Kurs:Mathematische Modellbildung/Themen/Corona-Modellierung/Einführung Thema

COVID-19-Pandemie

Die COVID-19-Pandemie hat im Jahr 2020 Auswirkungen auf das Leben von Milliarden Menschen genommen. Dabei umfasste die Pandemie verschiedenste Lebensbereiche wie Gastronomie, Wirtschaft und den Schulalltag. Mathematische Modellbildung bietet die Möglichkeit die Auswirkungen in unterschiedlichen Bereichen zu untersuchen.

Teilprojekte

Das umfassende Thema der Covid-19 Pandemie wird in 3 verschiedenen Gruppen ganz unterschiedlich bearbeitet. Im Einzelnen wird sich mit folgenden Themen beschäftigt:

• Teilprojekt 1: Verteilung von Corona Aerosolen im Klassenzimmer

• Teilprojekt 2: Auswirkung der Corona-Pandemie auf die Gastronomie

• Teilprojekt 3: Vergleich der Coronaverläufe und Maßnahmenergreifung ausgesuchter Länder

Teilprojekt 1: Corona im Klassenzimmer

Kurzvorstellung

Verteilung von (Corona-)Aerosolen in Klassenräumen

• im ersten Lockdown (März 2020) Schließungen von jeglichen Bildungseinrichtungen

• Präsenzunterricht soll nicht mehr ausfallen

• deshalb mittlerweile (seit Juni 2020) Hygiene-Konzepte, die neben den AHA-Regeln auch regelmäßiges Lüften vorsehen

• aufgrund dieser Relevanz Thema dieses Projekts

Mathematische Aspekte

Fragestellung der Modellierung:

• Wie sinnvoll bzw. wirksam sind die verschiedenen Arten des Lüftens?

Bezug zur Mathematik

• Modellierung auf verschiedenen Niveaus mit Nutzung von Differentialgleichungen, 3D-Modellierung etc.

Teilprojekt 2: Auswirkung der Corona-Pandemie auf die Gastronomie

Hinführung

• Ende des Jahres 2019 begann sich still und leise ein neues Virus auf der Welt zu verbreiten
• Zu dem Zeitpunkt ahnte noch niemand, welche schwerwiegenden und weitreichenden Folgen „COVID-19“ kurze Zeit später für die Menschheit haben wird
• Momentan (November 2020) befinden wir uns in Mitten eines zweiten Lockdowns

Schwerpunkt Gastronomie

• Besonders hart wurde durch die Einschränkungen die (städtische) Wirtschaft getroffen
• Restaurants und Bars mussten wochenlang für den Publikumsverkehr schließen, wodurch die Gastronomen starke Einbußen bezüglich ihrer Einnahmen hinnehmen mussten
• Ihnen blieb lediglich die Möglichkeit des Liefer- bzw. Abholservice
• Dies hatte zur Folge, dass einige Unternehmen Insolvenz anmelden bzw. ihr Restaurant dauerhaft schließen mussten
• Durch finanzielle Unterstützungen versuchte der Staat Gegenmaßnahmen zu ergreifen

Vorgehensweise

Mathematische Aspekte

Problemstellung der Modellierung

• Wie können die staatlichen Mittel gerecht verteilt werden?

Bezug zur Mathematik

• Sekundarstufe I: Kostendeckungs-Funktion, Gewinn- und Verlustrechnung, Mittelwertsberechnung, Tabellenkalkulation
• Sekundarstufe II:
• Universität:

Teilprojekt 3: Vergleich der Coronaverläufe und Maßnahmenergreifung ausgesuchter Länder

Einleitung

Der Covid-19 Virus tauchte erstmals Ende 2019 in Asien auf und verbreitete sich schnell auf der ganzen Welt. Es wurden unterschiedliche Maßnahmen ergriffen, um die Ausbreitung einzudämmen, was unter Anderem einen Einfluss auf die Verläufe der Infektions- und Mortalitätsraten hat. In diesem Projekt wird sich auf die Länder Deutschland, Italien, Schweden und Südkorea spezialisiert.

Schweden

Der erste bestätigte Covid-19 Fall wurde am 31. Januar 2020 verzeichnet. Das Land fällt durch seine lockeren Maßnahmen auf, die eher Empfehlungen darstellen und an die Eigenverantwortlichkeit und Vernunft der Einwohner appelliert. Die Einwohnerzahl Schwedens liegt bei 10 099 270 Einwohnern und kommt mit 201.055 Infizierten auf eine Infektionsrate von 1,99% und mit 6340 Todesfällen auf eine Mortalitätsrate von 3,15%

Covid-19 Fälle Schweden

Empfehlungen:

• Zuhause bleiben, falls man sich krank fühlt
• häufiges Händewaschen
• Kontakte reduzieren
• nicht zwingend nötige Inlandsreisen vermeiden

verbindliche Vorschriften:

• Fernunterricht ab der 10. Klassenstufe und an Universitäten (bis Juni 2020)
• Besucherverbot für Altersheime und Pflegeeinrichtungen (1.April bis 1.Oktober)
• Verzehr von Speisen und Getränken in Bars nur sitzend an Tischen, kein Thekenaufenthalt
• Veranstaltungsverbot für Gruppen über 50 Personen (ab 29. März)

Für diesen vergleichweise lockeren Umgang mit dem Virus war Schweden vermehrt starker Kritik anderer Länder ausgesetzt.

Italien

Italien wurde sehr früh und besonders stark von Covid-19 getroffen. Die Fallzahlen sind in Norditalien am höchsten. Da in einer kurzen Zeit die Fallzahlen sich drastisch erhöhten, war das Gesundheitssystem Italiens zunächst überlastet. Italien erlebte einen großen Mangel an Masken, weshalb sich das medizinische Personal während der Behandlung von infizierten Personen selbst infiziert haben.

Die Einwohnerzahl Italiens beträgt 60,36 Millionen, wovon 1.208.528 Infizierte sind, somit entsteht eine Infektionsrate von rund 2%. Mit 498.987 Genesungen sind 41% aller Erkrankten wieder gesund und mit 47.870 Toten besteht eine Mortalitätsrate von rund 4%.

Maßnahmen

Anfang November Einteilung in drei Gefahrenstufen

Höchste Gefahrenstufe (rot):

• Ganztägige Ausgangssperren
• Verbot in andere Städte zu fahren
• Bars und Restaurants geschlossen
• Präsenzunterricht für Schüler bis zur sechsten Klasse, sonst Fernunterricht

Mittlere Gefahrenstufe (orange):

• Ausgangssperre von 22 Uhr bis 5 Uhr morgens
• Bars und Restaurants geschlossen
• Präsenzunterricht bis zur neunten Klasse, sonst Fernunterricht

Niedrigste Gefahrenstufe (gelb):

• Präsenzunterricht bis zur neunten Klasse, sonst Fernunterricht

Südkorea

Der erste bestätigte Fall einer SARS-CoV-2 Infektion fand am 20. Januar 2020 - also bereits sehr früh - statt. Gab es bis zum 14. Februar 2020 nur wenige Fälle durch Übertragung der Krankheit über persönlichen Kontakt mit Personen außerhalb des Landes, so setzte ab dem 19. Februar 2020 ein rapider Anstieg der Fallzahlen ein. Grund hierfür war die Verbreitung des Virus in der Shincheonji-Gemeinschaft, welches als Infektionscluster identifiziert wurde. Dabei spielte wohl eine Superspreaderin eine entscheidene Rolle. Die daraufhin peu a peu getroffenen Maßnahmen lassen sich in folgende Schemata einteilen:

• Durchführung von Tests
• Identifikation von Clustern und von Kontaktpersonen
• Grenzkontrollen
• Isolation
• Sozial Distancing

Die Einwohnerzahl von Südkorea beträgt 51,63 Millionen, wovon 30403 Infizierte sind (Stand 21.11.2020), somit entsteht eine Infektionsrate von rund 0,06%. Mit 24.735 Genesungen (Stand 21.11.2020) sind ca. 81,4% aller Erkrankten wieder gesund und mit 476 Toten (Stand 21.11.2020) besteht eine Mortalitätsrate von rund 1,6% (Daten: KCDC - Korea Centers for Disease Control and Prevention)

Deutschland

In Deutschland breitet sich das Corona Virus sehr schnell seit dem 27. Januar 2020 aus. Am 11. März 2020 wird die Ausbreitung des Virus von der WHO als Pandemie eingestuft. Zunächst wurde die Gefahr für die Bevölkerung in Deutschland am 28. Februar 2020 als "gering bis mäßig" bewertet, doch schon seit dem 17. März 2020 als "hoch" und für Risikogruppen seit dem 26. März 2020 als "sehr hoch" differenziert. Es wurden einige Maßnahmen zur Bekämpfung der Pandemie getroffen:

• Kontaktbeschränkungen
• Abstand halten
• Keine Partys oder Feiern in der Gruppe
• Restaurants werden geschlossen
• Dienstleistungs- Betriebe werden geschlossen
• Maskenpflicht
• vorsichtige und gezielte Öffnung von Bildungseinrichtungen und öffentlichen Leben
• Lüften

Seit Anfang Mai wurden dann einige dieser Beschränkungen wieder aufgehoben. Jedoch stiegen die Infektionszahlen rasant an, sodass im Herbst 2020 die Maßnahmen wieder verschärft wurden. Ab November gelten nun wieder in Deutschland weitgehend Einschränkungen sozialer Kontakte. Die Einwohnerzahl von Deutschland beträgt 83,02 Millionen, wovon 914.118 infiziert sind (Stand 21.11.2020), somit entsteht eine Infektionsrate von rund 1%. Mit 587.780 Genesungen (Stand 21.11.2020) sind ca. 64,3% aller Erkrankten wieder gesund und mit 13.918 Toten (Stand 21.11.2020) besteht eine Mortalitätsrate von rund 1,5%.

Seiteninformation

Dieser Wiki2Reveal Foliensatz wurde für den Lerneinheit Kurs:Mathematische Modellbildung' erstellt der Link für die Wiki2Reveal-Folien wurde mit dem Wiki2Reveal-Linkgenerator erstellt.

• Die Seite wurde als Dokumententyp PanDocElectron-SLIDE erstellt.
• Link zur Quelle in Wikiversity: https://de.wikiversity.org/wiki/Kurs:Mathematische%20Modellbildung/Themen/Corona-Modellierung/Einf%C3%BChrung%20Thema
• siehe auch weitere Informationen zu Wiki2Reveal und unter Wiki2Reveal-Linkgenerator.