Modellierungstage am Lise-Meitner-Gymnasium in Maxdorf

Am 11. und 12. Februar fanden am Lise-Meitner-Gymnasium in Maxdorf die Modellierungstage statt. Schülerinnen und Schüler arbeiteten dabei in Kleingruppen an realitätsnahen Fragestellungen und konnten erleben, wie Mathematik hilft, Probleme strukturiert zu bearbeiten.

Drei Gruppen beschäftigten sich mit unterschiedlichen Modellierungsproblemen. Eine Gruppe simulierte das Boarding von Flugzeugen mithilfe eines zellulären Automaten. Das Flugzeuginnere wurde als Gitter modelliert, auf dem sich Passagiere Feld für Feld bewegen. Die Gruppe verglich zwei Strategien: eine gruppenweise Bestuhlung von hinten nach vorne sowie eine Variante, bei der Fensterplätze zuerst besetzt werden. Letztere schnitt mit einer berechneten Gesamtzeit von rund fünf Minuten deutlich besser ab als die klassische Reihenfolge. Beim Spiel Mastermind analysierte eine Gruppe systematisch, welcher erste Zug möglichst viel Information liefert. Über kombinatorische Überlegungen wurde für verschiedene Mustertypen bestimmt, wie viele Codes nach dem ersten Rateversuch noch möglich sind – und schrittweise eine Strategie für die Folgezüge entwickelt. Eine weitere Gruppe entwarf eine mathematisch fundierte Öffnungsstrategie für Supermarktkassen. Modelliert wurden sowohl der Kundenzustrom als auch die Bedienzeiten, um eine Regel zu entwickeln, die Wartezeiten begrenzt ohne unnötig viele Kassen zu öffnen.

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.