Kompetenzzentrum für mathematische Modellierung in MINT-Projekten in der Schule

Funktionsweise eines Segways - Erforschung von Gelingensfaktoren einer zweitägigen Lehrerfortbildung

 

Kontakt: Jean-Marie Lantau

Das Forschungsprojekt umfasst die Analyse von Gelingensfaktoren einer zweitägigen Zertifizierungsfortbildung sowie den daraus resultierenden Umsetzungen an Schulen.

Exemplarische Inhalte der Fortbildung sind:

  • Fahren und Erleben eines Segways
  • Physikalische Beschreibungen eines Segways
  • Mathematische Beschreibung über lineare Zustandsraumsysteme
  • Erarbeitung von Regelungstechniken (PID- und Feedbackregelung)
  • Einsatz von GeoGebra-Simulationen
  • Praktische Konstruktion und Regelung eines Lego Mindstorms-Segways
  • Vorschläge für eine interdisziplinäre Projektumsetzung

Im Rahmen des Projektes wurde ein OpenOlat Kurs "Mathematische Modellierung eines Segways" erstellt, der Fortbildungsmaterialien, Schülerergebnisse sowie Präsentationen enthält. Dieser Kurs ist durch ein Passwort geschützt. Wenn Sie Zugang zu diesem Kurs haben möchten, wenden Sie sich bitte an mich!

Innerhalb des Projektes interessieren wir uns für die Beantwortung folgender Forschungsfragen:

  1.  Welche wirksame Faktoren der zweitägigen Fortbildung führen dazu, dass Lehrkräfte anschließend interdisziplinäre MINT-Modellierungsprojekte an Schulen durchführen?
  2. Welche Herausforderungen müssen Lehrkräfte während der Fortbildung, als auch bei der Projektplanung überwinden, um die entsprechenden Schulprojekte anzubieten? Welche Faktoren verhindern eine Projektumsetzung?
  3. Welche wirksamen Faktoren der Projektumsetzung führen dazu, dass Lehrkräfte ähnliche Modellierungsprojekte in Zukunft umsetzen möchten?
  4. Werden durch die Implementierung von MINT-Modellierungsprojekten die Einstellung der Schülerinnen und Schüler zur Modellierung und den MINT-Fächern positiv beeinflusst?

Die mathematische Modellierung eines Segways als interdisziplinäres Projekt wurde im Januar 2016 im Rahmen eines Pilot-Projektes am Heinrich-Heine-Gymnasium in Kaiserslautern durchgeführt. Eine detaillierte Beschreibung des Pilotprojekts können Sie hier finden.

Ich möchte mich bei allen Schülerinnen und Schülern sowie den betreuenden Lehrkräften und Studierenden bedanken, die das interdisziplinäre Modellierungsprojekt  in den Jahrgangsstufen 10-12 an folgenden Schulen durchgeführt haben:

Das Segwayprojekt ist ein Bestandteil der Projekte "MINTerdisciplinarity", welches ein Arbeitsfeld im Rahmen von "Unified Education: Medienbildung entlang der Lehrerbildungskette (U.EDU)" darstellt, sowie des Projektes SchuMaMoMint gefördert durch den Euröpäischen Sozialfonds (ESF).

 

MINTerdisciplinarity (Teilprojekt von U.EDU, TU Kaiserslautern, Förderkennzeichen 01JA1616) wird im Rahmen der gemeinsamen „Qualitätsoffensive Lehrerbildung“ von Bund und Ländern aus Mitteln des Bundesministeriums für Bildung und Forschung gefördert.

 

 

Mitteilungen & Aktuelles

Schülerpraktikum: Workshop "Versicherungsmathematik - Eine Rechnung mit der Zukunft"


500 simulierte Pfade des Ruinprozesses

Programmübersicht des Schülerpraktikums

Vom 18. bis zum 29. Januar fand das von KOMMS organisierte Schülerpraktikum erstmals rein virtuell statt. Hierfür wurde das Open-Source-Webkonferenzsystem BigBlueButton (BBB) verwendet.

Die AG Finanzmathematik trug mit einem ganztägigen Workshop zum Programm bei. Die insgesamt 16 Schülerinnen und Schüler aus der neunten bis zwölften Klassenstufe bekamen am 22. Januar einen Einblick in die Welt der Versicherungsmathematik. Wie hoch sollte etwa die Prämie sein, die ein Versicherungsnehmer zahlen muss? Vor welchen Herausforderungen stehen Versicherer heutzutage und wie gehen sie mit diesen um? Solche und viele weitere Fragestellungen wurden in einem interaktiven Vortrag ausführlich diskutiert.

Im anschließenden praktischen Teil konnten sich die Schülerinnen und Schüler in ein spannendes Themengebiet einarbeiten, wobei separat angelegte BBB-Räume die Arbeit in Kleingruppen ermöglichte. Ziel der Aufgabe war die Schätzung der Ein-Jahres-Ruinwahrscheinlichkeit eines Versicherungsunternehmens auf Basis simulierter Ruinprozesse. Diese Wahrscheinlichkeit dient als Grundlage für die Festlegung der Prämien. Die Beiträge müssen hoch genug gewählt werden, damit Ruin und somit Zahlungsunfähigkeit der Versicherung sehr unwahrscheinlich wird. Programmiert wurde in Python mittels der web-basierten Umgebung Jupyter Notebook. Einen entsprechenden Crashkurs erhielten die Teilnehmerinnen und Teilnehmer an den vorherigen Tagen.

Kontakt

Technische Universität Kaiserslautern, Fachbereich Mathematik
Gottlieb-Daimler-Straße
Gebäude 48
67663 Kaiserslautern

Postfach 3049
67653 Kaiserslautern

E-Mail: komms@mathematik.uni-kl.de


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