Gymnasium
Ricarda-Huch-Schule
Braunschweig

Eine digitale Exkursion

Das Erkennen von Handschriften (engl. Handwriting-Recognition) ist ein Handwerk, welches Lehrkräfte nur zu oft üben müssen. Aber auch Informatikerinnen und Informatiker beschäftigen sich damit und versuchen Programme zu entwickeln, die zuverlässig unterschiedliche Handschriften erkennen und sie in digitale Druckschrift umwandeln. Bereits vor einem halben Jahr lud uns das renommierte Hasso-Plattner-Institut zu einem Workshop ein, indem Schülerinnen und Schüler mit grundlegenden Programmierkenntnissen ein Verfahren zur Handschriftenerkennung erlernen sollten.
Da durch die Corona-Beschränkungen der geplante Workshop nicht in Potsdam stattfinden konnte, wurde er digital abgehalten. Ein Hälfte des Informatikkurses auf erhöhtem Anforderungsniveau aus dem 12. Jahrgang nahm von der Schule aus teil, die andere Hälfte arbeitete vom heimischen Schreibtisch aus. Nach einer kurzen Auffrischung zur Vektorrechnung (Schaubild 1) wurde ein Verfahren nach dem Prinzip des nächsten Nachbarn (Nearest-Neighbor) besprochen, wodurch Ziffern voneinander systematisch unterschieden werden sollen(siehe Schaubild 2). In Teams erstellten die Schülerinnen und Schüler Programme in der Sprache JavaSkript und versuchten nach dem besprochenen Verfahren handgezeichnete Ziffern zu erkennen (siehe Schaubild 3). Die Lösungen führten zumindest gelegentlich zu guten Ergebnissen.
Am Ende gab der Masterstudent Leo W. eine Ausblick in Verfahren des Maschinellen Lernens und präsentierte uns Einblicke in interessante Forschungsfelder. Als Hilfswissenschaftler ist er in einem Labor tätig, in dem die hier zu sehenden (Schaubild 4) Bilder von Mäusen bearbeitet werden. Anhand der Auswertung dieser Bilder durch Verfahren aus dem Bereich des Maschinellen Lernens soll es später möglich sein das Risiko und bestenfalls den Zeitpunkt eines Schlaganfalls bei Menschen voraussagen zu können.

Wir bedanken uns beim Hasso-Plattner-Institut für Digital Engineering für diesen tollen und intensiven Workshop!

Besonders gefreut hat es mich, meinen ehemaligen Schüler Leo W. auf diesem Weg zu treffen. Er beschäftigte sich bereits 2017 als Schüler in meinem Seminarfach damit, versteckte Informationen in Bilddateien zu finden und löste diese Aufgabe ( https://bwinf.de/fileadmin/user_upload/BwInf/2017/36/1._Runde/Aufgaben/BwInf_36_Beispielloesung_WEB.pdf  ) ausgezeichnet.

Wer weiß, welche Person, die jetzt Schülerin oder welcher Schüler ist, in nur wenigen Jahren einen Workshop bei uns halten kann? Ich freue mich jedenfalls jetzt schon drauf!

Mit zwei parallelen Auftaktveranstaltungen in der Pausen- und der Mehrzweckhalle (MZH) wurde der heutige Infoabend von Herrn Dr. Reimers bzw. Herrn Georgi eröffnet. Die Bläserklassen 5b und 6b bildeten dafür wieder einen beschwingten und großartigen musikalischen Rahmen.
Im Anschluss erkundeten die Kinder mit ihren Eltern und Großeltern die Schule und erhielten so einen umfassenden Einblick in unser attraktives Schulleben.

Impressionen des heutigen Abends erhält man in der Fotogalerie.

Unser Team rhsRobotX gewinnt den 1. Preis für Robotik, den 1. Preis für Forschung und den 1. Preis für Teamwork

Bei der Regionalausscheidung des First-Lego-Leagues-Wettbewerb konnten die Ricardiana gleich drei von vier Kategorien für sich entscheiden. Zwölf Teams aus der Region und darüber hinaus präsentierten ihre Programmierkünste am Wilhelm-Gymnasium zum Thema „City Shaper“. Hierfür bauten und programmierten sie Roboter, führten einen Forschungsauftrag durch und wurden auf ihre Teamfähigkeit hin von einer Jury getestet. Das Robotikteam rhsRobotX, bestehend aus: Cara N., Christian O., Christina S., Jasper W., Lennart M., Mio W. und Ziming L. gewann in drei von vier Kategorien jeweils den 1. Preis und verfehlte in der Gesamtwertung knapp den ersten Platz.
Hier der Bericht aus der Braunschweiger Zeitung:
In der Königsdisziplin, dem Robo-Game, konnte unser Team alle anderen besiegen.

Beide Finalrunden gewann unser Team rhsRobotX mit jeweils 340:270 und 275:250 gegen das Team FredenBauer aus Salzgitter. Der erste Pokal für die Ricarda-Huch-Schule.

Beim Teamwork lag unser Team mit 50 von 50 Punkten knapp vor der Gaußschule und konnte den 1. Preis gewinnen. Der zweite Pokal für die Ricarda-Huch-Schule.

Ebenfalls mit 50 von 50 Punkten konnte das Team rhsRobotX den 1. Preis beim Forschungsauftrag gewinnen, über den hier ausführlich berichtet wird.

Der dritte Pokal für die Ricarda-Huch-Schule.

Das Design des Roboters und die Qualität der Programmierung wurde mit 43 von 50 Punkten bewertet. Diese Bewertung entsprach dem 6. Platz in dieser Kategorie, wodurch der Tagessieg knapp verpasst wurde.

Hier ein Video vom gewonnenen Robotikfinale:

Die Ergebnisse beim Wettbewerb im Detail sieht man unter diesem Link.

Das Gymnasium Ricarda-Huch-Schule zeigt großes Engagement für Informatik-Talente

Die Ricarda-Huch-Schule ist als „BwInf-Schule 2019/2020“ ausgezeichnet worden und erfährt damit eine Anerkennung für die besondere Förderung von Informatik-Nachwuchs. Alljährlich loben die Bundesweiten Informatikwettbewerbe diesen Preis für eine substanzielle Beteiligung am Bundeswettbewerb Informatik aus.

Der Bundeswettbewerb Informatik ist der wichtigste deutsche Schülerwettbewerb für junge Informatik-Talente. Er ermöglicht den Teilnehmenden, ihr Wissen zu vertiefen und ihre Begabung weiterzuentwickeln. So tragen der Wettbewerb und die teilnehmenden Schulen dazu bei, Jugendliche mit besonderem fachlichen Potenzial zu erkennen. Die Ricarda-Huch-Schule hat sich mit 21 Schülerinnen und Schülern am Wettbewerb beteiligt und damit und damit die starke Rolle des Fachs Informatik an der Schule unterstrichen. Bundesweit belegte sie damit Platz 11 im Ranking der teilnahmestärksten Schulen. Insgesamt nahmen 1.462 Schülerinnen und Schüler an der ⇓ 1. Runde des 38. Bundeswettbewerbs Informatik teil, darunter 184 Teilnehmerinnen, das entspricht einer Mädchenquote von rund 12,6 Prozent. Derzeit läuft die 2. Runde; hierfür haben sich 776 Teilnehmende, also 53,1 Prozent aller Teilnehmenden qualifiziert.

Alljährlich zeichnen die Bundesweiten Informatikwettbewerbe Schulen für ihre starke Beteiligung am Bundeswettbewerb Informatik (BwInf) aus. Sie haben dazu folgende Kriterien erfüllt: An mindestens drei vollwertigen Einsendungen zur 1. Runde müssen mindestens zehn Schülerinnen und Schüler, darunter bei gemischten Schulen mindestens zwei Jungen und mindestens zwei Mädchen, beteiligt sein. Schulen, die alle Bedingungen erfüllen, gewinnen den Schulpreis in Gold und werden als „BwInf-Schule 2019/2020“ ausgezeichnet: Sie erhalten eine Urkunde, ein Signet zur Nutzung auf der Schulwebsite und einen Geldpreis in Höhe von 300 Euro zur Verwendung für den Informatikunterricht. Schulen, die nur ein Kriterium nicht erfüllen, werden mit dem Schulpreis in Silber und 200 Euro ausgezeichnet.

Der Bundeswettbewerb Informatik ist der traditionsreichste unter den Bundesweiten Informatikwettbewerben (BWINF) und richtet sich an Jugendliche bis 21 Jahre, die sich noch nicht in einem Studium bzw. einer Berufstätigkeit befinden. Die Bundesweiten Informatikwettbewerbe haben es sich zur Aufgabe gemacht, das Interesse an Informatik zu wecken sowie Informatik-Talente zu entdecken und zu fördern. Mit dieser Zielsetzung richtet BWINF neben dem Bundeswettbewerb zwei weitere Schülerwettbewerbe aus: den Informatik-Biber und den Jugendwettbewerb Informatik. BWINF ist darüber hinaus für die Auswahl und Teilnahme des deutschen Teams bei der Internationalen Informatik-Olympiade (IOI) verantwortlich. Die Bundesweiten Informatikwettbewerbe werden vom Bundesministerium für Bildung und Forschung gefördert. Träger sind die Gesellschaft für Informatik e. V. (GI), der Fraunhofer-Verbund IUK-Technologie und das Max-Planck-Institut für Informatik. Die Bundesweiten Informatikwettbewerbe sind von der Kultusministerkonferenz empfohlene Schülerwettbewerbe und stehen unter der Schirmherrschaft des Bundespräsidenten.

Kontakt: Katja Sauerborn
Presse-und Öffentlichkeitsarbeit
Bundesweite Informatikwettbewerbe
Reuterstr. 159, 53113 Bonn
Tel.: +49 (0) 228/97 62 69 95, +49 (0) 151 12 71 72 73
E-Mail: sauerborn@bwinf.de

Im Rahmen des Forschungs- und Roboterwettbewerbs FirstLegoLeague forschte das Robotikteam der Ricarda-Huch-Schule rhsRobotX mehrere Monate zum Thema „City Shaper“. Aufgabe war es, ein Problem im öffentlichen Raum der eigenen Gemeinde zu erkennen und eine Lösung zu entwerfen. Hierfür führte das Team ein Umfrage unter Autofahrern durch und wertete es aus. Die Umfrage zeigte, dass viele das Auto verwenden, da sie mit dem Fahrrad keine schweren Lasten transportieren wollen. Auf dieser Grundlage entstand ein Prototyp namens „Ricarda“, der neben dem Transport von Lasten auch Feinstaubmessungen durchführen kann.
Feinstaub ist ein Begriff, den man aus den Schlagzeilen kennt. Das Team merkte schnell, dass es über Feinstaub nicht viel weiß. Wie man Feinstaub zuverlässig misst und welche Bedeutung er für Umwelt und Menschen hat, fragten sie daher den Klimatologen und Professor für Geoökologie Dr. Stephan Weber von der Technischen Universität Braunschweig. Dieser führte das Team durch ein Labor und zeigte ihnen verschiedene Messgeräte. Auch den Prototypen Ricarda nahm er genau unter die Lupe und verbesserte ihn, indem er dem Team einen speziellen Schlauch zur Verfügung stellte. (Was das Team hier genau gelernt hat, steht weiter unten.)
Nach der Überarbeitung des Prototypen kam die Gruppe auf die Idee, mit Feinstaubsensoren die Luftqualität in der Umgebung der Schule zu messen. Hierfür sollen die Feinstaubsensoren gemeinsam mit Minicomputern und Trackern an Fahrrädern von Schülern montiert werden. So kann eine Feinstaubkarte rings um die Schule entstehen und es wird für die Schülerinnen und Schüler möglich, gesunde von weniger gesunden Schulwegen zu unterscheiden.
Diese vielen Ideen mussten in fünf Minuten am Wilhelm-Gymnasium vor einer Jury präsentiert werden. Nachdem das Team von einem Experten für Klima und Feinstaub sehr gut beraten worden war, wendete es sich nun an einen Experten für Präsentationen und Aufführungen, den Referendaren des Fachs Darstellendes Spiel Herrn Wybranietz. Nun bekam das Team rhsRobotX die Aufgabe, ein Drehbuch zu verfassen, Texte zu schreiben und diese auswendig zu lernen. Es entstand ein tolles kleines Theaterstück, welches das Team nicht nur vor einer Jury, sondern später als Gewinner der Kategorie Forschung auch in der Aula des Wilhelm-Gymnasiums vorführte.

Gratulation an das Team rhsRobotX!

Die Schülerinnen und Schüler des Teams beschreiben selbst, was sie an der TU-Braunschweig über Feinstaub gelernt haben:

Wir haben gelernt, dass die Luft beim Messen der Feinstaubwerte nicht am Boden oder gegen die Fahrtrichtung gemessen werden sollte. Am Boden werden die Werte durch Abrieb und aufgewirbelte Partikel verfälscht. Bei den mobilen Messstationen der TU wird die Luft in Kopfhöhe zum Messen von Feinstaub verwendet. Der Feinstaubsensor sollte daher nicht am Auspuff befestigt werden. Am besten sollte er möglichst weit draußen liegen, weil die Luft von der Umgebung gemessen werden soll. Oft benutzt man auch einen Silikonschlauch der partikelabweisend ist. Wir haben einen 15 cm Schlauch geschenkt bekommen, um ihn an unseren Prototypen zu verwenden.

Welche Vorteile können die mobilen Feinstaubwerte bringen?

Die mobilen Feinstaubgeräte sind ziemlich gut, weil man von sehr vielen verschiedenen Orten die Daten bekommen würde. Sie würden zwar nicht so genau messen wie die Feststehenden, aber trotzdem ziemlich genau. Die Feststehenden können daher nur an ihrem Ort oder  in der Nähe sehr genau messen und nicht weit entfernt, z.B. wenn eine in Broitzem stehen würde, würde diese nicht  in Riddagshausen genau messen, dagegen messen die mobilen Messstationen überall gleich und sie können überall hin. Am besten ist es allerdings, wenn es ein paar feststehende und ein paar mobile Stationen gibt. Zudem gibt es generell zu wenige Feinstaubgeräte, in Braunschweig gibt es nur zwei. Das reicht nicht aus.

Muss eine Feinstaubmessstation länger stehen, um sinnvolle Werte zu ermitteln?

Grundsätzlich muss sie schon länger stehen, damit es sinnvolle Werte ergibt. Man kann während der Fahrt messen und könnte jede Sekunde messen, aber dann hätte man zu viele Daten die man verarbeiten muss. Man sollte so viele Werte wie möglich messen.

Was kann man aus Feinstaubwerten lernen? Was bringen die Messungen?

Durch Feinstaubmessungen erkennt man typische Bereiche, wo es ziemlich viel Feinstaub gibt. Dadurch kann man lieber eine andere Route nehmen, damit nicht zu viel Feinstaub  an einem Ort ist, bestenfalls fährt man natürlich Fahrrad  😉 . Feinstaub ist schädlich für Menschen und Tiere. Daher ist es besser, das Fahrrad statt des Autos zu nutzen.