Modellierungstage am Geschwister-Scholl-Gymnasium in Ludwigshafen

Am 3. und 4. Februar fanden am Geschwister-Scholl-Gymnasium in Ludwigshafen die Modellierungstage statt. Schülerinnen und Schüler arbeiteten dabei in Kleingruppen an realitätsnahen Fragestellungen und konnten erleben, wie Mathematik hilft, Probleme strukturiert zu bearbeiten.

Fünf Gruppen beschäftigten sich mit unterschiedlichen Modellierungsproblemen. Eine Gruppe untersuchte die Ausbreitung von Viren und nutzte dafür das SIR-Modell als Grundlage, um die zeitliche Entwicklung von empfänglichen, infizierten und nicht mehr ansteckenden Personen zu beschreiben. Eine weitere Gruppe stellte sich vor, die Filialleitung eines Supermarkts zu sein, und entwickelte eine Entscheidungsstrategie für das Öffnen zusätzlicher Kassen – mit dem Ziel, Personalkosten und Wartezeiten in ein vernünftiges Verhältnis zu bringen. Eine Gruppe erarbeitete mithilfe eines zellulären Automaten ein Simulationsmodell für das Boarding von Flugzeugen. Das Flugzeuginnere wurde dabei als Gitter modelliert, auf dem sich Passagiere schrittweise bewegen – gemessene und berechnete Boarding-Zeit stimmten auf rund acht Minuten für ein kleines Flugzeug überein. Beim Spiel Mastermind analysierte eine Gruppe, wie viele mögliche Codes nach dem ersten Rateversuch noch infrage kommen – je nach gewähltem Startmuster. Kombinatorische Überlegungen zeigten, dass ein Muster vom Typ AABB den Suchraum im schlechtesten Fall am stärksten einschränkt. Die fünfte Gruppe entwarf ein Preismodell für ein Fitnessstudio, das aktiven Kunden durch eingespeisten Strom Rabatt gewährt. In einem Tabellenmodell wurden Kundenwachstum, Energieertrag und Fixkosten miteinander verknüpft – und verschiedene Szenarien für Dauer und Zeitpunkt der Werbeaktion verglichen.

Zu Beginn entwickelten alle Gruppen Annahmen, die als Grundlage für ihre Modelle dienten. Anschließend wurden die Modelle mathematisch ausgearbeitet, berechnet und überprüft. Die Ergebnisse führten teilweise zu einer Überarbeitung und Verfeinerung der Modelle. Abschließend präsentierten die Gruppen ihre Resultate und Visualisierungen in Kurzvorträgen und reflektierten dabei sowohl die Grenzen der jeweiligen Modelle als auch mögliche Weiterentwicklungen.