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SdFUnser Anno-Bistro

Schon seit einigen Jahren bietet die RWTH Aachen jährlich eine Forschungswoche zur mathematischen Modellierung an. Dieses Jahr waren erstmals auch SchülerInnen des Anno-Gymnasiums mit dabei.
Die CAMMP-week fand Ende Juni in der Jugendherberge Voeren in Belgien statt. Dort verbrachten wir eine ganze Woche, zusammen mit ungefähr 40 anderen Oberstufenschülern von unterschiedlichen Gymnasien, hauptsächlich aus NRW.

Bei der Anreise am Sonntagnachmittag wurden uns direkt die Zimmer zugeteilt. Trotz mehrerer Infozettel hatten wir noch viele offene Fragen und waren sehr gespannt. Wir wurden alle drei unterschiedlichen Zimmern und Arbeitsgruppen zugeteilt. Frau Mielnik, die uns begleitete, betreute Jan‘s Gruppe.
Nach einem Kennenlernspiel, dem gemeinsamen Abendessen und einem Vortrag über mathematische Modellierung, hatten wir genug Zeit, um uns gegenseitig noch etwas besser kennenzulernen.

Am nächsten Morgen ging es dann richtig los: Die Problemstellungen, an denen die Gruppen in dieser Woche forschten, wurden vorgestellt und schließlich den Gruppen zugeteilt. Jede Gruppe wurde von einem Wissenschaftler und etwa zwei Lehrern betreut. Die Wissenschaftler waren alle Doktoranden im Bereich der mathematischen Modellierung. Sie beschäftigten sich schon länger mit der Problemstellung bzw. ähnlichen Problemen des Unternehmens. Alle Problemstellungen kommen aus der Praxis verschiedener Unternehmen bzw. aus Forschungseinrichtungen. Für diese Probleme fanden die Unternehmen bislang noch keine eigene Lösung.

Da wir alle in unterschiedlichen Gruppen waren, verlief auch die Gruppenarbeit bei uns unterschiedlich:

Hannah:
Meine Gruppe forschte an der Problemstellung „Detektion von Schwermetallgehalten in Umweltproben mittels Neutronenaktivierung“. Wir bekamen von Yannick, dem Doktoranden unserer Gruppe, 25 Gamma-Spektren. Diese Spektren waren die Ergebnisse eines bestimmten Analyseverfahrens, mit dem man die Inhaltsstoffe von Proben herausfinden kann, auch wenn sich die Proben in einem geschlossenen Behälter befinden. Dies ist z. B. hilfreich, um radioaktive Proben oder solche, die radioaktiv sein könnten, zu untersuchen. Bisher mussten diese Gamma-Spektren sehr kompliziert ausgewertet werden. Dies nahm aber sehr viel Zeit in Anspruch. Unsere Aufgabe war es nun, herauszufinden, wie sich diese Spektren vergleichen lassen und wie man sie möglichst automatisch in Gruppen einsortieren kann. Diese Vorgruppierung würde sehr viel Zeit sparen.

Im Laufe der Woche sammelten wir viele Ideen für Vergleichskriterien und programmierten diese mithilfe der Entwicklungsumgebung MATLAB. Außerdem schrieben wir einen Bericht und bereiteten die Abschlusspräsentation sowie ein Plakat vor. Ein großer Teil unserer Arbeit bestand aus dem Programmieren. Einigen Gruppenmitgliedern fiel dies sehr leicht, da sie schon seit mehreren Jahren Informatik in der Schule haben, teilweise sogar als Leistungskurs. Ich hatte keinerlei Informatikkenntnisse, weshalb mir die Arbeit mit MATLAB schwerfiel. So überlegte ich hauptsächlich in den Gruppenphasen mit den anderen, welche neuen Vergleichskriterien wir ausprobieren könnten und schrieb ansonsten den Bericht oder erstellte die Präsentation.

Jan:
Meine Gruppe befasste sich mit dem Thema „Reinigungsstrategien in Solarturmkraftwerken“. Diese Problemstellung wurde uns von der Firma „TSK FLAGSOL“ bereitgestellt und wir bekamen viele Dokumente, in denen wichtige Informationen zu finden waren. In diesen Solarturmkraftwerken spielen mehrere tausende Spiegel (Heliostaten) eine sehr große Rolle und damit diese Heliostaten immer genügend Sonnenlicht reflektieren können, müssen sie oft mit speziellen Reinigungsfahrzeugen gereinigt werden. Außerdem ist heutzutage die Anordnung der Heliostaten in allen Solarturmkraftwerken symmetrisch. Es befinden sich jedoch Solarturmkraftwerke in Planung, bei denen die Heliostaten scheinbar zufällig angeordnet sind. Dadurch wäre das Kraftwerk effizienter. Hierbei tritt nun das Problem auf, dass man nicht weiß, welche Heliostaten das Reinigungsfahrzeug abfahren kann. Nach telefonischem Kontakt mit Herrn Dr. Schmitz der Firma TSK FLAGSOL war es unsere Aufgabe herauszufinden, ob es überhaupt mögliche Wege gibt, welche das Reinigungsfahrzeug abfahren könnte. Hierbei musste besonders der große Wendekreis und die Wassertankfüllmenge des Fahrzeugs beachtet werden. Bereits von Anfang an sammelten wir viele Ideen und erstellten einige Pläne, welche wir auf Plakate geschrieben und auf die Wände unseres Arbeitszimmers befestigt haben. Mithilfe unserer Ideen programmierten wir einen Algorithmus, welcher passende Routen erstellte. Zudem verfassten wir einen Bericht und die Präsentation mit „LATEX“ und fertigten zusätzlich ein Plakat an. Die meiste Zeit verbrachte meine Gruppe mit dem Programmieren. Dies fiel mir jedoch recht schwer, da ich trotz meiner Informatikkenntnisse nicht mit den anderen mithalten konnte. Daher beschäftigte ich mich größtenteils mit dem Bericht und half bei der Erstellung des Plakats.

Zu Beginn der Woche erhielten wir einen Zeitplan, auf dem die Arbeitsphasen genau angegeben waren. In den ersten Tagen hielten wir uns alle daran und pünktlich um 17:30 Uhr verließen wir unsere Arbeitsräume, um den Abend zu genießen. Je mehr Zeit verging, desto offensichtlicher wurde es aber, dass wir mehr arbeiten mussten, um bei der Abschlusspräsentation am Freitag auch ein gutes Ergebnis vorzeigen zu können. Ab Mittwoch arbeiteten wir auch nach dem Abendessen weiter und blieben bis spät in die Nacht hinein in den Arbeitsräumen. Am letzten Abend ging keine Gruppe vor 3:00 Uhr ins Bett, da alle noch so viel zu tun hatten.

Während der ganzen Woche waren wir die einzige Gruppe in der Jugendherberge und wurden neben den Hauptmahlzeiten nachmittags immer mit ganz viel Obst und Keksen versorgt. Auch der Getränkeautomat war rund um die Uhr in Betrieb. Die Angestellten waren alle sehr nett und auch sie passten sich an die etwas ungewöhnlichen Arbeitszeiten an: Sie druckten uns abends um 23:00 Uhr noch Graphiken für unser Plakat aus.

Insgesamt war es eine sehr spannende Woche, in der wir viele nette, neue Leute kennenlernten. Wir lernten den Beruf des mathematischen Modellierers kennen und erfuhren, wie Mathematik außerhalb der Schule angewandt wird und zur Lösung realer Probleme beiträgt. Bei der Abschlusspräsentation waren wir alle erstaunt, wie viel die anderen Gruppen erreicht hatten. Aber nach einer Woche Ausnahmezustand war es auch schön, wieder zu geregelten Arbeitszeiten und einem normalen Schlafrhythmus zurückzukehren.