14.09.2021

Eine Matrix programmierenmint:pink am Institut für Mathematik der TUHH

Vier einfache Regeln entscheiden über Leben und Tod einer Zelle und führen zu komplexen Strukturen oder skurrilen Konstellationen. Wanda und Carlotta haben sich für die Figur der „Kröte“ entschieden, die sie mit schwarzen Schachfiguren auf das Brett setzen und dann regelkonform durch neue Zellen ersetzen, symbolisiert durch die weißen Figuren. „Der hat vier Nachbarn, der stirbt“, sagt Wanda. „Aber dann haben wir wieder die Kröte“, konstatiert Carlotta. „Genau, das ist ja der Sinn“, kontert ihre Teampartnerin. Eine Kröte, zwei Zustände, mal aufgeblasen, mal demütig, und dahinter ein System: Es heißt „Game of Life“ und das macht sich ganz gut am ersten Live-Termin im Programm mint:pink. „Bisher haben die Termine online stattgefunden“, sagt Madita. Die Zehntklässlerin ist eine der dreizehn Corvey-Gymnasiastinnen, die sich an diesem Vormittag an der Technische Universität Hamburg, TUHH eingefunden haben.

Matrix – nix Mysteriöses

„Einstieg ins Programmieren mit Python“, lautet das Thema und da macht die Kröte erst den Anfang. Sie ist das „Einsteiger-Programmier-Problem“, wie Daniel Ruprecht betont. Der Professor für Wissenschaftliches Rechnen ist dem Ruf ins Institut für Mathematik vor zwei Jahren gefolgt. „Man ist hier dicht an den Ingenieuren und damit an den Anwendungen“, lobt der junge Professor die TUHH, wo er Algorithmen für mathematische Simulationen entwickelt. Mal geht es dabei ums Wetter, mal um Fusionsreaktoren oder Verbrennungsmotoren. Didaktische Konzepte für Schülerinnen waren bisher noch nicht dabei. Sie sind aber notwendig, weiß der 42-Jährige, weil sich immer noch zu viele Frauen vom Programmieren abschrecken ließen. Für sie hat der Mathematiker eine Botschaft mitgebracht: „Man kann das lernen, da ist nichts Mysteriöses dabei!“

So komplex wie einfach

Verbreiten will er diese mit Hilfe seines Mitarbeiters Florian Bünger und dem "Game of Life: Wir haben uns dafür entschieden, weil es zum einen komplex genug ist, um interessant zu sein", erklärt Professor Ruprecht. Zum anderen sei das Spiel des Lebens aber auch einfach genug, um es an einem Tag umzusetzen. Nur leider haben die Mädchen nur einen Vormittag Zeit und der ist prall gefüllt: Ein Schachbrett mit Variablen anlegen, Anfangsmuster setzen, Schleifen einbauen. "Jetzt wird es ganz einfach", verspricht Oberingenieur Bünger, als er die Programmierbefehle "if", "or" und "else" einführt. "Jetzt wird es richtig kompliziert", findet Carlotta, als sie mit Wanda eine Kopie der alten Zell-Generation in der Mitte der Matrix anlegen soll - und haufenweise Fehlermeldungen bekommt.

Kleine Sache, große Wirkung

Fehlersuche sei Arbeitsalltag, auch für Profis, beruhigt Informatiklehrerin Eva Richter. "Dazu kommentiert man erst mal ganz viel aus und untersucht nur einen kleinen Teil", rät sie. So haben sich Linn und Thea Stück für Stück durch die Matrix gearbeitet, winzige Fehler mit großer Folge ausgemerzt und präsentieren am Ende ihr Schachbrett des Lebens. "Ich werde mich nie wieder beschweren, wenn ein Computerspiel einen Fehler enthält", gelobt Linn. Außer dem Respekt vor der Programmierleistung hat sie noch etwas von diesem mint:pink-Tag mitgenommen: "Mein Vater hat hier studiert - und jetzt kann ich mir viel besser vorstellen, was er so macht", sagt sie. Game of Life und TUHH live: "Ich fand sehr gut, wie darauf hingearbeitet wurde und dass wir zuerst auf einem richtigen Schachbrett gespielt haben", lautet Maditas Feedback. Ihr Wunsch für die Zukunft: Mehr Zeit einplanen!

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Wind of Change

Ohne Energie geht es nicht. Zumal das Salz ein wenig verklumpt ist, der Trichterhals eng, da muss Stefanie schon energisch mit dem Spatel nachstochern, um 25 Gramm „Salz der Essigsäure“ in einen Plastikbeutel zu befördern. Die Neuntklässlerin vom Gymnasium Süderelbe ist eine von 185 Teilnehmerinnen im elften mint:pink Jahr und an ihrem ersten Exkursionstag in der benachbarten TU Hamburg zu Gast. Genauer im DLR_School_Lab, das mit dem neuen Modul „Regenerative Energien“ ein hochaktuelles Thema aufgreift. Etwa an der Station „Energiespeicher“, an der vier Mädchen einen eigenen Handwärmer bauen. „Ich hätte es so wie Anastasia machen und die Klumpen vorab zerkleinern sollen“, konstatiert Stefanie. Oder wie Mitschülerin Alisa, die das Salz nach und nach in den Trichter gefüllt hat. Ihr Handwärmer ist jetzt schon fest verschweißt, beschriftet und muss nur noch „geladen werden“, also auf 58 Grad Celsius erhitzt werden.

NAT 2024 - In eigener Sache

Seit über 10 Jahren sprechen wir junge Frauen bereits in der Mittelstufe an, um sie für MINT und hier insbesondere für Physik, Chemie und Informatik zu begeistern. Bevor sich das Fenster zu naturwissenschaftlichen und technischen Fächern schließt – denn die Wahl eines Oberstufenprofils ist oft Wegweiser für die spätere Wahl eines Studiengangs oder einer Ausbildung. Die praktischen und persönlichen Erlebnisse im Programm wiederum können eine Entscheidungshilfe sein, die Option MINT für die eigene Zukunft in Betracht zu ziehen.

Sei geduldig mit dir selbst

Im Netz findet man Elina Eickstädt als Sprecherin des Chaos Computer Clubs und als Koordinatorin der Kampagne „Chatkontrolle stoppen“. Auf ihrer digitalen Visitenkarte stehen schon mehrere Start-ups, Unternehmen für IT Sicherheit sowie als roter Faden ein Studium der Angewandten Informatik an der HAW Hamburg. Last but not least engagiert sie sich bei NAT als Role Models für den weiblichen Nachwuchs: „Ich bin seit fünf Jahren dabei, die Hälfte der Zeit“, sagt die 28jährige im mint:pink Jubiläumsjahr. Keine Frage, die Studentin stemmt allerhand auf einmal, selbst die Hamburger Meisterschaft im Gewichtheben hat sie bereits geholt. Im Gespräch mit der NAT macht sie aber auch deutlich, wo ihre Grenzen liegen.