Modellierungstage am Nikolaus-von-Kues Gymnasium in Bernkastel-Kues
Am 23. Und 24. Juni fanden in Bernkastel-Kues die Modellierungstage statt. Dabei haben 34 mathematikbegeisterte Schüler:innen in zwei Tagen an verschiedenen Sachverhalten aus der realen Welt gearbeitet und haben mithilfe mathematischer Modellierung Probleme gelöst, Simulationen erstellt und Strategien entwickelt.
Eine Gruppe befasste sich mit dem Thema Terminvergabe in Arztpraxen, welches die Problemstellung behandelt, dass dort oftmals lange Wartezeiten herrschen. Hierfür wurde unter Einbeziehung realer Daten ein System entwickelt, wie die Termine vergeben werden können, um möglichst viele Patienten aufnehmen zu können, während trotzdem Pufferzeiten für Notfälle oder spontane Komplikationen beachtet wurden.
Zwei Gruppen beschäftigten sich unabhängig mit dem Thema Ausbreitung eines Virus, welches von den Gruppen von verschiedenen Seiten betrachtet wurde. Die eine Gruppe konzentrierte sich auf die Simulation mittels eines Python-Programms, wobei die Komplexität nach und nach unter Hinzunahme weiterer Aspekte erhöht wurde. Die andere Gruppe näherte sich dem Thema aus der argumentativen Seite, indem Krankheitswellen aus der Vergangenheit als Referenz benutzt wurden, um allgemeine Aussagen über die Verbreitung treffen zu können.
Das Thema Erstellung eines Evakuierungsplans wurde ebenfalls von zwei Gruppen behandelt. Dies wurde am Modell des zellulären Automaten simuliert und auf Basis der Simulation sowie logischen Überlegungen wurden Evakuierungspläne für das Gymnasium erstellt.
Auch im Bereich der Spielstrategien wurde modelliert. Dabei entwarf eine Gruppe mehrere Strategien für das Kartenspiel „Skyjo“ unter Beachtung von variierenden Erwartungswerten und trafen Entscheidungsregeln, abhängig von der Phase des Spiels, um eine möglichst hohe Gewinnwahrscheinlichkeit zu gewährleisten.
Zwei weitere Gruppen befassten sich mit dem Thema des optimalen Standorts für einen AED in ihrer Schule. Dieser ist in jeder Schule Pflicht und eine richtige Positionierung kann in Notfällen einen entscheidenden Unterschied machen. Die Gruppen argumentierten ihre Standortvorschläge mit geometrischer Optimierung in der Ebene, sowie Selbstexperimenten, Messungen und der Anwendung von kürzeste-Wege-Algorithmen auf Netzwerken.
Alle Gruppen präsentierten am Ende der Veranstaltung ihre Ergebnisse und zeigten, dass sie sich umfassend mit den Themen beschäftigt haben. Sie bewiesen durch ihre Darstellungen sowohl ihre Problemlösefähigkeiten als auch ihr Verständnis des Konzepts der mathematischen Modellierung.