MINT-Aktivitäten am MPG

Aktuell: Die MINT-EC Veranstaltungen fürs zweite Halbjahr sind online!

Von Montag, 01. Juni, um 08:00 Uhr bis zum Sonntag, 07. Juni, 23:00 Uhr ist die Bewerbung für MINT-EC-Veranstaltungen im zweiten Halbjahr 2020 möglich. Unter kommende Veranstaltungen für Schülerinnen und Schüler werden alle MINT-EC-Camps, -Foren und -Akademien, die zwischen August und Dezember 2020 angeboten werden, vorgestellt.

Bitte beachten: Aus rechtlichen Gründen ist eine Teilnahme nur möglich, wenn die Schülerinnen und Schüler zu Beginn der Veranstaltung mindestens 16 Jahre alt sind.

MINT-Klassen

AGs

Kooperationen

Projekte

Projektkurse in der Sek II

  • Geschichte der PC-Spiele

Exkursionen

  • Alfried Krupp Schülerlabor Bochum
  • Wissenschaftspark Gelsenkirchen
  • Bauernhof Drießen
  • Raffinerie Scholven
  • Phänomania Essen
  • Mathematikum Gießen
  • Feuerwehr Gelsenkirchen
  • ...

Studien- und Berufsorientierung

Wahlpflichtbereich II/Differenzierungskurse

  • Biologie
  • Chemie
  • Mathe/Informatik
  • Physik/Informatik
  • Sporthelfer/Biologie

Berichte über MINT-Aktivitäten am MPG

MINT-EC-Camp: Math-Talent-School vom 02.03.2020 - 06.03.2020

Vom 02.03.-06.03.2020 besuchte Jonas Passenberg das Mint-EC Camp "Math Talent School" in Kaiserslautern. Ziel war es mit dem Programm Phyton einen "Soundbrunnen", welcher passend zu einer ihm vorgegebenen Musik reagiert, zu programmieren. Im folgenden Artikel berichtet Jonas über seine Erfahrungen und Erlebnisse während dieser Zeit.

Es war Montagmorgens um ca. 11:00, während alle anderen sich noch in der Schule befanden stieg ich in den Zug nach Kaiserslautern. Ziel? Ein MINT-EC Camp über Mathe. Aber was genau ist Mint-EC? Unsere Schule ist seit kurzem Anwärterschule im Mint-EC Schulnetzwerk, welches Schülerinnen und Schüler deutschlandweit über verschiedene Tagungen verknüpft. Mit diesen Tagungen, welche 1-7 Tage lang dauern, sammelt man u.a. Punkte, welche später für die Ausstellung eines Zertifikates genutzt werden können. Dieses Zertifikat ist sozusagen Ziel des Ganzen, da es bei der Studienannahme verschiedener Universitäten helfen und generelles MINT aufzeigt. Das Schöne an diesen Tagungen ist jedoch, dass man neue Leute kennenlernt und gute Kontakte knüpfen kann.

Mit diesem Vorwissen stieg auch ich in den Zug. Nachdem ich in den RE nach Kaiserslautern umgestiegen bin, sah ich schon einige andere Gleichaltrige im Zug. Jedoch herrschte eine komische Stimmung, da keiner sich traute den anderen zu fragen, ob dieser ebenfalls an einer MINT-EC Tagung teilnehme. Angekommen im Kaiserslauterner Hauptbahnhof war entgegen meiner Erwartungen niemand aus meinem Zug auf dem Weg zum gleichen MINT-EC Camp. Ein Blick nach draußen verriet mir aber, dass ich hier richtig war, denn draußen stand ein großer Bus auf den Bereits eine lange Kette an Schülerinnen und Schülern zulief.

Die Unterkunft in Kaiserslautern war eine komfortable Jugendherberge, die wir ganz für uns allein hatten. Besonders amüsant war die Zimmerzuteilung, da wir uns einfach 3 weitere Leute suchen sollten. Das ist komisch, weil zu dieser Tagung 24 verschieden Schülerinnen und Schüler aus 24 verschiedenen Städten kamen, es kannte sich also niemand.

Nach der Begrüßung wurden uns dann auch direkt die Projekte der diesjährigen Math-Talent-School vorgestellt: das Programmieren und herstellen eines Smartwatch Schrittzählers, das Programmieren und Testen einer künstlichen Intelligenz anhand des Spiels Space Alpha, das Programmieren eines Musikbrunnes anhand einer Audiotonspur, und Wahrscheinlichkeitsberechnung mithilfe einer KI anhand des Brettspiels “Shut the Box”. Was sich zunächst alles sehr interessant anhörte entpuppte sich später als hochkomplex und für mich saß der Schock tief, als ich merkte das ich für alles Programmierkenntnisse benötige. Aber wie konnte das sein? Ich hatte mich doch für die Math-Talent-School angemeldet und nicht für das Informatik-Mathe-Camp. Was ich vor allem lernen musste ist, dass Schulmathematik und angewandte Mathematik fast nichts gemeinsam haben. Denn angewandte Mathematik beschäftigt sich häufig mit der Berechnung in selbstgeschriebenen Computerprogrammen. Ich habe mich aber letztendlich für den Musikbrunnen, welcher passend zu einer ihm vorgegebenen Musik reagiert, entschieden.

Auf die Begrüßung folgte die sogenannte Netzwerkarbeit, welche uns “Fremde” zu “Freunden” machen sollte. Am Ende der Woche waren wir uns alle einig, dass diese wirklich weitergeholfen hat das Eis zwischen uns Teilnehmern zu brechen, denn wir organisierten im Anschluss ein Pokerspiel mit Keksen und Gummibärchen als Wertgegenstände.

Am nächsten Morgen ging es dann also los. Jeder ging in seine Arbeitsgruppen und wurde in einem Konferenzraum mit MacBooks und 2m² Flatscreen Fernseher untergebracht. Dort war ich dann also mit 5 weiteren Schülerinnen und Schülern, mit denen ich eine Aufgabe, unter der ich mir immer noch nichts vorstellen konnte, lösen sollte. Als der Dozent hereinkam habe ich erstmal gar nichts mehr verstanden. Der Dozent redete von irgendeinem Python-Programm. Phyton kannte ich bisher nur aus der Welt der Schlangen. Wie sich später herausstellte ist Python eine Art zu programmieren und das, was ich nicht verstanden habe, waren sogenannte Bibliotheken auf die man mit der Software zurückgreifen konnte.

Nachdem ich eine 4 Stündigen Crash-Kurs im Programmieren absolviert hatte, ging es dann also richtig los. Die Idee war mithilfe der sogenannten Fouriertransformation den Computer jede beliebige Tonspur analysieren zu lassen und diese dann in Frequenz- bzw. Herzbereiche zu unterteilen. Diese verschiedenen Herzfrequenzen sollten dann verschiedene Aktionen des Brunnens auslösen und so eine Einzigartige Choreografie gestalten. Als wir das geschafft hatten, mussten wir noch eine Grafik programmieren, die der eines Brunnen ähnelt und auch noch Wasserstrahle “schießt”. Ein Beispiel: Nimmt man den Rhythmus von “We Will Rock You” (Boom, Boom, Tschak) sollten beim ersten und zweiten Boom jeweils die zwei größten Düsen anspringen (Bassfrequenz) und beim Tschak eine der mittelgroßen Düsen.

Ich werde Ihnen/ dir jetzt die weiteren Einzelheiten vorenthalten, weil das an dieser Stelle zu kompliziert wäre. So haben wir dann also von Dienstag bis Freitag hauptsächlich programmiert mit vielen kleineren Kaffeeunterbrechungen. Am Freitag haben alle Gruppen sich dann gegenseitig die Ergebnisse präsentiert und mussten dann auch schon wieder nach Hause.

Aber neben der Projektarbeit haben wir auch eine Führung durch das Fraunhofer-Institut erhalten. Fraunhofer Institut für Wirtschafts- und Technomathematik ist eines von insgesamt über 40 Fraunhofer Standorten in Deutschland und besitzt Server für insgesamt 2 Millionen Euro. Besonders beeindruckend war der futuristische Aufbau des Gebäudes und die Tatsache, dass das Gebäude allein durch die Abwärme der Computer/Server beheizt wird. Das Fraunhofer Institut für Wirtschafts- und Technomathematik war außerdem Sponsor unserer kompletten Camps. Außerdem haben wir von unseren “Betreuerinnen“, welche zurzeit an der Uni promovieren, eine Führung durch die TU-Kaiserslautern erhalten.

Neben den Führungen und den Projekten war das “drumherum” auch sehr toll organisiert. Wir wurden durchgängig mit Essen versorgt und mussten uns um nichts kümmern. Der Organisator Jonas Werner, welcher von Mint-EC selbst geschickt wurde, hat sich aller unser Probleme angenommen und uns sehr gut betreut. Ich kann eine solche Tagung wärmstens jedem empfehlen, der Interesse an Naturwissenschaften hat. Neben den Fähigkeiten, die ich so schnell in dieser Woche erlernt habe, habe ich auch zahlreiche neue interessante Leute und Mitschüler kennenlernen dürfen, welche ich ohne diese Tagung niemals getroffen hätte. Unsere Gruppe hat sich sogar so gut verstanden, dass wir bereits ein erneutes Zusammentreffen planen.

Fazit: Auch wenn momentan alle Camps aufgrund des COVID-19 Virus abgesagt werden, lohnt es sich auf jeden Fall sich für ein weiteres Camp zu bewerben und daran teilzunehmen. Denn man kann so viele tolle und neue Erfahrungen machen! Ein kleiner, aber dennoch schöner Nebeneffekt ist, dass die Camps alle während der Schulzeit stattfinden ;-) und man so je nach Länge des Camps eine Woche unterrichtsfrei hat. Wer jedoch nur deswegen an einem Camp teilnimmt, ist dort falsch aufgehoben und wird sich fragen, was er dort eigentlich tut.

Jonas Passenberg

Schüler absolvieren Auslandspraktikum bei der Firma KE-TECH in Budapest

KE-TECH beschäftigt sich mit Wartung und Verkauf von Prüfgeräten für zerstörungsfreie Werkstoffprüfung, prüft aber auch selbst. Während des Praktikums konnten wir unterschiedliche solcher Prüfmethoden kennenlernen. Die Firma hat 16 Mitarbeiter und gehört auf ihrem Feld zu den führenden in Ungarn. Außerdem ist sie sowohl Teil einer ungarischen als auch einer internationalen NDT-Gesellschaft (=non destructive testing). Die in Deutschland zuständige Gesellschaft ist die DGZfP (Deutsche Gesellschaft für Zerstörungsfreie Prüfung). Diese hat für uns den Kontakt nach Ungarn hergestellt und das Praktikum somit erst ermöglicht. Nachdem wir die Firma kennengelernt hatten, erhielten wir noch einen Einblick in die unterschiedlichen Prüfmethoden. Dabei ging es nicht nur darum, wie die Prüfungen durchzuführen sind, sondern hauptsächlich um den physikalischen Hintergrund. Unsere Kenntnisse konnten wir dann in den folgenden Tagen laufend erweitern. Mit einem Überblick über die Firma und die Grundlagen ihrer Methoden konnten wir motiviert in das Praktikum starten.

Der zweite Tag begann wieder am Hauptsitz der Firma in Budapest, Schwerpunkt des Tages war die Röntgenprüfung. Ebenso wie Röntgenstrahlung in der Medizin genutzt wird, um beispielsweise Knochenbrüche aufzuspüren, so nutzt man sie in der Technik um Bauteile auf Risse oder sonstige Fehler zu untersuchen. Dabei lassen sich unterschiedlichste Teile in unterschiedlichen Größen untersuchen, so gibt es Geräte die auf Mikrometer genau die Größe und Position von Rissen bestimmen können. Wir fuhren mit Herrn Kecskés zu der Außenstelle der Firma in Monor, einem Vorort Budapests. Dort konnten wir einer Röntgenprüfung beiwohnen. Geprüft wurden Sicherungen, die beispielsweise für Kühlschränke oder Mikrowellen produziert wurden. Bei diesen ging es darum zu überprüfen, ob der Draht im Inneren richtig positioniert ist und insbesondere ob er auch intakt ist. Darüber hinaus wurde uns die Möglichkeit der Erzeugung von Röntgenbildern mithilfe von Phosphorplatten gezeigt. Diese Technik ist sehr neu in der Industrie und ein einzelnes dazu notwendiges Gerät kostet 100 000 Euro: Die herkömmliche und momentan noch weit verbreitete Technik erzeugt die Röntgenbilder auf speziellen Fotofilmen, welche dann noch entwickelt werden müssen. Die Anschaffungskosten dieser Technologie sind zwar günstiger, jedoch kostet jeder einzelne Film ca. 5€, wobei mit einer Phosphorplatte bis zu 3000 Bilder erstellt werden können. Denn nach einer Aufnahme können die auf der Phosphorplatte gespeicherten Informationen mithilfe eines starken Lasers gelöscht werden. Dadurch rentiert sich das Phosphorplattensystem auf lange Zeit mehr, zudem ist es genauer. KE-TECH veranstaltet daher Workshops, in denen die Prüfer in Bezug auf diese und andere Technologien ausgebildet werden.

Am Mittwoch hatten wir dann die Möglichkeit, einen Schienenprüfzug der Ungarischen Staatseisenbahn zu besichtigen. Zwei dieser Züge fahren durch Ungarn, teilweise aber auch durch Österreich und Slowenien, um den Zustand der Bahnschienen zu kontrollieren. Zu diesem Zweck verfügt der Zug über verschiedenste Messinstrumente, insbesondere Ultraschall, Wirbelstrom und Schienenprofilmessung per Laser. Während Ultraschall und Wirbelstrommessungen insbesondere Fehler im Inneren der Schiene aufspüren, lässt sich mit der Schienenprofilmessung bestimmen, wie abgenutzt die Oberseite der Schiene ist. Dazu wird ein Laser auf die Oberseite der Schiene gerichtet und ein Bild der Höhe der Schiene anhand der Zeit, bis das reflektierte Licht zurückkommt, erstellt. Besonders in Kurven ließ sich so zum Teil feststellen, dass eine Seite der Schienen sich stärker abnutzt als die andere. Die Ultraschallprüfköpfe sind zudem in verschiedenen Winkeln angebracht, um Risse jeder Lage detektieren zu können. Fehler, die bei der Auswertung der Aufzeichnungen des Schienenprüfzuges auffallen, werden dann einer Schwere von A bis D zugeteilt, wobei die schwereren Fehler händisch überprüft werden müssen und die Schienenteile, sollte der Fehler sich bestätigen, ausgetauscht werden.

Am Donnerstag, unserem letzten Tag in der Firma, konnten wir die händische Ultraschallprüfung schließlich einmal selbst ausprobieren. Um alle Facetten der Ultraschallprüfung kennenzulernen bedarf es einer langen Ausbildung. Unter der Anleitung von Herrn Kecskés konnten wir jedoch größere Makel, wie Risse oder Unregelmäßigkeiten im Material, selbst detektieren. Die Ultraschallprüfung funktioniert ähnlich zur Schienenprofilmessung. Auch hier werden Wellen gesendet und die Resonanz gemessen. Beim Ultraschall werden statt Lichtwellen Schallwellen erzeugt. Diese breiten sich im zu prüfenden Material aus, bis sie entweder auf einen Fehler im Material stoßen oder auf dessen Rückwand. Beim Übergang in das dahinterliegende Material wird die Schallwelle zum größten Teil reflektiert. Über die Messung dieser Reflektionen und eine statistische Auswertung kann dann sowohl die Art als auch die Stelle des Fehlers festgestellt werden. Um ein möglichst gutes Ergebnis zu erzielen ist es jedoch notwendig, dass das Messgerät richtig kalibriert ist, man den passenden Prüfkopf mit dem richtigen Winkel wählt, das Messgerät auf das zu prüfende Material eingestellt wird und vieles Weitere. Mit dieser händischen Ultraschallprüfung schlossen wir unser Praktikum auch schon ab, die Woche verstrich unglaublich schnell. An dieser Stelle gilt es noch einmal Danke zu sagen. Wir danken der DGZfP dafür, dass sie den Kontakt nach Ungarn hergestellt hat, Herrn Çam für die großartige Organisation der ganzen Reise, wodurch alles reibungslos lief und schließlich Herrn Kecskés für seinen Support vor Ort. Danke für eine unvergessliche Zeit in Budapest!

Maximilian Beyer, Tim Neubach

Ergebnisse des Känguru-Wettbewerbes 2019

Auch in diesem Jahr nahmen alle 5 und 6 Klässler sowie interessierte Schülerinnen und Schüler der Stufen 7 bis Q1 am bundesweiten Mathewettbewerb teil. Das MPG freut sich über das gute Abschneiden seiner Schülerinnen und Schüler. Insgesamt wurden neunzehn 3. Preise, drei 2. Preise und ein 1. Preis erzielt. Wir gratulieren allen Gewinnern!

SAMMS-extern lockt schlaue Sechstklässler ans MPG

Mit großer Begeisterung für das Fach Mathematik, höchster Konzentration und viel Kreativität ging es ans Werk: 55 ausgewählte Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufe 6 von Schulen aus dem Raum Gelsenkirchen trafen sich am 17.6. und 18.6. am Max-Planck-Gymnasium zur externen Veranstaltung der Schülerakademie Mathematik Münster. Wählen konnten die Teilnehmer unter fünf Workshops, in denen ungewöhnliche, aber vor allem interessante Themen aus dem Bereich der Mathematik angeboten wurden.

Im Workshop Findet Dorie waren Lego-Roboter als Dorie aus dem gleichnamigen Film in einem Labyrinth unterwegs. Hier bestand die Aufgabe darin, mit Hilfe von selbst geschriebenen Programmen eine möglichst erfolgreiche Strategie zu entwickeln, um aus dem Labyrinth herauszufinden. Auf der Suche nach der Antwort auf die Frage „Wo ist Epsilon Eridani?“ stellten die Schülerinnen und Schüler fest, dass man eindeutige Angaben braucht, um die Position von Himmelsobjekten angeben zu können. Hilfsmittel dabei waren die selbst gebastelte Sternenkarte und das Computerprogramm Stellarium. Im Workshop Alles geheim – macht nichts? erforschten die Schülerinnen und Schüler verschieden Verschlüsselungen (wie z.B. die Caesarscheibe und das Skytale) und wandten diese und andere Geheimsprachen an, um eigene Nachrichten zu verschlüsseln. Es hat etwas Magisches, wenn jemand sich eine beliebige geheime Zahl denken soll, mit dieser hin und her rechnet und sein Gegenüber die Lösung schon kennt, fast so als könne er Gedankenlesen. Diesen und andere magische Tricks erforschten die Schülerinnen und Schüler im Workshop Mathemagie. Der Workshop Spielstrategien übte mathematische Logik am Beispiel von Spielen. Die Schüler analysierten die Spiele Tic Tac Toe sowie Vier gewinnt und überlegten sich allgemein, was eigentlich eine Gewinnstrategie ist. Des Weiteren wurden Schach sowie das (mathematisch sehr interessante) Kinderspiel Maskenball der Käfer angesprochen. Während der Abschlussveranstaltung wandten die Schüler ihre neu erworbenen Kenntnisse an und spielten die Spiele gegen interessierte Besucher. Nach zwei Tagen Forschen, Erkunden und Basteln endete die Schülerakademie mit der erfolgreichen Präsentation der Ergebnisse aller Workshops, zu der auch die Eltern eingeladen waren.

Mareike Roth

Mathe macht glücklich - die Mathe-LKs der Q2 im Mathematikum

Kürzeste Tour durch Deutschland (Traveling Salesman)

Die Mathematik-Leistungskurse der Q2 begaben sich am vergangenen Montag auf große Fahrt und besuchten das Mathematikum in Gießen. Die im Jahr 2002 eröffnete Ausstellung macht viele oftmals abstrakte Phänomene der Mathematik anschaulich und lässt den Besucher mathematische Gegenstände begreifen - im wahrsten Sinne des Wortes.

Fast alle Exponate lassen sich anfassen und manipulieren, vieles ist als Rätsel oder Denksportaufgabe dargeboten und alles hat einen z.T. tiefen mathematischen Hintergrund. So können nicht-runde Räder bewegt werden, die trotzdem durch den Mittelpunkt stets den selben Durchmesser besitzen, Symmetrien und Minimalflächen erforscht werden, aber auch arithmetische Besonderheiten wie das Rechnen mit Binärzahlen erforscht werden.

Und dazu waren die 39 Schülerinnen und Schüler zunächst aufgefordert. In kleinen Gruppen erkundeten Sie einige der ausgestellten Exponate und Experimenten, um sie im Anschluss ihren Mitschülern zu präsentieren. Im Anschluss an diesen durch die Schülerinnen und Schüler selbst gestalteten Museumsgang blieb noch etwa eine Stunde zur freien Erkundung, diese wurde von allen ausgiebig genutzt, um die restlichen Experimente auszuprobieren. So wurde aus dem dreistündigen Aufenthalt ein kurzweiliger und entspannter Besuch, bei dem die Stimmung auch durch die doch recht lange Busfahrzeit morgens nach Gießen und nachmittags zurück nach Gelsenkirchen nicht nachhaltig getrübt wurde.