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Technomathematik

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Was ist Technomathematik?

Lange Zeit galt die Mathematik als "Wissenschaft im Elfenbeinturm" - realitätsfremd und kaum anwendbar. Mit der zunehmenden Technologisierung des Alltags hat sich dieses Bild jedoch grundlegend gewandelt. Ohne moderne Mathematik könnten wir heute keine MP3-Player verwenden, gäbe es keine Verkehrleitsysteme auf Autobahnen, wäre eine Bestrahlungstherapie bei Krebserkrankungen nicht durchführbar, und selbst die Wettervorhersage würde sich im Wesentlichen auf den Frosch im Glas beschränken.

Der im Zuge dieser Entwicklung neu entstandene Bereich der Technomathematik (in Forschung und Lehre) beschäftigt sich mit mathematischen Modellen, die in den Naturwissenschaften und der Technik auftreten. Ein mathematisches Modell für einen solchen naturwissenschaftlich-technischen Vorgang zu finden, dieses dann mit mathematischen Methoden und durch den Einsatz moderner Rechner zu bearbeiten, um schließlich die Ergebnisse in der Sprache des Anwenders auszudrücken, diese Dreistufigkeit vermag in aller Kürze die Rolle der Mathematik in der Technik und damit die Technomathematik zu beschreiben.

Dabei stehen an mathematischen Disziplinen die Modellierung und das wissenschaftliche Rechnen (insbesondere: die Theorie und Numerik partieller Differentialgleichungen und die System- und Kontrolltheorie) im Vordergrund. 

Technomathematik in Kaiserslautern

An der TU Kaiserslautern wurde bereits in den späten 1970er Jahren die Notwendigkeit einer Verzahnung von Mathematik, Informatik und den Ingenieursdisziplinen erkannt. Daher wurde in Kaiserslautern der (Diplom)Studiengang Technomathematik erfunden. Die ersten Studierenden der Technomathematik begannen ihr Studium in Kaiserslautern zum WS 1981/82.

Die oben genannten mathematischen Disziplinen werden an der TU Kaiserslautern sowohl in der Lehre als auch in der Forschung hervorragend vertreten. Gleiches gilt für die Bereiche der "allgemeinen" Mathematik, die in der Technomathematik eine große Rolle spielen, wie die Funktionalanalysis, Stochastische Analysis, Statistik oder Mathematische Optimierung.

Einen ganz entscheidenden Vorteil bietet die enge Kooperation des Fachbereichs Mathematik mit dem Fraunhofer-Institut für Techno- und Wirtschaftsmathematik (ITWM), das sich als Ausgründung aus dem Fachbereich Mathematik mittlerweile zu einem der erfolgreichsten Fraunhofer-Institute entwickelt hat.

Das Studium

Der ideale Technomathematiker ist ein sehr guter Mathematiker, der zusätzlich über fundierte Kenntnisse in Informatik und einem technischen Anwendungsfach verfügt. Deswegen ist das Studium der Technomathematik an der TU Kaiserslautern in erster Linie ein mathematisches Studium.

Wer sich für ein Studium der Technomathematik interessiert, muss sich an der TU Kaiserslautern zu Studienbeginn in den Bachelorstudiengang Mathematik mit einem technischen Anwendungsfach (Elektrotechnik, Maschinenbau oder Physik) einschreiben. Während des Bachelorstudiums muss dann als Vertiefungsrichtung eines der Fachgebiete Analysis & Stochastik oder Modellierung & wissenschaftliches Rechnen gewählt werden. Anschließend kann das Studium im Masterstudiengang Technomathematik fortgesetzt werden (sofern die Kriterien zur Zulassung zum Masterstudium erfüllt sind).

Einen besonders wichtigen Schwerpunkt der Ausbildung bildet die Vermittlung von Mathematisierungs- und Modellbildungsfähigkeiten. Dies geschieht besonders intensiv in Modellierungsseminaren, in denen konkrete Probleme aus der Praxis von Studierenden bearbeitet werden. Diese Seminare simulieren konkrete Berufssituationen und dienen insbesondere auch der Einübung interdisziplinärer Arbeitsweisen. Den Abschluss des Studiums bildet die Anfertigung der Masterarbeit. Hintergrund der meisten Themen ist ein Problem aus der Praxis. Je nach Interesse der Studierenden kann dabei eine mehr oder weniger große Gewichtung des Praxisbezugs vorgenommen werden.

Besonders interessierte und qualifizierte Absolventinnen und Absolventen können anschließend eine Promotion zum Dr. rer. nat. anstreben.

Ziel der Ausbildung

Mit dem Studiengang Technomathematik wird eine Verbindung zwischen Mathematik, Technik und Informatik hergestellt und dabei den Studierenden das nötige Rüstzeug für eine spätere Tätigkeit in der industriellen Forschung und Entwicklung vermittelt. Die Studierenden sollen befähigt werden, an der Lösung technischer Probleme im Team mit Ingenieuren und Naturwissenschaftlern mitzuarbeiten und deren Sprache zu verstehen. Dazu ist neben dem Einsatz von Computern ein breites mathematisches Grundwissen und die Kenntnis moderner mathematischer Verfahren nötig, um eine dem jeweiligen Problem adäquate Lösung zu entwickeln. Das erfordert auch, die mathematische Lösung zu interpretieren und die Grenzen mathematischer Modelle für technische Probleme beurteilen zu können.