Girls'Day 2023 - MINTmachen!

Programm

9:00 - 9:45 Uhr: Einführungsvortrag aus der Forschung

Punktwolken, Dreiecksgitter, Farbe und Licht.
Wie nähern wir uns den Dingen im Raum und wozu?
Dr. Susanne Krömker
Interdisziplinäres Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen (IWR)

Um sich ein Bild von unserer Welt zu machen, haben Menschen immer schon gezeichnet, modelliert, beschrieben. Mit der fortschreitenden Technisierung wurde fotografiert, geröntgt, digital fotografiert, gefilmt und zunehmend dreidimensional gescannt. Die verschiedenen optischen Verfahren messen Milliarden Punkte im Raum sehr präzise und zeichnen damit eine Flut von Information mit Sensoren auf. Anschließend werden die Messpunkte zu einem Dreiecksgitter verbunden, das beispielsweise eine Oberfläche darstellt. Die Aufnahmetechniken sind vielfältig, so vielfältig wie die Fragen, die sich uns stellen und zu deren Beantwortung wir etwas sichtbar machen wollen. Wenn wir die uns umgebende Welt in 3D-Modelle umsetzen und anschließend mit verschiedenen Methoden die Vorgänge auf diesen Modellen reproduzieren, können wir erst begreifen, was daran die wesentliche Information ist, die es herauszuarbeiten gilt. Die Modellvorstellung muss sich dabei immer mit der gemessenen Welt vergleichen lassen. Aber wir können auch zusätzliche Information in Falschfarben auf das Modell aufbringen oder mit virtueller Beleuchtung Effekte erzielen, die wir aus unserer Alltagserfahrung kennen. Im besten Fall kann das Modell über unsere bisherige Vorstellung hinaus etwas erkennen helfen, das erst durch die Simulation sichtbar wird und vorher nicht bekannt war. Dabei wird deutlich, wie viel Kreativität in die Entwicklung von Methoden gesteckt wird und was mit diesen Modellen erreicht werden kann.

Ab 10:00 Uhr

Workshops

Workshop 1 (Klasse 5-6)

The Duck Race – Ein spieleorientierter Einstieg in die Programmierung
OStR Daniel Wunderlich und StipendiatInnen der Hopp Foundation for Computer Literacy & Informatics
(Max. 15 Teilnehmerinnen)

Ein eigenes Computerspiel programmieren? Das klingt ganz schön kompliziert! Doch die gute Nachricht ist: Wir möchten mit euch zusammen ein einfaches Spiel entwickeln!
Wir unterstützen euch dabei, die hierzu nötigen Grundlagen der blockbasierten Programmierung zu erlernen und immer fortgeschrittenere Funktionen in euer Spiel einzubauen. Hierbei soll eine Ente über ein Spielfeld gesteuert werden, Münzen einsammeln und verschiedenen Hindernissen ausweichen. Je nachdem wie schnell ihr seid, könnt ihr zu Hause am Spiel weiterarbeiten.
Es werden keinerlei Programmier-Vorkenntnisse vorausgesetzt, wir beginnen mit den Grundlagen und jede ist herzlich willkommen!
Dieser Workshop wird ermöglicht durch die Hopp Foundation for Computer Literacy & Informatics.

Workshop 2 (Klasse 6-8)

Spielend Mathe lernen – Mathematische Modelle für Brettspiele
Dr. Michael Winckler, Interdisziplinäres Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen (IWR)
(Max. 24 Teilnehmerinnen)

Ein positiver Effekt der Corona-Pandemie ist die Entwicklung, dass in Familien und Freundesgruppen wieder mehr Brettspiele gespielt werden. Gerade in Deutschland gibt es jedes Jahr tolle neue Spiele, die mit ganz unterschiedlichen Spielideen dazu auffordern, gute Spielstrategien zu entwickeln.
In diesem Girls' Day Workshop schauen wir uns aktuelle Brettspiele an und versuchen, für verschiedene Spielmodelle herauszufinden, wie man sie mit Mathematik beschreiben kann. Denn Mathematik ist die Sprache der Modelle und Spielmechaniken bilden ganz oft Situationen aus dem realen Leben nach: Verhandeln, bluffen und taktieren - das tun wir nicht nur am Spieltisch.
Wenn ihr gerne spielt und euch für moderne Brettspiele wie Cascadia oder Blätterrauschen interessiert, seid ihr in diesem Workshop genau richtig.

Workshop 3 (ab Klasse 8)

Vom Dobble-Spiel zur projektiven Geometrie und zurück
Dr. Anna Schilling, Mathematisches Institut (MI)
(Max. 14 Teilnehmerinnen)

Bei dem Spiel Dobble geht es darum, auf zwei Karten mit Symbolen möglichst schnell das eine gemeinsame Symbol zu finden. Das Spiel an sich macht schon viel Spaß, das werden wir auch selber ausprobieren. Aber wusstest du, dass dahinter auch noch Mathematik steckt, genauer gesagt, projektive Geometrie?
Wir wollen mit euch zusammen in die Welt der projektiven Geometrie eintauchen, in der es recht anders aussieht als in unserer gewohnten (Euklidischen) Welt. Dabei erfahren wir auch, was diese mit dem perspektivischen Zeichnen zu tun hat. Diese neue Sichtweise nutzen wir dann, um das Spiel Dobble aus einem mathematischen Blickwinkel zu betrachten und um zu verstehen, was dahinter steckt. Was hat es mit den fehlenden Karten auf sich? Warum sind es genau 8 Symbole auf jeder Karte? Funktioniert das Dobble-Spiel auch mit Karten mit mehr oder weniger Symbolen? Wenn wir die Antworten auf diese und andere Fragen gefunden haben, könnt ihr euer Wissen nutzen, um euer eigenes Dobble-Spiel zu erschaffen.

Workshop 4 (Klasse 7-10)

Eine Reise in die faszinierende Welt der medizinischen Bilder
Tom Rix und Maike Rees, DKFZ
(Max. 15 Teilnehmerinnen)

Könnt ihr euch noch ein Leben ohne Bilder und Fotos vorstellen? Ohne Instagram und Snapchat im Alltag und ohne Röntgen-Aufnahmen und Roboter-Operationen in der Medizin? Aber wie werden Bilder überhaupt im Computer gespeichert und wie kann ein Computer den Inhalt eines Bildes verstehen? Diese und noch mehr Fragen beantworten wir mit euch anhand von praktischen Experimenten.
Kommt mit uns auf eine Reise in die faszinierende Welt der digitalen Bilder und erfahrt, woran wir aktuell forschen: Und zwar wie man nur mithilfe einer Kamera die Menge an Sauerstoff in den Adern in euren Fingern messen kann!

Workshop 5 (ab Klasse 7)

Räumliche Geometrie
Dr. Christoph Pöppe
(Max. 12 Teilnehmerinnen)

In der Mathematik denkt man sehr abstrakt nach – aber die ersten Gegenstände des abstrakten Denkens kann man mit den eigenen Augen erfahren.
In diesem Workshop habt ihr Gelegenheit, das Anschauungsmaterial dafür selbst herzustellen in Gestalt geometrischer Körper aus Karton und hinterher nach Hause mitzunehmen. Zum Schluss des Workshops wollen wir uns anschauen, wie man an den farbenfrohen Objekten abstrakte Begriffe wie Kongruenzabbildungen und vor allem Symmetrien im Wortsinn „begreifen“ kann.
Bringt bitte mit: ein Messer zum Ritzen (Taschen- oder Küchenmesser ist gut, Cutter nur für die Feinfühligen), Lineal, ein Stück Pappe zum Unterlegen, Schere und Klebstoff (flüssig, Prittstift ist ungeeignet). Ein paar Stück von jedem Besteck gibt es zum Ausleihen.

Workshop 6 (Klasse 7-10)

Das Einhorn am Handy: Einblicke in 3D-Scannen und Virtualisierung
Dr. Susanne Krömker, Steffen Bauer, Marvin Hanf, Interdisziplinäres Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen (IWR)
(Max. 12 Teilnehmerinnen)

Hier lernt ihr die Bedienung von verschiedenen 3D-Scannern und photogrammetrischen Verfahren kennen, um von einem realen Objekt zu einem virtuellen Modell zu kommen. Zudem zeigen wir euch Programme, mit denen man aus diesen 3D-Daten einen Bauplan erzeugt, der das Objekt als Klötzchenmodell darstellt. So kann man es nachbauen und wieder in die Realität überführen. Allerdings lässt sich nicht jedes Ding durch optische Verfahren gleich gut aufnehmen. Woran das liegt und wie man dennoch ein Ergebnis erzielt, werdet ihr in Zweiergruppen direkt an den Geräten ausprobieren können. Bringt dazu gerne eure eigenen Objekte mit. Anschließend bekommt ihr einen Eindruck davon, was man mit den erhobenen 3D-Daten außerdem alles machen kann, um die Objekte eingehender zu untersuchen und für unterschiedliche Fragestellungen aufzuarbeiten.

Workshop 7 (Klasse 7-10)

Automaten
Dr. Ann-Kathrin Elm, Institut für Informatik (IFI)
(Max. 12 Teilnehmerinnen)

Aufzüge, Ampeln mit Knöpfen für Fußgänger, Verkaufsautomaten... unser Alltag wird durch zahlreiche simple Automaten vereinfacht, deren Verhalten durch wenige Einflüsse von außen bestimmt wird. Ob beispielsweise ein Aufzug nach oben oder unten fährt oder stehen bleibt hängt davon ab, welche Knöpfe gedrückt wurden.
In der Informatik gibt es ein Konzept, mit dem die grundsätzliche Arbeitsweise solcher Automaten, abhängig von den äußeren Einflüssen, auf Papier gezeichnet werden kann. Gezeichnete Automaten können auch abstraktere Aufgaben übernehmen, beispielsweise herausfinden, ob eine Zahl durch drei teilbar ist.
Wir werden uns gemeinsam ansehen, wie solche Automaten gezeichnet werden. Danach sollt ihr vor allem selbst knobeln und Automaten für echte oder abstrakte Aufgaben zeichnen.