Mit dem Projektor unterrichten: Simulationen für die Klasse

Mit dem Projektor zu unterrichten ist noch immer der schnellste Weg, dreißig Lernende im selben Moment auf dieselbe Idee schauen zu lassen. Eine Simulation auf der großen Leinwand macht aus diesem Moment ein Experiment: Sie ändern eine Sache, die ganze Klasse sieht, was passiert, und alle haben etwas zum Diskutieren. Dieser Leitfaden zeigt, wie Sie eine solche Demo für die ganze Klasse mit Simulic gut durchführen. Sie richten den Präsentationsmodus ein, bringen die Lernenden mit einem QR-Code auf ihre eigenen Geräte, führen eine Demo Schritt für Schritt durch und nutzen Fragetechniken, die alle zum Denken bringen, nicht nur die drei, die sich immer melden. Am Ende stehen drei Beispiel-Demos in Physik, Chemie und Biologie mit den echten Werten, die jede Simulation zeigt.

Wenn Sie neu bei Simulationen im Unterricht sind, beginnen Sie mit dem umfassenderen Leitfaden zu interaktiven Simulationen im Unterricht. Dieser Artikel geht tiefer auf den Projektor-Teil ein.

Warum sich eine Demo für die ganze Klasse lohnt

Eine Projektor-Demo ist kein Vortrag mit bewegten Bildern. Gut gemacht, leistet sie drei Dinge, die Einzelarbeit schlecht leistet:

• Sie schafft eine gemeinsame Frage. Wenn alle dasselbe Ereignis vorhersagen, hat die Diskussion einen Fokus. Mit dreißig Lernenden an dreißig Bildschirmen erhalten Sie dreißig verschiedene Erkundungen und keinen gemeinsamen Punkt zum Besprechen.
• Sie bringt Fehlvorstellungen öffentlich ans Licht. Wenn die Hälfte der Klasse vorhersagt, dass die schwerere Kugel zuerst landet, wissen Sie es sofort, und alle sehen gemeinsam den Beleg.
• Sie zeigt vor, wie man die Simulation nutzt. Lernende, die Ihnen zusehen, wie Sie jeweils eine Variable ändern, übernehmen diese Gewohnheit, wenn sie allein arbeiten.

Der Preis dafür: Die Lernenden schauen nur zu. Halten Sie Demos kurz (8–12 Minuten pro Zyklus) und übergeben Sie die Simulation an die Lernenden, sobald die gemeinsame Frage beantwortet ist.

Den Präsentationsmodus vor dem Unterricht einrichten

Der Präsentationsmodus zeigt eine Simulation auf dem Klassenbildschirm ohne den Ballast, den die Lernenden auf ihren eigenen Geräten brauchen.

1. Öffnen Sie die Seite der Simulation, klicken Sie auf Teilen und stellen Sie auf dem Tab Simulation die Startwerte für Ihre Demo ein. Diese Werte werden an dem Link festgelegt, den Sie als Nächstes erstellen.
2. Benennen Sie auf dem Tab Freigabelinks unter Neuer Link den Link („4. Stunde · Demo“) und klicken Sie auf Link erstellen.
3. Klicken Sie auf der Linkkarte auf Präsentieren. Der Link öffnet sich in einem neuen Tab im Präsentationsmodus, also dem Spiel-Link mit ?present=1 am Ende. Sie können ?present=1 auch selbst hinter jeden Spiel-Link tippen.
4. Nutzen Sie Vollbild, damit die Simulation den Projektor füllt, und Neu starten, um sie von vorn laufen zu lassen.

Der Präsentationsmodus zeigt nur die Simulation. Fragen und Vorhersagesperren am Link erscheinen nicht, sodass die Demo nie an einer Frage hängt, die für die Lernenden gedacht ist. Wenn die Lernenden denselben Link auf ihren eigenen Geräten öffnen, sehen sie die Fragen.

Öffnen Sie den Präsentationslink vor dem Unterricht auf dem Rechner im Klassenzimmer, nicht nur auf Ihrem Laptop. Prüfen Sie drei Dinge: Der Text ist von der letzten Reihe lesbar (zoomen Sie den Browser auf 125–150 %, wenn nicht), der Projektor zeigt die ganze Simulation, und das Schulnetz blockiert simulic.com nicht.

Die Lernenden auf ihre eigenen Geräte bringen: QR-Code zeigen

Irgendwann soll die Klasse aufhören zuzusehen und anfangen zu testen. Klicken Sie im Präsentationsmodus auf QR-Code zeigen. Ein großer QR-Code füllt den Bildschirm, darunter die kurze Adresse. Die Lernenden scannen ihn mit Smartphone oder Tablet oder tippen die Adresse am Laptop ein, und die Simulation öffnet sich auf ihrem Gerät mit allen angehängten Fragen. Schließen Sie den QR-Code mit dem × und machen Sie mit der Demo weiter.

Das dauert etwa 30 Sekunden und braucht keine Konten. Die Lernenden tippen nur dann einen Spitznamen, wenn der Link Fragen hat. Bei älteren Klassen können Sie den QR-Code weglassen und den Link stattdessen in Ihrer Lernplattform oder in Teams posten; lesen Sie Eine Simulation in Microsoft Teams teilen.

Eine Demo für die ganze Klasse Schritt für Schritt

Dieser Ablauf folgt dem Zyklus Vorhersagen, Beobachten, Erklären, angepasst an einen Bildschirm und eine ganze Klasse.

1. Schreiben Sie eine Frage an die Tafel, bevor die Simulation sichtbar ist. „Fällt sie zurück, umkreist sie die Erde oder entkommt sie?“ ist eine Frage. „Schauen wir uns Umlaufbahnen an“ ist keine.
2. Zeigen Sie den Aufbau, ohne etwas zu starten. Nennen Sie jeden Regler, den Sie nutzen werden, und seinen aktuellen Wert. Zeigen Sie auf den Bildschirm. Die Lernenden können nicht vorhersagen, was sie nicht verstehen.
3. Lassen Sie alle sich festlegen. Nutzen Sie Mini-Whiteboards, Think-Pair-Share oder eine Schlüsselfrage (unten). Niemand schaut zu, bevor alle eine Antwort haben.
4. Führen Sie es einmal schweigend durch. Bitten Sie die Lernenden, auf eine bestimmte Sache zu achten: die Lampe, das Diagramm, den Landepunkt.
5. Drücken Sie Neu starten und führen Sie es noch einmal durch, während die Lernenden kommentieren. „Was siehst du jetzt? Und jetzt?“
6. Lassen Sie die Lernenden erklären, bevor Sie es tun. Nehmen Sie zwei oder drei Erklärungen, darunter eine falsche, und geben Sie dann das wissenschaftliche Modell.
7. Ändern Sie eine Variable und wiederholen Sie die Schritte 3–6 zügig. Der zweite Zyklus dauert halb so lang wie der erste.
8. Übergeben Sie. Zeigen Sie den QR-Code und geben Sie den Lernenden ein Ziel, das sie selbst finden sollen, etwa einen Wert, eine Schwelle oder ein Muster.

Fragetechniken, die alle einbeziehen

Think-Pair-Share

Stellen Sie die Frage und geben Sie dann 30 Sekunden stilles Nachdenken (kein Reden, kein Schreiben an der Tafel), eine Minute zum Vergleichen mit der Nachbarin oder dem Nachbarn, und rufen Sie dann Paare auf. Paare teilen eine Antwort, auf die sie sich geeinigt haben, lieber, und die stille Zeit hindert schnelle Lernende daran, die Antwort für alle festzulegen. Nutzen Sie das für „Warum“-Fragen und offene Vorhersagen.

Schlüsselfragen

Eine Schlüsselfrage ist eine Multiple-Choice-Frage, bei der jede falsche Option auf eine bekannte Fehlvorstellung zeigt. Die ganze Klasse antwortet gleichzeitig mit Fingern (1–4) oder ABCD-Karten, und innerhalb einer Minute entscheiden Sie: weitermachen oder die Fehlvorstellung jetzt behandeln. Eine gute Schlüsselfrage lässt sich in zehn Sekunden beantworten und in zehn Sekunden durch den Raum überblicken. Jede Demo unten enthält eine. Wie Sie solche Fragen in eine Abfolge einbauen, lesen Sie unter formative Bewertung mit Simulationen.

Mini-Whiteboards

Whiteboards eignen sich am besten für Zahlen und Skizzen: „Schreibe den pH-Wert“, „Skizziere das Diagramm, das du erwartest“. Zählen Sie „3, 2, 1, zeigen“ herunter, damit niemand abschreibt. Überblicken Sie den Raum, wählen Sie zwei verschiedene Antworten und lassen Sie beide begründen, bevor Sie die Simulation starten.

Welche Technik Sie auch nutzen: Warten Sie nach einer Frage mindestens drei Sekunden, bevor Sie eine Antwort annehmen, und bestimmen Sie, wer antwortet, statt Meldungen zu nehmen. Beide Gewohnheiten erhöhen die Zahl der Lernenden, die wirklich nachdenken.

Demo 1: Newtons Kanone (Physik, etwa 12 Minuten)

Nutzen Sie Newtons Kanone 3D, die eine Kugel waagerecht von einem gedachten Berg auf einer 3D-Erde abfeuert. Legen Sie Berghöhe h = 400 km und v₀ = 7 km/s fest, mit „Bahnen früherer Schüsse behalten“ an. Die Simulation braucht 3D-Grafik, testen Sie sie also zuerst auf dem Rechner im Klassenzimmer.

Festlegen. „Die Kugel verlässt den Berg mit 7 km/s, etwa 25.000 km/h. Fällt sie zurück, umkreist sie die Erde oder entkommt sie?“ Die meisten wählen „umkreist“: 7 km/s klingen unmöglich schnell.

Beobachten. Drücken Sie Feuern. Die Kugel fällt Tausende Kilometer entfernt auf die Erde zurück. Das Feld zeigt, warum: Bei 400 km beträgt die Kreisbahngeschwindigkeit 7,67 km/s und die Fluchtgeschwindigkeit 10,85 km/s.

Variieren. Drücken Sie den Button „v₀ = vI (Kreis)“ und feuern Sie erneut: eine Kreisbahn mit einer Umlaufzeit von etwa 92 Minuten, dieselbe Höhe und Umlaufzeit wie bei einer Raumstation. Stellen Sie dann v₀ = 9 km/s ein: eine Ellipse, deren fernster Punkt etwa 8560 km hoch liegt, mit einer Umlaufzeit von etwa 3,1 Stunden.

Schlüsselfrage. „Bei 9 km/s ist die Umlaufzeit: A) kürzer als 92 Minuten, B) gleich, C) länger, D) sie kommt nicht zurück.“ Antwort C. A bedeutet, dass die Lernenden denken „schneller heißt eine schnellere Runde“, B bedeutet, dass sie denken, die Höhe lege die Umlaufzeit fest, und D bedeutet, dass sie denken, alles, was schneller als die Kreisbahn ist, entkomme. Feuern Sie dann mit 11 km/s, um D zu klären: Über 10,85 km/s entkommt die Kugel.

Demo 2: starke und schwache Säuren (Chemie, etwa 10 Minuten)

Nutzen Sie Starke und schwache Säuren. Legen Sie die schwache Säure als CH₃COOH (Essigsäure) und die Konzentration bei 0,1 M fest. Der Bildschirm zeigt zwei Bechergläser nebeneinander: HCl und Essigsäure in gleicher Konzentration.

Festlegen (Mini-Whiteboards). „Beide Säuren sind 0,1 M. Schreibe den pH-Wert, den du für jede erwartest.“ Viele schreiben zweimal dieselbe Zahl.

Beobachten. HCl hat einen pH-Wert von 1,00. Essigsäure hat einen pH-Wert von etwa 2,88, mit einem Ionisationsgrad α von etwa 1,3 %, also etwa 1 Molekül von 76. Die Lampe im HCl-Becherglas leuchtet hell und die in der Essigsäure schwach, weil im HCl-Becherglas etwa 76-mal mehr H⁺-Ionen sind.

Variieren. Drücken Sie Mg zugeben. HCl sprudelt viel schneller. Stellen Sie dann die Schlüsselfrage, bevor die Reaktion zu Ende ist: „Welches Becherglas liefert am Ende mehr Wasserstoff? A) HCl, B) Essigsäure, C) gleich viel, D) keines, weil die schwache Säure nicht reagiert.“ Antwort C: Beide Bechergläser enthalten dieselbe Menge Säure, also ist das endgültige Volumen an H₂ gleich. Die schwache Säure ist nur langsamer.

Erweitern. Drücken Sie 10× verdünnen. Essigsäure mit 0,01 M hat einen pH-Wert von etwa 3,39, und α steigt auf etwa 4,1 %. Bitten Sie die Paare zu erklären, wie α steigen kann, während [H⁺] sinkt.

Demo 3: Herdenimmunität (Biologie, etwa 12 Minuten)

Nutzen Sie Ausbreitung von Infektionen und Herdenimmunität, ein SIR-Modell mit 100.000 Personen. Legen Sie den Erreger als COVID-19 (ursprünglicher Stamm, R₀ ≈ 3), Impfung bei 0 % und Kontaktreduktion bei 0 % fest.

Zuerst beobachten. Zeigen Sie den ungebremsten Ausbruch: Beachten Sie den Gipfeltag, die Gipfelhöhe und ob die rote Linie die Krankenhauskapazität überschreitet.

Think-Pair-Share. „Wie viel Prozent der Menschen müssen geimpft sein, damit der Ausbruch nicht in Gang kommt?“ Paare raten meist 50 % oder 100 %.

Auflösen. Das Feld zeigt die Schwelle der Herdenimmunität 1 − 1/R₀ = 67 %. Der Impfstoff hier ist aber nur etwa zu 70 % wirksam, also verlangt das Feld mindestens 96 % Abdeckung. Ziehen Sie die Impfung nach oben und sehen Sie zu, wie die Kurve abflacht. Bei 95 % kommt der Ausbruch gerade noch in Gang (Rₑ liegt knapp über 1); bei 96 % ändert sich der Text zu „Der Ausbruch kommt nicht in Gang“. Fragen Sie, warum 95 % nicht ganz reichen: Dieses knappe Verfehlen ist selbst ein Diskussionspunkt.

Variieren. Stellen Sie die Kontaktreduktion auf 20 % (Masken, Abstand). Jetzt stoppt der Ausbruch bei etwa 84 % Impfung, weil Rₑ = 3 × 0,8 × (1 − 0,7 × 0,84) ≈ 1. Probieren Sie dann Masern (R₀ ≈ 15): Die Schwelle liegt bei 93 %, und bei einem zu 97 % wirksamen Impfstoff verlangt das Feld mindestens 97 %. Saisonale Grippe (R₀ ≈ 1,5) braucht nur etwa 56 %.

Schlüsselfrage. „Kontaktreduktion 50 % und Impfung 30 %. Kommt der COVID-19-Ausbruch in Gang? A) ja; B) nein, weil 50 % + 30 % über der Schwelle von 67 % liegen; C) nein, weil das Halbieren der Kontakte allein genügt; D) er beginnt, hört aber innerhalb einer Woche auf.“ Antwort A: Rₑ = 3 × 0,5 × (1 − 0,3 × 0,7) ≈ 1,2, noch über 1. B bedeutet, dass die Lernenden Prozentwerte addieren, statt die Effekte zu multiplizieren; C bedeutet, dass sie vergessen, dass R₀ = 3 halbiert immer noch 1,5 ist.

Nach der Demo: an die Lernenden übergeben

Die Demo beantwortet eine gemeinsame Frage. Die Lernenden lernen mehr, wenn sie danach ihre eigene beantworten. Zeigen Sie den QR-Code und setzen Sie ein Ziel, für das dieselbe Simulation gebraucht wird:

• Physik: „Finde die niedrigste Geschwindigkeit, die von einem 1000 km hohen Berg noch eine Umlaufbahn ergibt.“
• Chemie: „Finde eine Konzentration, bei der α von Essigsäure über 10 % liegt.“ (Bei 0,001 M sind es etwa 12 %.)
• Biologie: „Finde die niedrigste Impfquote, die Masern bei 30 % Kontaktreduktion stoppt.“

Hängen Sie ein Fragenset an den Link, um die Antworten zu sammeln: bis zu fünf Fragen, darunter Zahlenfragen, die automatisch mit einer Toleranz geprüft werden. Die Lernenden antworten mit einem Spitznamen unter der Simulation, und Sie sehen die Ergebnistabelle auf der Seite „Teilen“. Zum Schreiben dieser Fragen lesen Sie Simulationen zu Quizfragen hinzufügen.

Häufige Probleme mit dem Projektor

• Text zu klein. Zoomen Sie den Browser vor dem Unterricht und nutzen Sie Vollbild.
• Die 3D-Simulation zeigt eine WebGL-Meldung. Der Rechner im Klassenzimmer kann keine 3D-Grafik darstellen. Probieren Sie einen anderen Browser oder schalten Sie die Hardwarebeschleunigung ein.
• Der Projektor schneidet die Ränder ab. Stellen Sie den Rechner auf Duplizieren (Spiegeln) des Bildschirms in der Auflösung des Projektors.
• Die Geräte der Lernenden können den Link nicht öffnen. Ein Schulfilter blockiert möglicherweise simulic.com. Bitten Sie die IT, die Seite freizugeben, und lassen Sie in der Zwischenzeit die Demo auf dem Projektor laufen.

Häufige Fragen

Was ist der Präsentationsmodus?

Es ist ein Freigabelink, der mit ?present=1 am Ende oder mit dem Button Präsentieren auf der Seite „Teilen“ geöffnet wird. Er zeigt die Simulation für den Klassenbildschirm, mit den Buttons Neu starten, Vollbild und QR-Code zeigen, und blendet die Fragen aus.

Brauchen die Lernenden Konten, um über den QR-Code beizutreten?

Nein. Sie scannen den Code, und die Simulation öffnet sich. Hat der Link Fragen, tippen sie einen Spitznamen.

Kann ich den Präsentationsmodus in einer Online-Stunde nutzen?

Ja. Geben Sie in der Videokonferenz Ihren Bildschirm frei und posten Sie den Spiel-Link im Chat, statt den QR-Code zu zeigen.

Wie lange sollte eine Projektor-Demo dauern?

Ein Zyklus aus Vorhersagen, Beobachten und Erklären dauert 8–12 Minuten. Zwei Zyklen mit einem Variablenwechsel sind ein gutes Maximum, bevor die Lernenden übernehmen.

Kann ich eine Simulation zeigen, ohne zuerst einen Link zu erstellen?

Sie können jede Simulationsseite projizieren, aber der Präsentationsmodus und der QR-Code funktionieren an Freigabelinks. Einen Link zu erstellen dauert ein paar Sekunden und erlaubt Ihnen, die Startwerte festzulegen.