2.4.2 Denkwerkzeuge der Technologie
Analogie, Modell und System
Analogie
Die drei Begriffe Analogie, Modell und System stehen in einem engen Zusammenhang. In der Technologie sind diese „Denkwerkzeuge“, die Grundlage für die Abbildung von Maschinen und Prozessen. Für Lehre, Entwicklung und Forschung sind sie unverzichtbar.
Das Adjektiv analog (ἀνάλογος) hat griechischen Ursprung. Eine Analogie ist dann vorhanden, wenn verschiedene Objekte ähnliche, d. h. vergleichbare, Eigenschaften haben. Objekte können Wesen, Dinge oder Phänomene sein, also auch Maschinen, Anlagen und technologische Vorgänge. Grundlegende Arten von Analogien sind für Struktur, Funktion, Verhalten und Hierarchie technologischer Gegebenheiten möglich.
Beispiel:
Im Physikunterricht ist eine didaktische Frage, ob man als Anwendung der Analogie einen elektrischen Stromkreis mit einem Wasserkreislauf vergleichen darf. Das darf man, wenn man erklärt, worin die gleichen und worin die unterschiedlichen Eigenschaften bestehen.
Gleiche Eigenschaften:
Beide Kreisläufe haben als gemeinsame Eigenschaften einen Antrieb, die elektrische Spannung bzw. den Wasserdruck. In beiden Kreisläufen strömt etwas, elektrische Ladungen bzw. Wasser. Beide Kreisläufe besitzen Leitungen, Draht bzw. Rohr mit ihren Widerständen. Auch das Verhalten der Kreisläufe ist analog, die Strömungen verhalten sich proportional zum Antrieb. Dadurch sind die Gleichungen, mit denen die Kreisläufe beschrieben werden, ebenfalls analog.
Unterschiedliche Eigenschaften:
Mit Wasser kann man keine Glühlampe und keinen Kühlschrank betreiben.
Wenn man durch eine Leitung Wasser pumpt, dann entsteht um die Leitung herum kein Magnetfeld. Ein elektrischer Strom ist immer von einem Magnetfeld begleitet. Das ist für die Anwendung der Elektrizität besonders wichtig! Elektrizität, d. h. die elektrischen und magnetischen Felder, breitet sich mit Lichtgeschwindigkeit aus. Das Wasser strömt dagegen sehr langsam.
Dieses Beispiel zeigt, dass mit der Anwendung von Analogie das Verständnis von Zusammenhängen erleichtert werden kann. Es macht aber auch deutlich, dass Analogie Grenzen hat.