Insgesamt 85 Schülerinnen und Schüler des Ellenrieder Gymnasiums und der Gebhardschule konnten während einer Woche an der HTWG Themen der Ingenieurwissenschaften und Informatik noch besser kennenlernen und bearbeiten. In zehn halbtägigen Workshops vertieften sie Themen aus dem Unterrichtsfach Naturwissenschaft und Technik (NwT), verknüpften Theorie und Praxis und lernten dabei Hochschulleben, das Lernen in Laboren und Seminaren sowie Lehrende und Studierende persönlich kennen. Als „eine tolle Ergänzung zum Unterricht“ bewerteten Teilnehmerinnen und Teilnehmer die jüngsten NwT-Tage.

Mobile Robotik – von Antrieb bis Simulation
Eine Einführung in die Informatik sowie in die mobile Robotik bot Prof. Dr. Blaich den Schülerinnen und Schülern. Dabei ging es um Antriebskonzepte wie den Differentialantrieb sowie den omnidirektionalen Antrieb am Beispiel von Mecanum-Rädern, d.h. Räder, die in alle Richtungen bewegt werden können. Helen Gaiser und Niclas Strenger, Studierende der Angewandte Informatik, zeigten auf, wie die Antriebe funktionierten und was mathematisch dahintersteckt. Nach einer Einführung in die Programmiersprache Robot Operation Systems (ROS) konnten die Jugendlichen dann selbst aktiv werden. Mit Unterstützung der Studierenden und Mitarbeiter Jürgen Keppler, kam ROS praktisch zum Einsatz: Zunächst wurde ein Python-Beispiel für den Nachrichtenaustausch programmiert, danach ein Python-Node zur Steuerung von Robotern geschrieben. Themenbereich wie Simulation und Visualisierung von Robotern und Sensordaten standen zudem auf dem Programm.

Softwareentwicklung ist mehr als Programmieren
Bei Informatik-Professorin Dr. Anne Heß entwickelten die Teilnehmenden Ideen für „digitale Dörfer“ und machten Vorschläge, wie beispielsweise ein 16-jähriger Freudentaler drei Mal die Woche zum Hockey-Training nach Konstanz kommt – nämlich mit Hilfe der App „Simple Travelling – Mobility für Dorfkinder“. Mit viel Eifer erarbeiteten die Schülerinnen und Schüler Idee und Konzept, prüften Zielgruppen, deren Bedürfnisse und Kenntnisse in der Anwendung von Smartphones und Software. Dementsprechend erstellten sie ein grobes Gerüst für die Programmentwicklung. Und ganz beiläufig erlebten sie, dass Informatik nicht abstrakt ist, sondern für Entwicklungen zugunsten ihrer Mitmenschen dient. Außerdem erkannten sie, dass Softwareentwicklung viel mehr ist als Programmieren.
„Die Durchführung des Workshops gemeinsam mit den Schüler*innen hat sehr viel Spaß gemacht. Die Fähigkeiten der Schüler*innen, sich innerhalb der recht kurzen Zeit in die Lebenssituationen und Bedürfnisse späterer Nutzer*innen von Softwareanwendungen einzuarbeiten war großartig. Auch die kreativen Ideen und Zukunftsszenarien, die die Schüler*innen in den einzelnen Teams entwickelt und in ersten Designskizzen ausgestaltet haben, haben mich wirklich begeistert!“, so Anne Hess.

Informatik in Smartphone-Daten
Das Messen von Vitaldaten und die Verarbeitung der Daten durch verschiedene Algorithmen des maschinellen Lernens stand im Mittelpunkt des Workshops Handy & Diagnostik. Hier erlebten die Schülerinnen und Schüler, wie eng maschinelles Lernen und Gesundheits-Apps zusammenhängen. Die Schülerinnen und Schüler wendeten verschiedene medizinische Geräte zur Bestimmung ihrer Vital- und Körpermesswerte, wie z.B. Blutdruck, Sauerstoffsättigung, Puls, an. Ergänzend zu der Erfassung der Körpermesswerte erfuhren sie die damit verbundenen medizinischen Hintergründe. Nach der mathematischen Betrachtung einiger Algorithmen, u.a. künstlicher neuronaler Netze, die z.B. für Smartphones zur Aktivitätsanalyse verwendet werden, ging es über die Informatik hinaus. Die Nutzung der Algorithmen zur maschinellen Verarbeitung der Daten führt zu einer Diskussion über ethische und datenschutzrechtliche Aspekte des maschinellen Lernens.

Stimmen zum Angebot
„Dieser Workshop hat mich weitergebracht, in der Schule hatten wir bisher nur Arduinos programmiert, es gibt ja noch viele weitere Sprachen und Möglichkeiten“, lautete zum Beispiel eine Workshop-Bewertung. Stefan Riexinger, der am Ellenrieder-Gymnasium NwT unterrichtet, ergänzt: „Die NwT-Tage helfen den Schülerinnen und Schülern zu sehen, wie viel sie schon wissen und wie sie das im Unterricht Erlernte noch besser mit Studienmöglichkeiten und Anwendungen verbinden können.“

Informationen über weitere Programmpunkte der Workshops finden Sie im HTWG-Bericht.

Bild aus dem Workshop der Software-Entwicklung: Produktbeschreibung der App „GO vacation“ (links) und ein Ausschnitt aus einem Zukunftsszenario: Digital unterstützte Familienreise zum Bodensee mit "GO vacation" (rechts), Bildmaterial: Gastprofessorin Dr. Anne Hess

Text: AW/SK