Die Förderung naturwissenschaftlich experimenteller Arbeitsweisen sowie Wissen über die Entwicklung, den Einsatz und die Grenzen von Modellen gehört mit zu den zentralen Bildungsaufgaben. Eine Methode, um insbesondere die Entwicklung, den Einsatz und die Grenzen von Modellen zu thematisieren ist die Verwendung einer Black Box im Unterricht. Dabei handelt es sich um einen abgeschlossenes, unbekanntes System welches durch verschiedene Eingaben manipuliert werden kann. Aufgrund dieser Eingaben macht die Black Box bestimmte Ausgaben auf deren Grundlage eine Vermutung über die innere Struktur der Black Box angestellt werden kann. Die Thematisierung dieses Untersuchungsprozesses, der durchlaufen wird, um Aussagen über die innere Struktur machen zu können, kann zur Entwicklung eines Verständnisses von Modellen im oben genannten Sinne beitragen.

Bisher werden im Unterricht Black Boxen in der Regel als hands-on an Experimente eingesetzt. Im Rahmen dieser Bachelorarbeit (Spannring, 2021) wurde eine digitale Umsetzung einer Black Box in Minecraft entwickelt. Diese ermöglicht die Umsetzung des oben beschriebenen Konzepts unabhängig von hands-on experimentiere Materialien.

Im Rahmen der Minecraft Umgebung können Schülerinnen und Schüler versuchen die innere Struktur der digitalen Black Box ebenfalls mit verschiedenen Untersuchungsmethoden aufzuklären. Dazu zählt die Nutzung eines Wassereimers in Kombination mit verschiedenen Tier-Spawn-Eiern oder auch die Nutzung eines Non-Player Characters. Die Umgebung enthält ebenfalls Hinweise zur Nutzung der Umgebung sowie zur Implementation der Untersuchungsmethoden.

Ergebnisse einer ersten Validierung mit Studierenden des Lehramts zeigen, dass sowohl Studierende mit als auch ohne Erfahrung mit Minecraft nach einer kurzen Einarbeitung gut mit der Umgebung zurechtkommen.

Probieren Sie es einfach aus!

Sowohl die digitale Umgebung der Blackbox in Minecraft als auch ein entsprechender Arbeitsauftrag, eine Protokollvorlage und Hinweise zur Installation finden Sie im Folgenden als Open Education Resources (OER) zum Download. Sowohl die digitale Umgebung der Back Box in Minecraft (Education Edition, Java Edition und Bedrock Edition) als auch die zugehörigen Begleitmaterialien werden unter der Creative Commons Lizenz CC BY-NC-SA 4.0 veröffentlicht.

Dieses Material wurde im Rahmen der Bachelor-Arbeit „Entwicklung und Evaluation einer digitalen Black Box in Minecraft“ (2021) von Marco Spannring an der Technischen Universität München erstellt und im Rahmen der Veröffentlichung von Jenna Koenen überarbeitet. Das Material und seine Inhalte sind – soweit nicht anders angegeben - lizenziert unter der Creative Commons Lizenz CC BY-NC-SA 4.0 (für den vollständigen Lizenztext siehe https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/4.0/legalcode).

Aufgabenstellung zur digitalen Black Box in Minecraft (hier)

Beobachtungsbogen und Raster zur inneren Struktur der digitalen Black Box in Minecraft (hier)

Minecraft: Installationshinweise zur Software (hier)

Black Box : Installationshinweise zur Black Box in Minecraft (hier)

Back Box: Umgebungen:

• Education Edition (hier)
• Java Edition (hier)
• Bedrock Edition (hier)

Lizenzhinweise zur Lernumgebung der digitalen Black Box sowie den Begleitmaterialien (hier)