Mein Sommerpraktikum beim IWR in Heidelberg
Hallo, schön, dass du dir meinen Praktikumsbericht anschauen möchtest!
Mein Name ist Iris und ich gehe in die 11. Klasse des Lessing-Gymnasiums in Lampertheim. Als Teilnehmerin am Heidelberger Life-Science Lab wurde auch mir von den Alumnis angeboten, einen Teil meiner Sommerferien mit einem Praktikum zu verbringen. Dieses Angebot habe ich gerne angenommen und mir wurde dieser Praktikumsplatz für eineinhalb Wochen, hier am IWR mit Herrn Dr. Winckler als Projektbetreuer, vermittelt.
In diesem Bericht möchte ich dir gerne etwas über meine Erfahrungen als Praktikantin am IWR berichten.
Tag 1: Donnerstag, der 23.07.2015
Unüblicherweise hat mein Praktikum mitten in der Woche angefangen. Das liegt daran, dass in der letzten Schulwoche in unserer Schule eine Projektwoche stattgefunden hat. Diese wollte ich nämlich nicht verpassen und habe deswegen erst an einem Donnerstag angefangen.
Als ich heute in das IWR gekommen bin und auf Herr Dr. Winckler gewartet habe, bin ich den schon ein paar netten anderen Menschen, die auch im IWR arbeiten, begegnet.
Als dann Herr Dr. Winckler kam, wurde ich freundlich begrüßt und ich erhielt eine Einführung in das Praktikumsthema „Numerische Integration“. Er hat mir erklärt, dass man zwar in der Schule etwas über Integrale lernt, aber z.B. in der Industrie das Erlernte oft nicht umsetzen kann. Hier muss man sogenannte Näherungsverfahren anwenden, um den Flächeninhalt unterhalb eines Graphen ausrechnen zu können. Das funktioniert z.B. mit der Trapez-, der Pulcherima- oder 3/8-, und der Simpson-Regel.
Ein paar dieser Näherungsverfahren sollte ich im Laufe des Praktikums mit der Programmiersprache „Java“ programmieren. An meinem Arbeitsplatz habe ich dann versucht mich in „eclipse“ (Programm zur Softwareentwicklung) einzuarbeiten.
Tag 2: Freitag, der 24.07.2015
Heute, am zweiten Tag, habe ich dann Svenja Reith darum gebeten, dass sie mir den Java-Editor auf den PC lädt, denn diesen kenne ich schon aus dem Informatikunterricht in meiner Schule. Eclipse war dagegen völlig neu für mich und ich hätte mich erst einarbeiten müssen.
Um keine Zeit zu verlieren, bin ich an einen anderen Arbeitsplatz, mit einem Windows-PC umgezogen, auf dem mir dann Svenja den Java-Editor installiert hat und ich so mit dem gewohnten Programm in Zukunft arbeiten konnte.
Herr Dr. Winckler hat mir heute mehrere Aufgaben gegeben. Ich sollte beweisen, dass das Ergebnis der Trapezregel zur näherungsweisen Integration genau mit dem Ergebnis der korrekten Integration von linearen Funktionen übereinstimmt.
Außerdem habe ich noch für die Simpson-Regel für quadratische und kubische Funktionen nachgewiesen, dass diese Ergebnisse genau mit dem exakten Ergebnis der Integration übereinstimmen. Das war besonders für die kubischen Funktionen aufwendig, aber hat dennoch Spaß gemacht! :)
Am Schluss habe ich noch die Pulcherimaregel bzw. 3/8-Regel in Java programmiert.
Tag 3: Montag, der 27.07.2015
Am dritten Tag habe ich die Trapezregel für eine Funktion in Java programmiert. Der Funktionstherm sollte aus einem Polynom 5.Grades bestehen, zu dem ein Sinustherm addiert wurde. Ich habe mir diese Funktion ausgesucht:
f(x)= x5+0,5x+10+sin(x)
Das Programm sollte die Ergebnisse für die Trapezregel für 1, 2, 4, 8 und 16 Intervalle berechnen und ausgeben. Dies hat dann auch nach dem zweiten Anlauf geklappt. Mein Fehler war nämlich, dass ich die Intervalle, die ich von Hand ausgerechnet habe, erst falsch eingeteilt habe. Das heißt, ich musste das Programm wieder etwas umstrukturieren, damit das Programm das Ergebnis korrekt berechnen konnte.
Tag 4: Dienstag, der 28.07.2015
An Tag 4 habe ich die Aufgabe bekommen, ein numerisches Experiment in Java zu programmieren. Das Programm sollte eine beliebige Funktion in einem beliebigen Intervall, begrenzt durch a und b, in n-Intervalle einteilen können und die verschiedenen Werte ausgeben. Diese Werte sollte ich dann mit dem exakten Wert vergleichen.
Wenn man diese Ergebnisse in ein Diagramm eintragen würde, sollte man ein solches Schaubild bekommen, also eine monoton fallende Kurve mit lim h → 0 (die Intervalllänge geht gegen null) und err ~ h^2.
Zur Programmierung sollte das Programm das vorgegebene Intervalle in kleine „Stücke“ einteilen und diese mit l für lower und u für upper begrenzen. Die Trapezsummenregel sagt, dass diese einzelnen kleinen Trapeze addiert werden sollten, sodass sie die Funktion näherungsweise integrieren können.
Tag 5: Mittwoch, der 29.07.2015
Für heute war es mein Ziel, dass meine Ergebnisse des am Vortag geschriebenen Progammes in eine Datei abgespeichert werden sollten, damit man diese Ergebnisse dann wieder in einem Tabellendokument öffnen kann und in ein Diagramm umwandeln lassen kann.
An diesem Diagramm, das ich erstellt habe, konnte man feststellen, dass je größer die Anzahl der Intervalle wurde bzw. je kleiner die einzelnen Intervalle geworden sind, desto kleiner die Differenz zwischen dem exakten Wert und dem näherungsweise berechneten Wert wird.
Das heißt die Erwartungen an die Kurve wurden somit erfüllt!
Außerdem sollten noch die Einheiten der Diagrammachsen in logarithmische Einheiten umgestellt werden, damit die Messpunkte gleichmäßig auf der Kurve verteilt werden.
Tag 6: Donnerstag, der 30.07.2015
An diesem Donnerstag sollte ich meine Java-Programme der letzten Tage weiter optimieren und besser strukturieren. Außerdem hat mir heute Jan Keese heute den Content Manager Typo 3 vorgestellt. Das ist ein Programm, mit dem das IWR seine Website erstellt und verwaltet. Er hat mir den grundlegenden Aufbau erklärt und mir gezeigt, was Typo 3 alles kann.
Nach der Mittagspause kam dann Herr Dr. Winckler und hat mir eine Theoriestunde zum Thema Vektorräume gegeben. Das war für mich sehr spannend, denn ich kannte mich zwar schon etwas damit aus, durch den Schulunterricht, jedoch hat er mir viel Neues erklärt und gezeigt. Das Interessanteste war, dass man mit Hilfe von drei Punkten eine Funktionsgleichung zweiten Grades, ohne ein Gleichungssystem zu lösen, aufstellen kann.
Das hat mir wieder gezeigt, wie vielfältig die Mathematik doch ist und dass man sie hier am IWR aus einem ganz anderen Blickwinkel, als wie sonst immer nur in der Schule, erleben kann.
Tag 7: Freitag, der 31.07.2015
Heute konnte ich leider nicht so lange im IWR sein. Dennoch habe ich die Zeit genützt und diesen Praktikumsbericht weitergeschrieben. Außerdem hatte ich wieder zwar eine kurze, aber dennoch entspannte Mittagspause mit Svenja, in der wir uns in den Common Room gesetzt haben ;)
Nachmittags bin ich dann zu Jan und er hat mir Typo 3 genauer erklärt. Am Montag, meinem letzten Praktikumstag, werde ich diesen Praktikumsbericht hier auf die Website des IWR stellen.