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CAMMP

Abschlussarbeiten

09. Juli 2016 | von

Im Rahmen des CAMMP Programmes bieten sich Möglichkeiten zur Ausarbeitung von Bachelor-, Master- und Staatsexamensarbeiten.

Folgende Abschlussarbeiten für das Lehramt an Gymnasien und Gesamtschulen bieten wir an:

  • Weitere Themen können individuell vereinbart werden

Hier geht’s zu den bereits abgeschlossenen Abschlussarbeiten.

Erfahrungsberichte zur CAMMP science Sommerschule

02. Juli 2016 | von

Erfahrungsberichte zum CAMMPscience Projekt

01. Juni 2016 | von

Hier finden sie eine Zusammenfassung von Erfahrungen der teilnehmenden Schülergruppen: CAMMP science – Erfahrungen von KKG-Schüler/innen

CAMMP week Teilnehmerauswahl beendet

19. Mai 2016 | von

Die Auswahl der Teilnehmer der CAMMP week 2016 powered by Bürgerstiftung für die Region Aachen ist nun abgeschlossen. Folgende Schulen nehmen mit Lehrkräften und Schüler/innen teil: Couven Gymnasium, Einhard – Gymnasium, Goethe Gymnasium, Gymnasium der Stadt Badenweiler, Inda-Gymnasium, Kaiser-Karls-Gymnasium, Rhein-Maas Gymnasium, Ritzerfeld Gymnasium, St. Leonhard Gymnasium und St. Michael Gymnasium Monschau

KKG und CAMMPscience

14. April 2016 | von

CAMMP Science in der Zeitung

24. Februar 2016 | von

Hier finden sie Beiträge zu unserem CAMMP science Projekt in der Aachener Zeitung und den Aachener Nachrichten.

Aktuelle Liste von Publikationen und Vorträgen

10. Januar 2016 | von

Im Folgenden finden Sie eine (aktuell gehaltene) Liste von Publikationen und Vorträgen und Abschlussarbeiten, die im Rahmen des CAMMP Projekts bisher veröffentlicht wurden:

Tagungsbeiträge:

  • Frank, M.: Wie funktioniert die Torlinientechnik beim Fussball?. Vortrag, GDM-Tagung, Heidelberg, 2016

  • Frank, M.; Roeckerath, C.; Hattebuhr, M.: Wie funktioniert eigentlich GPS und was hat das mit Mathe zu tun? – Projekttag des EducationLab CAMMP der RWTH-Aachen. Vortrag, GDM-Tagung, Basel, 2015

  • Frank, M.; Roeckerath, C.; Hattebuhr, M.: Kompetenzzuwachs bei Schülerinnen und Schülern durch die Teilnahme an einer Modellierungswoche. Vortrag, GDM-Tagung, Koblenz, 2014

  • Frank, M.; Krycki K.; Richter P.; Roeckerath C.: Habe ich das Zeug zum MINT-Studium? Das mathematische Modellierungsprogramm CAMMP als Orientierungshilfe für Schülerinnen und Schüler. Vortrag, khdm-Tagung, Paderborn, 2013.

  • Frank, M.; Krycki K.; Richter P.; Roeckerath C.: CAMMP-Online – Wie funktioniert eigentlich … und was hat das mit Mathe zu tun?. Poster, khdm-Tagung, Paderborn, 2013.

 Artikel in Fachzeitschriften:

  • Frank, M.; Roeckerath, C.: Augmenting Mathematics Courses by Problem-Based Learning, International Journal of Engineering Pedagogy (iJEP) 6 (2016), doi:10.3991/ijep.v6i1.5368
  • Frank, M.; Roeckerath, C.: Wie kann man mit einer Handykamera Geschwindigkeiten messen?, Der Mathematikunterricht61 (2015) 27-31.
  • Frank, M.; Roeckerath, C.: Gemeinsam mit Profis reale Probleme lösen. In: Mathematik Lehren 174. Friedrich-Verlag, Velber, 2012.

Abschlussarbeiten:

 

Beispiel für eine „CAMMP week“ – Problemstellung

08. September 2015 | von

Das folgende Problem stammt von der Firma Novatec Solar GmbH und wurde im Rahmen der CAMMP week 2011 von Schüler/innen gelöst.

Optimierung der Spiegel in einem Solarkraftwerk

Zur Sicherstellung der Energieversorgung in Zeiten von steigendem Energiebedarf und zunehmender Knappheit fossiler Brennstoffe wie Kohle, Öl und Gas, wird der Ausbau der regenerativen Energie immer schneller vorangetrieben. Innerhalb der EU bestehen bereits Pläne, in der Sahara riesige Solarkraftwerke zu errichten und den Strom über Hochspannungsleitungen in das europäische Stromnetz einzuspeisen.

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Das Prinzip solarthermischer Kraftwerke erscheint recht simpel: Spiegel bündeln Sonnenstrahlen auf ein Rohr, durch das Wasser geleitet wird. Auf diese Weise wird das Wasser erhitzt und durch den so entstehenden Dampf werden Turbinen angetrieben, welche dadurch Strom erzeugen.

Idealerweise würde man gerne einen großen Spiegel in Parabolform verwenden, da dieser das eingefangene Licht auf genau einen Brennpunkt fokussiert.

Die Herstellung eines solchen Spiegel ist aber viel zu aufwändig und teuer. Zudem wäre ein solcher Spiegel stark windanfällig. Daher wird in aktuellen Forschungsprojekten der vielversprechende Ansatz verfolgt, einen Parabolspiegel durch mehrere ungewölbte Spiegelstreifen zu ersetzen.

Da sich die Position der Sonne im Laufe des Tages ändert, wird der Neigungswinkel der Spiegel über de Tag hinweg stets angepasst.

Dadurch entstehen aber Probleme: Wird der Abstand zwischen den einzelnen Spiegelstreifen zu gering gewählt, so können Spiegel bei flach stehender Sonne Schatten auf andere Spiegel werfen, so dass nicht die komplette Fläche dieser Spiegel genutzt wird. Wird der Abstand allerdings größer gewählt, so muss man beachten, dass die äußersten Spiegelreihen nicht zu weit vom Rohr entfernt sind, da sich deren Neigungswinkel nicht so fein einstellen lassen und somit die gebündelten Strahlen das Rohr verfehlen können.

Wie kann man also den Abstand der Spiegel, deren Größe, die Höhe des Wasserrohres oder andere Parameter wählen, damit man die Sonnenenergie optimal ausnutzen kann?

Foto mit freundlicher Genehmigung der Novatec Solar AG.

Bericht über die CAMMP week 2015 powered by Bürgerstiftung

08. Juli 2015 | von

Sieben Probleme, eine Woche, viele neue Erfahrungen und der Wunsch nach einem anständigen Bett

Gutes Wetter, wenig Schlaf, Mathematik, viel Kaffee und noch mehr Spaß. Was im ersten Moment für die meisten Menschen widersprüchlich klingt, beschreibt doch am treffendsten die CAMMP week 2015. CAMMP, das steht für „Computational and Mathematical Modeling Program” und ist eine kleine Erfolgsgeschichte des Lehrstuhls CCES der RWTH-Aachen. So ist diese Woche voller Mathematik dieses Jahr bereits in seine fünfte Runde gegangen und wurde für alle Beteiligten ein gelungenes Erlebnis. Ziel ist es den Schülerinnen und Schülern zu vermitteln, wie Mathematik in der Wissenschaft genutzt wird und dazu nicht wie im Mathematikunterricht Stift und Papier ausreichen. Dazu standen sieben offene, reelle Probleme zur Verfügung, die zu lösen waren.

Aber fangen wir vorne an: Bei strahlendem Sonnenschein, der uns für die nächsten fünf Tage nicht mehr verlassen wollte, trafen Sonntags peu à peu Schüler und Schülerinnen, Lehrkräfte und das Team der RWTH in der kleinen belgischen Jugendherberge ein. Die insgesamt 42 Schülerinnen und Schüler aus 13 Schulen trafen sich abends dann zum ersten Mal zu einer kleinen Einführung in die mathematische Modellierung, gehalten von Prof. Dr. Ahmed E. Ismail. Die Begeisterung der Teilnehmer hielt sich zu diesem Zeitpunkt noch in Grenzen. Jedoch ging es mit der Vorstellung der sieben Probleme, der Gruppeneinteilung und einem ersten kleinen Kennenlernspiel weiter, in dem sich die Gruppendynamik, die sich die nächsten Tage entwickeln sollte, bereits ein erstes Mal zeigte.

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Nach einer Nacht in belgischen Jugendherbergsbetten starteten wir montags in unseren Gruppen mit der Bearbeitung des gegebenen Problems. Dies mag einfacher klingen, als es tatsächlich war. Bevor wir überhaupt loslegen konnten, mussten wir erst einmal das Problem verstehen und inwiefern dies eigentlich etwas mit Mathematik zu tun hat. Daraus ergaben sich bereits die ersten Fragen, die Grundlage der Modellierung sind: Wie vereinfache ich ein komplexes, reelles Problem so, dass ich es in einem mathematischem Computermodell abbilden kann, das Aussagekraft hat.

Diese erste große Hürde konnte bereits Montags bewältigt werden. Die Arbeit an den Computern begann. Die darauf folgenden Tage zeichneten sich durch lebhafte Diskussionen, da jeder Teilnehmer eine eigene Auffassung des Problems hatte, Frustration, wenn der geschriebene Code mal wieder nicht funktionierte, und einen unfassbar hohen Kaffeeverbrauch aus. Die Dynamik und Eigenmotivation, die die Gruppen dabei entwickelten, waren mit nichts zu vergleichen, was man aus der Schule kennt. Hinzu kommt die Selbstständigkeit, mit der gearbeitet wurde: Die betreuenden Lehrer, die es sonst gewohnt waren das Zepter in der Hand zu halten und die Arbeit zu lenken, fanden sich auf einmal in einer Statistenrolle wieder. Um sich dennoch mit einzubringen beschränkte man sich darauf für das leibliche Wohl der Gruppe zu sorgen indem Obstteller zubereitet oder einfach nur Kaffee geholt wurde. Diese neue und ungewohnte Rolle für die Lehrer war jedoch ein gewünschter Nebeneffekt, da das fachliche Wissen diesmal gar nicht in ihren Händen lag, sondern bei den wissenschaftlichen Betreuern des CAMMP Teams. Somit war diese Woche nicht nur eine Lernmöglichkeit für die Schülerinnen und Schüler, sondern auch für deren Lehrkräfte. Dies führte dazu, dass die gewohnte Schüler-Lehrer-Hierarchie durchbrochen wurde und man sich sogar auf Augenhöhe begegnete, da die Schüler zum Ende der Woche mehr Wissen über ihr Problem und deren Lösung hatten als die Lehrer. Daraus und aus der Anwesenheit von einigen Kindern des Organisationsteams resultierte eine unbefangene, fast familiäre Stimmung, die diese Veranstaltung noch weiter vom schulischen Alltag abhob. Außerdem gab es reichlich Möglichkeiten sich körperlich auszutoben und den Kopf für ein paar Minuten von Mathe, falschen Codes und dem nicht funktionierenden Internet frei zu machen. Immerzu sah man Frisbee, Basketball oder Fußball spielende Grüppchen. Den Höhepunkt hatten die sportlichen Aktivitäten am Mittwoch, an dem es galt mit seiner Gruppe in einem Sportturnier anzutreten und zu zeigen, was man doch für ein tolles Team war.
Nicht verschweigen will ich hier auch eine kleine, stetig wachsende Gruppe von Schülerinnen,Schülern, Lehrerinnen und Lehrern, die so verrückt war, sich jeden morgen eine Stunde vor dem Frühstück zu treffen, um die Müdigkeit mit einer oder mehr Runden Liegestütze, Kniebeugen oder Yoga zu vertreiben.
Einzig am Donnerstag spürte man bei allen Teilnehmern eine unterschwellige Spannung, da die Deadline immer näher rückte und die Lösung noch immer nicht vollständig oder überhaupt in Sichtweite war. Allen war klar, dass diese Nacht wohl nicht so erholsam werden würde, wie die vorherigen und das der Kaffeekonsum nochmal gesteigert werden musste. Als dann auch noch bei den Probepräsentationen auffiel, dass manches was man erarbeitet hatte, gar keinen Sinn ergab, war die Motivation erst einmal im Keller. Hier konnten jedoch die Lehrer einen wichtigen Beitrag leisten und die Gruppen wieder anregen, die letzten Stunden zu investieren, um ein gutes Ergebnis abzuliefern. Als die letzten Gruppen dann um halb 5 ins Bett fielen und sich auf ganze 3,5 Stunden Schlaf freuen konnten, kam noch nicht der berechtige Stolz auf das Erreichte auf, aber das sollte sich am nächsten noch Tag ändern.

IMG_4923Das letzte Frühstück wurde nach einer kräftezehrenden Nacht dann auch größtenteils schweigend und in einer deutlich kleineren Runde, als an den anderen Tagen aufgenommen. Jeder war froh ein gutes Ergebnis erzielt zu haben, doch stand noch als letztes großes Event die Abschlusspräsentation vor Vertretern der RWTH und Wirtschaftsunternehmen im SuperC an. Am heißesten Tag der Woche fuhren wir zurück nach Aachen und bei allen machte sich ein Kribbeln breit, das sowohl aus Vorfreude und Lampenfieber, als auch ein wenig Enttäuschung bestand, dass nun alles so gut wie vorbei war. Als die Gruppen schlussendlich auf dem Podium standen und vor den geladenen Gästen, Lehrern, Eltern und Geschwistern ihre Ergebnisse präsentierten wurde sich jeder bewusst, welche grandiose Arbeit sie alle bewältigt hatten und das sich sämtliche Mühen gelohnt hatten. Der Stolz kam so richtig auf, als man sich nach der Präsentation mit den Vertretern der Problemsteller traf, die alle vollauf begeistert waren, und sowohl Lob als auch kleine Präsente entgegennehmen durfte.
Nun zeigte sich aber letzten Endes der Schlafmangel und blickte man im Saal um sich, sah man nicht wenige, denen es schwer fiel die Augen offen zu halten. Die Sehnsucht nach dem eigenen Bett stieg an. Das merkte man auch nachdem alle Gruppen fertig waren und man sich endlich mit den Eltern treffen konnte. Es wurde noch flüchtig einige Telefonnummern ausgetauscht und ausgemacht, dass man sich wiedersehen müsste, doch eigentlich wollte jeder nur noch nach Hause und sich hinlegen. So kam es auch, dass diese letzte Runde recht schnell ihr Ende fand und man an einigen Erfahrungen reicher, großer Zufriedenheit und mit viel Freude den Nachhauseweg antrat.

Text: Cornelius Hesse-Edenfeld (teilnehmender Student an der CAMMP week 2015 powered by Bürgerstiftung)

Erfahrungsbericht MINT EC

18. Dezember 2014 | von

Aus dem Jahresreport 2013/14 des MINT-EC-Vereins:

Meine Erfahrungen mit dem MINT-EC

Im Jahr 2012, also vor knapp zwei Jahren, durfte ich mein erstes MINT-EC-Camp besuchen. Es fand am DESY in Zeuthen bei Berlin zum Thema „Messung kosmischer Teilchen“ statt. Bis dahin war für mich ganz klar: Nach dem Abi geht es nach Aachen zum Maschinenbaustudium. Standard halt. Das hat sich auch durch die Teilnahme am DESY-Camp erst einmal nicht verändert. Denn die Forschung in der Physik habe ich zwar als spannend und interessant erlebt, aber für mich sah ich dort keine Zukunft. Ähnlich erging es mir in meinem zweiten Camp an der TU in Dresden. Beide Camps waren dennoch ein voller Erfolg für mich. Raus aus dem Schulalltag, rein in die „reale“ MINT-Welt und den Forschungsalltag. Denn nicht nur der Inhalt, sondern auch Planung, Teams, Ausrichter und die anderen Teilnehmer sind Teil der Erfahrungen, die man im Camp macht. Ausgehend von einem stets begeisterten Veranstaltungsleiter packt einen die Neugierde und der 14-Stunden-Tag geht schneller als der 45-Minuten-Unterricht vorbei. Stress, Druck und die Vorbereitung für die Abschlusspräsentation wirken sich nur positiv auf die Stimmung in der Gruppe aus. Genial!

Nun finde ich die Übersicht zum CAMMP in Aachen an der RWTH… da will ich doch hin… aber CES also Computational Engeneering Science?!? Noch nie gehört…. Egal! Teilnehmen. An den viel zu schnell vergehenden Tagen lerne ich, was das Ziel von CES ist: mittels der Rechenleistung von Computern technische Probleme zu analysieren und bestmögliche Lösungen zu finden. Dies wird über die Simulation in der Informatik realisiert. Innerhalb kürzester Zeit lassen sich so Lösungen für Produktverbesserungen finden und damit Produktionskosten senken. Ein gutes Beispiel ist die Automobilindustrie: Jeder neue Kleinwagen muss vor der Serienherstellung als Prototyp zu Testzwecken diverse Crashtests durchlaufen und positiv abschließen. Jeder dieser Tests kostet mindestens eine Million Euro. Zuviel, um bei einem solchen Test zu merken, dass die vorherige Planung nicht zielführend war und der Wagen den Sicherheitsanforderungen nicht gerecht wird. Die Simulation ersetzt zwar den physischen Test nicht, bietet jedoch die Möglichkeit alle Parameter im Vorhinein sorgfältig zu wählen und so Fehlversuche zu minimieren. Der Studiengang CES verbindet also Maschinenbau, Mathematik und Informatik miteinander. Eine spannende Woche macht mir deutlich, wie die Zukunft aussehen wird. Denn welches Gerät läuft heute noch rein mechanisch? Das Thema fasziniert mich und mit Blick auf das bevorstehende Abi rückt die Entscheidung näher. Ich hänge in einem großen Disput zwischen Maschinenbau und CES. Worin liegt die Zukunft? Was passt besser zu mir? Diese Fragen muss ich für mich beantworten, denn diejenigen, die ich um Rat frage, kennen CES nicht… zu neu, zu unbekannt. Die meisten Ratschläge laufen daher auf den Studiengang Maschinenbau hinaus. Ich entscheide mich für CES. Ausschlaggebend war die Tatsache, dass CES eher zukunftsorientiert ist und mir die Arbeit während des Camps sehr viel Freude bereitet hat.

Ich bin froh, die vielen Einblicke durch den MINT-EC erlebt zu haben. Eindrücke, die der Schulalltag verborgen hält, sind für mich unersetzlich bestechend. Noch heute habe ich tolle Kontakte, auf die ich zurückgreifen kann. Einmalig! – Danke!

Julius Genske, ehemaliger Schüler des Irmgardis-Gymnasium, Köln, Nordrhein-Westfalen