Wechselunterricht: Mathematische Modellierungssoftware der TU Kaiserslautern (TUK) optimiert die Klassenaufteilung
Simulationsstudien haben gezeigt, dass sich das Infektionsrisiko in Schulen deutlich verringern lässt, wenn Klassen aufgeteilt und in kleineren Gruppen getrennt unterrichtet werden. Eine Lösung zu finden, welche die gesamte Komplexität an Teilungsparametern und vorhandenen Ressourcen abbildet, stellt für Planungsteams an Schulen jedoch eine echte Herausforderung dar und gestaltet sich sehr zeitaufwendig. Hier kommt die mathematische Modellierung und Optimierung ins Spiel, die ein Forscherteam der TUK in Pilotprojekten an zwei Kaiserslauterer Gymnasien gerade in die Praxis überführt. Damit weitere Schulen auch davon profitieren können, stellen die Mathematiker das Tool frei zur Verfügung.
Eine sogenannte Kohortenstrategie, die die Einteilung für den Wechselunterricht übernimmt, muss nicht nur der Eindämmung des Infektionsgeschehens Rechnung tragen, sondern auch die strukturelle Gegebenheiten an Schulen abbilden – unter anderem, was Kapazitäten an Lehrkräften und Klassenräumen, bestehende klassenübergreifende Kurse und Teilungen wie etwa beim Religionsunterricht betrifft.
„Mathematische Modellierung und Optimierung kann helfen, dieses komplexe Planungsproblem schnell und gut zu lösen“ erklärt Tim Bergner, Doktorand in der Arbeitsgruppe Optimierung der TUK. Unter seiner Leitung hat die Arbeitsgruppe Optimierung ein frei verfügbares Open-Source-Software-Tool entwickelt, das dabei hilft, die Aufteilung ganzer Jahrgänge oder Schulen inklusive klassenübergreifender Kurse zu berechnen. „Mit diesem Programm wollen wir einen Beitrag leisten, um die Planungen an Schulen zu vereinfachen und zu verbessern“, so Bergner weiter.
Die Schulleiterin des St.-Franziskus-Gymnasiums, wo die mathematische Modellierung aktuell im Testbetrieb zum Einsatz kommt, freut sich über die Unterstützung aus der Wissenschaft: „Das Programm ist exakt auf unsere Bedürfnisse zugeschnitten. Die Kolleginnen und Kollegen konnten sich schnell einfinden und haben mithilfe der Software eine Lösung gefunden, bei der die Kurse sehr gleichmäßig aufgeteilt sind“, erklärt OStD‘ Ursula Vollrath. „Wir sind dankbar für die unkomplizierte Zusammenarbeit und die schnelle Unterstützung.
Das Tool kann bei Bedarf auch komplexere Abhängigkeiten (auf keinen Fall zu trennende Gruppen wie etwa Geschwisterpaare, auf jeden Fall zu trennende Gruppen, etc.). berücksichtigen. Es ist unter http://optimierung-gegen-corona.de für alle gängigen Betriebssysteme (Windows, MacOS und Linux) verfügbar und lässt sich „standalone“ auf einem Schulrechner einsetzen.
Quelle Text/Bild:
TU Kaiserslautern
Hochschulkommunikation
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Kaiserslautern: 16.02.2021
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