Fingerabdrücke im MINT-Unterricht

Fingerabdrücke gelten als einmalig, und sie bleiben über die Lebenszeit eines Menschen nahezu unverändert. Aus diesem Grund fungieren Fingerabdrücke inzwischen als biometrisches Merkmal bei der computergestützten Identifikation. Hierbei werden ihre charakteristischen Merkmale (sog. Minuzien) in numerische Vektoren umgewandelt, die dann verglichen werden. Diese Arbeit untersucht, wie die informatischen und mathematischen Hintergründe bei der Speicherung und Erkennung von Fingerabdrücken in den MINT-Unterricht der Sekundarstufe I einer AHS integriert werden können. Kapitel 1 gibt zunächst einen Überblick über die Art, wie Minuzien erfasst und gespeichert werden, und zeigt dann, dass die konkrete Wahl einer Abstandsberechnung strukturell keine Auswirkung auf die Aufgabenstellung hat. Abschließend wird ein schultauglicher Algorithmus zur Erkennung von Fingerabdrücken vorgestellt. Kapitel 2 beschreibt eine erprobte mehrstündige Unterrichtsplanung für eine 1. Klasse einer AHS, die in den verbindlichen Übungen zur digitalen Grundbildung in der Sekundarstufe I umgesetzt werden kann. Eine qualitative Evaluation bildet den Abschluss dieser Arbeit.Fingerprints remain unchanged over ones lifetime and are considered to be unique. Consequently, they function as a biometric feature in computer-aided identification. The characteristic features of fingerprints (minutiae) are converted into numerical vectors, and these vectors are processed. This thesis examines how the mathematical background and the algorithms of fingerprint storage and recognition can be integrated into regular school lessons for school grades 5 and up. Chapter 1 gives an overview about how minutia are recorded and stored. It is shown that the actual choice of how to mathematically calculate a distance between vectors has no structural effect on fingerprint identification problems. At the end of this chapter, a fingerprint recognition algorithm is introduced. Chapter 2 describes a sequence of lectures that were applied in a 5th grade class of an Austrian AHS. A qualitative evaluation concludes this work.eingereicht von Dipl.-Math. Ralph SauerweinUniversität Linz, Unbekannt, 2018(VLID)275141