Physikalisch-multidisziplinärer Begabungsstützpunkt
am Dom-Gymnasium Freising

Der Physikalisch-multidisziplinäre Begabungsstützpunkt ist ein besonderer Wahlkurs, der seit dem Schuljahr 2017/2018 als Maßnahme der Begabtenförderung am Dom-Gymnasium besteht. Dank der großzügigen Unterstützung unseres Ministerialbeauftragten, können sich bis zu 15 Schülerinnen und Schüler der Gymnasien aus dem Landkreis Freising und den benachbarten Landkreisen im zweiwöchentlichen Turnus fächerübergreifend mit einem Rahmenthema intensiv auseinandersetzen.

Thema 2022/2023: „KI - Mensch-Maschine-Interaktion“

Das hochaktuelle Thema „Künstliche Intelligenz“ stößt ungebrochen auf großes Interesse bei allen Beteiligten. Erklären lässt sich dies u.a. mit Neugierde, Technik-Faszination, möglichen Zukunftsutopien, aber auch mit vorsichtiger Skepsis.

Um noch mehr Schülerinnen und Schülern einen Einblick in die Welt der künstlichen Intelligenz geben zu können, möchten wir den Begabungsstützpunkt auch im nächsten Jahr unter dem Thema „KI“ weiterlaufen lassen. Inhaltlich soll sich er sich jedoch hin zu dem innovativen Themengebiet der „Mensch-Maschine-Interaktion“ weiterentwickeln. Dies bietet möglichen „Wiederholungstätern“ keine großen inhaltlichen Doppelungen und knüpft darüber hinaus an das humanistische Profil des Dom-Gymnasiums an. Denn gerade ein „blinder Technikwahn“ soll nicht im Fokus stehen, sondern vielmehr der Mensch und damit verbunden die Frage: „Wie kann die Technik dem Menschen dienen?“ - Und nicht umgekehrt!

Geplante Themen 2022/2023:

• Einführung in die Künstliche Intelligenz (KI):
• Starke und schwache KI sowie Expertensysteme und Mustererkennung
• Robotik
• Autonomes Fahren, Sprach- und Bilderkennung
• Virtual Reality (VR) und Internet of Things (IoT)
• Geschichte der Künstlichen Intelligenz sowie aktuelle und zukünftige gesellschaftliche Auswirkungen

Rahmenbedingungen:

Die Treffen werden alle zwei Wochen freitags 14:00-17:00 Uhr in den Räumen des Dom-Gymnasiums in Freising bzw. online stattfinden. Individuelle Anreisezeiten können nach Absprache berücksichtigt werden. Termine vor den Ferien entfallen. Vorwissen ist nicht erforderlich.
Bewerben können sich alle Schülerinnen und Schüler (Jahrgangsstufen 9 bis 12) der Gymnasien aus dem Landkreis Freising und den benachbarten Landkreisen.

Das erste Treffen ist für Ende September 2022 geplant.

Bewerbungsverfahren:

Interessierte Schülerinnen und Schüler bewerben sich bitte bis zum 05.08.2021 auf dem Postweg (Adresse oben) oder unter Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!. Ein kurzes Motivationsschreiben sowie eine Kopie des letzten Zeugnisses sollen beigefügt sein. Die Anzahl der Plätze ist auf 15 beschränkt.

Bei Fragen oder zur Anmeldung zum Schnuppern steht Ihnen StR Matthias Apel unter

Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein! bzw.

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als Ansprechpartner zur Verfügung.

Themen der vergangenen Jahre:

Thema 2021/2022: „Künstliche Intelligenz 2.0“

Schon heute bedient sich das Forschungsgebiet „KI“ einer Vielzahl wissenschaftlicher Disziplinen. Informatik, Neurowissenschaften, Mathematik und Logik stellen wesentliche Säulen dar. Die Möglichkeit künstliches Leben und künstliche Intelligenz zu erschaffen fasziniert schon seit langer Zeit die Menschheit. 1950 schlug Alan Turing den berühmten, nach ihm benannten Test vor, mit dem er die Frage beantworten wollte: „Können Maschinen denken?“ Turing selbst vermutete, dass es bis zum Jahr 2000 möglich sein werde einen Computer zu programmieren, dessen Verhalten sich nicht mehr von dem eines Menschen unterscheiden lässt. Durch große Rechenkapazitäten ist es gelungen für Menschen unschlagbare Schach- oder Go-Computer zu bauen; doch bis heute hat keine Software den Turing-Test zufriedenstellend bestehen können.
Die Physik stellt eine mögliche Schnittstelle zwischen Künstlicher Intelligenz und der echten Welt dar. Moderne Roboter nutzen beispielsweise maschinelles Lernen, um komplexe Probleme zu lösen oder um mit Menschen gemeinsam, ohne Schutzvorrichtungen, als kollaborativer Roboter („Cobot“) zu arbeiten. Diese und weitere Themenfelder werden Inhalt des kommenden Begabungsstützpunkts sein.

Geplante Themen:

• Starke und schwache KI
• Expertensysteme und Mustererkennung
• Programmierung eines neuronalen Netzes und Entwicklung einer KI für ein einfaches Computerspiel
• Robotik
• Geschichte der Künstlichen Intelligenz sowie mögliche zukünftige gesellschaftliche Auswirkungen

Wenn dich der Inhalt dieses Videos fasziniert, dann solltest du darüber nachdenken dich zu bewerben!

Thema 2020/2021: „Künstliche Intelligenz 1.0“

Einen natürlichen Anknüpfungspunkt an das spannende und umfangreiche Gebiet „Daten“ stellt das Thema „Künstliche Intelligenz“ dar. „KI“ ist derzeit höchstaktuell und omnipräsent; niemand kann sich den Techniken, den damit verbundenen Chancen aber auch den Gefahren entziehen. Deshalb werden wir uns in diesem Schuljahr im Begabungsstützpunkt damit auseinandersetzen.

Thema 2019/2020: „Big Data 2.0“

 Daten sind das neue Öl,
aber Informationen sind das neue Gold.

Nicht erst dieses vielzitierte Bild aus Politik und Volkswirtschaftslehre zeigt:

Alles dreht sich um Daten. Unsere Daten!

Was genau sind Daten und warum sind sie so wertvoll?
Welche Informationen lassen sich aus großen Datenmengen gewinnen?
Welche Bedeutung haben diese Informationen für uns persönlich?

Im zweiten Jahr in Folge werden wir uns mit dem Thema Daten bzw. Big Data beschäftigen. Ausgehend von Messprozessen und anderen Datenerhebungen in der Physik werden dabei im Rahmen des Begabungsstützpunktes unterschiedliche Aspekte, Verarbeitungs- und Auswertungsverfahren für „Daten“, aber auch deren Gefahren und Probleme ausgelotet.

Auswahl Themen 2019/2020:

• Data Mining anhand praktischer Beispiele
• Neuronale Netze 2.0
• Weitere statistische und numerische Verfahren in den Naturwissenschaften
• Videoanalyse und Bilderkennung
• Einführung in eine Statistiksoftware (z.B. „R“)
• Statistische Verfahren in der Wirtschaft
• Datenskandale

Thema 2018/2019: „Big Data 1.0“

Auswahl Themen 2018/2019:

• Datenerhebung in der Physik und Messgenauigkeiten
• Darstellung und Auswertung von Messdaten; (lineare) Regression u.a.; Einführung in die Statistikfunktionen von Excel
• Auswertung einer großen Datenmenge anhand eines anschaulichen Beispiels (Fußball-Statistik)
• Überlebenszeitanalyse in medizinischen Studien
• Kodierung (u.a. ASCII/ISBN/Barcode/QR-Code)
• Theorie der verlustfreien und verlustbehafteten Kompression
• Datenkompressionsverfahren für Bild (v.a. JPEG) und Audio (v.a. MPEG2 Audio Layer III) unter Berücksichtigung der Verarbeitung der „Daten“ im Gehirn (Wahrnehmung)
• Erschließung, Aufbereitung und Auswertung einer Datenquelle im Internet (Playlisten/Beliebtheit unterschiedlicher Radiosender) und Einführung in Pivot-Tabellen
• Rechtliche und wirtschaftliche Aspekte der Datenerhebung, -analyse und -vorhaltung

Viele (eigentlich geplante) Aspekte des Themas „Daten“ wurden aufgrund der Fülle der eingebrachten Vorschläge noch gar nicht behandelt. Deshalb und wegen der anhaltend großen Begeisterung möchten wir den Begabungsstützpunkt im Jahr 2019/2020 unter gleichen Vorzeichen zum gleichen Thema „Daten 2.0“ fortsetzen.
 

Thema 2017/2018: „Das Phänomen Licht“

Auswahl Themen 2017/2018:

• Klassische Optik: Linsen, Teleskope und Abbildungsfehler
• Elektrodynamik und Maxwell-Gleichungen
• Quantenoptik: Quanteneigenschaften des Lichts
• Einführung Laserspektroskopie
• Absolute Sicherheit: Quantenkryptografie
• Zeitmessung mit Licht: Der Frequenzkamm
• Relativitätstheorie
• Astronomie
• Energie aus Licht (Erneuerbare Energien)
• Kulturgeschichte des Lichts (von den Griechen/Chinesen über Goethe/Newton hin zu Planck/Einstein)