Schule @ Decision Theatre Lab

Das Projekt Schule@DecisionTheatreLab möchte Schüler*innen und Wissenschaftler*innen zusammenbringen, um wichtige gesellschaftliche Fragen, wie z. B. den Klimawandel oder nachhaltige Mobilität, mit Hilfe von anwendungsbezogener Mathematik zu untersuchen. Im gegenseitigen Austausch entsteht ein neues Format der Wissenschaftskommunikation, bei dem beide Seiten voneinander lernen: Schüler*innen gewinnen spannende Einblicke in aktuelle Mathematikforschung und die Wissenschaft profitiert von den Rückmeldungen der Schüler*innen und Praxisexpert*innen.

Hintergrund

© Berlin Mathematical School, Kay Herschelmann

Unsere Welt wird immer komplexer, die Digitalisierung schreitet voran, tagtäglich werden immer größere Datenmengen produziert. Wie kann die Mathematik diese Daten nutzen, um große Herausforderungen unserer Gesellschaft zu bewältigen oder zum Fortschritt beizutragen? Während die COVID-19-Pandemie auf mathematische Modellierung in der Epidemiologie aufmerksam gemacht hat, ist die Relevanz von Mathematik und mathematischer Modellierung bei vielen anderen gesellschaftlichen Frage- und Problemstellungen weniger bekannt. Doch mathematische Modellierungen finden sich überall; von der Schmerzmittelentwicklung über die Verbesserung von Solarzellen bis hin zu Evakuierungsplänen oder der Transformation zu nachhaltiger Mobilität.

Ziele des Projekts

Das Projekt Schule@DecisionTheatreLab möchte Schüler*innen die spannende und faszinierende Forschung der anwendungsorientierten Mathematik näherbringen, Hemmschwellen gegenüber der Mathematik und Wissenschaft abbauen und ein größeres Verständnis für die Bedeutung von Mathematik für unsere Gesellschaft und Zukunft wecken.

 

Dafür soll ein neues, interaktives Format entwickelt werden, mit dem Schüler*innen erste Einsichten in die anwendungsorientierte Mathematikforschung erhalten. Gleichzeitig soll die Relevanz von mathematischer Modellierung auf Entscheidungsprozesse beleuchtet werden. Denn die Prognosen, die aus mathematischen Modellierungen entstehen – wie beispielsweise in der Corona-Pandemie häufig zu sehen – können großen Einfluss auf Maßnahmenkataloge haben, die von Politik und Wirtschaft für die Bevölkerung beschlossen werden.

 

Im Projekt Schule@DecisionTheatreLab lernen Schüler*innen von Wissenschaftler*innen, wie mathematische Modellierungen entstehen und wie man anhand dieser Modellierungen mit unterschiedlichen Szenarien zu gesellschaftlichen Themen, wie z.B. Klimawandel, städtische Mobilität oder auch COVID-19-Maßnahmen, experimentieren kann. Die Schüler*innen können anhand der Modelle neue Zukunftsperspektiven ausprobieren und mitgestalten. Dies soll das Bewusstsein und das Verständnis um die Vielfalt an Entscheidungsmöglichkeiten fördern und einen Mitbestimmungsprozess aktivieren. Die Schüler*innen erleben somit vielfältige Realitätsbezüge der Mathematik und sammeln in einer experimentierfreudigen Umgebung praktische Erfahrungen.

 

© Schanz

Um dieses Format nachhaltig in den Schulen anzusiedeln, werden auch Lehramtsstudierende der Mathematik miteinbezogen, die über das Projekt Schule@DTL Inspirationen für ihre zukünftige Unterrichtstätigkeit gewinnen können.

 

Für die Wissenschaft soll das Projekt die Möglichkeit bieten, aus der Perspektive der Schüler*innen zu lernen. Die Modellierung zu wichtigen gesellschaftlichen Fragestellungen ist ein relativ neues Forschungsgebiet und Details der Modellierung sind oft, vergleichbar mit der Modellierung von komplexen physikalischen Systemen, nicht ganz klar. Neue Ideen aus dem täglichen Leben und Rückmeldungen dazu, welche Aspekte als wichtiger oder weniger wichtig angesehen werden, können bei der Verbesserung von Modellen eine große Rolle spielen. Das Projekt möchte also Wissenschaftskommunikation in zwei Richtungen ermöglichen: Einerseits Schüler*innen Mathematik näherbringen und andererseits eine Methode entwickeln, die es ermöglicht praktische Perspektiven in die mathematische Modellierung aufzunehmen.

Format und Umsetzung

© Kay Herschelmann
© Jan-Hendrik Niemann

Schule@DecisionTheatreLab möchte zwei existierende Formate der Wissenschaftskommunikation – “School Lab” und “Decision Theatre” – kombinieren und daraus ein innovatives Format entwickeln. In School Labs geben Mathematiker*innen in einer Mischung aus Workshops und Vorträgen an Schulen erste Erklärungen und Anleitungen für die Entwicklung mathematischer Modellierungen und deren Anwendung auf relevante Fragen der Gesellschaft.

 

Im Decision Theatre können die Schüler*innen bei der Diskussion von Themen, wie z. B. nachhaltige Mobilität oder ganz aktuell COVID-19, mit mathematischen Modellen experimentieren. In mehreren Szenarien stellen sie verschiedene Maßnahmen zusammen, wie z.B. Fahrverbote und den Ausbau von Fahrradinfrastrukturen bei der Mobilität oder verschiedene Lockdown-Maßnahmen bei COVID-19. Die unterschiedlichen Auswirkungen dieser Maßnahmen auf die Gesellschaft und die Zukunft können sie anschließend mithilfe interaktiver Visualisierung auf großen Bildschirmen nachverfolgen und diskutieren.

 

Durchgeführt werden die Decision Theatres mit Schüler*innen der Jahrgangsstufen 10-12 am Zuse-Institut Berlin (ZIB).

Themen des Forschungszentrums der Berliner Mathematik MATH+

Die Themen für die mathematischen Modellierungen kommen aus den Forschungsprojekten des Exzellenzclusters MATH+. An MATH+ ist die gesamte Berliner Mathematik beteiligt: die drei großen Berliner Universitäten (Freie Universität, Humboldt-Universität und Technische Universität) und die beiden mathematischen Forschungsinstitute WIAS (Weierstraß-Institut für Angewandte Analysis und Stochastik) und ZIB (Zuse-Institut Berlin). Im Vordergrund steht, anwendungsorientierte Mathematik in Zusammenarbeit mit anderen Wissenschaftsdisziplinen vorantreiben. Gemeinsam sollen Fortschritte bei wichtigen Fragen der Gesellschaft und in einer Vielzahl von Anwendungsfeldern erzielt werden, getreu dem Motto: „Mit Mathematik die Welt verändern!“

 

© Global Climate Forum

Die Decision Theatres von Schule@DTL sollen zu drei MATH+ Forschungsfeldern aufgestellt werden. Mögliche Themen sind:

 

  • die Ausbreitung von COVID-19 unter verschiedenen Politikmaßnahmen,
  • Big Data, Machine Learning und Algorithmen für Social-Media-Netzwerke und deren ethische Aspekte sowie
  • nachhaltige Energieversorgung oder nachhaltige Mobilität.

Mathematik-Didaktik und sozialwissenschaftliche Perspektive

Beide Kommunikationsformate werden aus mathematik-didaktischer und sozialwissenschaftlicher Perspektive, hier zu den Schwerpunkten Diversity und Gender Equality, begleitet, vergleichend untersucht und dadurch kontinuierlich verbessert.

Das Team des Schule@DecisionTheatreLab

Sechs Wissenschaftlerinnen und Mitarbeiterinnen der drei großen Berliner Universitäten (Freie Universität, Humboldt-Universität und Technische Universität) haben das Konzept erarbeitet und werden es umsetzen. Das Team ist in folgende Aufgabenbereiche aufgeteilt:

 

Förderung durch die Berlin University Alliance (BUA)

Das Projekt Schule@DTL wird von der Berlin University Alliance (BUA) im Rahmen der Ausschreibung Experimentallabore für Wissenschaftskommunikation für drei Jahre bis Ende Juni 2024 gefördert.

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