Wissenschaft im Klassenzimmer

​In Schulen und Hochschulen wird der Arduino zunehmend eingesetzt, um Lernenden einen kreativen und spannenden, aber vor allem auch einfachen Zugang zum Thema "Mikrocontrolling" zu ermöglichen. In diesem Workshop erhalten die Schülerinnen und Schüler eine Einführung in die Programmierung des Arduinos mit der App "ArduinoDroid". An den Arduino werden elektronische Bauteile wie z.B. LEDs, Schalter und Sensoren angeschlossen, die über Programme gesteuert werden. Wir beginnen damit, dass wir eine LED blinken lassen. Je nach Alter und Vorwissen der Schüler*innen folgen dann weitere Projekte. Die Kästen mit dem Arduino-Mikrocontroller-Board und den elektronischen Bauteilen und die Tablets mit der vorinstallierten App werden von der THU gestellt, ein Internetzugang ist nicht erforderlich.

• an der THU oder in der Schule möglich

• Dauer ca. 90 Minuten

• ab 5. Klasse

• max. eine Klasse (30 Schüler*innen)

Ansprechpartner: Institut für Hochschuldidaktik

​Die weltweite medizinische Versorgungskrise während der Corona-Pandemie war maßgeblich einem akuten Mangel an Beatmungsgeräten geschuldet. Viele öffentliche, industrielle und private Initiativen versuchten, dem durch „Do-it-yourself“-Bastellösungen zu begegnen, die schnell und in großer Stückzahl produziert werden konnten, Motto: besser als nichts. Doch wie testet man die Sicherheit und Wirksamkeit derartiger Gerätschaften, ohne die Gesundheit von Proband:innen zu gefährden? Das wollen wir in dieser Unterrichtsstunde gemeinsam überlegen und schließlich am THU-Lungensimulator („Gläserne Lunge“) einen virtuellen Corona-Patienten per Ambu-Beutel beatmen. Nebenbei erhalten die Schüler:innen einen Überblick über die Inhalte eines Studiums der Medizintechnik.

Das Angebot richtet sich an Klassen und Kurse in der Oberstufe und setzt über die Mittelstufenphysik und -mathematik hinaus keine besonderen Kenntnisse voraus.

Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Heiko Peuscher

ünstliche Intelligenz (KI) ist in aller Munde. KI-Systeme können denken, so sagt man zumindest. Aber verstehen sie auch die Bedeutung dessen, was sie sagen? Was ist der Unterschied zwischen Syntax und Semantik? Jeder Schüler lernt diese Unterscheidung im Deutschunterricht. Aber Roboter waren nie im Deutschunterricht. Und noch viel wichtiger: Haben Roboter Gefühle? Ist es möglich, dass Roboter und KI-Computer ein Bewusstsein entwickeln, Angst und Freude verspüren und falls ja, was würden sie empfinden, wenn sie dem Menschen eines Tages bewusst gegenübertreten sollten? Liebt man seinen Schöpfer? Ralf Otte erklärt in leichter Weise, wie der aktuelle Stand zum Künstlichen Bewusstsein ist, das heißeste Topthema, welches der Künstlichen Intelligenz unmittelbar folgen wird.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Ralf Otte​

​Die Apps "Scratch Jr" bzw. "Pocket Code" ermöglichen es Schülerinnen und Schülern, Animationen und kleine Spiele auch ohne Vorkenntnisse zu programmieren. Die Programmierung erfolgt mit farbigen Blöcken, die wie Puzzleteile zusammengefügt werden. In der App "Scratch Jr" sind die Programmierblöcke mit Symbolen versehen, so dass auch Grundschüler*innen diese bereits nutzen können. Die App "Pocket Code" bietet umfangreichere Funktionen und ist für Schüler*innen ab der 5. Klasse geeignet. Mit den Apps werden spielerisch grundlegende Konzepte der Programmierung vermittelt. Die Schüler*innen können auch künstlerisch kreativ werden, indem sie selbst gezeichnete Objekte einfügen.
Die Tablets mit den vorinstallierten Apps werden von der THU gestellt, ein Internetzugang ist nicht erforderlich.

• an der THU oder in der Schule möglich

• Dauer ca. 90 Minuten 

• ab 2. Klasse (App "Scratch Jr") bzw. ab 5. Klasse (App "Pocket Code")

•  max. eine Klasse (30 Schüler*innen)

Ansprechpartner: Institut für Hochschuldidaktik

​Das Vordringen der künstlichen Intelligenz in alle Lebensbereiche ist heutzutage in aller Munde. Roboter, Autonomes Fahren, Sprachsteuerung, Algorithmen-basierte Finanzinstrumente muten manchmal wie Magie an. Dahinter stecken aber moderne Verfahren der Informatik aus dem Bereich des maschinellen Lernens. Diesen wiederum liegen mathematische Methoden zugrunde, die zwar durchaus kompliziert sein können, aber nicht müssen. Wir werden Verfahren betrachten, die allein auf Bruchrechnung basieren, dies aber so geschickt tun, dass es damit möglich ist, automatisiert zu entscheiden, ob ein Onlinehändler einem Kunden Gutscheine schicken soll oder ob eine erhaltene Nachricht Spam oder Ham ist.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Reinhold von Schwerin

​Bekommt man von Schokolade Pickel? Haben Jungs oder Mädchen eine bessere Reaktionszeit? Schützt Kaugummikauen unsere Zähne? Diesen und vielen anderen Fragen kann man mit einer klinischen Studie auf den Grund gehen. Das Ziel einer Studie ist medizinische Fragestellungen zu beantworten und damit die Behandlung von Patientinnen und Patienten zu verbessern. In diesem Projekt wollen wir gemeinsam eine kleine klinische Studie zu einer wissenschaftlichen Fragestellung planen, das heißt die Hypothese formulieren und das Studiendesign festlegen. Anschließend werden wir selbst die Daten erheben und auch auswerten. Am Ende des Projekts können wir damit die Frage „Ist das Resultat signifikant und was bedeutet das für unsere Studie?“ beantworten.

Ansprechpartnerin: Prof. Dr. Kathrin Stucke-Straub

Radarsensoren sind Schlüsselkomponenten beim Autonomen Fahren und der intelligenten Mobilität. Damit können Abstände, Geschwindigkeiten ("Blitzer") und Positionen von Objekten bestimmt werden. Es wird u.a. aktuell erforscht, wie man Fußgänger und andere Verkehrsteilnehmer (auch Tiere) durch Radare automatisch identifizieren kann. Mit Radarsensoren kann man aber auch durch Wände schauen (z.B. in Grabkammern in ägyptischen Pyramiden), verschüttete Menschen unter Schneemassen orten oder die Strömungsgeschwindigkeit von Flüssen bestimmen. In diesen Unterrichtsstunden werden wir zunächst der Aufbau eines Radarsensors besprechen und uns auch über die Darstellung von Signalen im sog. Zeit- und Frequenzbereich unterhalten. Anschließend werden wir selbst Radar-Messungen an Fußgängern vornehmen und im Anschluss besprechen, welche charakteristische Signatur ein Fußgänger im Radarbild erzeugt.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Thomas Walter

​Sei es die Temperatur im Backofen oder die Geschwindigkeit unseres Autos: Wo immer wir einen Soll-Wert vorgeben und dessen Einhaltung automatisieren wollen, kommen Methoden der Regelungstechnik zum Einsatz. Sehr häufig treten dabei Exponentialfunktionen auf, diese merkwürdigen Signale, die durch ihre eigene Ableitung beschrieben sind. Wir wollen die Bedeutung der Exponentialfunktionen anhand alltäglicher Beispiele verstehen und sie für regelungstechnische Zwecke nutzen. Numerische Simulationen und praktische Experimente veranschaulichen und verifizieren unsere analytischen Überlegungen.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Heiko Peuscher

​Wir basteln eine Lampe, die aus Sonnenenergie Licht erzeugt, nachhaltig und emissionsfrei.

• Ab 7 Klasse

• Dauer: 3 Stunden

• Teilnehmer: max 10

Ansprechperson: Institutsbetriebsleiter-IEE@THU.de

​Elektromobilität ist ein großes Zukunftsziel. Wir fangen klein an und basteln ein voll funktionsfähiges, schnittiges Solarfahrzeug.

• Ab 5 Klasse

• Dauer: 3 Stunden

• Teilnehmer max.10

Ansprechperson: Institutsbetriebsleiter-IEE@THU.de

​Das Spiel "Wahrheit oder Pflicht" kennt wahrscheinlich jeder - aber kann man die "Wahrheit" auch quantitativ messen? Ja, das geht – und zwar über den elektrischen Widerstand der menschlichen Haut, der u.a. von der Schweißdrüsenaktivität abhängt. In diesem Projektblock bauen wir eine einfache elektronische Schaltung mit einem kleinen Mikrocontroller auf, welche den Hautwiderstand direkt messen kann. So kann in Echtzeit gemessen werden, wer auf Fragen cooler reagiert. Als Anwendung in der Industrie kann man ein solches System nutzen, um die Nutzerfreundlichkeit von Produkten zu analysieren.

Ansprechpartner: Prof. Dr. Dr. Ronald Blechschmidt