Jugend forscht / Schüler experimentieren

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Trotz der zahlreichen pandemiebedingten Einschränkungen arbeiteten die Jungforscher seit Schuljahresbeginn oder sogar schon länger mit viel Kreativität und Durchhaltevermögen auf die Regionalrunde von „Jugend forscht / Schüler experimentieren“ hin. Dieses Jahr fand der Wettbewerb nur virtuell unter dem Dach der Audi AG in Ingolstadt statt, während die Schüler von zu Hause aus einer fachkundigen Jury ihre Projekte vorstellten. Unter den insgesamt 44 präsentierten Forschungsarbeiten war das Schyren-Gymnasium mit vier Biologie-, einem Chemie- und fünf Physikprojekten vertreten. Alle vom SGP vorgestellten Projekte wurden mit mindestens einem Preis ausgezeichnet, worauf die Betreuer Elke Leppelsack (Biologie- und Chemieprojekte), Andreas Kelbel (Physikprojekte) und Bernhard Laux (W-Seminar) sehr stolz sind. Auch der Betreuerpreis ging in diesem Jahr an das SGP: Andreas Kelbel wurde zu dem Workshop „Digitalisierung, Schule und außerschulische Lernorte“ eingeladen.

Armin Höcherl

Haushaltsmittel Essigsäure – auch ein Herbizid?

Biologie – Schüler experimentieren: 1. Preis

Foto: privat

Ab dem 15.12.2022 wird Glyphosat als Unkrautvernichtungsmittel in Deutschland verboten sein. Für eine Ertragssteigerung setzen viele Landwirte jedoch immer noch Mittel gegen ungewollte Beikräuter ein. Armin Höcherl hat sich daher in seinem Projekt die Frage gestellt, ob Essigsäure eine naturfreundliche Alternative zu Glyphosat darstellt und sich als Herbizid eignet. Das Pflanzenwachstum wurde mit einer Zeitrafferkamera aufgenommen, die Einzelbilder wurden für die aufwändige Auswertung verwendet.  In mehreren Versuchsreihen mit Gras und Kresse als Versuchspflanzen mit unterschiedlichen Essigsäure-Konzentrationen konnte der junge Forscher zeigen, dass das Wachstum der Versuchspflanzen durch den Einsatz von Essigsäure ab einer bestimmten Konzentration gestoppt wird und die Pflanzen sogar vernichtet werden. Armin weist ausdrücklich darauf hin, dass man bei der Vernichtung von unliebsamen Beikräutern immer auf natur- und insektenschonende Mittel zurückgreifen soll und man dafür eine nicht so schnell eintretende Wirkung des Herbizids in Kauf nehmen sollte.

Susanne Gürtner und Anna-Sophie Mayer

Öl – schöner Schimmer mit bösen Folgen?

Biologie – Schüler experimentieren: 2. Preis

Foto: privat

Die beiden Schülerinnen beschäftigen sich inzwischen schon seit vier Jahren mit den Auswirkungen von umweltschädlichen Substanzen auf die Umwelt, die von uns Menschen verursacht werden. Bei achtlos weggeworfenen Zigarettenkippen und dem im Winter auf Straßen und Wege ausgebrachten Streusalz haben sie bereits negative Wirkungen auf das Pflanzenwachstum und auf einzelne Pflanzenzellen zeigen können. Bei ihrem diesjährigen Projekt konnten sie wieder auf beeindruckende Weise aufzeigen, dass Motorölreste, die auf Straßen und damit in die Umwelt gelangen sowie auch Sonnencremereste, die beim Baden in Gewässer gelangen, deutlich negative Auswirkungen auf die Keimungsfähigkeit, das Wurzelwachstum und insgesamt auf das Pflanzenwachstum haben. So führt beispielsweise eine verkleinerte Blattfläche zu einer verminderten Photosynthese-Leistung der Pflanzen.

Tom Hiss und Julius Macchi

Immer noch fit trotz Maske?

Biologie – Schüler experimentieren: Sonderpreis für die Beste Teamarbeit

Foto: privat

Masken sind aus dem alltäglichen Leben der Schüler nicht mehr wegzudenken. Auch im Schulsport müssen sie getragen werden. Tom und Julius haben sich daher die Frage gestellt, ob der Körper und damit auch die Leistungsfähigkeit durch das Tragen einer Maske während des Sportunterrichts eingeschränkt wird. Als Testpersonen traten die beiden Jungs selber, fünf weitere Mitschüler sowie auch Familienmitglieder an. Für die Tests wurden verschiedene Maskentypen verwendet. Gemessen wurde bei allen Teilnehmern die Pulsfrequenz, die Atemfrequenz sowie die Sauerstoffsättigung jeweils vor und nach einem 800m-Lauf. Tom und Julius konnten herausfinden, dass es nach dem Laufen mit einer Maske zu einem größeren Anstieg der Atemfrequenz und zu einem stärkeren Abfallen der Sauerstoffsättigung kam als bei einem Lauf ohne Maske. Dennoch erklären Tom und Julius, dass sie auch weiterhin lieber Sport mit Maske betreiben wollen, als auf Sport verzichten zu müssen.

Nikolaus Weiland

Hausmittel im Test – Ist Kaffeesatz ein sinnvoller Dünger?

Biologie – Jugend forscht: 2. Preis und Sonderpreis GEO Jahresabonnement

Foto: privat

Der Trend hin zu mehr Nachhaltigkeit und besserer Nutzung von Ressourcen entwickelt sich in unserer Gesellschaft zunehmend. Nikolaus hat sich überlegt, die Auswirkung von Kaffeesatz, der in den Privathaushalten in großen Mengen anfällt, auf das Wachstum von Nutzpflanzen wie Kresse, Tomaten und Bohnen zu untersuchen. Nach vielfältigen Experimenten mit unterschiedlichen Konzentrationen von Kaffeesatz musste Nikolaus feststellen, dass sich die Sprossachse und die Nebenwurzeln ohne Zugabe von Kaffeesatz besser entwickeln als mit Kaffeesatz. Bei der Länge der Hauptwurzel und der Keimungsfähigkeit waren im Vergleich zur Kontrollgruppe kaum Unterschiede festzustellen. Möglicherweise muss bei der Düngung mit Kaffeesatz auch auf den Zeitpunkt der Zugabe, die Konzentration von Kaffeesatz sowie die Zugabe von basischen und kaliumreichen Stoffen mehr geachtet werden.

Mairin Rau und Leoni Leichtl

Unser umweltfreundliches „DO-IT-YOURSELF Haargel“

Chemie – Schüler experimentieren: 1. Preis und Sonderpreis für die Pfiffigste Arbeit

Foto: privat

Die Unzufriedenheit ihrer Brüder mit der Qualität von gekauften Haargelen veranlasste die beiden Forscherinnen Mairin und Leoni dazu, ein eigenes Haargel herzustellen. Es sollte einen angenehmen Duft und eine lang andauernde Wirkung besitzen und vor allem aus nachhaltigen Inhaltsstoffen bestehen. Zunächst wurde eine aufwändige Umfrage zu Haargels unter allen Schülern und Lehrern des Gymnasiums durchgeführt, um sich bei der Herstellung des eigenen Haargels an den Wünschen der Befragten zu orientieren. Für das neue Haargel wurden nur die nötigen Inhaltsstoffe und vor allem natürliche Zutaten verwendet. Es hat einige Versuchsansätze gebraucht, bis Leoni und Mairin das richtige Mischverhältnis und die geeignete Methode des Zusammenrührens für die Herstellung des idealen umweltfreundlichen Haargels gefunden haben. Dieses Haargel wurde inzwischen bereits von den Brüdern und auch von einer professionellen Friseurin als sehr geeignet befunden. 

Luke Schröder

LEGO Brücken – welche Brückenart ist am belastbarsten?

Physik – Schüler experimentieren: 2. Preis

Foto: privat

Bereits im letzten Jahr testete Luke die Belastbarkeit verschiedener selbst konstruierter Legobrücken und bekam dafür einen ersten Preis im Regionalwettbewerb. Die Zeit der Schulschließung im Frühjahr 2020 nutzte er, um an diesem Projekt weiterzuarbeiten. Er dachte sich weitere Brückenmodelle aus und belastete seine Balken-, Bogen- und Hängebrücken stufenweise mit immer mehr Gewichten. Mit großer Akribie wiederholte er die Messungen mehrfach und notiert jeweils, wie stark sich jede Brücke durchbog, bei welcher Belastung sie knackte und wann sie schließlich einstürzte. Dabei stellte er deutliche Unterschiede zwischen den Brückentypen fest. So wiesen die Hängebrücken die größte Tragkraft auf, vor den Bogen- und Balkenbrücken. 

Luke Schröder

Erdbeben – welchen Einfluss hat die Bodenart auf die Stabilität eines Gebäudes

Physik – Schüler experimentieren: 1. Preis und Sonderpreis für das beste Projektvideo

Foto: privat

Für dieses Projekt baute Luke zunächst einen Erdbebensimulator aus Lego-Technik-Material. Darauf setzte er bei seinen Versuchsreihen ein immer nach dem gleichen Bauplan erstelltes Haus aus Holzklötzen. Das Fundament des Hauses, eine eigens aus Beton gegossene Bodenplatte, war in den Versuchen abwechselnd auf Splitt, Sand, Erde oder Kies gegründet. Mit Hilfe des standardisierten Erbebens brachte er sein Modellhaus auf jeder Bodenart mehrfach zum Einsturz, wobei die Beschädigungen an dem Gebäude unterschiedlich schnell eintraten. Dies veranlasste den Jungforscher zur Entwicklung einer eigenen Erdbebenskala, um die Tauglichkeit der Untergründe vergleichen zu können. Als beste Bodenart für erdbebengefährdete Gebäude stellte sich Splitt heraus, während Sand am schlechtesten abschnitt. 

Tobias Keßler

Natürliche Materialien als Alternative für herkömmliche Dämmstoffe

Physik – Schüler experimentieren: 2. Preis und Sonderpreis Nachwachsende Rohstoffe

Foto: privat

Durch die Kombination zweier Beobachtungen aus seiner Nachbarschaft kam Tobias auf seine Idee: Einerseits müssen bei einem Hausbau viele Dämmmaterialien herangeschafft werden, andererseits fällt in privaten und öffentlichen Gärten eine große Menge an Rasenschnitt an, der häufig zur Kompostierung abtransportiert wird. Würde man getrocknetes Gras als Dämmstoff verwenden, könnte man auf die unter hohem Energieaufwand hergestellten Materialien wie Styropor und Steinwolle verzichten und zusätzlich Transportkosten sparen. Zunächst trocknete und presste Tobias den selbst geernteten Rasenschnitt, um dessen Dämmverhalten anschließend ausführlich zu untersuchen. Mit zwei verschiedenen Messmethoden konnte er nachweisen, dass getrocknetes Gras durchaus mit den herkömmlichen Dämmstoffen mithalten kann und somit für die Dämmung eines Hauses geeignet ist. 

Marlene Thomas und Annabelle Hermann

Belastbarkeit von Haargummis

Physik – Schüler experimentieren: Sonderpreis bild der wissenschaft Jahresabonnement

Foto: privat

Dem alltäglichen und immer wieder ärgerlichen Problem, dass ein Haargummi reißt, gingen Marlene und Annabelle auf den Grund. Sie testeten verschiedene Ausführungen von Haargummis, indem sie sie als Aufhängeschlaufe für Gewichte einsetzten. Dabei gingen die Jungforscherinnen schrittweise vor und notierten bei jeder zusätzlichen Belastung auch die Ausdehnung des Haargummis, bis dieser irgendwann riss. Sie stellen große Unterschiede im Ausdehnungsverhalten und in der maximalen Belastbarkeit fest. Der Spiralhaargummi aus Kunststoff dehnte sich schon bei geringer Belastung stark aus und ging sehr bald an seiner Schweißnaht kaputt. Dagegen gab der stärkste Stoff-Haargummi, der zusammengewebt war, erst bei einer angehängten Masse von 55kg nach und dehnte sich bis dahin nur geringfügig aus. 

Paul Ergott

Handball – Wurfoptimierung des Außenspielers

Physik – Jugend forscht: Sonderpreis für das beste Projektvideo

Foto: privat

Im W-Seminar „Sport und Mathematik“ beschäftigte sich Paul mit der Wurfoptimierung des Außenspielers im Handball. Mit Hilfe von Videoanalysen untersuchte er die Flugbahn des Spielers abhängig vom Absprungwinkel und der Absprunggeschwindigkeit. Darauf aufbauend stellte er fest, bei welcher Sprungvariation ein Schütze besser auf die kurze oder lange Ecke zielt oder versucht, den Ball über den Torwart zu lupfen. 

Text: Elke Leppelsack, Andreas Kelbel

Elf Jungforscher des SGP zu Gast beim Regionalwettbewerb „Jugend forscht / Schüler experimentieren“ München-Nord am Flughafen

Bereits zum 55. Mal findet in diesem Jahr der Regionalwettbewerb „Jugend forscht / Schüler experimentieren“ statt. Das Motto des deutschlandweit bekanntesten Nachwuchswettbewerbs lautet in diesem Jahr „Schaffst Du!“. Für elf Schülerinnen und Schüler vom Schyren-Gymnasium hieß es, ihre mit viel Kreativität und Energie vorbereiteten Projekte am Flughafen München den fachkundigen Juroren zu präsentieren. Aus den sieben möglichen Fachgebieten wurden drei Projekte im Fachgebiet Biologie, ein Projekt in Chemie und zwei Projekte in der Physik vorgestellt. Die Juroren waren von allen Projekten des SGP so überzeugt, dass jedes Projekt mit einer Auszeichnung nach Hause fahren konnte. Zusätzlich wurde das Schyren-Gymnasium mit dem 'Jugend-forscht'-Schulpreis 2020 ausgezeichnet, Frau Leppelsack wurde der Betreuerpreis „Sonderpreis für engagierte Talentförderer“ überreicht.

Im Fachgebiet Biologie überzeugten Susanne Gürtner und Anna-Sophia Mayer (beide 8B) mit ihrem Projekt „Zu viel Salz in der ´Suppe` – Untersuchungen an der Pflanzenzelle“. Die beiden Schülerinnen arbeiten bereits im zweiten Jahr an der Problematik, dass sich das Streuen von Auftausalz negativ auf das Wachstum der Pflanzen am Straßenrand auswirkt. Sie konnten mit ihren Ergebnissen eindeutig nachweisen, dass die Pflanzenzelle bei einer Erhöhung der Salzkonzentration im umgebenden Milieu Schaden nehmen. Die Juroren zeigten sich beeindruckt von den vielfältigen Experimenten und der souveränen Präsentation der Ergebnisse und zeichneten das Projekt mit dem ersten Preis in der Sparte „Schüler experimentieren“ aus. Damit haben sich Susanne und Anna-Sophia für den Landeswettbewerb qualifiziert, der Anfang April an der Universität Regensburg stattfinden wird.

Jasmin Bär (7A) und Emma Leo (7D) untersuchten in ihrem Projekt „Wasserpest im Discolicht“, wie die Lichtfarbe die Fotosynthese-Aktivität bei Pflanzen beeinflusst. Mit der Wasserpest als Versuchspflanze konnten sie zeigen, dass die Fotosyntheseaktivität bei blauem und rotem Licht messbar höher ist als bei gelbem und grünem Licht. Die Projektidee und die Ausführungen der beiden Jungforscherinnen wurde mit dem zweiten Preis belohnt.

In der Sparte „Jugend forscht“ für Teilnehmer ab 15 Jahren traten Hannah Kotissek und Cameron Schulz (beide 10C) mit ihrem Projekt „CO2 deckt auf“ an. Mit Hilfe von Sensoren, die den CO2-Gehalt der Luft messen können,  ermittelten sie den CO2-Ausstoß verschiedener Bodenarten. Ihre aufwändigen Untersuchungen brachten interessante Erkenntnisse hinsichtlich eines Zusammenhangs von Bodenbearbeitung und Freisetzung des klimaschädlichen Gases CO2. Dieses Projekt wurde von den Juroren bei starker Konkurrenz der anderen Jugend forscht-Projekte im Fachbereich Biologie mit einem Sonderpreis ausgezeichnet. Hannah und Cameron erhielten eine Jahresmitgliedschaft
mit zwei Kursgutscheinen bei MakerSpace, einer Hightech-Werkstatt in Garching, in der sie ihre Ideen für neue Projekte realisieren können.

Im Fachgebiet Chemie forschten Mairin Rau und Leoni Leichtl (beide 7B) am Reifegas Ethylen. Dabei untersuchten sie die Auswirkung des Gases auf Früchte, indem sie Äpfel und Bananen über mehrere Wochen mit
unterschiedlichen Konzentrationen des Gases bedampften und mit unbegasten Früchten verglichen. Dabei fanden Leoni und Mairin heraus, dass die künstliche Begasung einen negativen Einfluss auf das Fruchtaroma sowie den Geschmack der Früchte hat. Die Schülerinnen der 7. Jahrgangsstufe erhielten für ihr Projekt im Bereich „Schüler experimentieren“ den zweiten Preis, sowie einen Sonderpreis.

Das Projekt von Nina Bartsch und Johanna Rausendorf (beide 6B) war eine Zerreißprobe für Kaugummis, mit der sie einen dritten Preis im Fachgebiet Physik erreichten. Mit ihrem Versuchsaufbau untersuchten sie
das Verhalten verschiedener Kaugummisorten bei der Belastung mit unterschiedlichen Gewichten. Den Schülerinnen gelang es, den am schnellsten reißenden Kaugummi unter den betrachteten Kaugummisorten auszumachen, während die maximale Ausdehnung der Kaugummis stark von dem angehängten Gewicht abhing.

Ebenfalls mit Gewichten hantierte Luke Schröder (5B) in seinem Projekt „Belastbarkeit von LEGO Brücken“. Er konstruierte vier Varianten einer Brücke mit gleicher Spannweite und einer ähnlichen Anzahl von Legosteinen und testete systematisch ihre Tragfähigkeit bis zur Belastungsgrenze. Diese lag bei der stablisten Bauform bei über 14 kg! Die Arbeit sowie die Präsentation der Ergebnisse honorierte die Jury mit einem ersten Preis im Fachbereich Physik. Luke
hat sich damit ebenfalls für die Teilnahme am Landeswettbewerb ´Schüler experimentieren` in Regensburg qualifiziert.

Text und Fotos: Birgit Dimmelmeier, Andreas Kelbel und Elke Leppelsack