Computational And Mathematical Modeling Program

Die Idee hinter CAMMP

Quelle: Thomas Camminady

Mit CAMMP schlüpfen Schüler/innen in die Rolle von Wissenschaftler/innen und erleben so die Grundlagen der mathematischen Modellierung anhand von praktischen Beispielen. In kleinen Teams lösen die Schüler/innen herausfordernde reale Probleme und setzen dafür mathematische Methoden und Computersimulationen ein. Dabei werden sie von Wissenschaftler/innen unterstützt.

Mögliche Fragen mit denen sich die Schüler/innen beschäftigen, stammen aus den verschiedenen Bereichen, wie Finanzen, Luft- und Raumfahrt, Videospiel-Design, medizinischer Bildgebung sowie Ökologie. Um solche komplexe reale Probleme zu lösen, können mathematische Werkzeuge, wie die numerische und mathematische Modellierung, angewendet werden.

CAMMP macht möglich, dass sich Mathematik und Informatik begeisterte Schüler/innen über die Theorie hinaus mit Problemlösung beschäftigen. Durch diese längere und intensivere Auseinandersetzung mit einem Problem erhaschen Schüler/innen einen Einblick in die Berufswelt von Mathematikern/innen, Informatikern/innen und Ingenieuren/innen.

Im Rahmen von CAMMP können verschiedene Angebote von Lehrer/innen gemeinsam mit Schüler/innen wahrnehmen werden:

  • CAMMP day: Computergestützte mathematische Modellierung, eintägig, am KIT, Karlsruhe
  • CAMMP week: Eine ganze Woche in einer Jugendherberge zum Thema Computergestützte mathematische Modellierung

In unserem Podcast zum CAMMP day und zur CAMMP week oder unserem Kurzfilm zu CAMMP erfahren Sie noch mehr zur Idee von CAMMP!

Projektziele

CAMMP will einer breiten Öffentlichkeit die Bedeutung von Mathematik und Simulationswissenschaften für die gesamte Gesellschaft bewusst machen und dient gleichzeitig als Berufs- und Studienorientierung. CAMMP dient dadurch mit unter als perfekte Anknüpfungsstelle für das Fach IMP  (Informatik, Mathematik, Physik), da das Zusammenspiel dieser drei Fächer vollkommen ausgenutzt wird und im Vordergrund steht: 

Die Physik liefert die zugrunde liegenden Naturgesetze, die Mathematik das iterative Verfahren, und in der Informatik wird die Simulation auf dieser Basis realisiert. (Renate Allgöwer , Stuttgarter Zeitung , 14.08.2018)

CAMMP vermittelt spielerisch den Umgang mit mathematischer Modellierung und fördert damit auch die Kompetenzen in diesem Bereich. Die mathematische Modellierung umfasst in Anlehnung an den Lehrplan der Schulen folgende Schritte:

  • Übersetzen des in Umgangssprache formulierten Problems in ein mathematisches Modell
  • Lösung des Modells mittels vorhandener mathematischer Kenntnisse
  • Bewertung und Überprüfung der erhaltenen Lösung durch Interpretation der Ergebnisse und Beschreibung für den Anwender

Die Schüler*innen erweitern durch die Arbeit in kleinen Teams zusätzlich weitere prozessbezogene Kompetenzen, wie Kommunikations- und Teamfähigkeit sowie das Nutzen von Hard- und Software-Werkzeugen zur Problemlösung.

Neben den Schüler*innen können auch Mathematiklehrer*innen von einer intensiven Beschäftigung mit mathematischer Modellierung profitieren. Schüler/innen empfinden es häufig sehr motivierend authetische Mathematik anhand von realen Beispielen zu erleben.

 

Historie

Schon seit 1993 bietet das Projekt KOMMS aus Kaiserslautern, ähnlich wie CAMMP, jeweils im Sommer eine Woche zum Thema Mathematische Modellierung in Rheinland-Pfalz an. Ins Leben gerufen wurde die Projektwoche von Professor Dr. Helmut Neunzert, dem ehemaligen Leiter des Fraunhofer-Instituts für Techno- und Wirtschaftsmathematik ITWM. Seitdem finden Veranstaltung dieser Art regelmäßig in ganz Deutschland, Österreich und Italien (Südtirol) statt.

2011 gründeten Prof. Dr. Ahmed Ismail1, Dr. Nicole Faber2 und Prof. Dr. Martin Frank3 CAMMP in Aachen und im Mai 2011 fand die erste CAMMP week statt, die seitdem jährlich ausgerichtet wird. Das Veranstaltungsformat CAMMP day, eintägige Modellierungstage, bei denen Klassen oder Kurse an einem Tag an der RWTH Aachen die mathematische Modellierung näher kennenlernen können, wurde 2012 ingeführt. Ein Jahr später wurde CAMMP offiziell als Schülerlabor anerkannt und gehört seitdem zu den EDULABS  der RWTH Aachen.

Im September 2015 verließ der Mitbegründer Prof. Dr. Ahmed E. Ismail das Schülerlabor, da dieser einem Ruf an die University of Virginia folgte. 2017 erweiterte sich CAMMP durch einen zweiten Standort in Karlsruhe, da Mitgründer Prof. Dr. Martin Frank im September 2017 ans KIT  wechselte und dort zusammen mit Maren Hattebuhr und Kirsten Wohak CAMMP aufbaut.

 

1 bis August 2015: Lehrstuhl für Molekulare Simulation und Transformation, RWTH Aachen; seit September 2015: Forschungsgruppe Molekulare Simulation, West Virginia University.
2 Graduiertenschule AICES, RWTH Aachen.
3 bis August 2017: MathCCES, RWTH Aachen; seit September 2017: SCC, KIT.