Um einen Einblick in die Rolle moderner Mathematik-Forschung bei der Bearbeitung praktisch relevanter Fragestellungen zu bekommen, arbeiten 30 Schülerinnen und Schüler und 11 Lehrkräfte seit Sonntag und noch bis Freitag, den 23. Juni, in der PfalzAkademie im rheinland-pfälzischen Lambrecht gemeinsam an verschiedenen Projekten aus dem Themenschwerpunkt Sport und Sportorganisation. Dabei werden sie von einem Team von Wissenschaftlern der Technischen Universität Kaiserslautern begleitet. Untersucht werden unter anderem die Fragen, wie man gute Rundstrecken für Firmenläufe findet und die Behauptung, dass nicht-zirkuläre Kettenblätter bei einem Fahrrad eine deutliche Leistungssteigerung ermöglichen. Veranstaltet wird diese „Mathematische Modellierungswoche“ vom Kompetenzzentrum für mathematische Modellierung in MINT-Projekten in der Schule (KOMMS).
Mathematische Modelle sind in vielen Bereichen sehr wichtig: Wenn den Entwicklern technischer Produkte oder Lösungen dieselben Hardwarekomponenten und Softwarepakete zur Verfügung stehen, entscheidet oft die Qualität der selbst entwickelten Software über Güte und Erfolg des Gesamtpakets. So spielt beispielsweise die Art der Verarbeitung umfangreicher Datenmengen in einer GPS-Uhr eine große Rolle für die Qualität der berechneten Informationen wie Streckenlänge und Momentangeschwindigkeit. „Die Entwicklung intelligenter Softwarelösungen ist dabei im allgemeinen kein starrer technischer Prozess, sondern sie profitiert sehr vom kreativen Umgang mit eigenen mathematischen Modellen und deren Bearbeitung mit Werkzeugen der angewandten Mathematik“, sagt Dr. Martin Bracke, geschäftsführender Leiter des KOMMS. „Dabei werden numerische Verfahren verwendet und oft modifiziert bzw. sogar neu entwickelt, die in Computersimulationen und -programmen zur Anwendung kommen.“
In der Modellierungswoche präsentieren die Kaiserslauterer Forscher den Teilnehmenden Fragestellungen, die zum Entwickeln eigener Ideen und dem kreativen Umgang mit mathematischen Werkzeugen einladen. In der Folge unterstützen sie bei der Entwicklung von Lösungen und zeigen Möglichkeiten zur Erweiterung und Vertiefung der bereits vorhandenen mathematischen Fähigkeiten auf.
In den Projektgruppen werden im Lauf der Woche konkrete Lösungsvorschläge erarbeitet, die einen tieferen Einblick in die bearbeiteten Problemstellungen ermöglichen und mit Hilfe von selbst entwickelten Computerwerkzeugen die Entscheidungsfindung unterstützen bzw. praktisch umsetzbare Lösungen vorschlagen.
Neben den eingangs beschriebenen Projekten werden auch die Effiziente Organisation von Bundesjugendspielen, das Tuning für GPS-Uhren zum Bahnlaufen und die Platzierung von Hilfseinrichtungen rund um ein Stadion untersucht.
Jedes Jahr veranstaltet das KOMMS zwei dieser Modellierungswochen. In Teams arbeiten je fünf Schülerinnen und Schüler sowie zwei Lehrkräfte an realen, authentischen Problemen aus Technik, Naturwissenschaften und Wirtschaft. Ziel ist es, den Umgang mit mathematischer Modellierung und mathematischer Simulation zu fördern. Die Teilnehmenden erhalten dadurch Einblicke in den Berufsalltag von Mathematikern. Lehrkräfte erfahren, wie sie solche Themen in den eigenen Unterricht einbinden können und erhalten zudem Anregungen mathematischer Natur sowie zu den vielfältigen Einsatzmöglichkeiten des Computers.
Die Veranstaltung richtet sich sowohl an mathematisch-technisch interessierte Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufen 11 und 12 als auch an Mathematik- und Informatik-Lehrkräfte sowie Referendare.
Die Modellierungswoche wird durch die TU Kaiserslautern, den Fachbereich Mathematik, das Fraunhofer Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM) sowie durch den Europäischen Sozialfonds (ESF) gefördert. Sie findet an wechselnden Orten statt, zur Zeit in der PfalzAkademie in Lambrecht. Am Freitag werden die Schülergruppen dort ihre Ergebnisse vorstellen. Dazu ist die interessierte Öffentlichkeit eingeladen.
Weitere Informationen zur Veranstaltung sind auf der Webseite des KOMMS unter http://komms.uni-kl.de/schulprojekte/kurzprojekte/modellierungswochen veröffentlicht. Für weitere Auskünfte steht das KOMMS Team gerne zur Verfügung.
Mathematische Modelle sind in vielen Bereichen sehr wichtig: Wenn den Entwicklern technischer Produkte oder Lösungen dieselben Hardwarekomponenten und Softwarepakete zur Verfügung stehen, entscheidet oft die Qualität der selbst entwickelten Software über Güte und Erfolg des Gesamtpakets. So spielt beispielsweise die Art der Verarbeitung umfangreicher Datenmengen in einer GPS-Uhr eine große Rolle für die Qualität der berechneten Informationen wie Streckenlänge und Momentangeschwindigkeit. „Die Entwicklung intelligenter Softwarelösungen ist dabei im allgemeinen kein starrer technischer Prozess, sondern sie profitiert sehr vom kreativen Umgang mit eigenen mathematischen Modellen und deren Bearbeitung mit Werkzeugen der angewandten Mathematik“, sagt Dr. Martin Bracke, geschäftsführender Leiter des KOMMS. „Dabei werden numerische Verfahren verwendet und oft modifiziert bzw. sogar neu entwickelt, die in Computersimulationen und -programmen zur Anwendung kommen.“
In der Modellierungswoche präsentieren die Kaiserslauterer Forscher den Teilnehmenden Fragestellungen, die zum Entwickeln eigener Ideen und dem kreativen Umgang mit mathematischen Werkzeugen einladen. In der Folge unterstützen sie bei der Entwicklung von Lösungen und zeigen Möglichkeiten zur Erweiterung und Vertiefung der bereits vorhandenen mathematischen Fähigkeiten auf.
In den Projektgruppen werden im Lauf der Woche konkrete Lösungsvorschläge erarbeitet, die einen tieferen Einblick in die bearbeiteten Problemstellungen ermöglichen und mit Hilfe von selbst entwickelten Computerwerkzeugen die Entscheidungsfindung unterstützen bzw. praktisch umsetzbare Lösungen vorschlagen.
Neben den eingangs beschriebenen Projekten werden auch die Effiziente Organisation von Bundesjugendspielen, das Tuning für GPS-Uhren zum Bahnlaufen und die Platzierung von Hilfseinrichtungen rund um ein Stadion untersucht.
Jedes Jahr veranstaltet das KOMMS zwei dieser Modellierungswochen. In Teams arbeiten je fünf Schülerinnen und Schüler sowie zwei Lehrkräfte an realen, authentischen Problemen aus Technik, Naturwissenschaften und Wirtschaft. Ziel ist es, den Umgang mit mathematischer Modellierung und mathematischer Simulation zu fördern. Die Teilnehmenden erhalten dadurch Einblicke in den Berufsalltag von Mathematikern. Lehrkräfte erfahren, wie sie solche Themen in den eigenen Unterricht einbinden können und erhalten zudem Anregungen mathematischer Natur sowie zu den vielfältigen Einsatzmöglichkeiten des Computers.
Die Veranstaltung richtet sich sowohl an mathematisch-technisch interessierte Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufen 11 und 12 als auch an Mathematik- und Informatik-Lehrkräfte sowie Referendare.
Die Modellierungswoche wird durch die TU Kaiserslautern, den Fachbereich Mathematik, das Fraunhofer Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM) sowie durch den Europäischen Sozialfonds (ESF) gefördert. Sie findet an wechselnden Orten statt, zur Zeit in der PfalzAkademie in Lambrecht. Am Freitag werden die Schülergruppen dort ihre Ergebnisse vorstellen. Dazu ist die interessierte Öffentlichkeit eingeladen.
Weitere Informationen zur Veranstaltung sind auf der Webseite des KOMMS unter http://komms.uni-kl.de/schulprojekte/kurzprojekte/modellierungswochen veröffentlicht. Für weitere Auskünfte steht das KOMMS Team gerne zur Verfügung.
