Komplexes Verhalten aus einfachen Regeln - Lehrerfortbildung an der TU München

Wie bilden sich Kristalle und Schwärme? Dieses spannende Thema an der Grenzfläche von Mathematik, Physik, Biologie und Informatik können Lehrer in einem interaktiven Workshop unter Anleitung von Forschern des SFB Transregio 109 erkunden. Der Workshop findet am 26.11.2014 an der Fakultät für Mathematik an der TU München statt.

  • Date: 18.09.2014, 11:44

 

Fischschwärme und Kristallwachstum haben mehr miteinander gemeinsam, als man auf den ersten Blick vermuten würde. In beiden Fällen handelt es sich um komplexe Strukturen, die aus dem Zusammenwirken vieler einzelner Bestandteile entstehen. Beim Schwarm sind dies die Fische – in einem Kristall die Atome. Diese elementaren Bestandteile werden in beiden Fällen im Wesentlichen nur von ihren nächsten Nachbarn beeinflusst. Deren komplexe Struktur unterliegt verhältnismäßig einfachen Regeln: Anziehungs- und Abstoßungskräfte bei Atomen, „Mitläufertum“ und Ausweichen bei Fischen. 

In der Fortbildung soll anhand anschaulicher Beispiele demonstriert werden, wie in solchen dynamischen Systemen sich bewegender Atome oder Individuen globale, emergente, komplexe Strukturen entstehen können. Es wird auch gezeigt, wie das Verändern einfacher Parameter in einem solchen System das globale Verhalten maßgeblich verändern und oftmals unerwartet beeinflussen kann. 

Wichtiger Hinweis für Lehrkräfte: Die Senatsverwaltung für Bildung, Jugend und Wissenschaft erkennt die Veranstaltung am 12.3.2016 von 9:00 -13:00 Uhr als Lehrerfortbildung an.

Die Teilnehmer sind jedoch auch herzlich eingeladen, die optionale Fortsetzung von 13.00 bis 17.00 Uhr zu besuchen.

 

Simulationsworkshop:


Der Workshop beinhaltet praktische Übungen am Computer, in denen mit verblüffend einfachen Algorithmen Simulationen von Strukturbildungsprozessen bei Molekülen und Schwärmen nachvollzogen werden können. Die Kursteilnehmer sind am Ende des Kurses in der Lage, einfache Schwarm- und Molekülsimulationen selbst zu erstellen und damit interaktive Experimente durchzuführen. 
Vorherige Programmierkenntnisse sind für den Kurs nicht erforderlich. 

 

Zielgruppe:


Die Fortbildung richtet sich an Lehrer, die interessiert daran sind, praxisnah in ein spannendes aktuelles Thema an der Grenzfläche von Mathematik, Physik, Biologie und Informatik einzutauchen. Die Inhalte der Fortbildung zeigen auf, wie sich typische Phänomene der Strukturbildung auf verblüffend einfache Prinzipien zurückführen lassen. Inhalte und Computerexperimente sind ideal geeignet, um im Rahmen von Arbeitsgemeinschaften und Seminaren an Schüler weitergegeben zu werden. 

 

Programm:


8:30 Uhr 
Anmeldung und Kaffee 

9:00 - 9:30 Uhr 
Begrüßung und Einführung 
Prof. Dr. Dr. Richter-Gebert 

9:30 - 10:45 Uhr 
Vortrag „Wie bilden sich Kristallstrukturen?“
Prof. Dr. Gero Friesecke 

10:45 - 11:15 Uhr 
Kaffeepause 

11:15 - 12:30 Uhr 
Vortrag „Strukturbildung bei Schwärmen“
Prof. Dr. Massimo Fornasier 

12:30 - 13:30 Uhr 
Mittagspause 

13:30 - 17:00 Uhr 
Workshop: Einführung in die Simulationsumgebung Cinderella, Gruppenarbeit, Präsentation und Diskussion der Ergebnisse
Prof. Dr. Dr. Richter-Gebert 

 

Anmeldung:


Begrenzte Teilnehmerzahl! Anmeldung bitte bis zum 07.11.2014 (verlängert) an:

Diane Clayton-Winter 
Teamassistenz SFB TRR 109 
Boltzmannstraße 3 
85747 Garching 
Tel: +49.89.289.18352 
E-Mail: diane.clayton-winter@ma.tum.de 

Icon Flyer zum Download (5.0 MB)