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Textmarke_rot_RBKooperationen und Bildungspartnerschaften des Robert-Bosch-Gymnasiums

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Unsere Schule unterhält zu folgenden Institutionen und Firmen

Textmarke_rot_RBBildungspartnerschaften:

siehe unten (auf die entsprechende Zeile klicken!):

Textmarke_blauBosch

Textmarke_blauAusführliche Informationen auf der untergeordneten Seite “Bosch”

Textmarke_blauEndress+Hauser Conducta

Textmarke_blauAusführliche Informationen auf der untergeordneten Seite “Endress+Hauser”

Textmarke_blauVerein Theater und Schule (TUSCH) / Theaterhaus Stuttgart

 

Textmarke_rot_RBKooperation im Projekt “Simulierte Welten”

Darüber hinaus kooperierten wir während des Schuljahres 2013/14 im Rahmen des Projektes ”Simulierte Welten” mit den Höchstleistungsrechenzentren in Stuttgart (HLRS) und Karlsruhe (KIT bzw. SCC).

 

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Textmarke_rot_RBBildungspartnerschaft mit der Robert Bosch GmbH

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Bild oben: die Konzernzentrale von Bosch befindet sich in Gerlingen.

Die Bildungspartnerschaft mit der Robert Bosch GmbH entstand im Rahmen einer Initiative der “Wissensfabrik”. Die Wissensfabrik wurde im Jahr 2005 von großen deutschen Unternehmen als gemeinnütziger Verein gegründet, darunter Bosch, BASF, Fischer, Trumpf oder Voith. Die Vereinssatzung kann man hier downloaden:

Im Rahmen der Bildungspartnerschaft mit der Robert Bosch GmbH führen wir jedes Jahr mit den Physikkursen der Oberstufe das “Seminar Technik” durch. Das Seminar besteht aus drei Teilen: zunächst besuchen einige Studenten der Dualen Hochschule Baden-Württemberg (DHBW), deren dualer Ausbildungspartner die Robert Bosch GmbH ist, die Schüler/innen in einer Unterrichts-Doppelstunde in der Schule.

Danach besuchen die teilnehmenden Schüler/innen an zwei Nachmittagen das Ausbildungszentrum des Konzerns in Stuttgart-Feuerbach, wo die Studenten die Gerlinger Schüler/innen bei einem kleinen praktischen Projekt betreuen. Dir Betreuung der Schüler/innen ist Teil der Ausbildung der DHBW-Studenten/innen.

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Bild oben: Auftakt des “Seminars Technik” im Schuljahr 2013/14 im Raum NwT5 des Robert-Bosch-Gymnasiums.

Vereinssatzung der Wissensfabrik

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Bild oben: Website mit der Vereinssatzung der Wissensfabrik.

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Bild oben: das neue Zentrum für Forschung und Vorausentwicklung von Bosch in Renningen (Februar 2015); das Forschungszentrum mit 14 Gebäuden entstand zwischen 2012 und 2015 auf einem ehemaligen Flughafengelände (im zweiten Weltkrieg); später wurde es von der Bundeswehr genutzt; jetzt sind hier die Arbeitsplätze von 1200 Forschern.

Zitat von der Website der Wissensfabrik:

... Heute umfasst unser Netzwerk 100 Unternehmen aller Größen und Branchen sowie unternehmensnahe Stiftungen. Gemeinsam mit anderen gesellschaftlichen Akteuren wollen wir den Standort Deutschland zukunftsfähiger machen und die junge Generation für die Herausforderungen der Wissensgesellschaft rüsten.

Die Wissensfabrik versteht sich als Mitmacher-Initiative. Wir wollen bundesweit einen spürbaren Beitrag für den Bildungs- und Unternehmensstandort Deutschland leisten. Deswegen bringen unterschiedliche Akteure aus der Wirtschaft, dem Bildungsbereich, der Wissenschaft und Politik an einen Tisch. In unserem Netzwerk tauschen wir Kompetenzen und praktische Erfahrungen aus und nutzen Ressourcen gemeinsam. Als starkes Bündnis bewirken wir mehr und finden in der Öffentlichkeit sowie bei politischen Entscheidungsträgern Gehör.

Zitat Ende

Für den Bereich Bildung hat sich der Verein die Institution der “Bildungspartnerschaft” einfallen lassen. Was man darunter verstehen soll, steht ebenfalls auf der Website des Vereins (Stand: Okt. 2012):

Zitat von der Website der Wissensfabrik:

Bildungspartnerschaften

Ob Kita, Schule oder Hochschule: Wenn eine Bildungseinrichtung und ein Mitgliedsunternehmen der Wissensfabrik kooperieren, um gemeinsam Schlüsselkompetenzen von morgen zu fördern und die Lust am Lernen zu wecken, entsteht eine Bildungspartnerschaft. Viele Bildungspartnerschaften greifen auf unsere Leuchtturmprojekte zurück, aber auch andere gemeinsame Projekte sind denkbar.

Bildungspartnerschaften bauen auf Gegenseitigkeit: Beide Partner profitieren davon, beide bringen Erfahrungen und Know-how ein und tragen zum Projekterfolg bei:

  • Aktive oder auch ehemalige Unternehmensmitarbeiter engagieren sich als Multiplikatoren und unterstützen die Bildungseinrichtungen. Die Unternehmen stellen außerdem Projektmaterialien bereit.
  • Die Bildungseinrichtungen sorgen für eine reibungslose Umsetzung im Unterricht und unterstützen die Öffentlichkeitsarbeit. Erzieher/-innen bzw. Lehrer/-innen erklären sich bereit, an Schulungen teilzunehmen

Ein wichtiger Grundsatz von Bildungspartnerschaften ist Nachhaltigkeit. Das heißt: Beide Partner sollten das Interesse an einer längerfristigen Zusammenarbeit haben. Außerdem ist wünschenswert, dass die Projektideen, die sie gemeinsam umsetzen, im Alltag der Bildungseinrichtung spürbar weiterwirken. Seit ihrer Gründung hat die Wissensfabrik mehr als 2.200 Bildungspartnerschaften organisiert, 550.000 Kinder und rund 10.000 Lehrer erreicht.

Zitat Ende

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Bild oben: die Konzernzentrale hat ihren Sitz in Gerlingen.

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Bilder oben (März 2014) und unten (Februar 2015): das neue Zentrum für Forschung und Vorausentwicklung von Bosch in Renningen

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Textmarke_rot_RBBildungspartnerschaft mit der Endress+Hauser Conducta GmbH+Co. KG

Die Bildungspartnerschaft mit Endress+Hauser kam auf Initiative der IHK Ludwigsburg zustande. Über sie haben wir davon erfahren, dass das Unternehmen noch Partner im Schulbereich sucht und haben daraufhin im Herbst 2011 Kontakt zu dem Unternehmen aufgenommen.

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Bild oben: die Verwaltungs- und Produktionsgebäude von Endress+Hauser befinden sich im Gerlinger Industriegebiet (Dieselstraße); unten: die Firmengebäude mit der blauen Fassade in Gerlingen (hinter dem Schlauchturm der Gerlinger Feuerwehr)..

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Ein erster Durchlauf der Aktivitäten zur Bildungspartnerschaft mit Endress+Hauser fand im Schuljahr 2012/13 statt.

Siehe dazu Berichte auf unserer alten Website unter 6. Mai, 2. Mai und 30. April 2013:

http://www.rb-gg.de/Neuigkeiten/News_2012-13/2012-13c/2012-13c.html

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Bild oben: die Schülergruppe bei der ersten Kooperationsveranstaltung mit Endress+Hauser Conducta im Gebäude der Gerlinger Niederlassung des Unternehmens (Mai 2013).

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Bild oben: in Gerlingen residiert das Unternehmen in der Dieselstraße im Gewerbegebiet.

Zitat von der Website der IHK / Bezirkskammer Ludwigsburg:

Auf Initiative der IHK wurde im November 2008 die „Vereinbarung über den Ausbau von Bildungspartnerschaften zwischen Schulen und Unternehmen in Baden-Württemberg” zwischen der Landesregierung und Vertretern der Wirtschaft geschlossen. Im März 2012 wurde diese mit der „Vereinbarung über die Weiterentwicklung von Bildungspartnerschaften zwischen Schulen und Unternehmen in Baden-Württemberg“ fortgeschrieben.

Die Vereinbarungen dienen als Grundlage für den Ausbau und die Verbreitung von Bildungspartnerschaften sowie deren Intensivierung und Weiterentwicklung. Ihre Umsetzung soll darauf hinwirken, dass jede weiterführende allgemein bildende Schule in Baden-Württemberg eine Kooperation mit einem Unternehmen eingeht und pflegt.

Zitat Ende

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Bild oben: die Website der IHK / Bezirkskammer Ludwigsburg.

 

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Textmarke_rot_RBEin TUSCH auf das Theater!
16. März 2015, Dienstag

Text: Michael Volz, Schulöffentlichkeitsarbeit

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TUSCH: Theater und Schule - Das THEATERHAUS Stuttgart und das Robert-Bosch-Gymnasium Gerlingen gehen eine Bildungspartnerschaft ein

Am Dienstag, den 17.3.2015 wurde die in Vorgesprächen angebahnte Kooperation zwischen dem Theaterhaus Stuttgart  und unserer Schule offiziell bestätigt. Die erweiterte Schulleitung traf sich mit Ismene Schell (Vorsitzende) vom Verein TUSCH- Stuttgart und Jakob Dambacher (Theaterpädagoge) am Theaterhaus Stuttgart, um die konkrete Zusammenarbeit im kommenden Schuljahr zu besprechen und die Kooperationsvereinbarung zu unterschreiben.

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Bild oben: die Erweiterte Schulleitung und der Leiter der Theater-AG im Gespräch mit den Vertretern von TUSCH und Theaterhaus: v. l. n. r.: Claudia Hellriegel (Abteilungsleiterin), Ismene Schell (Vorsitzende von TUSCH), Jakob Dambacher (Theaterpädagoge am Theaterhaus Stuttgart), Michael Volz (Leiter der Theater-AG des Robert-Bosch-Gymnasiums) und Eberhard Blanz (Schulleiter); der zweite Abteilungsleiter (Albert Pfänder) hat das Foto aufgenommen.

Damit verpflichtet sich unsere Schule, die Idee von "Theater als Lernort"  über die bisherige Arbeit in der Theater-AG hinaus noch intensiver als bisher zu fördern und sowohl im Kollegium als auch unter der Schülerschaft auf verschiedene Arten und Weisen ins Gespräch zu bringen.

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TH_logo_rot_klBild oben: das Theaterhaus Stuttgart (Eingangsbereich).

Das Theaterhaus unterstützt durch Werkeinführungen, Nachgespräche und auch Fortbildungen (sowohl im Theater als auch in der Schule) die intensive Auseinandersetzung mit den Theaterproduktionen und der Verein TUSCH fördert das Ganze in den ersten drei Jahren ideell und finanziell mit einer bis zu vierstelligen Summe!

Bild rechts: das Theaterhaus-Logo.

 

Zum Theaterhaus Stuttgart kann man auf Wikipedia lesen
(Zitat):

Das Theaterhaus Stuttgart ist ein Theater und Veranstaltungsort im Norden Stuttgarts im Stadtbezirk Feuerbach nahe dem Pragsattel. Pro Jahr besuchen über 300.000 Besucher rund 1.000 Veranstaltungen im Theaterhaus; rund 15 dieser Termine sind eintrittsfrei. Damit ist das Theaterhaus das bestbesuchte Haus seiner Art in Deutschland. Neben den Aufführungen seiner beiden Ensembles für Tanz und Schauspiel gibt es Gastspiele mit Künstlerinnen und Künstlern aus den Bereichen Comedy, Kabarett, Pop- und Rockmusik, Lesungen, Jazz, Klassik und Neue Musik.

Zitat Ende

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In sehr angenehmer und konstruktiver Atmosphäre wurde vereinbart, dass im kommenden Schuljahr 2015/16 folgende drei Projekte sozusagen als Grundsteine dieser Beziehung gelegt werden sollen:

  1. zwei Fortbildungen der Theater-AG im Zusammenhang mit der nächsten Produktion und Besuch einer dazu passenden Theaterhaus-Vorstellung
  2. Einrichtung eines Literaturkurses (in der Kursstufe K1), der sich auch mit Theaterhausproduktionen auseinandersetzt
  3. Angebot eines Seminarkurses, der sich dem Thema "Theater" widmet
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Darauf aufbauend soll unseren Schülerinnen und Schülern in Zukunft der Weg ins Theater bzw. ins Theaterhaus erleichtert werden, indem auch Produktionen, die sich z. B. mit ethischen, biologischen, politischen, gesellschaftswissenschaftlichen oder geschichtlichen Themen auseinandersetzen, für den und im Unterricht fruchtbar gemacht werden.

Tanzaufführungen könnten fächerübergreifend von Musik- und Sportgruppen besucht werden und der Fantasie sind im Weiteren keine Grenzen gesetzt. Wir sind gespannt auf diese durch TUSCH ermöglichte Verbindung von Theater und Schule!

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Bild oben: auf der Website von TUSCH Stuttgart ist unter “Neue Partnerschaften” jetzt auch unsere Schule aufgeführt.

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Bild oben: die Website des Stuttgarter Theaterhauses.

 

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Textmarke_rot_RBKooperation im Rahmen von “Simulierte Welten”

Simulierte_Welten_Logos_klDarüber hinaus arbeiteten wir ab September 2012 mit dem Höchstleistungsrechenzentrum der Universität Stuttgart HLRS und dem KIT (Karlsruher Institut für Technologie) im Rahmen des Projektes “Simulierte Welten” zusammen.

Bild rechts: die Logos der am Projekt beteiligten Institutionen (mit freundlicher Genehmigung der Projektpartner) und das Logo von “Simulierte Welten”

Seit den Sommerferien 2012 bemühte sich das Robert-Bosch-Gymnasium in Gerlingen, als dritte Partnerschule am Projekt „Simulierte Welten“ teilnehmen zu können. Bei diesem Projekt arbeiten mehrere Einrichtungen zusammen:

  • das Höchstleistungsrechenzentrum der Universität Stuttgart (HLRS)
  • das Steinbuch Centre for Computing (SCC) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT)
  • der Interdisziplinären Forschungsschwerpunkt Risiko und Nachhaltige Technikentwicklung (ZIRN) der Universität Stuttgart
  • das Schelztor -Gymnasium in Esslingen
  • das Bismarck-Gymnasium in Karrlsruhe
  • das Robert-Bosch-Gymnasium in Gerlingen.

Zitat:

„Das vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst (Baden-Württemberg) geförderte Projekt „Simulierte Welten“ hat sich zum Ziel gesetzt, den Widerspruch aus Sichtbarkeit und Bedeutung des Hochleistungsrechnens zu überbrücken und die Reichweite der Entwicklungen besonders zukünftigen Generationen zugänglich zu machen. Letztlich sind es die heute Jüngsten unserer Gesellschaft, auf die diese die größten Auswirkungen haben wird. Schülerinnen und Schüler in Baden Württemberg stehen damit im Fokus des Projektes „Simulierte Welten“ (www.simulierte-welten.de/).

Zitat Ende

Wie die Bedeutung von Simulationen, die an leistungsfähigen Rechnern erstellt werden, den Schülern/innen am besten näher gebracht werden könnten, war Gegenstand der Promotionsarbeit von Jörg Hilpert. Nach dem Studium der Soziologie und Politikwissenschaften ist er seit Oktober 2010 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Interdisziplinären Forschungsschwerpunkt Risiko und Nachhaltige Technikentwicklung (ZIRN) der Universität Stuttgart. Seine Forschungsschwerpunkte sind u. a. Technikakzeptanz, Techniksoziologie und Bürgerbeteiligung. Er koordiniert die Zusammenarbeit der Rechenzentren in Karlsruhe und Stuttgart mit den am Projekt “Simulierte Welten” teilnehmenden Schulen.

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Bild oben: Eingangsbereich des Höchstleistungsrechenzentrums in Stuttgart-Vaihingen (Webmaster beim Fotografieren).

Am 9. Januar 2013 fand als Projektauftakt für das Robert-Bosch-Gymnasium ein Vortragsabend im Großen Hörsaal der Schule statt (siehe dazu nachstehenden Bericht). Dazu waren die Schüler/innen der Mittel- und Oberstufe des Robert-Bosch-Gymnasiums, deren Eltern, die Lehrer/innen sowie interessierte Gerlinger Bürger eingeladen.

Im weiteren Fortgang simulieren Schüler/innen der Jahrgangsstufe 9 im ITG -Unterricht (ITG = Informationstechnische Grundbildung) mit Hilfe der Programmierumgebung “Scratch” selbst einfachere Vorgänge.

Im Schuljahr 2013/14 gab es einen Seminarkurs, der sich mit der Thematik “Simulationen in Forschung, Technik und Wirtschaft” befasste. Schüler/innen der Kursstufe K1 bearbeiteten dabei verschiedene Aspekte der Thematik.

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Bild oben: das Gebäude des Höchstleistungsrechenzentrums der Universität Stuttgart (HLRS) in Stuttgart-Vaihingen.

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Bild oben: im neuen Technikgebäude befinden sich vor allem Anlagen zur Klimatisierung (Kühlung) sowie zur Stromversorgung des Rechenzentrums. Beide Gebäude sind unterirdisch verbunden.

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Bild oben: Technikgebäude und Hauptgebäude des HLRS auf dem Campus der Uni Stuttgart in Vaihingen.

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Bild oben: Im Umfeld des HLRS sind in letzter Zeit weitere Gebäude entstanden oder am Entstehen; im Hintergrund links der Neubau des ZVEI (“Zentrum für Virtuelles Engineering”) des Fraunhofer-.Instituts.

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Bild oben: über ein großes Lüftungsgitter wird die Abwärme des Rechenzentrums an die Umgebung abgeführt.

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Bild oben: das HLRS; Blick vom benachbarten Neubau des Fraunhofer-Instituts.

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Bild oben: Schüler/innen des Seminarkurses zum Thema “Simulierte Welten” im Höchstleistungsrechenzentrum der Uni Stuttgart (HLRS) im Herbst 2013.

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Bild oben: der Cray XR6-Rechner (“Hermit”) im HLRS in Stuttgart-Vaihingen.

 

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Textmarke_rot_RBVortragsveranstaltung über die Bedeutung von Simulationen in Wissenschaft und Technik
9. Januar 2013, Mittwoch

Robert-Bosch-Gymnasium wird dritte Partnerschule am Projekt “Simulierte Welten”

Text und Fotos: Albert Pfänder, Abteilungsleiter Naturwissenschaften

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Bild oben: Schulleiterin Brigitte Renner Dux begrüßt im Großen Hörsaal des Robert-Bosch-Gymnasiums die aus Stuttgart und Karlsruhe angereisten Referenten und Partner des Projektes “Simulierte Welten”.

Simulierte_Welten_Logos_klSeit den Sommerferien 2012 bemühte sich das Robert-Bosch-Gymnasium in Gerlingen, als dritte Partnerschule am Projekt „Simulierte Welten“ teilnehmen zu können. Bei diesem Projekt arbeiten momentan das Höchstleistungsrechenzentrum der Universität Stuttgart (HLRS) und das Steinbuch Centre for Computing (SCC) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) sowie dem Interdisziplinären Forschungsschwerpunkt Risiko und Nachhaltige Technikentwicklung (ZIRN) der Universität Stuttgart mit zwei Partnerschulen in Esslingen (Schelztor-Gymnasium) bzw. in Karlsruhe (Bismarck-Gymnasium) zusammen.

Bild oben rechts: die Logos der am Projekt beteiligten Institutionen (mit freundlicher Genehmigung der Projektpartner) und das Logo von “Simulierte Welten”

„Das vom Ministerium für Wissenschaft, Forschung und Kunst (Baden-Württemberg) geförderte Projekt Simulierte Welten“ hat sich zum Ziel gesetzt, den Widerspruch aus Sichtbarkeit und Bedeutung des Hochleistungsrechnens zu überbrücken und die Reichweite der Entwicklungen besonders zukünftigen Generationen zugänglich zu machen. Letztlich sind es die heute Jüngsten unserer Gesellschaft, auf die diese die größten Auswirkungen haben wird. Schülerinnen und Schüler in Baden Württemberg stehen damit im Fokus des Projektes „Simulierte Welten“ (www.simulierte-welten.de/).

Wie die Bedeutung von Simulationen, die an leistungsfähigen Rechnern erstellt werden, den Schülern/innen am besten näher gebracht werden könnten, ist Gegenstand der Promotionsarbeit von Jörg Hilpert. Nach dem Studium der Soziologie und Politikwissenschaften ist er seit Oktober 2010 wissenschaftlicher Mitarbeiter am Interdisziplinären Forschungsschwerpunkt Risiko und Nachhaltige Technikentwicklung (ZIRN) der Universität Stuttgart. Seine Forschungsschwerpunkte sind u. a. Technikakzeptanz, Techniksoziologie und Bürgerbeteiligung. Er koordiniert die Zusammenarbeit der Rechenzentren in Karlsruhe und Stuttgart mit den am Projekt “Simulierte Welten” teilnehmenden Schulen.

Der Vortragsabend am Mittwoch war so gesehen die Auftaktveranstaltung zur Teilnahme des Robert-Bosch -Gymnasiums an dem Projekt. Im weiteren Fortgang werden Schüler/innen der Jahrgangsstufe 9 im ITG -Unterricht (ITG = Informationstechnische Grundbildung) mit Hilfe der Programmierumgebung “Scratch” selbst einfachere Vorgänge zu simulieren versuchen. Anschließen könnte sich eine Arbeitsgemeinschaft von (Oberstufen-)Schülern/innen, die sich mit speziellen Fragen und Problemen des Einsatzes von Simulationen im Rahmen eines so genannten “Science Cafés” beschäftigen. Dabei würden die AG-Teilnehmer/innen bei der Bearbeitung ihrer Themen mit Wissenschaftlern an den Höchstleistungsrechenzentren zusammenarbeiten und diese dann zu Interview-Veranstaltungen (mit Publikum) an die Schule einladen. Auch ein Seminarkurs zur Thematik der Simulationen wird angestrebt.

Am Mittwochabend waren zu der Vortragsveranstaltung die Schüler/innen der Mittel- und Oberstufe des Robert-Bosch-Gymnasiums, deren Eltern, die Lehrer/innen sowie interessierte Gerlinger Bürger in den Großen Hörsaal des Gymnasiums eingeladen.

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Bild oben: die Referenten des Abends: Dr. Rüdiger Berlich (SCC /KIT, Karlsruhe), Peter Lürßen (Bismarck-Gymnasium, Karlsruhe) und Prof. Dr. Michael Resch (HLRS Stuttgart).

Drei Referenten hatten ihre Teilnahme an dem Abend zugesagt: Prof. Dr.Ing. Dr. h.c. Dr. h.c. Michael M. Resch, Leiter des Höchstleistungsrechenzentrum (HLRS) der Universität Stuttgart mit dem Thema: “Simulation und Höchstleistungsrechnen / Anwendungsfelder, Laufzeitumgebung, ...”, Dr. Rüdiger Berlich vom Karlsruher Institute of Technology (KIT) / Steinbuch Centre for Computing (SCC) mit dem Thema: “Simulation und Wirklichkeit – Chancen und Risiken” sowie Peter Lürßen, Lehrer am Bismarck-Gymnasium Karlsruhe und „HPC-Ambassador“ im Projekt „Simulierte Welten“ mit dem Thema: “Praktische Umsetzung in Scratch”.

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Bild oben: (v. l. n. r.:) Dr. Rüdiger Berlich (SCC / KIT Karlsruhe), Peter Lürßen (Bismarck -Gymnasium, Karlsruhe), Prof. Dr. Michael Resch (HLRS, Stuttgart), Jörg Hilpert, M. A. (Mitarbeiter am Interdisziplinären Forschungsschwerpunkt Risiko und Nachhaltige Technikentwicklung (ZIRN) der Universität Stuttgart) und Dipl.-Inform. Thomas Gärtner (KIT, Karlsruhe).

Etwa dreißig Zuhörer/innen hatten den Weg in die Schule gefunden, um aus erfahrenem Munde der hochkarätig besetzten Referentenrunde näheres zur Thematik von Simulationen in Forschung und Technik zu erfahren.

Schulleiterin Brigitte Renner Dux und der für den Fachbereich Naturwissenschaften zuständige Abteilungsleiter Albert Pfänder begrüßten die Zuhörer/innen und stellten die Referenten kurz vor.

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Bild oben: Prof. Dr. Michael Resch bei seinem Vortrag über “Simulation und Höchstleistungsrechnen”

In seinem Vortrag, der von einer recht unorthodox aufgebauten Präsentation unterstützt wurde, versuchte Prof. Dr. Resch zunächst den Begriffe “Simulation” zu definieren. Letztlich sei bereits Denken nichts anderes als Simulation: man stellt sich vor, was passieren könnte , wenn ...

Simulierte_Welten_A_5Die moderne Wissenschaft baue auf drei Säulen auf: der Logik, der “Wissenschaft vom richtigen Schließen” (Aristoteles), auf der Durchführung von Experimenten, dem Ausprobieren und schließlich auf Simulationen, die mit Berechnungen einhergehen.

Bei einer Simulation gehe es zunächst um das Verstehen eines Systems bzw. eines Prozesses, mit dem Ziel, aufgrund eines das System abbildenden Modells dessen Verhalten vorherzusagen; Ziel der Simulation sei es dann oft, aufgrund deren Ergebnisse Maßnahmen treffen zu können, um das System / den Prozess zu optimieren. Ein Modell ist dabei eine mathematische Beschreibung der Systemeigenschaften. Die Systeme, die Gegenstand von Simulationen sind, haben meist eine Komplexität, welche die Beschreibung mit Hilfe einer einfachen mathematischen Gleichung nicht mehr erlaubt. An deren Stelle treten dann numerische Methoden, die eine nur näherungsweise Lösung ermöglichen.

So kann die Entwicklung des Klimas der Erde nicht durch einfache Gleichungen beschrieben werden. Man muss aus wesentlichen Aspekten des Systems zunächst ein vereinfachtes Klimamodell entwickeln und benötigt zur Durchführung der Simulation einerseits (viele) Daten , andererseits ein Rechenverfahren, also ein Programm für den (Groß-)Rechner.

Welche Aspekte des tatsächlichen Systems überhaupt in das Modell eingehen, ist weitgehend von subjektiven Entscheidungen der Wissenschaftler abhängig. Die Rechner ihrerseits haben dann wiederum Fehler: Hardwarefehler sowie Softwarefehler in den Programmen (etwa jede 1000-ste Zeile des Programmcodes beinhaltet in der Regel einen Fehler).

Aufgrund dieser Einschränkungen bedürften die Ergebnisse der Simulation einer kritischen Interpretation. Durch Vergleich mit der Wirklichkeit, durch Messungen und Experimente könnten die Simulationen optimiert und der Realität besser angepasst werden. Man dürfe das Ergebnis einer Simulation aber nie für die Wirklichkeit nehmen, sondern müsse sich stets der Anfangsbedingungen, der Näherungen und des benutzten Rechenverfahrens bewusst sein, so Prof. Dr. Resch.

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Bild oben: Prof . Dr. Resch entwickelte in seinem Vortrag ein Schema, wie Simulation und Wirklichkeit zusammenhängen.

Anhand mehrerer Beispiele verdeutlichte Prof. Dr. Resch diese Problematik: Simulation der wirtschaftlichen Entwicklung durch Wirtschaftsforschungsinstitute, Simulationen bei der Wetter- und Klimavorhersage, Simulationen bei der Entwicklung neuer Medikamente und deren Wirksamkeit, Simulation der Strömungsverhältnisse von Blut in Arterien bei der medizinischen Diagnose, Simulation des Gießvorganges bei der Herstellung des Zylinderkopfes eines Automotors usw.

Da die Ergebnisse einer Simulation heute oft grafisch oder gar animiert dargestellt würden, neige der Betrachter laut Prof. Dr. Resch leicht dazu, die Simulation für “wahr” zu halten; die modernen Medien unterstützten diese unerlaubte Gleichsetzung häufig noch; wenn eine Simulation erst einmal Gegenstand der medial geführten öffentlichen Diskussion geworden sei, tue sich eine Reihe von Fragen und Problemen auf – man denke nur an die Simulation der Leistungsfähigkeit des Hauptbahnhofes in Stuttgart (Stuttgart 21) bei der so genannten “Schlichtung” bzw. bei der Volksabstimmung über die Weiterführung des Projektes ...

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Bild oben: Dr. Berlich vom Steinbuch Centre of Computing / Karlsruher Institute of Technology sprach über “Simulation und Wirklichkeit – Chancen und Risiken”

Dr. Berlich vom KIT in Karlsruhe unterstrich in seinem Vortrag, dass Simulationen in Zukunft stark an Bedeutung gewinnen würden; das sehe man u. a. auch am immensen Ressourceneinsatz, um Simulationen erstellen zu können. Schließlich verschlingen die Großrechner mit den Gebäuden in denen sie untergebracht sind und mit den nötigen Versorgungseinrichtungen gewaltige Summen.

Zunächst aber versuchte er eine genaue Definition von “Simulation” zu geben; der VDI (Verein Deutscher Ingenieure) formuliert das in der VDI-Richtlinie 3633 so:

“Simulation ist das Nachbilden eines dynamischen Prozesses in einem System mit Hilfe eines experimentierfähigen Modells, um zu Erkenntnissen zu gelangen, die auf die Wirklichkeit übertragbar sind”.

Ziel von Simulationen sei es, Vorhersagen zu ermöglichen, Prozesse zu analysieren und zu optimieren. Da bei einer Simulation aber stets nur eine beschränkte Zahl von Aspekten abgebildet werden könne, sei eine Simulation eben auch nur ein partielles Abbild von Wirklichkeit; hier zitierte Dr. Berlich den US -Wissenschaftler George Edward Pelham Box, der sagte: “Essentially, all models are wrong, but some are useful” (d. h. etwa: alle Simulationen sind im Grund genommen falsch, manche aber nützlich).

Simulierte_Welten_A_8Hier machte Dr. Berlich auf ein Dilemma etwa von Politikern oder Ingenieuren aufmerksam, die oftmals schwierige Entscheidungen zu einem komplexen Sachverhalt treffen müssen; KEINE Entscheidung zu treffen sei aber auch keine Alternative zur Wahl einer Alternative aufgrund einer “falschen” Simulation ...

Bild rechts: “Simulation und Wirklichkeit”: Dr. Berlich bei seinem Vortrag im Großen Hörsaal unserer Schule.

Anhand von Klimavorhersagen wird die Problematik sichtbar; geringfügige Änderungen an den in das Modell aufgenommenen Variablen (Parametern), veränderte Algorithmen bei der Berechnung oder die Benutzung einer umfangreicheren Datenmenge beeinflussen die Ergebnisse einer Simulation. Noch vor zehn Jahren war das Raster der Mess-Stationen zur Datenerhebung für Klimaberechnungen viel grober, die Datenmenge entsprechend viel geringer. Heutzutage ist das Messnetz etwa auch durch Satellitenbeobachtungen recht dicht, die Datenmengen sind dadurch allerdings dramatisch gestiegen. Hier komme nun die Informationstechnologie ins Spiel: die Rechner, welche die Simulationen erstellen, müssten den gewaltig gestiegenen Datenvolumina entsprechend angepasst werden. Anhand der Entwicklung der Rechengeschwindigkeit von Rechenanlagen machte Dr. Berlich die dynamische Entwicklung auf diesem Gebiet deutlich: während die Rechenmaschine Z11 des Computerpioniers Konrad Zuse gerade mal 20 Rechenoperationen pro Sekunde bewältigte, schaffen moderne Intel Core i7-Prozessoren bis zu 100 Giga -Flops, das sind 100 Milliarden Fließkomma-Operationen jede Sekunde (noch schneller als CPUs sind heute z. T. die Grafikprozessoren auf Grafikkarten).

Bei Großrechenanlagen in den Höchstleistungsrechenzentren gehe man unterschiedliche Wege, um die Rechenkapazitäten zu steigern; so könne man durch Aufbau von so genannten Clustern von einfachen Prozessoren (Knoten) eine große Menge von Berechnungen parallel ausführen und so die immensen Datenmengen bewältigen. Die Steigerung von Clustern innerhalb einer Großrechenanlage sei das verteilte Rechnen in Netzen; so würden beispielsweise die Daten, welche bei Experimenten im Kernforschungszentrum CERN in Genf anfallen, auf viele Rechenzentren in Europa verteilt und dort verarbeitet. In Europa gebe es dazu die European Grid Infrastructure-Initiative, welche europäische Rechenzentren miteinander durch Höchstgeschwindigkeitsnetze verbindet.

Dr. Berlich wies darauf hin, dass durch die Verarbeitung der Ausgangsdaten im Zuge einer Simulation weitere Daten produziert werden, welche die Ausgangsdatenmenge häufig um ein Vielfaches übersteigt.

Dem Thema seines Vortrages entsprechend versuchte er, Chancen und Risiken von Simulationen gegeneinander abzuwägen; zu den Chancen gehörten: Erkenntnisgewinn, Verhinderung von Katastrophen, Verbesserung von Lebensbedingungen, Optimierung von Prozessen, ... .Zu den Risiken dagegen die Gefahr, bei Simulationen falsche Schlüsse zu ziehen, falsche Annahmen in die Modelle einzuspeisen, die Simulation aufgrund von Hardware- oder Software-Fehlern fehlerhaft auszuführen ...

Ein Risikofaktor bei Simulationen sei der Mensch; so gehe man bei der Erstellung von Simulationen häufig bereits mit einer gewissen Erwartung ans Werk. Treten dann Fehler auf, so beschränke sich die Suche auf diejenigen Fehler, welche nach Abhilfe das Ergebnis der Simulation in die erwartete Richtung lenken. Die Subjektivität der beteiligten Wissenschaftler sorge dafür, dass stets nur ein Teil der Realität von der Simulation abgebildet werde; der Mensch entscheidet, was er für wichtig oder für peripher hält. Häufig sei es auch gar nicht möglich, die “Richtigkeit” einer Simulation, also die Passgenauigkeit zur Wirklichkeit zu überprüfen, z.B. dann nicht, wenn die Simulation Zeiträume abdeckt, die man zur Verifizierung der Simulation nicht abwarten kann. In Zukunft würden wir noch häufiger vor dem Problem stehen, dass das Ergebnis einer Simulation die einzige Grundlage für eine Entscheidung ist, dass wir also immer abhängiger von Simulationen der Wirklichkeit werden.

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Bild oben: Peter Lürßen, Fachlehrer am Bismarck-Gymnasium in Karlsruhe bei seinem Vortrag über die Simulation von Systemen / Vorgängen mit Hilfe der Programmierumgebung “Scratch” im ITG -Unterricht in der Schule. Peter Lürßen ist auch „HPC-Ambassador“ (HPC = High Performance Computing) im Projekt „Simulierte Welten“ und leitet das Projekt „Simulation & Wirklichkeit“ an der Schülerakademie Karlsruhe.

Den letzten Vortrag an diesem Abend nutzte Peter Lürßen, Fachlehrer für Mathematik, Physik, Sport, ITG und NwT am Bismarck-Gymnasium in Karlsruhe dazu, von Erfahrungen mit der Simulation von (einfachen) Vorgängen und Systemen im ITG-Unterricht an seiner Schule zu berichten. Er leitet dort eine Arbeitsgemeinschaft für Hochbegabte, die sich mit Hilfe des Programms “Scratch” (entwickelt am MIT in den USA) an die Simulation des Billard-Spiels gemacht hatte.

Dazu umriss er kurz das ITG-Curriculum und erläuterte anschließend die didaktische Aufbereitung des Themas “Simulation” für den Schulunterricht. Lernen, was “Simulation” bedeutet, kann man seiner Meinung nach nicht dadurch, dass man darüber redet, sondern dadurch, dass man es tut ... Die Programmierumgebung “Sratch” sei dazu geradezu optimal, denn es handelt sich dabei um eine grafisch orientierte Programmieroberfläche, die aber dennoch mächtige Programmierwerkzeuge bereitstellt. Die grafische Gestaltung verhindert, dass es Probleme mit der Syntax des Programmiercodes gibt. Ebenso müssen keine Befehle auswendig gelernt werden, die Ausgabe ist grafisch und wird sofort bei der Programmierung generiert, so dass man stets Kontrolle über sein Tun hat.

Nach diesen drei spannenden und informativen Vorträgen gab es noch etliche Fragen aus dem Publikum, vor allem auch zur Umsetzung des Themas im Schulunterricht.

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Schulleiterin Brigitte Renner Dux dankte anschließend den Referenten für ihre Mühen der Anfahrt und der Vorbereitung uns zeigte sich stolz und erfreut darüber, dass das Robert-Bosch-Gymnasium nun auch an dem Projekt teilnehmen kann (siehe Bild oben).

Abteilungsleiter Albert Pfänder überreichte den Referenten und dem Koordinator des Projektes noch ein kleines Präsent (die “Gerlinger Kaffeetasse”, mit dem Foto des Gerlinger Rathauses, gefüllt mit etlichen Süßigkeiten ...) und wünschte den Teilnehmern/innen der Veranstaltung noch einen guten Nachhauseweg.

 

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Textmarke_rot_RBWorkshop “Simulierte Welten” am HLRS in Stuttgart
8. Juli 2013, Montag und 5. Februar 2014, Montag

Am Projekt „Simulierte Welten“ arbeiten bekanntlich das Höchstleistungsrechenzentrum der Universität Stuttgart (HLRS) und das Steinbuch Centre for Computing (SCC) des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) sowie dem Interdisziplinären Forschungsschwerpunkt Risiko und Nachhaltige Technikentwicklung (ZIRN) der Universität Stuttgart mit Partnerschulen in Esslingen (Schelztor -Gymnasium ), Karlsruhe (Bismarck-Gymnasium) und auch mit uns, also dem Robert-Bosch-Gymnasium in Gerlingen zusammen.

An unserer Schule gibt es im Schuljahr 2013/14 einen Seminarkurs zum Thema “Simulierte Welten / Simulationen in Wissenschaft, Forschung und Technik”, der von Klaus Huzel und Albert Pfänder betreut werden wird; 8 Schüler/innen haben sich dafür angemeldet. Bereits durchgeführt wird an unserer Schule im ITG-Unterricht in Klassenstufe 9 die Programmierung mit dem Programm Scratch, wobei die Schüler/innen unter Anleitung von Simon Schwarz den waaagrechten Wurf eines Balles und Ähnliches simulieren sollten.

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Bild oben: die Teilnehmer/innen des Workshops im Juli 2013 in einem Seminarraum des HLRS in Stuttgart -Vaihungen.

Am Montag-Nachmittag, den 8. Juli 2013, trafen sich die Projektpartner im Gebäude des Höchstleistungszentrums der Universität Stuttgart (HLRS) auf dem Uni-Campus in Stuttgart-Vaihingen, um den aktuellen Stand der Projektumsetzung und die Planungen für die Zukunft zu erörtern und zu planen. Ein wichtiger Aspekt war die Frage, wie Simulationen (mit Höchstleistungsrechnern), also das HPC (High Performance Computing) besser Eingang in die Schulen findet.

Anwesend waren Vertreter/innen aller beteiligten Institutionen: die am Projekt teilnehmenden Lehrkräfte der drei Schulen, Thomas Gärtner vom KIT und als Koordinator des Projektes Jörg Hilpert vom ZIRN ( Interdisziplinären Forschungsschwerpunkt Risiko und Nachhaltige Technikentwicklung).

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Ein weiterer Workshop fand im Februar 2014 statt (siehe Bild oben). Dabei wurde auch über den zweiten Preis berichtet, den das Projekt “Simulierte Welten” in Belin beim Wettbewerb ”Schule trifft Wissenschaft” der Robert Bosch Stiftung im Herbst 2013 gewonnen hat. Auf der Website heißt es:

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Preisträger: Simulierte Welten

Bismark-Gymnasium Karlsruhe / High Performance Computing Center Stuttgart (HLRS) / Karlsruher Institut für Technologie - Steinbuch Centre for Computing (SCC) / Robert-Bosch Gymnasium Gerlingen / Schelztor-Gymnasium Esslingen am Neckar / Universität Stuttgart - Institut für Sozialwissenschaften

Das Projekt "Simulierte Welten" hat sich zum Ziel gesetzt, die Chancen und Risiken von Simulationen sichtbar zu machen. Jugendlichen werden Wissensinhalte des zukunftsweisenden und interdisziplinären Forschungsgebiets zum Thema Simulation zu vermittelt. Dabei ist ein Gesamtkonzept entstanden, das vielseitige Möglichkeiten bietet, das Thema auf verschiedenen Wissensebenen und in verschiednen Unterrichtsfächern zu behandeln. Den Schülern wird zunächst das eigentliche Wesen von computerbasierten Simulationen begreiflich gemacht: Ein Reduzieren und Abbilden der Umwelt im Computer. Im Unterricht können die Schüler u.a. lernen, eigenständig Programme zu entwickeln. Dabei lernen sie spielerisch die grundlegenden Techniken des Modellierens und Programmierens kennen. Zudem können begabte Schüler der gymnasialen Oberstufe ihr Wissen in einem Förderstipendium vertiefen. Dabei arbeiten sie direkt mit Wissenschaftlern als Mentoren zusammen und führen eigenständig Projekte in den Bereichen Simulation und Höchstleistungsrechnen durch.

Zitat Ende

Bild rechts: Website von “Schule trifft Wissenschaft”

 

 

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