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EinSteinchen zum 10. Mal dabei ...

Am 28.02.2019 hat im Zentrum für erneuerbare Energien Hermann Schaer in Eberswalde der Regionalwettbewerb Brandenburg Ost "Jugend forscht und Schüler experimentieren 2019" stattgefunden. Deutschlands bekanntester Nachwuchswettbewerb "Jugend forscht und Schüler experimentieren" stand in diesem Jahr unter dem Motto "Frag nicht mich. Frag Dich!".

Schon zum 10. Mal sind Kinder aus dem Zentrum für Begabungsförderung EinSteinchen am Start beim Wettkampf. Einmal wöchentlich treffen sich hier naturwissenschaftlich begeisterte Kinder ab der 4. Klassenstufe im Kurs "Schüler experimentieren". Teilnehmen am Kurs kann jedes Kind, das eine gute Forscherfrage hat und diese hier im EinSteinchen bearbeiten will und beim Wettkampf "Jugend forscht-Schüler experimentieren" teilnehmen will. Betreut werden die Kinder von Peggy Zecha, die den Kurs leitet und von Dr. Ole Müller, der die fachliche Projektberatung innehat. In diesem Jahr haben 10 Kinder eigene Projektideen im Schülerlabor im EinSteinchen erforscht.

Dazu haben sie
- sich zu einem Thema oder Fachgebiet eine Forscherfrage gestellt
- sich einen Versuchsaufbau ausgedacht und ein Modell gebaut
- eine Vermutung darüber angestellt, zu welchen Ergebnissen sie kommen könnten
- zahlreiche Versuche und Experimente durchgeführt
- Zählungen oder Messungen gemacht
- Ergebnisse notiert und ausgewertet und eine schriftliche Arbeit verfasst.

Für den Wettkampf haben die Kinder eine Wandzeitung gestaltet und sich einen Standaufbau überlegt. Außerdem haben für die Jury ihre Forschungen und Ergebnisse in einem Vortrag zusammengefasst.

Am Wettbewerbstag sind alle sehr zeitig aufgestanden (5.00 Uhr) und nach Eberswalde gestartet. Dort haben wir die einzelnen Stände aufgebaut. Im Anschluss hat sich die Jury
die Präsentation von allen Wettbewerbsteilnehmern angeschaut. Jedes Fachgebiet hatte eine eigene sachkundige Jury, die mit Juroren aus Bildung und Wirtschaft besetzt war.
In der Sparte “Schüler experimentieren“ haben alle 10 Kinder aus dem Zentrum für Begabungsförderung EinSteinchen mit hervorragenden Ergebnissen teilgenommen und sind deshalb zusätzlich mit verschiedenen Sonderpreisen ausgezeichnet worden.

Entwicklung einer Schallschutzmatte für Türen

Amelie Ludwig (9) & Pauline Pohland (9)

Sonderpreis "Schüler experimentieren" Fachgebiet Arbeitswelt

Im EinSteinchen müssen fast alle Räume als Fluchtwege genutzt werden. Sie sind deshalb Durchgangszimmer, die durch leichte Türen miteinander verbunden sind. Deshalb hört man jedes Wort im Nachtbarraum und das stört oft sehr. Wir entwickelten eine Schallschutzmatte, um Geräuschübertragungen zwischen den Räumen zu verringern. Mit der Matte, die man wie einen Vorhang an jede Tür anbringen kann, sollen Störungen verhindert werden. Das ist besonders wichtig, wenn Kinder zum Überlegen Ruhe brauchen, laut diskutieren oder schlafen sollen. Auch für die Mitarbeiter ist es wichtig, dass der hohe Schallpegel in der Kindereinrichtung sie nicht krank macht. Für unsere Versuche verwendeten wir Papier und Pappe. Der Vorhang wurde aus Upcycling Materialien hergestellt. Mit unserem Versuchsaufbau, der aus zwei kleinen Holzkammern bestand und eine Türöffnung hatte, die man abdecken konnte, testeten wir verschiedene Materialien auf ihre schalldämmenden Eigenschaften und werteten diese aus. Anschließend entschieden wir, welche Materialien wir für die Herstellung des Vorhanges nutzen wollen und fertigten ihn für den Einsatz im EinSteinchen an.

Der Einfluss von Gewichten auf die Laufleistung eines salzwasserangetriebenen Monstertrucks

Jakob Schöfisch (11)

Sonderpreis "plusMINT für interdisziplinäre Projekte" Fachgebiet Technik

Ich habe einen Bausatz für einen salzwasserangetriebenen Monstertruck geschenkt bekommen. Deshalb kam ich auf die Idee zu erforschen, welchen Einfluss Gewichte, die an den Truck angebracht sind, auf die Laufzeit und -strecke haben. Ich vermute, dass bei schwerer werdendem Truck die Rundenzahlen geringer ausfallen und die Laufzeit kürzer wird. Ich vermute auch, dass die Lage des angebrachten Gewichtes Einfluss auf die Leistung hat. Für mein Experiment habe ich einen Versuchsaufbau aus einem Holzlaufrad mit Spur und einem Rundenzähler mit Lichtschranke gebaut. Für den Truck habe ich einen Karosserieaufsatz aus Holz gebaut, der jeweils eine Lastenfläche am Heck, auf der Motorhaube und dem Dach hat. Ich bestückte meinen Truck pro Experiment mit dem Gewicht auf je einer Lastenfläche und ließ den Truck mit der vorgeschriebenen Menge Salzlösung solange fahren, bis diese verbraucht war und er stehen blieb. Ich ermittelte die verstrichene Zeit und die Rundenanzahl als Maß für die Laufleistung.

Optimierung des Chlorgehaltes von Poolwasser mit einem hautfreundlicheren pH-Wert

Kaja Hartmann (11)

Sonderpreis "Schüler experimentieren" Fachgebiet Chemie

Poolchemikalien-Hersteller empfehlen zur Hemmung von Algen- und Bakterienwachstum eine auf einen pH-Wert von 7,2 abgestimmte Chlormenge. Ich möchte eine optimale Chlormenge für einen hautfreundlicheren pH-Wert von 6,8 finden. Dazu erforsche ich die Algenentwicklung in Wasser (pH = 6,8) bei verschiedenen Chlorkonzentrationen. Ich gehe davon aus, dass mit steigender Konzentration die Algenzahl sinkt. Ich nutze die Algenart Chlorella kessleri aus der Algenfarm des Einsteinchens. Das Wasser dort hat einen pH-Wert von 6,8. Ich benutze 18 große Reagenzgläser, 3 davon befülle ich nur mit Algenwasser. Den Rest fülle ich jeweils in Dreiergruppen mit Algenwasser und einer Chlorlösung, die in 5 Stufen in der Konzentration ansteigt. Zu Versuchsbeginn zähle ich in einer Blutzählkammer die einzelnen Algen unter dem Mikroskop aus den ersten 3 Reagenzgläsern und untersuche die Probe photometrisch. Das Verfahren wende ich nach 4 Tagen bei allen Proben an. Ich führe meinen Versuch zweimal durch.

Die evolutionäre Kälteanpassung von Corbicula fluminea

Johanna Schöfisch (14)

Preis Jahres-Abo "Natur" Fachgebiet Biologie

In meiner Arbeit habe ich die Kälteresistenz von Corbicula fluminea (Grobgerippte Körbchenmuschel) untersucht. Diese Art stammt ursprünglich aus Asien und wurde in Europa eingeschleppt. Früheren Forschungsarbeiten zufolge, überlebt diese Art nur Temperaturen bis 5 Grad Celsius. Aufgrund dieser Ergebnisse dürften sie den Winter in den meisten Flüssen Deutschlands nicht überleben. Ich erwarte, dass meine gesammelten Vertreter aus der Oder, entgegen früheren Forschungsergebnissen Wintertemperaturen am Nullpunkt (2 Grad Celsius bis 0 Grad Celsius) überleben, da es im Raum Frankfurt (Oder) sonst aufgrund von temperaturbedingtem Massensterben keine Massenentwicklung dieser Muscheln geben dürfte. Für mein Experiment habe ich Muscheln dieser Spezies aus der Oder gesammelt, diese anschließend in einem Kühlschrank an den Nullpunkt heran gekühlt und die Überlebensrate ermittelt. Grundsätzlich habe ich die Kälteresistenz dieser Muschelart bei typischen deutschen Winterwassertemperaturen erforscht.

Einsatz einer Filterboje in Kleingewässern

Max Pohland (11)

Sonderpreis "Schüler experimentieren" Fachgebiet Technik

Ein Nährstoffüberschuss, der durch die Düngung der Felder über das Regenwasser in die Gewässer gespült wurde und die hohen Temperaturen im Sommer führten dazu, dass sich Grünalgen und Blaualgen übermäßig vermehrten. Wegen möglicher giftiger Blaualgen waren viele Gewässer für das Baden gesperrt. Ich überlegte, wie man die Algenzahl in Kleingewässern mit Hilfe von verschiedenen Filterstoffen und -materialien vermindern kann, wenn es nicht gelingt, die eigentliche Ursache (zu hohe Nährstoffbelastung) zu beheben. Dazu habe ich aus Styropor eine Filterboje gebaut. Sie besteht aus einer Wasserpumpe, einer Solarzelle, einem Grobfilter aus Hanfflies sowie aus zwei Filtersieben mit Aktivkohle. Im Filter bleiben die Algen und andere Feststoffe hängen. Das Wasser ist nach dem Filtern gereinigt. Die Funktion der Boje überprüfte ich im 8h-Betrieb in einem Testwasserbecken, dass ich mit Wasser und einer Algenlösung aus der Algenfarm des EinSteinchens befüllte. Ich zählte die Algen in einer Blutzählkammer vor dem Start und nach der Beendigung des Experimentes.

Bioplastik aus der Mikroalge Chlorella kessleri

Lilli Zecha (14)

Preisträgerin "Umwelttechnik -Preis 2019" Fachgebiet Technik

Kunststoffmüll stellt eine starke Umweltbelastung dar. Deshalb müssen biologisch abbaubare Plastiksorten gefunden werden. In den letzten Jahren habe ich die Algenart Chlorella kessleri untersucht. Die Algen lassen sich gut in einfachen Bioreaktoren vermehren. Bei der Fotosynthese binden sie Kohlenstoffdioxid und stellen daraus organische Stoffe her. Die Algen könnte man deshalb als nachwachsenden Rohstoff bezeichnen. Mich hat interessiert, ob man aus solchen Algen auch Kunststoffe herstellen kann. Meine Recherchen ergaben, dass sich Mikroalgen aufgrund ihres Eiweißgehaltes von über 50% zur Herstellung von Plastik eignen. Mein Ziel war es, selbst gezüchtete und getrocknete Algen unter hohem Druck und Temperatur zu Bioplastik zu pressen. Ich hoffte, dass es mir gelingt ein kleines Formstück Bioplastik herzustellen. Ich ließ Chlorella-kessleri-Algen in einem Wasserbecken wachsen. Mittels einer Filter-Nutsche erntete ich die Algen. Dann trocknete und zermalte ich sie zu Pulver. Damit befüllte ich eine eigens für den Versuch hergestellte Eisenform samt Gegenstück. Vor der Befüllung erhitzte ich diese und presste sie unter hohem Druck zusammen. Anschließend ließ ich meine Formstücke abkühlen.

Konstruktion eines Hitzeschildes für große Fensterfronten

Klara Guzenda (10) & Chiara Freyer (10)

Sonderpreis der Gesellschaft für zerstörungsfreie Materialforschung Fachgebiet Arbeitswelt

Der letzte Sommer war lange sehr heiß. Im Schülerlabor stieg die Temperatur auf oft unerträgliche 30 Grad Celsius an. Wir konstruierten deshalb einen Hitzeschild für unbeschattete Fensterfronten. Uns war wichtig, dass es in den Räumen taghell bleibt und keine zusätzliche Lichtquelle Energie verbraucht. Der Hitzeschild soll so konstruiert sein, dass es individuell den bestehenden Temperaturbedingungen angepasst werden kann. Wir verwendeten Upcycling Materialien, wie beispielsweise Luftpolsterfolien. Wir gehen davon aus, dass sich die Temperatur in einem Raum mit unserem Hitzeschild sich nicht mehr so stark erwärmt. Um die optimalen Materialien für den Hitzeschild zu finden, bauten wir ein Raummodell aus Holz mit einer Glasfensterfront, einer Wärmelampe und einer Messstation für die Raumtemperatur. Wir testeten 3 verschiedene Arten von Luftpolsterfolien unter immer gleichen Rahmenbedingungen. Wir werteten die Ergebnisse aus und nutzten den Testsieger zur Konstruktion eines Hitzeschildes für den Einsatz im Schülerlabor des EinSteinchens.

Die Auswirkungen von Kaffeesatz auf Regenwürmer

Matti Schmalz (9)

Sonderpreis "Schüler experimentieren" Fachgebiet Biologie Jahres ABO Geolino

Regenwürmer sollen für Auflockerung im Boden sorgen. Die Pflanzen düngen wir mit Kaffeesatz und meist landen auch die alten Filtertüten auf dem Kompost, in dem Regenwürmer leben. Deshalb stellte ich mir die Frage, ob das restliche Koffein aus dem Kaffeesatz die Regenwürmer beeinflusst. Ich wollte wissen, ob die Würmer durch das Koffein zu mehr Aktivität angeregt werden und wie sich das Koffein auf ihre Entwicklung auswirkt. Ich ging davon aus, dass die Würmer länger aktiv sind, schneller den Boden durchbuddeln und dass sich Koffein negativ auf ihre Entwicklung auswirkt. Mein Versuchsaufbau bestand aus 7 Glaszylindern, die ich mit feuchter und humusreicher Erde befüllte. Mit vier dünnen Grenzschichten aus Sand unterteilte ich die Zylinder. In 3 Zylinder gab ich zusätzlich Kaffeesatz und in einen gab ich Espresso. Jeder Zylinder wurde mit der gleichen Menge Biomasse (Regenwürmer) bestückt. Ich beobachtete und protokollierte die Aktivität der Regenwürmer anhand der durchbrochenen Sandschichten. Ich wog zum Anfang und am Ende des Versuches die Würmer.

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