Systemdynamik BSc. Geographie an der Philipps Universität Marburg

Allgemeine Informationen

Das Verständnis von raum-zeitlichen Prozessen, die Abgrenzung und Modellierung geeigneter Systeme sowie die Simulation spezifischer Systemdynamiken sind von zunehmender Bedeutung in der Gesellschaft und Wissenschaft. Die Geographie nimmt als interdisziplinäres Wissenschaftsfeld hier eine wichtige Rolle ein. Die auf der Grundlage von Modellen durchgeführten Analysen bilden die Grundlage für Erkenntnisgewinn in der Forschung. Die resultierenden Medien und ihre Interpretation sind darüberhinaus zentrale Kommunikationsmittel in der Forschung aber auch für Entscheidungsträger und gesellschaftliche Meinungsbildung.

Voraussetzungen

  • Zulassung
  • Internetzugang
  • Es sind keine Vorkenntnisse in der Computermodellierung oder Programmierung erforderlich

Kursziele

Warum scheitern viel der Anti-Corona-Maßnahmen? Warum sterben scheinbar plötzlich nicht nur Fichten sondern auch Buchen und Eichen? Warum greifen Regionalförderungsmaßnahmen nur kurzfristig? Warum gibt es prosperierende Regionen, während andere Regionen stagnieren? Wie können Ressourcenmangement und Umweltschutzmaßnahmen wirksam und nachhaltig entwickelt und implementiert werden, ohne durch scheinbar unvorhersehbare Nebeneffekte unwirksam zu werden?

Die notwendige Geschwindigkeit des gesellschaftlichen ökologischen ökonomischen Wandel erzwingt ein immer schnelleres Lernen und Verstehen zum Teil hochkomplexer Zusammenhänge (Systeme). Diese Systeme sind in der Regel vielfach rückgekoppelt, dazu auf unterschiedlichen teilweise sehr langen zeitlichen und räumlichen Skalen und die Reaktionsmechanismen auf die Prozesssteuerung ist meist nicht linear. Das Verständnis solcher Prozesse ist sehr schwierig, gerade weil viele der Konsequenzen der wichtigsten Entscheidungen nicht sichtbar werden. Um komplexe Systeme zu Verstehen muss ein Systemdenken entwickelt werden, das in der Lage ist die raum-zeitliche Komplexität darzustellen und zu quantifizieren.

Der Kurs führt Sie in die systemdynamische Modellierung ein. Sie lernen, eine natürliche soziale und ökonomische Systeme hinsichtlich der Prozesse und Wirkungsgefüge zu visualisieren und in Funktionen abzubilden. Die Systemdynamik-Werkzeuge ermöglichen Modelle von Systemen zu erzeugen deren Simulationen es ermöglichen die Wirkungen und Nebeneffekte von unseren Modellvorstellungen zu untersuchen um so systematisch unser Verständnis für komplexe Zusammenhänge entwickeln zu können.

Der Hauptzweck der Modellierung ist es, unser Verständnis für komplexe Prozesse. Während des Kurses werden Sie verschiedene Simulationsmodelle verwenden, um strategische Themen wie Populationsdynamik, Räuber Beute Beziehungen, Verbreitung von Krankheiten, der ökologischen Nachhaltigkeit und andere Themen zu untersuchen.

Die Aufgaben vermitteln Ihnen praktische Erfahrung Im Entwickeln, Anpassen und Anwenden von Computersimulationsmodellen.

Der Kurs bietet so einen Einstieg in prozessbasiertes systemisches Denken und Modellieren. Er vermittelt den Umgang mit graphischer Modellierungssoftware und das Grundverständnis von nicht-linearen Prozessabläufen. Er stellt eine generelle Grundlage für Modellverständnis und Abstraktionskonzepte in der Wissenschaft dar.

Am Ende dieses Kurses können Sie:

  • grundlegende Systeme identifizieren und ihre Archetypen einordnen und kategorisieren sowie angemessen konzeptualisieren
  • ausgewählte Faktoren, Funktionen und Prozesse in realen Räumen auf Basis von funktionalen Wirkungen darstellen, beschreiben und erklären
  • Systemdynamische Archetypen für die Lösung spezifischer Probleme auswählen anpassen und einsetzen
  • ausgewählte Szenarien, Funktionen und Prozesse realer Weltausschnitte modellieren simulieren und bewerten

Kursmerkmale

Der Kurs ist als Präsenzveranstaltung mit Selbststudium konzipiert.

Information aufgrund der Coronavirus-Pandemie: Aus Gründen des Infektionsschutzes sind physische Präsenzveranstaltung derzeit nicht möglich. Der Kurs findet deshalb in digitaler Präsenz statt.

Kursmaterialien

Grundlagenliteratur:

  • Meadows, D. H., & In Wright, D. (2008). Thinking in systems: A primer. Download
  • Arndt, H. Systemisches Denken im Wirtschaftsunterricht, FAU University Press, ISBN: 978-3-96147-013-6 Download
  • Bossel H.,(2004), Systeme, Dynamik, Simulation: Modellbildung, Analyse und Simulation komplexer Systeme Download 1989 Ausgabe.

Darüberhinaus gibt es unter den Aufgabenstellungen zusätzliche Lektüre. Die dort verlinkten Artikel, Tutorials und Studien sind online verfügbar (students account) oder auf Ilias eingestellt.

Modellierungssoftware

Dieser Kurs verwendet spezifische Modellierungssoftware. Es gibt zahlreiche hervorragende Softwarepakete für die Simulation von Systemdynamik. Die meisten sind sehr empfehlenswert. Einen guten Einstieg finden Sie unter systemdynamics.org

Wir verwenden im Kurs insight maker von Gene Bellinger. Insight maker ist ein browsergestütztes Werkzeug. In Zeiten der digitalen Präsenzlehre und der unterschiedlichsten Hardware ist die Nutzung eines Plattform und Hardwareunabhägigen Werkzeugs quasi zwingend. Sie benötigen für die Nutzung einen Account den Sie mit einer beliebigen E-Mail-Adresse einrichten können.

Zeitaufwand und Ablauf

Am 13.04.2021 findet die Online-Auftaktveranstaltung statt. Der Link wurde per Email zugesendet. In einer durchschnittlichen Arbeitswoche sollten Sie 7-10 Stunden für den Kurs aufwenden. Die Aufteilung ist etwa wie folgt:

  • Digitale Präsenz: 2 Stunden pro Woche
    • Der Kurs findet 1 mal pro Woche als 90 minutiöse Sitzung statt - Anwesenheit ist erforderlich für das Verständnis
    • Optional ein Tutorium zur Wiederholung bei dem Fragen beantwortetet werden - freiwillige Teilnahme
  • Studium außerhalb der Präsenz: 5-8 Stunden pro Woche
    • Wöchentliche Lektüre zur Vorbereitung auf die Präsenz
    • Wöchentliche praktische Modellierung Reflexion mit dem Online-Werkzeug
    • Wöchentliche Bearbeitung von Aufgaben
  • Zur Vorbereitung der Präsenzzeiten, des Tutoriums wird in Ilias ein Forum für Fragen eingerichtet. Diese werden bis jeweils Montag Abend 18:00 Uhr berücksichtigt.
  • Die Präsenzzeit dient (1) einer kompakten Einführung in die jeweilige Thematik und (2) der Diskussion der Fragen, die zu den Input-Einheiten in Form von Screencasts, Videos und Readern sowie Übungsaufgaben auftreten. Sollte die Präsenzveranstaltung technisch nicht stattfinden können wird ein Screencast mit der Beantwortung der Fragen online gestellt.
  • Als Studienleistung sind insgesamt vier Aufgaben zu bearbeiten
  • Als Prüfungsleistung ist eine kleine Studie als Projekt durchzuführen. Der Projektbericht wird auf der Grundlage des erstellten Modells bewertet. Der Umfang des Berichtes soll 3-5 Seiten betragen. Genauere Angaben zu den Projekten, der Art des Berichts und den Bewertungskriterien werden zum 01.05.2021 verfügbar gemacht. Die Prüfungsleistung ist individuell zu erbringen.
  • Der Bewertungsleitfaden wird bis zum 01.05.2021 eingestellt
  • Abgabe des Projektes: 15.09..2021 (00 Uhr)

Kurszeiten und Inhalte

Sitzung Datum Thema Inhalt
1 NN Organisation und Einführung  
2 NN Grundlagen Sitzung 1 Konzepte der Systemdynamik - Systemdynamik-Werkzeuge
3 NN Grundlagen Sitzung 2 Aufbau eines Modells, Problemdefinition und Modellzweck
4 NN Grundlagen Sitzung 3 Zustände, Flüße und und Kopplungen als Repräsentation von Systemen
5 NN Grundlagen Sitzung 4 Generische Strukturen und Archetypen,
6 NN Grundlagen Sitzung 5 Einfache Systeme, Epedimie
7 NN Grundlagen Sitzung 6 Räuber-Beute
8 NN Ausfalltermin Projektseminar  
9 NN Grundlagen Sitzung 8 Nachhaltige Ressourcennutzung
10 NN Projektphase Sitzung 10 Einführung in die Projektarbeit
11 NN Projektphase Sitzung 11 5 Minuten Bericht Stand Projektarbeit
12 NN Projektphase Sitzung 12 5 Minuten Bericht Stand Projektarbeit
13 NN Projektphase Sitzung 13 5 Minuten Bericht Stand Projektarbeit
14 NN Projektphase Sitzung 14 Nachbereitung des Kurses und Evaluation

Kursleiter

Chris Reudenbach

Chris Reudenbach