Girls'Day 2024 - MINTmachen!

Programm

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

Komprimiertes Abtasten: Eine neue mathematische Methode für das Big-Data Problem
Prof. Dr. Stefania Petra, Universität Augsburg

Schlagworte wie “Digitalisierung” und “Big Data” sind derzeit in aller Munde. In praktisch allen Lebensbereichen werden massenhaft digitale Daten erzeugt, und dieser Trend hält und steigt weiter an. Viele Wissenschaftler und auch Mathematiker erforschen deshalb Methoden, um computergestützt Informationen aus diesen Daten zu gewinnen. Die schiere Flut der zu verarbeitenden Daten ist dabei ein großes Problem. Seit etwa 15 Jahren erforschen deshalb Mathematiker neue Methoden, um Daten schon bei der Erzeugung zu komprimieren, ohne dabei die Informationen, die extrahiert werden soll, zu beeinträchtigen. Man betrachte etwa aktuelle Multi-Megapixel Kameras: Immer bessere Auflösungen erzeugen immer größere Fotodateien, die aber schon beim Versenden per Email oder Whats-App stark komprimiert werden müssen, damit die Kommunikation nicht “ewig” dauert und teuer ist. Wäre es nicht sinnvoller, anstatt “blind”
viele Megabytes zu erzeugen und wieder wegzuwerfen, intelligenter gleich von Anfang an weniger Daten zu erzeugen?

Der Vortrag wird anschaulich und intuitiv ohne Mathematik die wesentliche Idee erklären und dabei verdeutlichen, dass mathematische Einsicht die wesentliche Grundlage neuer Computermethoden und Technologien ist.

Ab 10:00 Uhr

Workshops

Workshop 1 (Klasse 5-6)

The Duck Race – Ein spieleorientierter Einstieg in die Programmierung
OStR Daniel Wunderlich
(Max. 20 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)

Mathe ist überall
Dr. Michael Winckler, Interdisziplinäres Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen (IWR)
(Max. 20 Teilnehmerinnen)

Wo benutzt du Mathe in deinem Alltag – vielleicht sogar, ohne es zu merken? Mathe ist nicht nur ein Schulfach, sondern auch eine Sprache, die wir alle verwenden, um unsere Welt zu verstehen. In diesem Workshop erkunden wir gemeinsam, wo überall Zahlen, Formeln und mathematische Modelle eine Rolle spielen. Wir untersuchen die Mathematik und Strategie von Brettspielen und falten Origami-Figuren, um Farbmuster besser zu verstehen. Wir beschäftigen uns aber auch mit der Mathematik hinter wichtigen Themen wie dem Artenschutz. Dieser Workshop richtet sich an Schülerinnen der Klassen 6-8, die sich für Mathematik interessieren. Du brauchst aber keine guten Mathe-Noten, um in die Welt der mathematischen Modelle einzutauchen und die Sprache der Mathematik neu zu erleben. Gemeinsam werden wir nicht nur rechnen, sondern auch viele verschiedene praktische Experimente durchführen.
Wir freuen uns auf dich!

Workshop 3 (Klasse 7 - 10)

Girls machen Druck - Schmuck aus dem 3D Drucker
Prof. Dr. Peter Fischer, Institut für Technische Informatik (ZITI)
(Max. 20 Teilnehmerinnen)

Seit einigen Jahren gibt es günstige ‚3D-Drucker‘, die fast beliebig geformte Objekte herstellen können. Die Geräte spritzen dazu eine dünne Plastik-‚Wurst' aus einer Düse auf eine Unterlage und bauen so schichtweise den gewünschten Gegenstand auf.
Im Kurs wird erst vorgeführt und erklärt wie so ein 3D Drucker funktioniert.
Dann zeigen wir euch, wie ihr einfache Formen am Computer mit Textbefehlen beschreiben könnt, und wie ihr daraus dann kompliziertere Gegenstände am Bildschirm erzeugt. Ihr könnt dann ein eigenes Objekt am Computer entwerfen, z.B. einen Ring, der an die Fingergröße angepasst ist oder einen Anhänger mit den eigenen Initialen.
Habt keine Angst vor dem ‚Programmieren', wir helfen euch dabei!
Euren Gegenstand werden wir dann ausdrucken und ihr könnt ihn mit nach Hause nehmen!

Workshop 4 (Klasse 7-10)

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

Hier lernt Ihr die Bedienung eines 3D-Streifenlicht-Scanners und photogrammetrische 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 oder einen Bastelbogen erstellt. 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 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 (ab Klasse 7)

Von Bienen, Drachen und Hüten: Polygonale und aperiodische Parkettierungen
Dr. Anna Schilling, Institut für Mathematik
(Max. 16 Teilnehmerinnen)

Ist dir eigentlich schon einmal aufgefallen, wie unterschiedlich die Muster auf Gehwegen aussehen können? Aber eines haben sie alle gemeinsam: sie überdecken die Ebene lückenlos (naja, fast jedenfalls) und überschneiden sich nicht. So etwas nennt man in Mathe eine „Pflasterung“ oder „Parkettierung“, und damit wollen wir uns in unserem Workshop befassen. Wir wollen mit euch gemeinsam herausfinden, mit welchen Vielecken man die Ebene eigentlich parkettieren kann. Dabei dürft ihr natürlich viel selber ausprobieren und legen. Außerdem wollen wir uns ganz besondere Muster anschauen, nämlich solche, die sich nie wiederholen. Ob es die wirklich geben kann? Und wo tauchen da nun Drachen und Hüte auf?
Komm zu unserem Workshop und finde es heraus.

Workshop 7 (Klasse 9-10)

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 BeReal im Alltag und ohne Röntgen-Aufnahmen und Roboter-Operationen in der Medizin? Aber wie werden diese Bilder überhaupt physikalisch erzeugt und dann im Computer gespeichert? Wie kann ein Computer zum Beispiel mithilfe von künstlicher Intelligenz den Inhalt eines Bildes verstehen? Wo wird künstliche Intelligenz schon heute eingesetzt und was sind Risiken und Grenzen von ihr? 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 künstlichen Intelligenz 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 8 (Klasse 7-10)

Wissenschaft mit Licht – Farben, Optik und Laser
Prof. Dr. Andreas Dreuw, Interdisziplinäres Zentrum für Wissenschaftliches Rechnen (IWR),
Prof. Dr. Felix Deschler und Dr. Julia Gessner, Physikalisch-Chemisches Institut
(Max. 12 Teilnehmerinnen)

Im Alltag interagieren wir auf vielfältigste Weise mit Licht, z.B. wenn wir Farben wahrnehmen oder diesen Text lesen. Am Physikalisch-Chemischen Institut nutzen Wissenschaftler*innen extrem kurze Lichtpulse um Abläufe zu sehen, die eine Million mal schneller als ein Wimpernschlag sind. Das ermöglicht ihnen, neue Erkenntnisse über die Funktionsweise von Materialien zu gewinnen, die für Solarzellen und Bildschirme verwendet werden. Licht ist hier eine einzigartige Technik, die uns hilft Vorgänge zu verstehen, die uns sonst verborgen bleiben.
In diesem Workshop werden wir erforschen wie wir Farben sehen, wie man Dinge unsichtbar machen kann, und wieso Materialien leuchten können. Dazu werdet ihr mit unserer Unterstützung selbst Experimente mit Licht machen, um optische Effekte in Materialien zu beobachten, und die besonderen Eigenschaften von Licht durch Verwendung von Lasern, Sonnenbrillen, Zucker und Wasser zu untersuchen. Ihr werdet einen Blick in unsere Labore werfen können und sehen mit welchen Geräten und Techniken wir an aktuellen Forschungsthemen arbeiten.