Nachwuchsforscher vom Warsteiner Gymnasium siegen auch 2009 bei "Jugend forscht" in Paderborn
Berichterstatter: Dirk Lankowski (WA, 9. Febr. 09)
Seit 1965 stellen Jugendliche ihre Forschungsarbeiten aus Naturwissenschaft und Technik vor. „Jugend forscht“ soll sie langfristig für diese Themen begeistern. Mehr als 10 000 Schüler haben sich deutschlandweit für die diesjährige 44. Runde angemeldet. Diejenigen, die jünger als 15 Jahre sind, fallen in die Kategorie „Schüler experimentieren“. Doktoren und Professoren bewerten als Jury die Projekte.
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Ich möchte mir gar nicht vorstellen, wie aufgeregt die Nachwuchsforscher vom Warsteiner Gymnasium am Samstagabend waren, als die „Jugend forscht“-Jury die ersten Plätze für die besten Forschungsarbeiten vergab. Selbst ich fieberte am Nachmittag während der Pressekonferenz mit, welche Plätze denn nun die Warsteiner Schüler gewonnen haben. Nicht, weil ein schlechtes Abschneiden die Mühe für die Berichterstattung kaum lohnen könnte, sondern weil die Jungen und Mädchen viel Zeit und Energie ihrer Freizeit in die Projekte investiert hatten. Aber mit einem ersten Platz und einem dritten Platz haben die Warsteiner Gymnasiasten wieder bestens abgeschnitten. Freuen kann sich da auch die heimische Wirtschaft. Für die „Daniel Düsentriebs“ der Zukunft ist am Gymnasium in Warstein bestens gesorgt.
Warsteins Schnee preisgekrönt
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Für Guido Albers ging es am Samstagmorgen früh los. Um 6 Uhr morgens klingelte der Wecker – viel zu früh für einen Schüler am Wochenende – denn bevor es zum Regionalwettbewerb „Jugend forscht“ in Paderborn ging, musste noch so einiges eingepackt werden. Am Vortag wurde schon ein kleiner Anhänger mit der selbst gebauten Schneelanze beladen, am Samstagmorgen starteten die Jungforscher vom Warsteiner Gymnasium nach Paderborn. „Ich habe dann erstmal meinen Stand soweit aufgebaut, etwas später kam dann die Jury“. Ein bisschen aufgeregt war der 14-jährige Schüler schon, doch die Jury mit Doktoren und Professoren war „ganz nett“. „Man weiß ja nie, was die so denken“, berichtete Guido, doch sein Projekt hätten die Jury-Mitglieder „lustig“ gefunden. Nach gut einer halben Stunde Vortrag und Fragen beantworten – „ich hatte einen Film vorbereitet und habe mein Projekt dabei erklärt“ – zogen die Herren in den dunklen Anzügen sich zur Beratung zurück. Gut, dass unterm Tisch einen Kühlbox mit Schnee aus Albers Garten stand, da konnte man sich nach der Aufregung schnell abkühlen.
Guido hatte mit einfachen Materialien aus dem Baumarkt, wie Hochdruckreiniger, Kompressor, Ölbrennerdüsen, Gartenschlauch und Abwasserrohr eine Schneelanze gebaut. Dabei musste er einige Zeit herumtüfteln, bis er die richtige Mischung für den Kunstschnee bekam, denn das Wasser wird mit Luft aus dem Kompressor gemischt und zu feinsten Tröpfchen verteilt. Wenn das Wasser aus der Düse austritt, verdampft ein Teil des Wassers. Wenn die Außentemperatur unter 0 Grad Celsius und die Lufttemperatur gering ist, bilden sich durch die Verdunstungskälte kleine Schneekristalle.
Während Guido in Sachen öffentlicher Auftritte schon ein kleiner Profi ist, mehrmals kamen Kamerateams vorbei und besuchten Guido und seine Schneelanze an Weihnachten, war die Nervosität bei Tabea Dittmann, Frederik Köhne und Charleen Kraus aus der 6. Klasse viel höher. Sie stellten der Jury von „Schüler experimentieren“ im Bereich Mathematik-Informatik unter dem Titel „Der Turm von Hanoi“ ihre Arbeit vor. „Unsere Idee war die Entwicklung einer Rechenformel zur Ermittlung der günstigsten Anzahl von Zügen beim Umsetzen des Turms“, erzählten Tabea Dittmann und Charleen Kraus. „Weil uns die Geschichte aus der Mathe-AG fasziniert hat, wollten wir herausfinden, wie lange es dauert, bis die Welt untergeht“, schilderte die Schüler ihre Motivation und die Legende vom „Turm von Hanoi“. Denn sollte es jemand schaffen, diesen 64-stöckigen Tempel nach den Spielregeln umzusetzen, sollte die Welt untergehen.
Dabei besteht der Turm aus unterschiedlich vielen Scheiben von unterschiedlicher Größe. Diese dürfen auf drei Feldern hin und her gelegt werden, sodass der Turm von Feld 1 später auf Feld 3 liegt. Bei jedem Zug darf nur eine Platte bewegt werden, größere Platten dürfen nicht auf kleineren Platten liegen. Ein Zug dauert zwei Sekunden.
Die elfjährigen Schüler entwickelten anhand ihre Überlegungen eine Rechenformel, die „2 (hoch)n minus 1“ lautet. „Man braucht eine Billionen 169 Milliarden 884 Millionen und 835 Tausend Jahre“, erklären die drei Mathekönige im Chor. Stolz zeigten sich die Referendarinnen Anika Grothaus und Anne Möller, die die Gruppe betreuten. „Die Entwicklung der Formel ist abstrakte Mathematik, dass die Schüler dies schon in der sechsten Klasse schaffen, ist schon erstaunlich“, so Anne Möller.
Und so war die Freude bei den drei Schülern groß, als verkündet wurde, dass sie den dritten Platz im Bereich der Mathematik bei „Schüler experimentieren“ gewonnen haben. Noch viel größer war die Freude bei Guido Albers, denn er belegte den ersten Platz im Bereich Technik und darf mit seiner Schneelanze und dem Tiefkühlschnee weiter nach Bochum zum Landeswettbewerb beim Stromversorger RWE reisen. Dort wird sich der Schüler mit den besten elf Siegern der Regionalwettbewerbe messen.
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Viel Zucker im Mehl ist schlecht beim Backen
Marcel Esser und Andre Cornelius hatten am Samstag sichtlich viel Spaß beim Wettbewerb „Schüler experimentieren“. Strahlend berichteten sie Interessierten und natürlich der Jury über ihre Arbeit. Die beiden 14-jährigen Schüler hatten über ihre Arbeit die Frage „Kann man mit Hefe die Qualität einer Mehlsorte bestimmen?“ gestellt.
Die Idee zu diesem Projekt hatten die Schüler bekommen, als sie im Fernsehn einen Film über eine Brauerei gesehen hatten und starteten ihre Recherche. Dafür bauten sie auch eine kleine Apparatur zusammen. Bei ihren Versuchen stellten sie jedoch fest, dass man eigentlich nur beim Roggenmehl durch diesen Versuch die Qualität feststellen kann, da Roggen bereits bei viel Regen an der Ähre zu keimen beginnt und so schon zu viel Stärke in Zucker umgewandelt wurde – eine schlechte Eigenschaft beim Backen. „Das bedeutet, wenn man ein solches Mehl verwendet, dass der Teich viel zu stark aufgeht und so große Luftlöcher entstehen“, so die beiden Schüler.
Um den Gehalt zu messen, geben die Schüler Mehl in einen Erlenmeyerkolben und noch etwas Hefe und Wasser hinzu. Dann wird mit Hilfe eines „Rührfisches“ der Inhalt vermixt. Das Gefäß wird abgedichtet und ein Schlauch führt in eine anderes Glas mit Wasser. Dort steigen Blasen auf, die bei Gärungsprozessen mit Hefe entstehen. Je mehr Blasen entstehen, desto höher ist bereits der Zuckergehalt und die Mehlqualität ist schlechter.
So weißt Roggen, der während der Erntezeit durch den Regen feucht geworden ist, sehr schlechte Backeigenschaften auf. Der Fachmann nennt diesen Roggen Auswuchsroggen, da das Wasser dafür gesorgt hat, dass das Korn am Halm schon auskeimt, also schon Stärke in Zucker durch Enzyme umgewandelt wurde. Damit wird ein Schritt beim Backen vorweg genommen
Die Methode zur Feststellung ist „eher ungeeignet, da man die optimalen Bedingung für die Enzyme und Hefe treffen muss“, so müsste die Flüssigkeit beispielsweise gesäuert werden.
Klaviermusik statt "Heavy Metal"
Klaviermusik statt „Heavy Metal“ – so lautete das Forschungsergebnis von Regina Marksteder und Marius Wolter, beide 19 Jahre alt und Schüler der Stufe 13. Unter dem Titel „Wie und in welchem Ausmaßen beeinflusst Lärm die Lernfähigkeit von Schülern“ forschten sie im Unterricht in Klassen am Gymnasium Warstein.
In den einzelnen Klassen der Unterstufe wurden Konzentrationstests mit und ohne Lärm durchgeführt. Die Lärmquelle war laute Heavy Metal Musik. Dabei stellten die beiden Schüler fest, dass bei lauter lärmender Musik viele Schüler viele Fehler machten und starke Konzentrationsschwächen aufwiesen. „Man könnte höchstens leise Klaviermusik zum Lernen nehmen“, deutet Marius Wolter die Ergebnisse. So müsste die Lärmbelastung beim Lernen und im Unterricht viel mehr gesenkt werden, um gute Konzentrationsergebnisse zu erreichen.
Zwar hatten die beiden Gymnasiasten mit ihrem Projekt im Bereich der Biologie bei „Jugend forscht“ keinen ersten Platz belegt, aber viele Lehrer und Eltern stimmten den Ergebnissen zu. „Auch uns hat das Ergebnis nicht überrascht“, erklärte Regina Marksteder. Durch den Lärm werden Stresshormone wie Adrenalin im Körper ausgeschüttet und blockieren das Lernen.
Wärmespeicher der Zukunft
Der 19-jährige Schüler Manuel Tuschen aus der Stufe 13 des Warsteiner Gymansiums widmete sich beim Wettbewerb „Jugend forscht“ dem Thema: „Die Fähigkeit von Natriumacetat-Trihydrat Wärme zu speichern“.
Dabei orientierte sich der Schüler an kleinen Taschenwärmern, die die Salz-Essig-Kombination Natriumacetat-Trihydrat enthalten. Diese Kombination ist in der Lage, Wärme zu speichern. „Ziel der Arbeit war es, herauszufinden, wie viel Wärme man in einer bestimmten Menge des Salzes speichern kann“, erklärte Manuel Tuschen.
Bei Wärmezufuhr verflüssigt sich das Salz und hat damit die Wärme gespeichert. Wenn man dann durch den Knick mit einem Metalldraht oder das Hinzufügen eines Salzkristalls eine neue Kristallisation auslöst, wird das Salz fest und erwärmt sich dabei auf etwa 56 Grad.
Natriumacetat-Trihydrat könnte zu einem Wärmespeicher der Zukunft werden, meint Manuel Tuschen, doch noch wird eine zu große Menge des Stoffes benötigt, um eine kleine Menge Wärme zu speichern. Gerade einmal 142 Joule pro Gramm können gespeichert werden. „Energieversorgung ist ein Thema, das uns alle betrifft“, daher begeisterte Manuel Tuschen dieses Forschungsprojekt.
