Ein Bericht von Janina Drieling, Torben Logemann und Geert Petrin

Die MINT 400 oder auch das Hauptstadtforum ist eine Veranstaltung mit 400 Lehrern und Schülern, die sich in Berlin Adlershof treffen, um Kontakte mit Gleichgesinnten zu knüpfen und bei Firmen Informationen über MINT-Berufe zu bekommen. Ebenfalls lernt man in den Fachvorträgen eine ganze Menge zum zuvor angewählten Thema. Zusätzlich wird über weitere Wettbewerbe informiert und man kann vor allem in den Workshops viel lernen.

Am 4.2.2016 um 12:00 Uhr startete die Veranstaltung im Bunsensaal in Berlin Adlershof. Zunächst konnte man mit einigen Firmen, die dort ausgestellt haben, in entspannter Atmosphäre reden und währenddessen auch etwas essen. Danach gab es Kaffee und Kuchen. Im Anschluss fanden Auszeichnungen und Danksagungen wie auch einige Vorträge statt. Am zweiten Tag der Mint 400 waren wir von 9:00 bis 16:00 Uhr in den von uns gewählten Workshops und haben dort verschiedene Themen behandelt.

Janina Drieling: Wie funktioniert GPS und was hat das mit Mathe zu tun?

Am zweiten Tag fanden die Workshops statt. Unsere Gruppe traf sich um halb Neun, sodass wir gemeinsam den Weg durch das unübersichtliche U-Bahnnetz machen konnten. Mit leichter Verspätung trafen wir auch ein und wurden von dem Vorstandsvorsitzenden des IG Metalls begrüßt. Er erklärte uns, dass das Gebäude, in dem wir uns befanden, eine alte jüdische Villa war, die zu der NS – Zeit aber zum Quartier für die wichtigen Person unter Hitler wurden. Deswegen befand sich auch der ehemalige Hitlerbunker in dem Garten. Der Blick auf den Reichstag verlieh der Präsens des Hauses noch mehr Bedeutung.

Nachdem er fertig war, uns von der Geschichte des Hauses zu erzählen, ließ er uns in der Obhut zweier Studentinnen, die den restlichen Tag mit uns verbringen werden. Diese beiden stellten uns zuerst das Prinzip der mathematischen Modellierung vor, ein Kreislauf, in dem man erst die reale Situation vereinfacht, das mathematische Problem aufstellt, dieses löst und dann wieder auf die reale Situation beträgt. Fallen bei dem Interpretieren Fehler auf, muss der Vorgang nochmal von vorne beginnen, solange bis das errechnete Ergebnis mit der realen Situation einstimmen kann.

Diese Vorgehensweise sollten wir nach den ersten Kennenlernspielen zu viert auf die Berechnung von GPS-Koordinaten anwenden. GPS funktioniert dank vier Satelliten, die sich in unserer Umlaufbahn befinden. Soll die Position eines Autos bestimmt werden, wird jeweils die Entfernung zwischen den Satelliten und dem Auto bestimmt. Da für die Entfernung mehrere Punkte in Frage kommen, werden die Therme gleichgesetzt, sodass wir schließlich nur eine Lösung erhalten.

Nach dem Mittagessen überlegten wir uns die Problematik dieser Strategie, da wir mit unserer Rechenmethode nicht auf das vorgesehene Ergebnis kamen. Mögliche Fehlerquellen sind da zum Beispiel die Krümmung der Erde, die die Anwendung des Satz des Pythagoras erschwert, die Relativitätstheorie, die addiert mit der Ungenauigkeit des Empfängers Zeitfehler verursachen kann und Veränderungen in den Bahndaten der Satelliten. In der zweiten Hälfte rechneten wir dann nochmals die Koordinaten aus, diesmal mit Hinblick auf die Fehlerquellen und landeten dann am Ende an der richtigen Position.

Torben Logemann: AntMe

Das HPI ist „Deutschlands universitäres Exzellenz-Zentrum für IT-Systems Engineering“; es wurde erst im Jahr 1999 von dem Stifter Prof. Hasso Plattner gegründet und gehört formal zu der Universität Potsdam.
Schwerpunktmäßig werden die „Grundlagen und Anwendungen großer, hoch komplexer und vernetzter IT-Systeme“ im Studium behandelt. Außerdem wird in dem einzigartigen Bachelor- und Master-Studiengang „IT-Systems Engineering“ besonders Wert auf praxisnahes und ingenieurwissenschaftliches Arbeiten gelegt. Die Praxisnähe lässt sich auch in der Forschung und Entwicklung erkennen: Es werden „nutzenorientierte Innovationen für alle Lebensbereiche“ konzipiert.

In dem Workshop „AntMe“ des MINT 400′ Camps in Berlin waren „wir“ viele gleichgesinnte IT-begeisterte Schülerinnen und Schüler aus ganz Deutschland; drei HPI-Studenten haben uns den Tag über begleitet und angeleitet. Zunächst haben wir eine kurze Einführung in die .NET-Framework-Programmiersprache „C#“ und in das Lernprogramm „AntMe“ bekommen. Da wir eine Gruppe SchülerInnen unterschiedlicher programmiertechnischer Erfahrungen waren, wurden wir in 2er Teams aufgeteilt mit jeweils einem Anfänger und einem Fortgeschrittenem, so konnten ganz nach dem HPI-Grundsatz erste Gruppenarbeiten erprobt werden.

„AntMe“ ist ein Lernprogramm, welches den Programmiereinstieg erleichtern soll. „Luft nach oben“ ist aber immer und so haben sich die Fortgeschrittenen auch in diesem Punkt nicht gelangweilt. Das Programm simuliert eine Ameisenfamilie und hat unterschiedliche Aufgaben zu bewältigen, so bspw. das Sammeln von Nahrung und das Verteidigen und Angreifen gegenüber feindlicher Ameisenfamilien. Diese Punkte klingen zwar so recht simpel, doch es muss sehr viel mehr beachtet werden als der reine Befehl zum Sammeln oder Angreifen. Es müssen bspw. für das Sammeln der Nahrung zunächst Funktionen für das Suchen und das strukturierte Einsammeln geschrieben werden; gleichzeitig muss auf das In-Die-Nähe-Treten von computerbasierten oder aus Menschenhand geschaffenen Gegner überprüft werden, wobei die Ausdauer der Ameisen ebenfalls nicht außer Acht gelassen werden darf. Die Ameisenfamilien können außerdem auch gegeneinander antreten, insoweit lässt sich auch noch der Punkt der Effizienz der Funktionen betrachten. Durch diese Beispiel lässt sich die doch schon sehr hohe Komplexität eines recht einfachen Aufbaus verfolgen, denn im Allgemein kommt es auf mehr als nur die reinen Befehle an – es bedarf einer Struktur sowohl im Programmieren selbst als auch im Erfassen des Problems.

Mir hat dieser Workshop persönlich sehr gefallen, denn man hat erste Erfahrungen machen können im Umgang und der ersten Bewältigung von praxisorientierten Fragestellungen (auch wenn nicht jeder das Kontrollieren von Ameisen als eine alltägliche Situation auffasst, kann man wohl sagen, dass das Problem auf bspw. zwischenmenschliche Beziehungen übertragbar ist).

Geert Petrin: Kosmische Teilchen sichtbar machen

Ich war am Desy (Deutsches Elektronen-Synchrotron) in Zeuthen. Es war recht schwer nach Zeuthen zu kommen, weil es sehr weit außerhalb liegt. Es hat sich aber gelohnt! Am Anfang haben wir eine Vorstellung gehabt was das Desy macht und warum man es braucht. Danach haben wir eine Nebelkammer gebaut, mit der wir eindringende Teilchen beobachten konnten. Aufgrund der Art der kleinen „Wolken“ konnten wir erschließen, ob es Alpha- oder Beta -Teilchen waren. Darauffolgend gab es Mittagessen und eine kleine Pause. Im Anschluss haben wir Herkunft von Teilchenschauern berechnet anhand von Daten des Pierre Auger Observatoriums aus Chile. Mit den Parametern Zeit, Ort und Stärke des Signals konnten wir die Herkunft bestimmen. Es hat mir persönlich sehr viel Spaß gemacht und ich kann es nur weiter empfehlen.

Nach den Workshops gab es einen Nachmittagssnack und anschließend die Abendveranstaltung mit einem Musikalischen Auftakt von der Band Noë. Der Begrüßung folgten einige Grußworte und ein Vortrag von Prof. Dr. Markus Roth zum Thema Science oder Fiction? Danach wurden die Mint-ec Alumnis vorgestellt und es gab eine Preisverleihung von dem Chemiewettbewerb des RACI (Royal Australian Chemical Instiute). Es folgten ein Grußwort des British Councils und das Schlusswort vom Vorstandsvorsitzenden des Mint-ec, Herrn Wolfgang Gollub.