Computational And Mathematical Modeling Program

Teaching material

We want mathematical modelling to be increasingly incorporated into regular lessons and provide our tried and tested teaching and learning materials for this purpose.

Material for teaching series

The main focus of our project is the development of teaching and learning materials for modelling days (so-called CAMMP days). The associated material can be used by teachers at any time in their own lessons as a series of lessons, project day or working group. Below is a selection of the available topics:

For a more detailed overview with information on the grade level, necessary prior knowledge and the mathematical content, click here.

Access to the materials

Our digital learning material is available for direct use in the classroom on the online platform workshops.cammp.online. Your students can also access the interactive learning material there. This video explains how to create an account on the platform and how to use the material.

We are also happy to give you access to the solutions to the worksheets, accompanying material with the presentations and lesson plans. This can also be accessed on the platform using a password. If you are interested in this access or if we can support you with the implementation, please send us an email to cammp∂scc.kit.edu.

Here you will find help on typical errors that can occur when working with the digital learning material.

Material for double lessons

In addition, we have teaching materials for various topics that can be used as part of double lessons.

If you are interested in the material or have any questions, please contact us by e-mail.

Klassifizierungsprobleme mit Mathe lösen!

Was haben Gesichtserkennung, die automatische Diagnose von Krankheiten und das autonome Fahren gemeinsam? In diesen und vielen weiteren Anwendungen aus Wissenschaft, Forschung und Alltag werden Klassifizierungsprobleme gelöst. Häufig verwendete Methoden zum Lösen dieser Probleme stammen aus einem Bereich, der heute in aller Munde ist: Künstliche Intelligenz (KI) bzw. maschinelles Lernen.

Im Rahmen einer Doppelstunde entwickeln Lernende ab Klasse 7/8 ein eigenes Modell zur Klassifizierung von Blutwerten in die Klassen "gesund" und "erkrankt". Bei der Entwicklung des Klassifizierungsmodells spielen insbesondere Geraden eine zentrale Rolle. Auf problemorientierte Weise kommen die Schüler:innen in der Doppelstunde sogleich mit wichtigen Bausteinen vieler KI-Systeme in Kontakt. 

Dauer: 1 – 2 Doppelstunden
Vorwissen: lineare Funktionen
Inhalte: lineare Funktionen
Einsetzbar: Klasse 7/8
Material: Kopiervorlagen (Arbeitsblatt, Hilfekarten); Stundenverlaufsplan
Erstellt von: Sarah Schönbrodt

Alles nur Zufall? - Klimarekorden auf der Spur

Spätestens seit "Fridays for future" ist der Klimawandel in aller Munde und wird rege in der Öffentlichkeit und Politik diskutiert. In den Medien wird immer häufiger von Temperaturrekorden gesprochen. 
Was sind überhaupt Rekorde, treten sie wirklich immer häufiger auf oder lässt sich ihr Auftreten ganz einfach durch den Zufall erklären, wie einige Menschen behaupten?
Diese spannende Frage beantworten wir mit wissenschaftlichen Methoden anhand echter Temperaturdaten.

Dauer: 1 Doppelstunde
Vorwissen: Wahrscheinlichkeiten und Zufallsexperimente, Pfadregeln
Inhalte: Umgang mit Daten, Gesetz der großen Zahlen, Laplace-Wahrscheinlichkeit, Pfadregeln, bedingte Wahrscheinlichkeiten, stochastische Unabhängigkeit, Erwartungswert
Einsetzbar: ab Jgst. 10
Material: Digitale Arbeitsblätter, Präsentationsfolien
Erstellt von: Maren Hattebuhr 

Den Abkühlprozess von Metallen mathematisch beschreiben

Große Metallstrukturen, wie bspw. Stahlpfosten beim Brückenbau, werden in Formen gegossen und kühlen anschließend ab, damit man sie verbauen kann. Beim Abkühlen von Metallen verändern diese ihre Struktur. Ihr Aggregatzustand wandelt sich von flüssig zu fest um. Dies nennt man Kristallisation. Dabei wird die so genannte Kristallisationswärme frei, was den Abkühlungsprozess verlangsamt und sogar umkehrt. Kennt man den Abkühlprozess nicht genau genug, kann dies beim Gießen zu defekten Produkten führen, sodass sie weniger stabil sind.

Für die Firma RWP GmbH1 (Richter Weiß und Partner, benannt nach den Gründern der Firma) ist es deshalb wichtig für das Gießen von Metallen

  • die Temperatur und den Zeitpunkt der Kristallisation zu kennen und
  • die frei werdende Energiemenge zu bestimmen.

Zum Lösen dieser beiden Teilprobleme werden die Integration und die Differentiation benötigt. Durch das Material erhalten die Schüler/innen reale Anwendungen der Mathematik aus der Oberstufe, was zu ihrer Motivation beiträgt.

Dauer: 2 Doppelstunden
Vorwissen: Differentiation, Differenzenquotient, Integration, Rechtecksumme
Inhalte: Differentiation, Differenzenquotient, Integration, Rechtecksumme, Messfehler
Einsetzbar: Für die Oberstufe
Material: Digitale Arbeitsblätter, Präsentationsfolien
Erstellt von: Kirsten Wohak