Konzeption und Evaluation eines Kinematik/Dynamik-Lehrgangs zur ...

3 Ikonische Repräsentationen 47
3.3 Das Softwaresystem PAKMA/VisEdit
Der Name „PAKMA“ steht für eine ganze Entwicklungsreihe eines Softwareprogrammes. Bereits
in den 80er Jahren gab es ein Messwerterfassungssystem mit dem Namen „PAKMA“ für den Homecomputer
Commodore C64 (Heuer, 1988), mit dem Liniengraphen und bewegte Bitmaps dargestellt
werden konnten. Ende der 80er Jahre wurde eine Version für den „Amiga“-Computer erstellt
(Heuer, 1992b, S. 353), mit der bereits Animationen und dynamisch ikonische Repräsentationen
(mit größerem Aufwand skriptgesteuert) realisiert werden konnten. Die erste Implementation unter
Windows 3.x wurde von 1991 bis 1993 durchgeführt. Dieses Windows-PAKMA wurde seitdem
permanent weiterentwickelt, schrittweise um verschiedene Animationselemente ergänzt und die
Bedienoberfläche an die Entwicklung von Windows angepasst. Die Animationselemente und dynamisch
ikonischen Repräsentationen sind effizient über Dialoge erstellbar. Die schnelle Entwicklung
der Computer-Hardware sowie der Betriebssysteme machte eine Neuprogrammierung von
PAKMA notwendig. In gewissem Sinn erfolgte diese durch die Erstellung des betriebssystemunabhängigen
Java-Programm JPAKMA (Schönberger et al., 2002; Gößwein et al., 2002, Gößwein et
al., 2003). Die vorliegende Beta-Version sollte aber weiter optimiert werden.
Alle diese Programmversionen haben gemeinsam, dass mit Hilfe eines Editors mit einem vereinfachten
Pascal ein „Kernprogramm“ geschrieben wird, das eine eventuelle Messung und alle Berechnungen
steuert. Damit kann sowohl eine Realmessung als auch eine reine Simulation erstellt
werden. Animationen und dynamisch ikonische Repräsentationen können sich entsprechend jeder
darin gemessenen oder berechneten Größe bewegen.
1999 wurde zu PAKMA das Zusatzmodul „VisEdit“ erstellt (Cimander, 1999; Geißler, 1999). Hier
werden mit einem graphischen Editor Symbole gesetzt, die für eine Messung einer bestimmten
Größe oder für eine Berechnung einer Größe aus anderen Größen stehen. VisEdit kann dann aus
diesen Angaben das Kernprogramm für PAKMA erstellen. Damit kann sowohl eine Realmessung
in PAKMA programmiert werden als auch eine reine Berechnung, also Simulation, erstellt werden.
Die graphische Erstellung einer Simulation nennt man eine graphische Modellbildung. Hierzu einige
Begriffsdefinition: 1. Eine Realmessung oder Messwerterfassung bedeutet, dass über Sensoren
tatsächliche Größen eines physikalischen Ablaufs aufgenommen werden, aus denen dann weitere
physikalische Größen des Vorgangs berechnet werden können. 2. Eine Simulation dient dagegen
der Nachbildung ausgewählter Realitätsaspekte (Kircher et al., 2000, S. 251) mit Hilfe einer (häufig
nicht sichtbaren) vorgefertigten Berechnung, wobei sich in der Regel einzelne Parameter verändern
lassen oder man in den Ablauf eingreifen kann, so dass die Folgen der Handlung deutlich werden.
3. Bei einem Modellbildungssystem werden nicht nur einzelne Parameter variiert, sondern der Benutzer
muss selbst die Zusammenhänge zwischen den Größen angeben. Vom Modellbildungssystem
wird nach diesen Angaben das Programm, nach denen die anschließende Simulation abläuft,
erst erstellt, um eine Simulation entsprechend den eigenen Vorstellungen sehen zu können. Dabei
gibt es gleichungsorientierte Modellbildung (in PAKMA möglich) und graphisch orientierte Modellbildung
(mit PAKMA und VisEdit möglich) (siehe Kapitel 4.11.). VisEdit ist also ein Modul,