Mathematik – Christina Roeckerath, Rheinisch-Westfälische Technische Hochschule Aachen

Titel der Dissertation: Wechselwirkung von Populationen in einem begrenzten Lebensraum – Modellierung, Simulation und mathematische Analyse im Unterricht

Mathematische Modelle – Schlüssel zum Verständnis biologischer Vorgänge

Mathematische Modellierung gewinnt in zahlreichen für unsere Lebenswelt  relevanten Bereichen, wie Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft, an Bedeutung . Dies geschieht allerdings weitgehend unbemerkt von der Öffentlichkeit. Umso wichtiger ist es, jungen Menschen die Rolle der Mathematik als Schlüsseltechnologie in unserer Gesellschaft zu vermitteln. Im Rahmen eines fachdidaktischen Projekts am Lehrstuhl A für Mathematik an der RWTH-Aachen werden Unterrichtsmaterialien entwickelt, die Schülerinnen und Schülern die Bedeutsamkeit und Anwendbarkeit der Mathematik vermitteln.

Die angehende Lehrerin und Wissenschaftlerin Christina Roeckerath, Jahrgang 1981, beschäftigt sich im Rahmen ihrer Dissertation mit der Entwicklung von Populationen unter Berücksichtigung einer Vielzahl von Einflussfaktoren. Dieses Thema stellt in Anbetracht des fortwährenden Aussterbens zahlreicher Arten überall auf der Welt für Schüler ein spannendes und gesellschaftlich relevantes Anwendungsgebiet der Mathematik dar.

Ein wesentlicher Bestandteil des Projektes von Frau Roeckerath ist dabei die Entwicklung eines interaktiven Softwaresystems, welches das Zusammenleben der Arten simuliert und die Entwicklung der Populationen über Generationen hinweg darstellt. Weiter ermöglicht es eine Herleitung von mathematischen Beschreibungen für die Populationsentwicklungen auf Schulniveau. Anhand von mathematischen Analysen an den gefundenen Formeln, können Schüler erfahren, dass die Mathematik der Herleitung von Vorhersagen zur Zukunft der Populationen dienen kann. Schüler können beispielsweise durch mathematische Analysen die Bedingungen ermitteln, unter denen die betrachteten Populationen vor dem Aussterben bewahrt werden.

Die an der RWTH-Aachen entwickelten Unterrichtsmaterialien sollen nach Fertigstellung nicht nur in der Schule sondern auch in Mathematik- und Biologie-Lehrveranstaltungen zum Studienbeginn eingesetzt werden: In der Biologie sind sie hilfreich zum Verständnis von Bildung und Nutzen mathematischer Modelle - in der Mathematik zeigen sie authentische und relevante Anwendungen.