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Felix-Klein-Modellierungswoche

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Felix-Klein-Modellierungswochen

Bereits seit 1993 veranstaltet die Arbeitsgruppe Technomathematik der TU Kaiserslautern jeweils eine Mathematische Modellierungswoche in Rheinland-Pfalz. Die Projektwoche wurde von Professor Helmut Neunzert, dem ehemaligen Leiter des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM, ins Leben gerufen. Veranstaltungen nach diesem Konzept finden seitdem regelmäßig in ganz Deutschland, Österreich und Italien (Südtirol) statt.

KOMMS veranstaltet zweimal jährlich eine Felix-Klein-Modellierungswoche. Hierbei handelt es sich um eine fünftägige Projektwoche für mathematisch-technisch interessierte bzw. begabte Schüler der Jahrgangsstufen 11 und 12 sowie für 16 Mathematik-/ Informatik-Lehrer und -Referendare an allgemein- und berufsbildenden Gymnasien.
Während der Projektwoche arbeiten Teams mit je fünf Schülern und zwei Lehrkräften an realen, authentischen Problemen aus Technik, Naturwissenschaften und Wirtschaft. Die Felix-Klein-Modellierungswoche wurde im Jahr 2011 mit dem Preis „Schule trifft Wissenschaft“  der Robert-Bosch-Stiftung ausgezeichnet.

Übersicht

  • Umfang: fünf Tage
  • Zielgruppe: Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufen 11/12
  • Veranstaltungsform: Projektwoche
  • Veranstaltung als Lehrerfortbildung
  • Turnus: zweimal jährlich

Ablauf der Veranstaltung

Veranstaltungsauftakt und Auswahl der Projekte

Die Mathematische Modellierungswoche findet für gewöhnlich in einer Jugendherberge oder einer vergleichbaren Unterkunft in Rheinland-Pfalz statt. Die Teilnehmer reisen Sonntag abends bis 18:00 an. Nach einer Begrüßung erhalten die Teilnehmer eine kurze Einführung in das Konzept der mathematischen Modellierung. Anschließend werden die unterschiedlichen Projekte von den jeweiligen Betreuern vorgestellt. Die Schülerinnen und Schüler haben dann die Möglichkeit, eine Auswahl jener Projekte zu treffen, für die sie sich am meisten interessieren. Eine eigens dafür entwickelte Zuteilungssoftware stellt schließlich die Projektgruppen unter Berücksichtigung der Schülerwünsche zusammen.
Am gleichen Abend findet auch die Lehrerrunde statt, in der die begleitenden Lehrkräfte sich gemeinsam mit den Tutoren des KOMMS beraten können, wie die Projektgruppen optimal betreut werden.

Die Arbeitsphase

Von Montag Morgen bis Donnerstag Abend haben die Projektgruppen die Möglichkeit, ihre mathematischen Modelle auszuarbeiten. Die Lehrkräfte sowie die Tutoren des KOMMS, welche die Projektgruppe begleiten, nehmen dabei möglichst wenig Einfluss auf die inhaltliche Arbeit, können aber beratend zur Seite stehen, wenn es fachliche Fragen gibt.
Gearbeitet wird jeden Tag von 9:00 bis 18:30, wobei es regelmäßige Kaffeepausen gibt, welche die Teilnehmer nutzen können, um sich von der Arbeit auszuruhen, oder sich untereinander fachlich auszutauschen. Die Gestaltung der Abende ist offen, kann aber selbstverständlich auch zum Arbeiten genutzt werden.
An einem Nachmittag findet üblicherweise eine Exkursion statt. Dabei kann es sich um eine sportliche, kulturelle oder wissenschaftliche Aktivität handeln.
Am Donnerstag wird dann die Arbeit an den Projekten abgeschlossen. Zusätzlich erstellen die Projektgruppen ihre Ergebnispräsentationen für den nächsten Tag, so dass manche Gruppen noch bis in den späten Abend beschäftigt sind.

Die Abschlusspräsentationen

Die Veranstaltung endet mit der Diskussion der Ergebnisse aus den Projektgruppen. Dies geschieht freitags nach dem Frühstück bis zum Nachmittag. Dabei erhalten alle Teilnehmer die Möglichkeit, einen Einblick in die Arbeit der anderen Gruppen zu bekommen.

Themen der Modellierungswoche

Die Fragestellungen, die während der Modellierungswoche bearbeitet werden, orientieren sich überwiegend an Problemen, wie sie in der Wirtschaft oder Industrie auftreten und bei deren Lösung mathematische Methoden zum Einsatz kommen können. Andere Themen bauen auf Alltagsproblemen auf, mit denen die Schülerinnen und Schüler meist vertraut sind und die sich ebenfalls mit systematischen Lösungsansätzen optimieren lassen.

Beispiele dafür sind:

  • Optimierung eines industriellen Fertigungsprozesses
  • Logistische Probleme, z.B. die Evakuierung einer Stadt
  • Modellierung komplexer Systeme, z.B. die Ausbreitung von Krankheiten
  • Spielstrategien bei Brettspielen

Die Projektgruppen erhalten von den Tutoren wichtige Daten, die zum Lösen der Probleme notwendig sind, oder aber sie recherchieren die Daten selbst. Die Aufgabenstellungen sind jedoch offen, d.h. der mathematische Rahmen wird von den Schülerinnen und Schülern selbst gewählt. Ebenso gibt es zu den Aufgaben keine mustergültigen Lösungen: Die Lösung des jeweiligen Problems hängt immer von den Modellen ab, welche die Schülerinnen und Schüler zum Bearbeiten der Aufgabe wählen.

Wissenschaftliche Auswertung

Im Rahmen unserer Forschungsaktivitäten und auch im Interesse unserer derzeitigen finanziellen Förderung durch den Europäischen Sozialfonds führen wir eine umfangreiche Studie durch, welche die Bedeutung von Modellierung im schulischen Rahmen aufzeigen soll.

Zu diesem Zweck bitten wir alle Schülerinnen und Schüler, zu Beginn und zum Abschluss der Modellierungswoche einen Fragebogen auszufüllen.

Ebenso bitten wir die Schulen darum, dass eine Kontrollgruppe von Schülern, welche nicht an der Modellierungswoche teilnimmt, vergleichbare Fragebögen bearbeiten.

Ohne eine Teilnahme an dieser Studie können wir leider auch keine Teilnahme an der Modellierungswoche ermöglichen.

Anmeldung

Die Anmeldung erfolgt stets durch eine Lehrerkraft, die zwei bis drei Schülerinnen und Schüler ihrer Schule zur Teilnahme vorschlägt. Lehrkraft und Schüler melden sich dann über das Onlineformular an.

Die Anmeldung zur Modellierungswoche vom 10.-15.06.2018 in Traben-Trarbach kann nun über das Formular getätigt werden.

Für weitere Informationen zur Veranstaltung finden Sie hier unseren Informationsflyer. Der Themenschwerpunkt für die Projekte bei der Modellierungswoche in Traben-Trarbach ist "Natur und Umwelt".

Kontakt

Patrick Capraro

capraro[at]mathematik.uni-kl.de

Termine

Folgende Termine für Modellierungswochen sind bereits bekannt:

  • 10. bis 15. Juni 2018 in der Jugendherberge in Traben-Trarbach
  • 10. bis 15. März 2019 in der Jugendherberge in Leutesdorf
  • 02. bis 07. Juni 2019 in er Jugendherberge in Pirmasens

Downloads

Die erarbeiteten Inhalte vergangender Modellierungswochen finden Sie hier.

Die Modellierungswochen werden seit 2015 im Rahmen des Projekts Schulentwicklung für Mathematische Modellierung in MINT-Fächern (SchuMaMoMINT) durch den Europäischen Sozialfonds (ESF) gefördert.

Ein Lernmodul zum Thema Europa und ich kann unter dem folgenden Link bearbeitet werden.