htw saar – Hochschule für Technik und Wirtschaft des Saarlandes

Warum machen Menschen Fehler – und das besonders im Umgang mit Wahrscheinlichkeiten und Statistiken?

In diesem Workshop erleben und diskutieren wir Verzerrungen im menschlichen Entscheidungsverhalten. Inhalt sind kognitive Verzerrungen und Heuristiken. Der Schwerpunkt liegt auf Problemen, die Menschen im Umgang mit Wahrscheinlichkeiten und Statistiken haben.

Zur Person
Seit 2009 ist Prof. Susan Pulham Professorin für Wirtschaftsmathematik und Statistik an der htw saar. Sie lehrt mathematische und statistische Fächer sowie Entscheidungslehre in verschiedenen wirtschaftswissenschaftlichen Studiengängen. Vor ihrer Tätigkeit als Professorin an der htw saar lehrte sie bereits an anderen Hochschulen (u.a. RWTH Aachen, DHBW Baden-Württemberg, ASW-Berufsakademie Saarland, FOM) und war als Beraterin und Trainerin tätig. Professor Pulham studierte Mathematik und BWL an der RWTH Aachen und promovierte dort zur Doktorin der Wirtschafts- und Sozialwissenschaften. Außerdem hat sie einen Bachelorabschluss und einen Masterabschluss in Psychologie (FernUniversität Hagen).
Außerhalb der Hochschule ist sie Projektkoordinatorin TUMO Saar. Sie ist Mitglied bei der Gesellschaft für Didaktik der Mathematik und Mitglied des WiWi Network der RWTH (Aachener Wirtschaftsgespräche)

¹ Universität Bonn
² Delattinia – Naturforschende Gesellschaft des Saarlandes e.V.

Artenkenntnisvermittlung in der Schule – Aus der Zeit gefallen oder Weg in die Zukunft?

Menschen, die Tiere und Pflanzen erkennen können, werden immer weniger. Diese Entwicklung läuft parallel zur Biodiversitätskrise ab und führt zu einem Dilemma im Natur- und Artenschutz. Eine gesunde Umwelt mit einer hohen Diversität an Arten ist jedoch die Grundlage für eine nachhaltige Zukunft.
Bildungsangebote, die sich mit der Vermittlung von Artenkenntnis und Natur beschäftigen, wirken zum einen dem stetigen Wissensverlust entgegen, zum anderen führen sie zu einer Sensibilisierung für Natur- und Umweltthemen. Damit sind sie ein wesentlicher Bestandteil einer gesamtgesellschaftlichen Transformation.
In diesem Workshop wird die Bedeutung und Funktion von Artenkenntnis für die Gesellschaft und insbesondere für den schulischen Kontext erarbeitet und diskutiert. Im Anschluss können in einem Methodenbasar verschiedene Ansätze für die Entwicklung der Artenkenntnis kennengelernt, erprobt und für den Einsatz im eigenen Unterricht reflektiert werden.

Zu den Personen
Dr. Jonathan Hense hat an der Universität zu Köln Biologie und Chemie auf Lehramt studiert. Von 2011 bis 2016 promovierte er dort zum Thema „Oribatid mite (Acari: Ori-batida) and Chironomid (Diptera: Chironomidae) communities from a high-Andean cushion peatland in Peru (14°S) and their use for palaeoenvironmental reconstruction during the Nasca cultural period“. Seit 2013 ist Dr. Jonathan Hense wissenschaftlicher Mitarbeiter in der Biologiedidaktik der Universität Bonn und wissenschaftlicher Mitarbeiter im FörTax-Projekt.

Nicolas Griesang hat Geographie in Mainz und Bonn Geographie studiert und ist wissenschaftlicher Mitarbeiter im FörTax-Projekt. Zudem ist er Vorstandsmitglied der
DELATTINIA – Naturforschende Gesellschaft des Saarlandes e.V.

¹ Universität des Saarlandes, Lehrstuhl für Messtechnik
² Universität des Saarlandes

„Ingenieurdenken?!“

Ohne Ingenieure läuft wenig in Wirtschaft und Gesellschaft, dennoch werden Ingenieurwissenschaften in der Schule kaum vermittelt. Dieser Workshop diskutiert den Unterschied zwischen Ingenieur- und Naturwissenschaftlern und fokussiert insbesondere die Problemlösungsorientierung. Hierbei nutzen Ingenieure ein breites Spektrum an Werkzeugen, vom Schraubendreher über Taschenrechner, Simulationstools bis zu Kreativitätstechniken. Spannend wird dies vor allem in der Forschung und Entwicklung, wo neue Lösungen gefunden werden sollen, die effizient umsetzbar sind. Anhand von Beispielen und einfachen Übungen werden das Warum und Wie greifbar gemacht. Im Ausblick werden Berufsoptionen für Ingenieure vorgestellt, die ein deutlich weiteres Spektrum umfassen als in diesem Workshop behandelt werden kann, in denen aber letztlich dieselben Lösungsmethoden und Hilfsmittel genutzt werden.

Zu den Personen
Andreas Schütze studierte Physik, promovierte in angewandter Physik und ist heute nach Tätigkeiten in der Industrie Professor für Messtechnik an der Universität des Saarlandes. Seine Forschungsschwerpunkte sind intelligente Gasmesssysteme sowie smarte industrielle Sensorlösungen, u.a. auf Basis von maschinellem Lernen. Andreas Schütze ist Vorsitzender des Vorstands des VDE Bezirksvereins Saar.

Caroline Schultealbert studierte Mikrotechnologie und Nanostrukturen an der Universität des Saarlandes, einen gemeinsam von Natur- und Ingenieurwissenschaften getragenen Studiengang. Nach Promotion am Lehrstuhl für Messtechnik ist sie heute Produktmanagerin bei der 3S GmbH – Sensors, Signal Processing, Systems. Caroline Schultealbert ist Mitglied des Vorstands des VDE Bezirksvereins Saar.

¹ Fachrichtung Materialwissenschaften, Universität des Saarlandes
² Fachrichtung Materialwissenschaften, Universität des Saarlandes

Materialwissenschaften im Unterricht: Einblicke in interdisziplinäre Forschung und Anwendungen

Dieser praxisorientierte Workshop richtet sich an Lehrerinnen der MINT-Fächer, die ihren Unterricht mit aktuellen Themen aus der Materialwissenschaft bereichern möchten. Mate-rialwissenschaften verbinden das Wissen aus Chemie, Physik, Biologie und Technik und bieten somit einen idealen Zugang für interdisziplinären Unterricht. Dabei reicht das brei-te Forschungsfeld von der Oberflächenveredelung bis hin zu innovativen Recycling-Technologien und zukunftsweisenden Materialien für die Raumfahrt.

Inhalte des Workshops:
Grundlagen der Materialwissenschaften: Einführung in die wichtigsten Konzepte und Prozesse, die die Entwicklung und Anwendung moderner Materialien bestimmen.

Oberflächenveredelung und Lasertechnologie:

Moderne Oberflächenmaterialien für Industrie und Forschung. Wie Wissenschaftler mit passender Struktur und Chemie natürliche Oberflächen wie Lotusblatt und Haifischhaut nachbauen.
Nachhaltigkeit und Recycling: Neue Ansätze für umweltfreundliches Recycling von Kunststoffen, Metallen und Verbundwerkstoffen – ein Thema mit hoher Relevanz für den Unterricht. Materialien der Zukunft: Entwicklung von Hochleistungsmaterialien, z.B. für die Raumfahrt. Spannende Anknüpfungspunkte zur Weltraumforschung und ihren Herausforderungen. Praxistipps für den Unterricht: Anregungen, wie Lehrer und Lehrerinnen die interdisziplinäre Natur der Materialwissenschaften in den Schulalltag integrieren können, inklusive praktischer Experimente und Projekte für Schülerinnen und Schüler.

Zu den Personen
Steffen Jauch ist Lehrer an einer Realschule in Calberlah, Niedersachsen. Zudem ist er abgeordnet ans Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt in Braunschweig. Deutschlandweit gibt er zudem Fortbildungen für Lehrkräfte, um sein umfangreiches Repertoire an Ideen und Konzepte zu Robotik, Makerspace oder KI weiterzugeben. Zu seiner absoluten Leidenschaft gehören alle Themen rund um das Thema Raumfahrt. Mit voller Begeisterung bringt er den Schülern und Schülerinnen dieses Thema näher.

Tobias Fox ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Lehrstuhl für Funktionswerkstoffe von Prof. Dr. Frank Mücklich an der Universität des Saarlandes. Im Moment schreibt er an seiner Doktorarbeit und hat zuvor seine Masterarbeit über das Thema „Functionalization of Biomaterials for cardiovascular applications by direct laser interference patterning“ fertiggestellt.

¹ HIPS – Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland
² HIPS – Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland

Vom Wald in die Apotheke – Antibiotika aus Bodenbakterien

Seit 1942, als mit Penicillin das erste Antibiotikum auf den Markt kam, hat die Menschheit die Möglichkeit, sich effektiv gegen bakterielle Infektionen zu wehren. Da Bakterien allerdings durch ständige Mutation und Selektion gegen die verwendeten Antibiotika resistent werden, benötigen wir dringend neue resistenzbrechende Wirkstoffe. Erstaunlicherweise stammen die meisten der heute verwendeten Antibiotika aus den Jahren 1940-1980, seither erreichten kaum noch innovative Wirkstoffe mit neuen Wirkmechanismen den Markt. Gründe für diese Innovationslücke liegen in der anspruchsvollen Entwicklung von Antibiotika und in der schwierigen Marktsituation, da für Antibiotika nur niedrige Preise abgerufen werden und neu entwickelte Antibiotika nur möglichst sparsam benutzt werden sollten, um die erneute Ausbildung von Resistenzen zu vermeiden. Im Vergleich zur SARS-CoV-2-Pandemie breitet sich die Antimikrobielle Resistenz (AMR) eher langsam aus und erfährt nur wenig mediale Aufmerksamkeit – daher wird diese auch als „stille Pandemie“ bezeichnet. Dass es sich dennoch um ein globales Problem von hoher Relevanz handelt, zeigt eine in der Fachzeitschrift Lancet veröffentlichte Studie, aus der hervorging, dass im Jahr 2019 weltweit bereits 1,2 Millionen Menschen an resistenten Keimen gestorben sind. Um dieser Entwicklung entgegenzuwirken, werden dringend neue Wirkstoffe mit resistenzbrechenden Wirkmechanismen benötigt.

Woher kommen unsere Wirkstoffkandidaten?
Neben den chemischen Ansätzen, bei denen Moleküle von Grund auf synthetisiert und optimiert werden, suchen wir am Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) auch nach neuen Wirkstoffen aus Mikroorganismen. Ein besonderer Fokus liegt hierbei auf räuberischen Bodenbakterien, den sogenannten Myxobakterien. Diese nutzen auf ihrer Jagd nach anderen Mikroorganismen ein Arsenal an chemischen Stoffen, um ihre Beute zu töten und so als Nahrungsquelle zu erschließen. Unser Ziel ist es, diese so genannten mikrobiellen Naturstoffe zu isolieren und als Ausgangspunkt für die Entwicklung neuer Antibiotika zu nutzen. Da Myxobakterien im Vergleich zu anderen Bakterienarten nur relativ wenig erforscht sind, bieten sie eine besonders hohe Chance bislang unbekannte bioaktive Substanzen zu entdecken.

Bürgerwissenschaftskampagne
Im Jahr 2007 initiierten Forschende des HIPS die Bürgerwissenschaftskampagne „Die Mikrobielle Schatzkiste“. Ziel des Projekts ist es, aus von Bürgerwissenschaftlerinnen und -wissenschaftlern gesammelten Bodenproben neue Bakterienstämme zu isolieren, die bisher unbekannte Naturstoffe produzieren. Diese stellen die Grundlage für die Entwicklung neuer Wirkstoffe für die Anwendung am Menschen dar. Im Jahr 2022 war unsere Kampagne an Bord der MS Wissenschaft, um die Themen Biodiversität, Wirkstoffentwicklung und Antibiotikaresistenzen einem breiteren Publikum zugänglich zu machen. Inzwischen wurden im Rahmen dieser Kampagne bereits über 2500 Probensammel-Sets verteilt und mehrere hundert Bodenproben aus den unterschiedlichsten Regionen an das HIPS geschickt, wo sie in das Naturstoff-Screening einfließen werden. Die Bürgerwissenschaftskampagne ist weiterhin auf die Einsendung zahlreicher Bodenproben angewiesen, weshalb wir uns über jede Probe freuen, die uns zugesandt wird.

Was können Sie in unserem Workshop erwarten?
In unserem Workshop erwartet Sie zunächst eine kurze Einleitung in das Thema Antibiotikaforschung und warum diese eine Sonderstellung im Bereich der Pharmazeutischen Forschung einnimmt. Wir vermitteln Ihnen einen Einblick in die interdisziplinären Forschungsansätze der Antibiotikaforschung und geben Impulse, wie Sie diese als Anwendungsbeispiele in Ihren Unterricht implementieren können. Ein besonderer Fokus liegt hierbei auf der Entwicklung von Antibiotika aus mikrobiellen Naturstoffen. Anhand unserer Mitmach-Kampagne bieten wir Ihnen und Ihren Schülerinnen und Schülern darüber hinaus die Möglichkeit, sich aktiv an der Wirkstoffforschung des HIPS zu beteiligen.

Über das HIPS
Das Helmholtz-Institut für Pharmazeutische Forschung Saarland (HIPS) in Saarbrücken ist ein Standort des Helmholtz-Zentrums für Infektionsforschung (HZI) und wurde im Jahr 2009 gemeinsam vom HZI und der Universität des Saarlandes gegründet. Die Forscherinnen und Forscher am HIPS konzentrieren sich auf die Entwicklung neuartiger Antiinfektiva, indem sie modernste medizinische Chemie und naturstoffbasierte Forschung mit innovativen Wirkstofftransport-Ansätzen kombinieren. www.helmholtz-hips.de

Zu den Personen
Dr. Yannic Nonnenmacher absolvierte seinen Bachelor in Human- und Molekularbiologie und seinen Master in Biotechnologie an der Universität des Saarlandes. Seine Promotion legte er an der TU Braunschweig 2018 ab. Seit 2019 ist er am HIPS als wissenschaftlicher Referent tätig und ist zudem für die Weiterentwicklung der wissenschaftlichen Strategie des HIPS verantwortlich.

Dr. Alwin Hartman studierte Organische Chemie an der Universität Groningen in den Niederlanden. Er promovierte an der Universität Groningen und an der Universität des Saarlandes. Seit 2021 ist er wissenschaftlicher Referent am HIPS und für die Öffentlichkeitsarbeit am HIPS verantwortlich.

¹ Fachrichtung Informatik, InfoLab-Saar, Universität des Saarlandes
² Fachrichtung Informatik, InfoLab-Saar, Universität des Saarlandes

KI verstehen: Grundlagen für den Unterricht

Künstliche Intelligenz (KI) ist gerade in aller Munde. Die neuen Möglichkeiten der KI-Algorithmen finden sich bei jedem von uns im Alltag und auch in neuen Apps für den Unterricht. Aber was macht KI-Algorithmen so besonders?

In unserem Workshop stellen wir keine neuen KI-Tools vor, sondern möchten die Grundlagen von weit verbreiteten KI-Techniken erklären. Nach einer Einführung in Grundlagen für alle können sich die Teilnehmenden an Stationen informieren: Über Brett- und Kartenspiele, die schon in Sekundarstufe 1 eingesetzt werden, bis zur Implementierung eines neuronalen Netzes, das ein Thema im Informatikleistungskurs sein könnte. Wissen über KI-Techniken erleichtert es jedem, Möglichkeiten und Risiken besser zu beurteilen. Wo könnte KI einen Vorteil bringen? Wo kommt KI an ihre Grenzen? Wo könnte KI falsche Entscheidungen treffen?

Der Workshop richtet sich sowohl an Lehrkräfte aller Fächer, die sich über KI-Techniken informieren wollen, als auch an Informatik-Lehrkräfte, die planen, selbst künstliche Intelligenz zu unterrichten.

Zu den Personen
Kerstin Reese hat an der TU Braunschweig Informatik studiert und das Studium mit dem Diplom abgeschlossen. Kerstin war Mentorin bei einem der ersten Hackathons „Jugend hackt“ in Berlin. Die Idee, Kinder und Jugendliche Coding und Making erfahren zu lassen, hat sie ins Saarland mitgenommen und so im Jahr 2016 mit einem Freund das „CoderDojo Saar“ gegründet. Der kostenlose Programmierclub findet monatlich statt – bald zum 50. Mal. Nach ein paar Jahren Anwendungsentwicklung in der Wirtschaft hat Kerstin aus ihrem Ehrenamt ihren Beruf gemacht und organisiert als wissenschaftliche Mitarbeiterin die Aktivitäten des „InfoLab Saar – Schülerlabor für Informatik“. Das InfoLab bietet neben Workshops für Schülerinnen und Schüler – im Labor, in der Schule und auf Veranstaltungen – auch Fortbildungen für Lehrkräfte. Das Team des InfoLab bietet pro Jahr gut 60 Veranstaltungen zu verschiedenen informatischen Inhalten von der 1. Klasse bis zum Abitur an.

Lukas Wachter hat nach seinem Abitur am Illtalgymnasium (Illingen) an der Universität des Saarlandes Lehramt für die Sekundarstufen I & II mit den Fächern Mathematik und Informatik studiert und 2021 mit dem ersten Staatsexamen abgeschlossen. Während des Studiums war er am Lehrstuhl für Didaktik der Mathematik sowie beim Informatik-Schülerlabor InfoLab Saar als studentische Hilfskraft tätig. Seit Ende 2021 ist Lukas Wachter am Lehrstuhl für Didaktik der Primarstufe (Schwerpunkt Mathematik) als wissenschaftlicher Mitarbeiter angestellt und verfolgt ein Promotionsvorhaben zum Thema „Beweisen“ in der Primarstufe. Dabei setzt er zur Unterstützung digitale Werkzeuge ein, unter anderem 3D-Druck-Technologie, die er auch im privaten Rahmen als Hobby nutzt.