Molecular Workbench
Molecular Workbench (MW) ist eine Java-Software, die das Erstellen von visuellen, interaktiven Computer-Experimenten für das Lehren und Lernen der Naturwiassenschaften ermöglicht. Es handelt sich dabei um ein Open-Source-Projekt, dass von dem Concorde-Consortium getragen wird, welches eine Non-Profit-Organisation ist, die Open-Source-Bildungs-Technologien entwickelt und kostenlos für Schüler, Lehrer und Schulen anbietet.
Molecular Workbench ermöglicht nicht nur die Simulation von Vorgängen auf Teilchenbasis. Es beinhaltet auch ein Autorensystem für die Erstellung von interaktiven Lernumgebungen. Erst vor kurzem hat Google dem Projekt 2.5 Millionen Dollar gespendet, damit MW die Erstellung von HTML5-Simulationen ermöglicht. Erste Ergebnisse sind auf dieser Seite zu sehen, wo es Links zu Simulationen gibt, die auch auf Tablets und Handy darstellbar sein sollten.
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Download und Installation
Homepage mit Link zur Installation per Webstart. Es gibt auch eine Möglichkeit Molecular Workbench Offline zu installieren. Im gezippten Paket sind auch auch alle Demo-Dateien enthalten.
Leider gibt das Programm Molecular Workbench bisher nicht in Deutsch. Grund dafür ist, dass sich noch kein Freiwilliger für eine Übersetzung gemeldet hat. Beim Hauptentwickler Charles Xie kann man sich aber bei Interesse und ausreichend Zeit eine Datei mit den zu übersetzenden Ausdrücken zuschicken lassen.
Allgemeiner Aufbau
Simulationsmöglichkeiten
Die Simulation geschieht in verschiedenen Simulationscontainer, wobei teilweise schon vorhandene Open-Source-Software genutzt wird. So wird für die Darstellung von 3D-Molekül-Modellen JMol verwendet.
Laut Homepage gibt es folgende Arten von Simulationscontainer:
- Kontiuumsmechanik(?) zum Beispiel Wärmeübertragung und Stromleitfähigkeit
- Klassische Mechanik
- Simulation von mittelgroße Teilchen, wie Moleküle
- Simulation auf Atomebene
- Simulation auf Subatomarer Ebene
Einsatzgebiete für die Simulation könnten zum Beispiel sein:
- Gasgesetze
- Strömungsmechanik
- Eigenschaften von Materialien
- Aggregatzustände der Materie
- Phasen-Übergänge
- Wärmetransport
- chemische Bindung
- chemische Reaktionen
- Struktur-Funktions-Beziehungen
- Der genetische Code
- Protein-Synthese
- Licht-Materie-Wechselwirkungen
- Elektronen-Materie-Wechselwirkung
- Quanten Phänomene
Interaktivität
...
Dabei können die Simulationen manipuliert, Ergebnisse "fotografiert" und Abfragen erstellt werden. Fertige Dateien können auf dem Server zur Verfügung gestellt werden und von dort von den Schülern genutzt werden. Auf der Homepage gibt es außerdem zahlreiche fertige Unterrichsmaterialien, allerdings überwiegend nicht in Deutsch.
Anleitungsvideos
Zwei Videos geben eine sehr kurze Einführung in das Programm:
