Giacinto Provenzano
Pour l'UBS, la promotion de la relève dans le domaine technologique est très importante. Nos jeunes talents apportent à la banque beaucoup de nouvelles impulsions et de connaissances qui sont pertinentes pour nous et qui font la différence aujourd'hui et à l'avenir.
Sandro Toldo
Les journées techniques des filles sont un élément important pour la promotion de la relève MINT. Nous le constatons dans les métiers techniques, où nous avons déjà pu recruter quelques Dessinatrice-constructrice industrielle et polymécaniciennes grâce à ce programme. Nous souhaitons également poursuivre notre objectif d'intégrer encore plus de femmes dans la formation chez Everllence.
World Robot Olympiad
Die World Robot Olympiad (WRO) ist ein internationaler Robotik-Wettbewerb für Kinder und Jugendliche von 8 bis 19 Jahren in Teams aus 2 bis 3 Personen. Die Aufgaben sind seit Januar bekannt, aber am Wettbewerbstag kommen noch Überraschungsaufgaben dazu, bei denen die Teams ihre Problemlösekompetenz unter Beweis stellen können. Wie die Wettbewerbsaufgaben entwickelt werden, welche Fähigkeiten die Teilnehmenden brauchen und welchen Einfluss die WRO auf die Nachwuchsförderung hat, erklärt Vera Hauser aus dem Organisationskomittee der WRO im Interview.
Was sind die Aufgaben des Vereins WRO Schweiz?
WRO Schweiz ist die offizielle Ausrichterin des Wettbewerbs in der Schweiz. Der Verein organisiert das Schweizer Finale und sucht Regio-Partner, die die Regionalwettbewerbe durchführen, an denen man sich für das Schweizer Finale qualifizieren kann.
Wie werden die Wettbewerbsaufgaben ausgewählt und entwickelt?
Die Wettbewerbsaufgaben werden jeweils von Gastland des Weltfinales entwickelt, das ist dieses Jahr Panama. Die Aufgaben haben immer ein Thema, das in diesem Land eine wichtige Rolle spielt. Aufgrund der geografische Lage Panamas zwischen zwei Ozeanen und des Panamakanals haben die Aufgaben daher Verkehr und Kommunikation zum Inhalt. So müssen für die Kategorie RoboMission die jüngsten Teilnehmenden die bedrohten Lebensräume retten und z.B. Korallenriffs pflegen und Schiffsabfälle richtig entsorgen, die mittleren die Server-Infrastruktur instandsetzen und die ältesten Container verladen.
Beim Entwickeln wird darauf geachtet, dass ein Teil der Aufgaben immer gleich ist, während bei anderen Teilaufgaben die Aufstellung der Wettbewerbsobjekte auf dem Parcours randomisiert ist. So können auch die Anfängerteams Erfolge erzielen, aber für eine höhere Punktzahl ist es notwendig, dass der Roboter aufgrund von Sensorwerten selbständig Entscheidungen treffen kann. WRO Schweiz übernimmt die Aufgaben grundsätzlich, nimmt aber für die Regionalwettbewerbe in den jüngeren Altersklassen gewisse Vereinfachungen vor.
Der Wettbewerb ist in verschiedene Kategorien unterteilt: In der Kategorie RoboMission, dem klassischen Wettbewerb, konstruieren und programmieren die Teilnehmenden einen Lego-Roboter, der in der Lage ist, auf einem Parcours Aufgaben autonom zu lösen. In der Kategorie Future Innovators, die dieses Jahr zum ersten Mal durchgeführt wurde, entwickeln die Teams in der Vorbereitung einen Prototypen für einen Roboter, der ein Problem aus der wirklichen Welt lösen kann. Dazu wird eine Präsentation erstellt und der Jury präsentiert.
Welche Fähigkeiten brauchen die Teilnehmenden?
Neben allgemeinen Problemlösungskompetenzen wie etwa dem Entwickeln einer guten Strategie braucht es Kompetenzen im Programmieren und im Konstruieren. Roboter müssen selbst entwickelt werden und dürfen nicht von anderswo übernommen werden. Das Internet darf als Inspiration dienen, aber es darf nichts 1:1 nachgebaut werden. Beim Programmieren geht es vor allem darum, mit der Randomisierung clever umzugehen. Wenn es z.B. vier Objekte an sechs möglichen Startpositionen gibt, und bei Position fünf bereits alle Objekte da waren, braucht Position sechs gar nicht mehr angefahren werden, womit Zeit gespart wird. Nicht alle Teams können das, was sich dann später bei den Wertungsläufen bemerkbar macht, wenn die Zeit nicht reicht, um den Lauf abzuschliessen.
Aber die eigentlich wichtigste Kompetenz ist die Zusammenarbeit im Team. Gute Kooperation, das Erkennen der Stärken und Schwächen der einzelnen Teammitglieder und der gemeinsame Einsatz für das Ziel sind ein Schlüssel für den Erfolg!
Welchen Beitrag leistet die WRO zur MINT-Nachwuchsförderung?
Der übergeordnete Vereinszweck ist es, das Interesse der Jugendlichen an MINT-Fächern, insbesondere der Robotik zu fördern. Neben der Durchführung der Wettbewerbe bietet WRO Schweiz daher auch Workshops für Lehrpersonen und Jugendliche an, und im September 2023 wird erstmalig auch ein dreitägiges Robotik-Camp durchgeführt.
Und wie fanden es die Teilnehmenden?
Sofia und Sara vom Team GoodGirlsGangBrugg mögen am Programmieren besonders, dass man immer sofort sieht, wenn man etwas falsch gemacht hat. Deshalb probieren sie Stück für Stück und kommen so zu einem guten Ergebnis. Um sich auf den Wettbewerb vorzubereiten haben sich Viviane, Ava und Elena vom Team Donnervogel immer am Wochenende getroffen und zusammen programmiert: «Wir haben den Code mehrmals neu geschrieben, bis wir zufrieden waren.» Besonders gefreut haben sie sich bei der WRO auf die Überraschungsaufgaben: «Die vom Nachmittag fanden wir besonders cool. Wir haben einfach Spass am Programmieren!» antworteten sie strahlend. Mael und Quirin vom Team Robolution können sich dank der Robotic Olympiad vorstellen, später etwas Technisches zu studieren, z.B. im Bereich Software, Webdesign oder im Ingenieurwesen.
Interview: Lena Frölich, IngCH, und Vera Hausherr, WRO
Bild: Herbert Wirz
Guter Informatikunterricht ist spannend, korrekt und verständlich
Um spannenden, korrekten und verständlichen Unterricht zu gestalten, benötigen wir – laut dem amerikanischen Bildungspsychologen Jerome Bruner1 – sowohl ein tiefes Verständnis der Materie als auch eine geduldige Ehrlichkeit in deren Präsentation. Die Informatik ist nicht oberflächlich begreifbar. Wie das Positionspapier des SVIA und VSMP über Informatik als Grundlagenfach2 treffend besagt: «Mathematik, Physik und Informatik als Schulfächer haben gemeinsame Wurzeln und ähnliche Zielsetzungen. […] Die drei Fächer denken in abstrakten Systemen und nutzen konsequent formale Sprachen. Zudem bauen sie auf formellen abstrakten Abläufen auf, denen ein algorithmisches Denken zugrunde liegt. Sie bieten darüber hinaus ein Trainingsfeld für eine systematische Problemanalyse, das Entwickeln von Lösungsstrategien und das kritische Evaluieren von Lösungen.»
Spannend
Ein Verständnis von Informatik verleiht uns allen Einblicke in die Dynamiken der Welt. Wie in der Mathematik und Physik können wir in der Informatik Modelle der Wirklichkeit oder der Zukunft erstellen. In der Informatik sind die Modelle ausführbar: Wir können unsere vereinfachte oder erträumte Wirklichkeit simulieren und in unserer Simulation beliebige Aspekte beobachten und manipulieren. Wir können nicht nur eigene Welten erschaffen und erkunden, wir können auch unsere reale Welt besser begreifen. Die Informatik erlaubt es uns, für bestimmte Fragestellungen Antworten abzuleiten. So können wir beispielsweise Aussagen von Interessenvertretern überprüfen, indem wir vertrauenswürdige Rohdaten (zum Beispiel vom Bundesamt für Statistik) analysieren und interpretieren.
Spannender Informatikunterricht kann auf Beispielen und Übungen basieren, die Schüler:innen ihr stets wachsendes Verständnis der Materie praktisch erfahren lässt. Dabei sollte auch die ethische Verantwortung der Lernenden in Bezug auf die diversen Einsatzmöglichkeiten ihrer Informatikfähigkeiten thematisiert werden.
Korrekt
Die Informatik basiert auf formalen Sprachen und Systemen. Für guten Informatikunterricht ist die Korrektheit unserer Unterrichtsmaterialien und Aussagen essenziell. Mehrdeutigkeit und imperfekte Analogien sind für die Entwicklung eines soliden Verständnisses hinderlich. Diese Stolpersteine sind allerdings nicht beschränkt auf die Informatik. Wie folgt beschrieb es der bekannte Physiker Richard Feynman, nachdem er für die kalifornische Curriculum-Kommission3 eine fünf Meter lange Reihe von Mathematik-Schulbüchern begutachtet hatte: «[The books] would try to be rigorous, but they would use examples (like automobiles in the street for «sets») which were almost OK, but in which there were always some subtleties. The definitions weren’t accurate. Everything was a little bit ambiguous.»
Untersuchungen zu Fehlvorstellungen im Programmierunterricht4 führen oft zu mehrdeutigen oder gar inkorrekten Unterrichtsmaterialien – von Lehrbüchern über im Unterricht verwendete Diagramme bis hin zu notionalen Maschinen – als Ursprung für Fehlvorstellungen der Schüler:innen. Nur ein solides und tiefgehendes Verständnis der zu unterrichtenden Konzepte hilft, diese Schwächen zu erkennen und zu korrigieren
Verständlich
«We begin with the hypothesis that any subject can be taught effectively in some intellectually honest form to any child at any stage of development.»
Diese Aussage Jerome Bruners impliziert, dass auch tiefgreifende Informatikkonzepte auf beliebigen Schulstufen wirkungsvoll unterrichtet werden können. Der Schlüssel dazu ist die Vereinfachung. So kann man zum Beispiel die essenziellen Konzepte der Programmierung auch mit simplen, formal korrekt gestalteten Sprachen lehren, anstatt eine komplexe, in der Industrie verbreitete (und mit unzähligen Ausnahmen und Macken behaftete) Sprache zu verwenden. Die momentan in Schulen beliebte Sprache Python zum Beispiel ist formal betrachtet etwa vier- bis zwölfmal so umfangreich wie Racket BSL, die wir als erste Programmiersprache an der USI in Lugano unterrichten. Auch wenn man als Lehrperson von der extra Komplexität abzulenken versucht: Die Schüler:innen werden trotzdem damit konfrontiert; sei es mit Fehlermeldungen, in Code-Beispielen aus dem Internet oder KI-generierten Lösungen von Programmieraufgaben.
Die Informatik als Lernbereich ist sehr komplex und ermöglicht und erfordert gerade deshalb spannenden, korrekten und verständlichen Informatikunterricht.
Text: Matthias Hauswirth, Associate Professor an der USI (Università della Svizzera italiana) in Lugano. Sein Spezialgebiet sind Programmiersprachenkonzepte in der Bildung.
1 Bruner, Jerome. 1960. The Process of Education. Harvard University Press. S. 22. 2 SVIA+VSMP Positionspapier. 2022. «Informatik als Grundlagenfach». 3 Richard Feynman. 1985. Surely You’re Joking, Mr. Feynman! 1. Ausgabe. W. W. Norton. S. 292. 4 www.progmiscon.org
Vier Fragen an Workshopleiter Michael Dillo
Michael Dillo leitet seit vielen Jahren den Workshop "Brückenbau" an unseren Technik- und Informatikwochen. In dem Workshop haben die Schülerinnen und Schüler die Aufgabe, mithilfe ausgewählter Materialien, wie z.B. Kartonplatten und -schachteln, Papier, Schnur und Holzstäbchen, eine möglichst stabile Brücke zu bauen. Dabei ist natürlich auch Teamwork gefragt!
Im Videointerview erklärt der studierte Bauingenieur unter anderem, welchen Beitrag die Technik- und Informatikwochen aus seiner Sicht zur MINT-Nachwuchsförderung leisten, was er an der Arbeit mit den Jugendlichen besonders schätzt und welche Tipps er für die Berufswahl gibt.
Interview: Nathalie Künzli, Projektleiterin IngCH
Ein Jahr Präsident von IngCH: Überraschungen, Erfolge, aber auch Herausforderungen
Als Vorstandsmitglied von IngCH hatte ich im April 2022 das IngCH-Präsidium von Edi Rikli übernommen. Eine Übergabe ohne Fehl und Tadel: eine bestehende grossartige und motivierende Zusammenarbeit mit der Geschäftsleitung und dem Vorstand, ein Eins-a-Dossier und -Netzwerk, alles nachgeführt und mit den Statuten auf dem neusten Stand. Eine Poleposition in das Präsidium. Dazu ein herzliches Dankeschön nochmals an Edi Rikli für die tadellose Präsidentschaft über die letzten zehn Jahre. Nach einem Jahr im Amt blicke ich auf Überraschungen, Erfolge, aber auch Herausforderungen zurück.
Die Überraschungen
- Die Vielzahl der unterschiedlichen Vereine und Gremien, welche einen ähnlichen, jedoch nicht denselben Förderzweck wie IngCH haben. Da besteht einiges an Konsolidierungspotenzial. Dies nicht nur im Sinne einer «Vereinfachung» für Mitgliederfirmen, sondern auch, um Prozesse, Netzwerke und Anlässe besser aufeinander abzustimmen. IngCH geht hier mit gutem Beispiel voran und hält eine Zusammenführung in einem finalen Diskussionsstand. Aber der Teufel liegt im Detail: Wie können unterschiedliche Statuten und Mitgliederbeiträge zusammengeführt werden ohne den Verlust von Beiträgen? Wir bleiben dran!
- Die unglaublich umfassende und positive Reputation von IngCH. Diese verdanken wir hauptsächlich der super Basisarbeit unserer Projektleiter:innen, welche jeder Informatik- und Technikwoche und jedem Meitli-Technik-Tag den nötigen Feinschliff verpassen. In diesen Projekten stecken jahrzehntelange Aufbauarbeit, Erfahrung und ein unermüdliches Netzwerken, unter anderem von der Geschäftsleitung, insbesondere von Lea Hasler. Ein Telefonat dort, eine E-Mail hier, und die Sachen sind organisiert und abgesprochen. Das ist mitunter einer der grossen Werte, und damit geht die sehr gute Reputation von IngCH einher. Man kennt IngCH!
Die Erfolge
- Durch den Ausfall von Veranstaltungen und Workshops während der COVID-19-Pandemie mussten wir schnell auf digitale Formate umsteigen. Wir organisierten erfolgreich virtuelle Events, Webinare und Mentoring-Programme, die uns erlaubten, weiterhin unsere Zielgruppen zu erreichen. Die Rückkehr zu physischen Anlässen verlief tadellos und wie gehabt mit sehr gutem Rücklauf aus Schulen und Firmen. Wir sind wieder vor Ort!
- Und da noch eine Überraschung: Wie unglaublich umfangreich die Vorbereitungsarbeiten zum ETH-Industrie-Dialog sind. Aber der Aufwand hat sich gelohnt. Unser Flagship-Anlass ist nach zwei Jahren Pause wieder sehr gut aufgenommen worden. Wir netzwerken weiter!
Die Herausforderungen
- Neue Mitgliedschaften sind trotz unbestrittenem und erhöhtem Bedarf an unseren Aktivitäten sehr schwer zu gewinnen. Umso mehr schätze ich die langjährigen Beziehungen zu den bestehenden Mitgliedern. Deren Pflege ist mir ein wichtiges Anliegen. Dem Eintritt eines neuen Mitglieds stehen leider seit meinem Antritt zwei Austritte gegenüber. Die Mitgliederakquisition ist aufwendiger und von geringerer Ausbeute als gedacht. Aber: Wir werben weiter!
Alles in allem war es ein Jahr mit viel Freude in der Zusammenarbeit mit den Mitgliedern, der Geschäftsleitung und dem Vorstand. Wie jede Präsidentschaft verlangt auch dieses Engagement Zeit und Motivation. Etwas, das ich nach vielen erfolgreichen Geschäftsjahren in einem globalen Unternehmen gerne bereit bin, weiterzugeben.
In diesem Sinne: IngCH, die tun was!
Martin Schürz, IngCH-Präsident
PS: Falls Sie diese Zeilen lesen und Ihre Firma noch nicht Mitglied bei IngCH ist, dann würden wir uns freuen, wenn Sie sich bei mir oder Lea Hasler melden.
Fünf Fragen an Berufsbildner Sandro Toldo
Sandro Toldo ist seit 5 Jahren Leiter Berufsbildung bei MAN Energy Solutions. Zusammen mit IngCH führt er regelmässig Meitli-Technik-Tage durch. Welchen Beitrag diese zur Nachwuchsförderung leisten, was einen guten Lehrbetrieb ausmacht und wie sich MAN für die Diversity einsetzt, erklärt Sandro Toldo im Videointerview.
Vielen Dank an MAN Energy Solutions, Sandro Toldo und Samuel Wernli für die Zusammenarbeit.
https://youtu.be/-yYDMF0BrMU
Interview: Lena Frölich, Projektassistentin IngCH; Produktion und Schnitt: Samuel Wernli, Mediamatiker in Ausbildung, MAN Energy Solutions
Stress im Büro durch Tipp- und Klickverhalten erkennen
ETH-Forschende haben ein Modell entwickelt, das Stress am Arbeitsplatz nur daran erkennt, wie Menschen tippen und ihre Computermaus bewegen. Damit könnten Erwerbstätige dauerhaftem Stress frühzeitig vorbeugen.
Das Wichtigste in Kürze
- Das Tipp- und Mausverhalten der Proband:innen im Büro sagt besser voraus, wie gestresst sie sich fühlen, als ihre Herzfrequenz.
- Gestresste Menschen bewegen den Mauszeiger öfter und ungenauer. Ausserdem machen sie beim Tippen mehr Fehler und Pausen.
- Das Modell der ETH-Forschenden könnte Erwerbstätigen dereinst ermöglichen, dauerhaften Stress im Büro frühzeitig vorzubeugen.
Jede dritte erwerbstätige Person in der Schweiz leidet unter Stress am Arbeitsplatz. Betroffene merken oft erst wenn es zu spät ist, dass sich ihre körperlichen und geistigen Ressourcen dem Ende zuneigen. Umso wichtiger wäre es, arbeitsbedingten Stress möglichst früh dort zu erkennen, wo er entsteht: am Arbeitsplatz.
Forschende der ETH Zürich machen nun einen wichtigen Schritt in diese Richtung. Mittels neuer Daten und maschinellem Lernen entwickelten sie ein Modell, das nur anhand unseres Tipp- und Mausverhaltens erkennt, wie gestresst wir sind.
Hinzu kommt: «Wie wir auf unserer Tastatur tippen und unsere Maus bewegen, scheint in einer Büroumgebung besser vorherzusagen, wie gestresst wir uns fühlen, als unsere Herzfrequenz», erklärt Studienautorin Mara Nägelin, die an der Professur für Technologiemarketing und am Mobiliar Lab for Analytics der ETH Zürich forscht. Richtig eingesetzt, könnten diese Erkenntnisse in Zukunft dafür genutzt werden, um erhöhtem Stress am Arbeitsplatz frühzeitig vorzubeugen.
Gestresste Menschen tippen und klicken anders
Die ETH-Forschenden belegen in einem Experiment, dass gestresste Menschen anders tippen und ihre Maus bewegen als entspannte Menschen. «Wer gestresst ist, bewegt den Mauszeiger öfter und ungenauer und legt längere Wege am Bildschirm zurück. Entspannte Menschen gelangen dagegen auf kürzeren, direkteren Wegen an ihr Ziel und lassen sich dabei mehr Zeit», sagt die Mathematikerin Nägelin.
Darüber hinaus machen Menschen, die sich im Büro gestresst fühlen, mehr Fehler beim Tippen. Ihr Schreibstil folgt einer Stopp-and-Go-Logik mit vielen kurzen Pausen. Entspannte Menschen machen hingehen weniger und dafür längere Pausen, wenn sie auf einer Tastatur schreiben.
Erklären lässt sich die Verbindung zwischen Stress und unserem Tipp- und Mausverhalten mit der sogenannten Neuromotor-Noise-Theorie: «Erhöhter Stress wirkt sich negativ auf die Fähigkeit unseres Gehirns aus, Informationen zu verarbeiten. Dadurch werden auch unsere motorischen Fähigkeiten beeinträchtigt», erklärt die Psychologin Jasmine Kerr, die mit Nägelin forscht und Mitautorin der Studie ist.
Bürostress möglichst realitätsnah simulieren
Um das Stress-Modell zu entwickeln, beobachteten die ETH-Forschenden 90 Proband:innen im Labor beim Abarbeiten von möglichst realitätsnahen Büroaufgaben wie Termine planen oder Daten erfassen und analysieren. Dabei zeichneten sie sowohl das Maus- und Tastaturverhalten als auch die Herzfrequenz der Proband:innen auf. Zudem befragten die Forschenden die Teilnehmer:innen mehrmals während des Experiments, wie gestresst sie sich fühlen.
«Wir waren überrascht, dass das Tipp- und Mausverhalten besser voraussagt, wie gestresst sich Probandinnen und Probanden fühlen, als die Herzfrequenz.»
Mara Nägelin
Während ein Teil ungestört arbeiten konnte, musste sich ein anderer Teil der Proband:innen zusätzlich einem Bewerbungsgespräch unterziehen. Die Hälfte davon wurde ausserdem immer wieder durch Chat-Nachrichten unterbrochen. Im Unterschied zu früheren Studien anderer Wissenschaftler:innen, wo die Kontrollgruppe oftmals gar keine Aufgaben lösen musste und sich entspannen konnte, mussten im Experiment der ETH-Forschenden alle Proband:innen die Büroaufgaben erfüllen.
«Wir waren überrascht, dass das Tipp- und Mausverhalten besser voraussagt, wie gestresst sich Probandinnen und Probanden fühlen, als die Herzfrequenz», sagt Nägelin. Die Studienautorin erklärt sich dies damit, dass sich die Herzfrequenzen der Proband:innen beider Gruppen nicht so stark unterschieden, wie bei anderen Studien. Ein möglicher Grund: Auch die Kontrollgruppe war aktiviert, was eher der Realität am Arbeitsplatz entspricht.
Datenschutz muss gesichert sein
Aktuell testen die Forschenden ihr Modell mit Daten von Schweizer Arbeitnehmenden, die sich bereit erklärt haben, dass ihr Maus- und Tastaturverhalten sowie ihre Herzdaten mittels einer App direkt am Arbeitsplatz aufgezeichnet werden. Die gleiche App befragte die Arbeitnehmenden auch regelmässig nach ihrem Stresslevel. Die Ergebnisse sollten Ende des Jahres vorliegen.
Eine Stresserkennung am Arbeitsplatz wirft aber auch einige heikle Fragen auf: «Unsere Technologie wird nur dann akzeptiert und genutzt, wenn der Datenschutz und die Anonymität gewährleistet sind. Wir wollen den Erwerbstätigen helfen, Stress frühzeitig zu erkennen, und kein Überwachungstool für Firmen schaffen», betont Kerr. Wie eine App aussehen müsste, die diese Anforderungen erfüllt und einen verantwortungsvollen Umgang mit den sensiblen Daten sicherstellt, untersuchen die Forschenden zudem in einer anderen Studie unter Einbezug von Arbeitnehmenden und Ethiker:innen.
Autor: Christoph Elhardt
Quelle: ETH
Bild: Andrey Popov / Adobe Stock
Literaturhinweis Naegelin M, Weibel RP, Kerr JI, Schinazi VP, La Marca R, von Wangenheim F, Hoelscher C, Ferrario A: An interpretable machine learning approach to multimodal stress detection in a simulated office environment. Journal of Biomedical Informatics 2023, 139: 104299, doi
Responsable de projet Semaines techniques et informatiques
Meitli-Technik-Tage bei MAN Energy Solutions
Gestern fiel der Startschuss für die diesjährigen Meitli-Technik-Tage.
Bei MAN Energy Solutions erhielten die 20 Teilnehmerinnen während 2 Tagen Einblick in die Berufe Konstrukteurin, Produktionsmechanikerin und Polymechanikerin. Daneben erwartete sie ein Produktionsrundgang und verschiedene interaktive Workshops. Vielen Dank an MAN Energy Solutions für das spannende Programm!
Für die nächsten Meitli-Technik-Tage im Juni bei IBM, Feller AG und UBS sind noch Plätze frei. Anmelden kann man sich über unsere Webseite.