MATHEMATIK: Spannende Woche für Kathrin Kirschbaum
Bensheim. Die globale Erderwärmung hat Auswirkungen auf den Meeresspiegel. Bis zum Jahr 2100 wird die Küstenlinie schätzungsweise um einen Meter ansteigen. Durch den Klimawandel rechnet man darüber hinaus mit höheren Sturmflutpegeln vor Ort. Dabei stellt sich die Frage, mit welchen Maßnahmen man der Naturgewalt begegnen kann.
Konkret: Welche Küstenstriche gibt man auf, welche will man retten und wo kann man vielleicht sogar noch Land hinzugewinnen? Mit dieser komplexen Aufgabe beschäftigte sich jetzt ein Team bei der mathematischen Modellierungswoche in Fuldatal bei Kassel.
Außerschulisches Kopfzerbrechen
Das Zentrum für Mathematik (ZFM) mit Sitz in Bensheim hatte 42 Oberstufenschülerinnen und Schüler aus vier Bundesländern eingeladen, um sich eine Woche lang mit konkreten Problemen aus Wirtschaft, Umwelt, Politik und Technik auseinanderzusetzen.
Darunter war auch Kathrin Kirschbaum aus Lorsch. Die Schülerin besucht die 12. Klasse des Alten Kurfürstlichen Gymnasiums in Bensheim und hatte sich wie alle anderen beim diesjährigen Tag der Mathematik für eine Teilnahme qualifiziert. Die 17-Jährige war im März bestplatzierte AKG-Teilnehmerin und erreicht beim Gastgeber Dentsply Sirona den zweiten Platz in der Einzelwertung.
Der Herausforderung gestellt
Kathrin war eine von mehr als 1300 Oberstufenschülern, die sich damals an elf Standorten zum außerschulischen Kopfzerbrechen getroffen haben. Bereits davor hatte sie an der Mathematik-Olympiade des ZFM teilgenommen. Nach dem Abitur will sie studieren – Medizin oder Mathematik. Dass die Disziplin mehr ist als Gleichungen und Formeln hatte sie bei der Modellierungswoche hautnah erlebt.
Das Seminar, das seit 1993 vom ZFM für begabte Jugendliche organisiert wird, betont ein Problem, das mit dem Werkzeug Mathematik zu lösen ist. Dabei sind Kreativität, Wissen und methodisches Geschick erforderlich.
Mit ihrem Team aus fünf weiteren Schülern musste sich Kathrin Kirschbaum gleich mehreren Fragen stellen: „Es ging darum, den Stellenwert des jeweiligen Gebietes, die Höhe des Meeresspiegels und die lokalen Baukosten eines Dammes einzubeziehen.“ Die Gruppe hat komplexe Kostenformeln entwickelt, mit deren Hilfe sich auch für ungleichmäßig begrenzte Küstengebiete ermitteln lässt, wo und in welcher Form Dämme gebaut werden müssen, um die Kosten minimal zu halten.
Dabei wird nicht nur der Schutz vorhandenen Landes in die Kalkulation einbezogen, sondern auch der mögliche Zugewinn von Flächen berücksichtigt. „Mittels eines Modells wurden die individuellen Gegebenheiten vor Ort berechnet.“ Am Ende haben die Mathe-Cracks ein Programm entwickelt, mit dem sich die relevanten Parameter darstellen lassen.
Anstrengend, aber sehr spannend
Kathrin Kirschbaum bilanziert eine anstrengende, aber hoch spannende und lehrreiche Woche, die ganz im Zeichen der Mathematik stand. „Vor allem die ersten Schritte waren eine Herausforderung“, so die Schülerin, die als Leistungskurse Mathematik und Musik gewählt hat. In ihrer Freizeit spielt sie gern Klavier und tanzt Ballett. Das Stipendium habe ihr gezeigt, wie vielfältig die Einsatzbereiche der Mathematik im Alltag sein können.
Begleitet wurden die Teams von Studenten der Technischen Universität (TU) Darmstadt. Für das ZFM wurde die Woche von Projektleiter Tobias Braumann und Mathematikprofessor Dr. Martin Kiehl (TU Darmstadt) organisiert. „Wir wollen den Schülern zeigen, dass Mathematik Spaß macht“, so Kiehl bei der Abschlussveranstaltung.
Er konzipiert die anschaulichen Problemstellungen seit vielen Jahren fürs ZFM. Das Seminar soll aber nicht nur leistungsstarken Schülern Raum zum Modellieren bieten: Sie will auch frische Impulse für einen anwendungsorientierten und fächerverbindenden Mathematikunterricht setzen.
tr