{"id":1616,"date":"2020-03-24T13:00:53","date_gmt":"2020-03-24T12:00:53","guid":{"rendered":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/cammp\/?page_id=1616"},"modified":"2022-03-15T22:55:54","modified_gmt":"2022-03-15T21:55:54","slug":"evolution","status":"publish","type":"page","link":"https:\/\/blog.rwth-aachen.de\/cammp\/angebote\/cammp-day\/evolution\/","title":{"rendered":"Evolution"},"content":{"rendered":"\r\n

Der Evolution mit mathematischen Methoden auf der Spur<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Wie haben sich Lebewesen auf unserem Planeten entwickelt? Wer ist mit wem verwandt? Diese und weitere Fragen sind seit Jahrzehnten Thema der gesellschaftlichen und wissenschaftlichen Diskussion. Gerade in den letzten Jahren wurde hierzu vermehrt Forschung mit DNA-Daten und mathematischen Methoden zur Analyse dieser Daten betrieben. Den Wunsch nach Antworten auf Verwandtschaftsfragen haben auch Unternehmen, wie z.B. 23andme (https:\/\/www.23andme.com\/en-int\/<\/a>) oder MyHeritage (https:\/\/www.myheritage.de<\/a>) zu ihrem Gesch\u00e4ftsmodell gemacht: Die Kunden senden ihre DNA und die Firma sagt gegen Bezahlung, woher m\u00f6gliche Vorfahren kamen oder mit wem die Kunden verwandt sind!<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Interaktiv und computergestu\u0308tzt werfen Sch\u00fcler:innen ab der 8. Klasse in unseren Workshops mathematische Blicke auf die evolutiona\u0308re Entwicklung und die Bestimmung des evolution\u00e4ren Abstands. Mit echten DNA-Sequenzen und mit mathematischer Modellierung erarbeiten sie Methoden, mit denen Hypothesen zur Verwandtschaftsbeziehung erstellt werden ko\u0308nnen.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Ausprobieren und Entdecken ist in Kleingruppen die vorherrschende Arbeitsweise. In jedem Arbeitsschritt besteht die M\u00f6glichkeit, vorhandenes Wissen aufzufrischen bzw. zu neuem Wissen zu gelangen. Der Fokus liegt auf dem praktischen, zielgerichteten Gebrauch der Mathematik, der durch die Software Julia begleitet wird. Dabei k\u00f6nnen verschiedene Schwerpunkte ausgew\u00e4hlt werden:<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

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Workshop f\u00fcr Mathematikkurse ab der 8. Klasse:<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Daten:<\/em> Die Sch\u00fcler:innen arbeiten mit der echten Online-Datenbank des National Center for Biotechnologie Information (https:\/\/www.ncbi.nlm.nih.gov). Sie lesen die DNA-Daten in die Software Julia ein, filtern die Daten und speichern sie. Sie erlernen so elementare Schritte des Umgangs mit Daten bei Modellierungen.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Abstandsbestimmung durch relative H\u00e4ufigkeit:<\/em> Die Sch\u00fcler:innen entwickeln einen einfachen basalen Abstandsbegriff: die relative H\u00e4ufigkeit von unterschiedlichen Stellen in den DNA-Sequenzen. Diesen wenden sie auf verschiedene Datens\u00e4tze an und diskutieren seine Eignung.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Abstandsbestimmung durch \u201eKostenmodell\u201c:<\/em> Es wird eine weitere Modellierung entwickelt. Durch die Weiterentwicklung der Abstandsmessung zu einem \u201eKostenmodell“, das ebenfalls auf verschiedene Datens\u00e4tze angewendet und diskutiert wird, k\u00f6nnen die Sch\u00fcler:innen den Modellierungsprozess erneut durchlaufen.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Stammbaum:<\/em> Als Alternative zur Arbeit mit der Online-Datenbank bieten wir die Erstellung eines Stammbaums mit Hilfe von Clusteringmethoden an.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Dauer:<\/strong> 5 \u2013 6 Stunden (inkl. Mittagspause)
M\u00f6gliche Inhalte:<\/strong> Umgang mit Daten, Abstandsmessung, Clusteringmethoden
Vorwissen:<\/strong> relative H\u00e4ufigkeit, arithmetisches Mittel, Median, Proportionalit\u00e4tzielgerichteten Gebrauch der Mathematik, der durch die Software MATLAB begleitet wird.
Anmeldung:<\/strong> Termine k\u00f6nnen individuell per E-Mail (cammp@aices.rwth-aachen.de<\/em><\/a>) vereinbart werden.<\/p>\r\n

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Workshop f\u00fcr Mathematikkurse ab der EF:<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n\r\n

Daten:<\/em> Die Sch\u00fcler:innen arbeiten mit der echten Online-Datenbank des National Center for Biotechnologie Information (https:\/\/www.ncbi.nlm.nih.gov). Sie lesen die DNA-Daten in die Software Julia ein, filtern die Daten und speichern sie. Sie erlernen so elementare Schritte des Umgangs mit Daten bei Modellierungen.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Abstandsbestimmung durch relative H\u00e4ufigkeit:<\/em> Die Sch\u00fcler:innen entwickeln einen einfachen basalen Abstandsbegriff: die relative H\u00e4ufigkeit von unterschiedlichen Stellen in den DNA-Sequenzen. Diesen wenden sie auf verschiedene Datens\u00e4tze an und diskutieren seine Eignung.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Abstandsbestimmung durch \u201eKostenmodell\u201c:<\/em> Es wird eine weitere Modellierung entwickelt. Durch die Weiterentwicklung der Abstandsmessung zu einem \u201eKostenmodell“, das ebenfalls auf verschiedene Datens\u00e4tze angewendet und diskutiert wird, k\u00f6nnen die Sch\u00fcler:innen den Modellierungsprozess erneut durchlaufen.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Metrik:<\/em> Als Alternative zur Arbeit mit der Online-Datenbank bieten wir die Diskussion des mathematischen Begriffs einer Metrik an, indem die Sch\u00fcler:innen geleitet von Alltagsbeispielen die formale Definition einer Metrik kennenlernen und die Eigenschaften an den entwickelten Abstandsbegriffen \u00fcberpr\u00fcfen.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Stammbaum:<\/em> Alternativ kann au\u00dferdem die Erstellung eines Stammbaums mit Hilfe von Clusteringmethoden erfolgen.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Dauer:<\/strong> 5 \u2013 6 Stunden (inkl. Mittagspause)
M\u00f6gliche Inhalte:<\/strong> Umgang mit Daten, Abstandsmessung, Clusteringmethoden, Metrik
Vorwissen:<\/strong> relative H\u00e4ufigkeit, arithmetisches Mittel, Median, Proportionalit\u00e4t
Anmeldung:<\/strong> Termine k\u00f6nnen individuell per E-Mail (cammp@aices.rwth-aachen.de<\/em><\/a>) vereinbart werden.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

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Workshop f\u00fcr Mathematikkurse ab der Q1:<\/strong><\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Daten:<\/em> Die Sch\u00fcler:innen arbeiten mit der echten Online-Datenbank des National Center for Biotechnologie Information (https:\/\/www.ncbi.nlm.nih.gov). Sie lesen die DNA-Daten in die Software Julia ein, filtern die Daten und speichern sie. Sie erlernen so elementare Schritte des Umgangs mit Daten bei Modellierungen.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Abstand durch stochastischen Prozess:<\/em> Die Sch\u00fcler:innen entwickeln ein Modell f\u00fcr die Abstandsmessung, das auf \u00dcbergangsmatrizen und stochastischen Prozessen beruht. Dieses wenden sie auf verschiedene Datens\u00e4tze an und diskutieren die Eignung.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Abstandsbestimmung durch \u201eKostenmodell\u201c:<\/em> Es wird eine weitere Modellierung entwickelt. Durch die Weiterentwicklung der Abstandsmessung zu einem \u201eKostenmodell“, das ebenfalls auf verschiedene Datens\u00e4tze angewendet und diskutiert wird, k\u00f6nnen die Sch\u00fcler:innen den Modellierungsprozess erneut durchlaufen.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Metrik:<\/em> Als Alternative zur Arbeit mit der Online-Datenbank bieten wir die Diskussion des mathematischen Begriffs einer Metrik an, indem die Sch\u00fcler:innen geleitet von Alltagsbeispielen die formale Definition einer Metrik kennenlernen und die Eigenschaften an den entwickelten Abstandsbegriffen \u00fcberpr\u00fcfen.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Stammbaum:<\/em> Alternativ kann die Erstellung eines Stammbaums mit Hilfe von Clusteringmethoden erfolgen.<\/p>\r\n\r\n\r\n\r\n

Dauer:<\/strong> 5 \u2013 6 Stunden (inkl. Mittagspause)
M\u00f6gliche Inhalte:<\/strong> Umgang mit Daten, Abstandsmessung, \u00dcbergangsmatrizen und stochastische Prozesse, Clusteringmethoden, Metrik
Vorwissen:<\/strong> relative H\u00e4ufigkeit, arithmetisches Mittel, Median, Proportionalit\u00e4t
Anmeldung:<\/strong> Termine k\u00f6nnen individuell per E-Mail (cammp@aices.rwth-aachen.de<\/em><\/a>) vereinbart werden.<\/p>\r\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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