werkelijkheid

Hier zal worden ingaan op computersimulatie als leermiddel, waarbij het programma en de bijbehorende hulpmiddelen - als software of beter gezegd als courseware - zich op een gewone computer bevinden. De programma's zijn vormgegeven op de manier zoals alle multimedia producten vandaag de dag zijn vormgegeven.

Computersimulatie

Computersimulatie kan worden gebruikt als leermiddel. Dergelijke leermiddelen kunnen worden ingezet in het onderwijs op school, bij bedrijfstrainingen of bij het buitenschoolse leren, zoals bij instituten als het LOI , de Open Universiteit of gewoon thuis, in het algemeen, op CD-i of opgehaald van de electronische snelweg. De computersimulatieprogramma's zijn over het algemeen volwaardige multimedia producten in die zin dat graphics, animaties, video en andere dynamische weergavevormen hierbij een grote rol spelen. Afgezien van het feit de wiskundige modellen dynamisch so wie so niet functioneren zonder een computer is bij deze vorm van simulatie de computer alleen al vanwege haar rol bij het digitaliseren van allerlei visuele informatie onontbeerlijk. Digitalisering van informatie is een belangrijke stap op weg naar handzame en overal toepasbare leermiddelen. In het onderwijs is de computer vanwege dit soort aspecten, maar om nog een hele boel andere redenen niet meer weg te denken.

Computersimulatietechnologie

Computersimulatie als leermiddel is een van de belangrijkste onderwerpen binnen de educatieve instrumentatietechnologie. De instrumentatietechnologie is de jongste loot aan de stam van de toegepaste onderwijskunde.

Stelling: Technologie is de wetenschap der techniek.

Het pas de verworvenheden uit de informatica toe en past dat toe op al die terreinen waarop de onderwijskunde zich traditioneel uitstrekt doch voegt een gehele nieuwe dimensie daar aan toe. De educatieve instrumentatietechnologie is bij uitstek toegepaste onderwijskunde.

Stelling Computersimulatietechnologie is de wetenschap der methoden,
technieken en theorie‘n voor het ontwerpen en het bouwen van een
simulatie-leeromgeving.

De wetenschap der computersimulatietechnologie - zoals hier beschreven - is multidisiplinair. We dienen dit goed te onderkennen. Als richtsnoer dient het onderstaande rijtje:

informatici
wiskundigen
inhoudsdeskundigen

De kennis der methoden en technieken raakt aan de informatica en zal meestal door mensen met een informatica achtergrond worden ingebracht, zoals natuurlijk ook programmeurs.

De kennis der modellen is meestal het terrein van de wiskundigen, hoewel de wiskundigen - in het algemeen - niet met kwantitatieve wiskundige modellen om kunnen gaan.

De kennis over het domein dient bij uitstek te worden ingebracht door inhoudsdeskundigen. Daarvoor zijn docenten, leraren en andere vakmensen onontbeerlijk.

Wiskundige modellen en simulatie

Computersimulatie gebaseerd op wiskundige modellen waarmee bepaalde fenomenen uit de werkelijkheid in bijvoorbeeld een onderwijs leersituatie kan worden toegepast noemen we model-driven simulatie.

Stelling: model-driven simulatie is computersimulatie gebaseerd op een
wiskundig model waarmee een fenomeen nagebootst kan worden.

This is ......