Projektvorstellung schüler experimentieren

Altersgruppe: 4. Klasse bis 14 Jahre

schüler experimentieren – die Juniorsparte des Wettbewerbs jugend forscht. Teilnehmen können Schüler*innen bis max. 14 Jahre, bei Gruppenprojekten ist das Alter der*s ältesten Teilnehmenden für die Eingruppierung in die jeweilige Alterssparte ausschlaggebend. Es gibt kein Bundesfinale, die Runde endet i.d.R. mit dem Landeswettbewerb, für den sich alle Regionalsieger*innen qualifizieren. Herausragende Projekte können von der Jury des Regionalwettbewerbs im Ausnahmefall in die Sparte jugend forscht hochgestuft werden. Voraussetzung ist, dass es sich spartenübergreifend um das beste Projekt eines Fachgebiets handelt. Das Projekt wird anschließend mit dem Regionalsieg in der Sparte jugend forscht ausgezeichnet.

Besser lernen im grünen Klassenzimmer?

Tom Sprinz (14), Thomas Hergetz (14), Vit Werner (13)
Ludwig-Frank-Gymnasium, Mannheim

Unser Klassenzimmer liegt an einer vielbefahrenen Hauptstraße und ist dementsprechend laut. Man kann es auch beim besten Willen nicht als schön bezeichnen. Wir sind daher nicht glücklich mit dem Raum und haben überlegt, wie wir ihn verschönern könnten. Eine Idee war, Zimmerpflanzen aufzustellen. Recherchen haben ergeben, dass Pflanzen im Raum nicht nur schön aussehen, sondern auch weitere Vorteile haben: Sie sollen die Leistungs- und Konzentrationsfähigkeit steigern, die Luftqualität verbessern und schalldämpfend wirken. So kamen wir auf die Idee für unser Projekt: Wir haben Pflanzen angeschafft und in zwei Klassen Leistungs- und Konzentrationstest mit und ohne Pflanzen durchgeführt. Außerdem haben wir deren schalldämpfende Wirkung und ihre Auswirkung auf den CO2-Gehalt der Luft untersucht. Um eine pflegeleichte, unempfindliche Begrünung zu ermöglichen, haben wir sogenannte „lebende Bilder“ gebaut. Alle unsere bisherigen Ergebnisse bestätigen die positiven Auswirkungen der Begrünung.

CO2-Messung – Was bringt Lüften?

Justus Lutzke (13), Nils Beck (13), Elias Schneider (13)
Max-Born-Gymnasium, Neckargemünd

Wir testen die verschiedenen CO2-Werte bei unterschiedlichen Begebenheiten (wie Lüften, mit geschlossenen Fenstern, unterschiedlichen Räumen, Variation der Schüler*innenanzahl). Die testen wir mit einem selbst gebauten CO2-Messgerät / CO2-Ampel und einem Vergleichsmessgerät, das uns die Schule zur Verfügung gestellt hat. Die Ergebnisse vergleichen wir in einem Diagramm und analysieren die verschiedenen Auswirkungen auf die CO2-Werte.

Welche Getränke schaden unseren Zähnen?

Nefes Sahin (11), Emilia Mury (12), Jan Hofherr (11)
Ludwig-Frank-Gymnasium, Mannheim

--- 1. Platz ---

Es wird immer gesagt, dass man nicht so viel Cola oder Limonade trinken sollte, weil diese Getränke angeblich den Zähnen schaden würden. Auch vor Fruchtsäften, z. B. vor Apfelsaft, wird oft gewarnt. Wir wollten mit unserem jugend-forscht-Projekt herausfinden, ob das wirklich stimmt. Wir haben verschiedene Getränke ausgesucht (Cola, Sprite, Apfelsaft, Milch, Essig und Wasser als Kontrolle) und haben deren pH-Werte gemessen. Die farbigen Getränke haben wir dazu mit Aktivkohle entfärbt. Dann haben wir als Modellsubstanz Eierschalen genommen und untersucht, wie stark ihre Masse abnimmt, wenn man sie einige Zeit lang in den Getränken einweicht. Anschließend haben wir dann echte Zähne untersucht. Diese haben wir aus dem OP der Zahnklinik Heidelberg bekommen. Wir haben ihre Oberfläche unter dem Binokular betrachtet. Dann haben wir sie erneut in unsere Getränke eingelegt und geschaut, wie ihre Oberfläche und ihre Masse sich verändern. Essig und Cola scheinen den Zähnen am meisten zu schaden.

Pulswellenmesser für Hunde

Jakob Koch (14), Linus Stauber (13)
Max-Born-Gymnasium, Neckargemünd

Wir haben bei zwei Hunden unterschiedlicher Rasse bei unterschiedlichen Tätigkeiten (z. B. Rennen, Ruhezustand oder geistige Forderung) den Puls mittels eines Reflexionspulswellenmessers von Suunto über mehrere Wochen gemessen und dies schriftlich festgehalten.

Schnecken fort ohne Mord

Simon Helas (13), Konstantin Leger (13), Julius Pickford (12)
Geschwister-Scholl-Gymnasium, Mannheim

Ist es nicht nervig, immer wieder zerfressene Pflanzen im Garten zu haben? Wir haben uns der Herausforderung gestellt, wie man Schnecken von den Pflanzen möglichst natürlich fernhalten kann, ohne sie zu verletzen. Hierzu sammeln wir zunächst aus unserem Umfeld verschiedene Schnecken, bestimmen und vermessen sie. Damit wir die Schnecken unterscheiden können, schreiben wir ihnen Nummern auf das Haus. Um herauszufinden, was Schnecken besonders gerne fressen (mögen sie lieber Tomaten, Gurken, Früchte oder doch lieber Salat oder Kohl?), führen wir verschiedene Experimente zum Fressverhalten durch. Außerdem entwickeln wir einen Versuchsaufbau zur Schneckenabwehr, mit dessen Hilfe wir verschiedene Barrieren einsetzen und testen. Wir erhalten sehr unterschiedliche Ergebnisse. Als effektivste Barriere erweist sich der Wassergraben.

Ist ein Bienenwachstuch wirklich besser fürs Pausenbrot?

Maximilian Christ (11), Enno Onken (12)
Johann-Sebastian-Bach-Gymnasium, Mannheim

Wir wollten uns ein Bienenwachstuch näher anzuschauen, da man es für das Pausenbrot statt einer Frischhaltebox aus Plastik benutzen könnte. Wir wollten herausfinden, ob das Wachstuch oder die Fischhaltebox hygienischer ist und was das Pausenbrot frischer hält. Um die Hygiene der Frischhaltebox mit dem Wachstuch vergleichen zu können, nahmen wir Oberflächenabstriche von beiden und ließen diese in Petrischalen wachsen. Außerdem wollten wir die Lagereigenschaften der Frischhaltebox mit der des Wachstuches vergleichen, in Bezug auf den Geschmack und die Konsistenz der darin gelagerten Pausenbrote. Wir nahmen ein Pausenbrot in einem Wachstuch und einer Frischhaltebox mit zur Schule und bewerteten während der Pausen Geschmack, optischen Eindruck, Frische und Geruch der Pausenbrote. Das Bienenwachstuch ist zwar besser für das Pausenbrot, wenn man auf die Hygiene schaut, aber liegt deutlich hinter der Frischhaltebox, was die Lagereigenschaften bezüglich der Frische angeht.

Heute gibt es Eis ... Hmmm ... Lecker

Karla Stein (10), Evalotte Born (11)
Carl-Benz-Gymnasium, Ladenburg

Die meisten Menschen auf unserem Planeten essen sehr gerne Eis und das zu jeder Jahreszeit. Wir wollen herausfinden, wie die Menschen Eis am Liebsten essen. Wir haben einen Fragebogen vorbereitet und haben sehr viele Leute interviewt. Erstaunlich war, dass sehr viele lieber Milch- und Creme-Eis als Wasser-Eis essen, viele lieber Eis schlecken als abbeißen und kauen. Softeis wird von vielen nicht gerne gegessen! Warum ist das so? Was spielt eine Rolle beim Eisessen? Ist es nur die Eissorte, also der Geschmack? Oder eher die Eiskonsistenz? Und wenn das der Fall ist, von was hängt die Konsistenz des Speiseeises ab? Viele Fragen wollen wir mit unserm Projekt beantworten.

Leben in unserem Wald die gleichen Tiere in der Laubstreu wie auf dem Schulgelände?

Jonas Lambertson (11), Yakub Zerey (12)
Johanna-Geissmar-Gymnasium, Mannheim

Das in der Laubstreu Lebewesen leben, ist bereits bekannt. Aber gibt es in der Laubstreu im Wald andere Lebewesen wie auf unserem Schulhof? Diese Frage haben wir in unserem Projekt versucht zu klären.

Das Keimverhalten von Pflanzen

Yonah Sinn (9), Elia Braunschweig (10)
Johanna-Geissmar-Gymnasium, Mannheim

Beim Einkaufen fiel uns auf, dass man in manchen Supermärkten nicht alle Kräuter, die man für einige Gerichte braucht, erwerben kann. Notgedrungen versuchten wir die benötigten Kräuter selbst zu züchten, um unabhängig von der Verfügbarkeit in Supermärkten zu sein. Bei der Anzucht der Kräuter bemerkten wir dann, dass diese je nach Art und Standort unterschiedlich lange brauchten zum Keimen, und die weitere Wachstumsgeschwindigkeit bis zum Einsetzen in die Erde verschieden war. Außerdem gab es verschiedene Probleme beim Anzüchten der Pflanzen. Für uns stellten sich mehrere Fragen:
1.) Stimmen die Keimungsangaben auf den Verpackungen?
2.) Wie schnell wachsen Spross und Wurzel nach dem ersten Keimen weiter?
3.) Gibt es einen Zusammenhang zwischen Keimzeit und der Geschwindigkeit des Spross- und Wurzelwachstums und lässt sich dieses grafisch darstellen?
4.) Können wir einen Ansatz finden, der es möglich macht, dass Pflanzen schneller keimen als angenommen?
Das wollten wir herausfinden.

Raketenauto

Cedric Ehmann (12), André Ehmann (12)
Ludwig-Frank-Gymnasium, Mannheim

--- 1. Platz ---

Viele Kinder spielen gern mit batteriebetriebenen Spielzeugautos. Da kamen wir auf die Idee: Ob man Spielzeugautos auch anders antreiben und das Ganze aufregender machen kann? Also haben wir überlegt, wie wir dies umsetzen und mit was wir es spannender machen könnten. Wir kamen auf die Idee, das Spielzeugauto mit einer Backpulverrakete zu bestücken und dann fährt das Auto los. Wenn man keine Batterie verwendet, muss man diese nicht entsorgen und das ist auch noch ein Beitrag zum Umweltschutz. Wir wollen also ein Spielzeugauto mit Backpulver antreiben, genauer gesagt mit einer Mischung aus Natron und Essig. Dazu haben wir verschiedene Messreihen mit unterschiedlichen Mengen an Natron und Essig gemacht und gemessen, wie viel Gas entsteht. Außerdem haben wir ein Auto und eine passende Abschussvorrichtung konstruiert. Mit dem optimalen Mischungsverhältnis haben wir das Auto dann angetrieben. Unser Ziel war ein Fahrzeug, das möglichst schnell startet und möglichst weit fährt.

Orangensaft: mild, sauer, süß – chemisch betrachtet

Anastasia König (13), Daria Dzierzanowski (14), Tim Bluck (13)
Geschwister-Scholl-Gymnasium, Mannheim

Geht man in ein Geschäft, um Orangen bzw. Orangensaft zu kaufen, steht man meist vor einer sehr großen Auswahl. Auf den verschiedenen Flaschen stehen oft Begriffe wie: mild, Direktsaft, hoher Fruchtgehalt, mit Acerola, weniger Säure, oder ähnliches. Wir haben uns gefragt, ob es möglich ist, mit chemischen Messmethoden die Unterschiede zwischen den verschiedenen Säften zu erkennen und zu bestimmen. Für unsere Analysen wählten wir zwei Bestandteile der Säfte aus: den Zuckergehalt und den Säuregehalt. Zur Messung des Zuckergehaltes haben wir zwei Geräte ausprobiert: das Blutzuckermessgerät und das Refraktometer. Den Säuregehalt haben wir mithilfe der Titration bestimmt. Außerdem haben wir einen Geschmackstest mit Mitschüler*innen und Lehrer*innen mit den verschiedenen Säften durchgeführt, um zu schauen, ob die biologischen Sensoren die gleichen Ergebnisse liefern wie unsere chemischen Analysen.

Blattfarbstoffe über das Jahr

Mathis Brom (13), Pia Ripplinger (13)
Max-Born-Gymnasium, Neckargemünd

Man entnimmt die Blattfarbstoffe von Ahorn- und Feigenblättern in einem Mörser mit Aceton und Sand und misst ihre Quantität in einem Spektrometer. Die Ergebnisse werden notiert und in einem Graphen visualisiert.

Festes oder flüssiges Shampoo – ein seifiges Vergnügen

Elisa Leiblein (13), Maya Kirchgeßner (13), Laura Wormer (12)
Thomas-Morus-Realschule, Östringen

Bei Shampoo handelt es sich um ein Alltagsprodukt, welches aus unserem täglichen Leben nicht mehr wegzudenken ist. Aufgrund der Müllproblematik bietet der Markt mittlerweile Alternativprodukte in fester und pulverförmiger Form an. Wir haben verschiedene Shampoos untersucht (feste und flüssige) und miteinander verglichen. Dabei haben wir den pH-Wert bestimmt. Da gerade das Schaumerlebnis ein wichtiger Faktor beim Haarwaschen ist, haben wir untersucht, aus welcher Shampoosorte man den stabilsten und ergiebigsten Shampooschaum herstellen kann. Mittels einer Umfrage und einer Selbsttestung haben wir versucht, die Kaufentscheidungen von Shampookäufern herauszufinden. Des Weiteren wollten wir mittels Dufttests und Einschätzungen herausfinden, welcher Duft bei uns am besten ankommt. Insgesamt haben wir so verschiedene Kriterien entwickelt, welche die Entscheidung für ein bestimmtes Shampoo eventuell erleichtern könnten. Als Fazit haben wir eine Übersicht erstellt.

Umweltkiller Kunstrasenplatz – Auf der Suche nach einer Alternative zu Gummigranulaten

Reo Jackson Reese (11)
Johanna-Geissmer-Gymnasium, Mannheim

Jedes Mal nach dem Training auf dem Kunstrasenplatz wird eins klar: Auf dem Weg runter vom Platz nimmt man immer einen Teil des Platzes mit! Um die über 5.000 Kunstrasenplätze in Deutschland bespielbar zu machen, müssen Sand und Füllmaterialien eingesetzt werden. Das eingebrachte Granulat, das auf alten Kunstrasenplätzen häufig aus recycelten Altreifen besteht, verhindert aufgrund der Elastizität Verletzungen der Sportler*innen auf dem Platz. Auf dem Weg in die Kabine fällt dieses Granulat von der Kleidung und der Haut der Sportler*innen ab und landet spätestens beim Duschen im Abfluss. Da gängige Gummmigranulate die fünftgrößte Austragungsquelle von Mikroplastik sind, wurde in dieser Arbeit nach einer umweltfreundlichen Alternative gesucht, indem die Eigenschaften der Gummigranulate definiert und dann nach umweltfreundlichen Ersatzstoffen vergleichbarer Eigenschaften gesucht wurde.

Die Elsbeere – Eignet sie sich als Baum der Zukunft im Stadtwald Östringen?

Noah Brehm (12), Ronja Kosak (13), Raphael Müller (12)
Thomas-Morus-Realschule, Östringen

Der Förster des Stadtwaldes Östringen pflanzt seit geraumer Zeit im Stadtwald Elsbeeren an. Diese Aufforstung erfolgt u. a. an Standorten, an denen Buchen aufgrund des Wassermangels vertrocknet und gefällt wurden. Die naturwissenschaftliche AG der TMRS hat aus diesem Grund beschlossen, den Waldboden in Östringen zu untersuchen, um die Eignung der Elsbeere zu beurteilen. Als zu messende Parameter wählten wir den pH-Wert des Bodens, die Bodenfeuchtigkeit, den Kalkgehalt und das Wasserspeichervermögen aus. Die Messung der Bodenfeuchtigkeit erfolgt mittels Tensiometer in 20 und 60 cm Bodentiefe. Diese Tensiometer verbleiben ganzjährig im Boden. Die Messungen werden monatlich durchgeführt. Die Messwerte werden interpretiert und hinsichtlich der Eignung der Elsbeere als Baum der Zukunft in Östringen bewertet.

Programmieren von Microcontrollern mithilfe des Computerspiels Minecraft

Jonathan Kraus (14)
Lessing-Gymnasium, Mannheim

--- 1. Platz ---

Es existieren bereits zahlreiche Lösungen, mit denen Kinder ohne textuelle Programmierung, sondern mithilfe von Blocksprachen wie zum Beispiel Scratch, Microcontroller programmieren können. Mit meiner neuen Lösung kann man mithilfe des (vor allem auch unter Kindern) weitverbreiteten Computerspiels Minecraft und Redstone über die GPIO-Pins des Raspberry Pi Elektronik steuern. Redstone ist ein System, mit dem man in der 3D-Block-Welt von Minecraft Schaltkreise aus Blöcken bauen kann. Es funktioniert in vielerlei Hinsicht ähnlich wie echte Elektronik, aber vieles geht sehr viel einfacher, und viele Kinder kennen sich damit bereits gut aus. Ich erweitere also die vorhandenen Möglichkeiten von Redstone um das Steuern von Output-Pins (um damit LEDs etc. zu steuern) und das Einlesen von Spannungen an Input-Pins (von Knöpfen, Sensoren etc.). Das erleichtert das Programmieren von Microcontrollern und durch die Ähnlichkeit von Redstone und Elektronik auch das Bauen mit Elektronik an sich.

Cup-Song leichter erklärt!

Manuel Lutter (11)
Carl-Benz-Gymnasium, Ladenburg

Heutzutage ist die Welt sehr digital geworden. Durch die Corona-Pandemie wurde es sogar noch digitaler. Sogar bei mir in der Grundschule haben wir bei der Lesewerkstatt Fragen am Computer beantwortet. Im Internet habe ich eine Anleitungen für die Klatsch- und Becherspiele vom Cup-Song gefunden. Die sind zum Teil sehr lang und manchmal unübersichtlich. Gefragt habe ich mich: Ist es möglich einen Code zu entwickeln, der die Erklärung des Cup-Songs einfacher und kürzer werden lässt? Ich habe zu erst zu jeder Bewegung Zeichen mit einer Textbeschreibung gemalt. Dann habe ich diese Zeichen immer weiter vereinfacht und am Ende sogar nur noch Zahlen. Die Zahlen habe ich dann noch zu binären Zahlen gemacht mit der Hoffnung, dass es irgendwann sogar ein Computer nachmachen kann.

Tischklimaanlage – Der Hausaufgabenbooster

Jascha Arnold (12), Manuel Lutter (11)
Carl-Benz-Gymnasium, Ladenburg

Noch lange bevor die Sommerferien beginnen, sitzen wir an heißen Tagen am Schreibtisch und versuchen unsere Hausaufgaben zu erledigen. Oft haben wir uns gedacht, wie schön wäre es mit Hilfe einer kleinen Tischklimaanlage für etwas Abkühlung zu sorgen. Diese Idee wollen wir in unserem Projekt realisieren. Dabei ist uns sehr wichtig, dass wir eine umweltfreundliche Tischklimaanlage herstellen. Fast alle verwendeten Materialien sind upgecycelt, zum Beispiel dient uns ein Tetra Pak als Gehäuse. Den Ventilator haben wir aus einem alten PC abgebaut. Für die Energieversorgung wollen wir die Energie der Sonne nutzen. Wir wollen auch erforschen, welche Bedingungen notwendig sind, um eine angenehme Kühlung zu erreichen: Ist eine Klimaanlage mit oder ohne Wasserbecken, mit oder ohne Lüftungsschacht besser und können vielleicht Lamellen für noch angenehmere Kühlung sorgen?

Automatische Bewässerung

Rosa Cymutta (14)
Ludwig-Frank-Gymnasium, Mannheim

--- 1. Platz ---

Ich habe eine Bewässerungsanlage mithilfe des Arduinos gebaut. Durch einen Feuchtigskeitsmesser wird die Feuchtigkeit des Bodens gemessen. Bei einem zu niedrigen Wert soll Wasser mit einer Pumpe automatisch hinzugefügt werden. Da das Wasser aus einem wiederauffüllbaren Speicher kommt, wird viel Zeit, die sonst zum Blumen gießen verwendet wird, gespart.

Saugroboter

Luke Johnston (13), Maksim Sklyarenko (13)
Hebel-Gymnasium, Schwetzingen

Ein Saugroboter, der mithilfe eines Arduino Megas, Arduino C und Ultraschallsensoren zum Laufen gebracht wird. Der Saugroboter hat mehrere Funktionsmodi, mit denen er saugen kann. Der Saugroboter findet sich im Raum mit 10 Ultraschallsensoren zurecht.

Badewannen-Alarmanlage

Jakob Kexel (12), Laurenz Werner (12)
Ludwig-Frank-Gymnasium, Mannheim

Wir bauen einen Alarmanlage, die verhindern soll, dass die Badewanne überläuft. Sie soll uns warnen, wenn das Wasser zu hoch steigt. Dafür benutzen wir eine Kugel, die sich beweglich an einem Stab befindet. Wenn das Wasser steigt, schwimmt die Kugel nach oben und schließt einen Stromkreislauf. Dann ertönt ein Alarmsignal.

Erneuerbare Energien aus Hausaufgaben

Marian Hille (12)
Ludwig-Frank-Gymnasium, Mannheim

Ich nutze einen Dynamo mit Pedalantrieb, um Ladestrom für ein Handy oder eine Powerbank zu erzeugen. Diese Konstruktion soll so kompakt werden, dass man sie unter den Schreibtisch stellen kann. Während der Hausaufgaben kann man auf diese Weise strampeln. Dadurch erhöht man seine Konzentrationsfähigkeit, reduziert den Bewegungsmangel und erzeugt gleichzeitig auch noch grünen Strom.

Prothesen durchschaut – Aufbau und Funktionsweise

Niklas Wagner (14), Madalina Calinescu (14), Noah Tenenbaum (14)
Carl-Benz-Gymnasium, Ladenburg

--- 1. Platz ---

Kann man aus einfachen Materialien eine gut funktionierende mechanische Hand bauen? Im heutigen Alltag sind Handprothesen nicht mehr wegzudenken. Sie helfen nicht nur Menschen, die zum Beispiel durch Verletzungen ihre Hände nicht mehr benutzen können, sondern auch in der Medizin. Es wird seit Längerem an solchen gearbeitet, um sichere Fernoperationen zu ermöglichen. Wir probieren, aus einfach zugänglichen Materialien eine Handprothese zu bauen, welche so genau wie möglich die Bewegungen einer echten Hand nachahmt.

Heißer Ofen

Noah Lichtenstern (13), Karl Weiß (13)
Kurpfalz-Gymnasium, Schriesheim

Bei Tiefkühlprodukten findet man die Angabe in Ober-/Unterhitze oder in Umluft mit verschiedenen Temperaturen. Welche der beiden Optionen ist energieeffizienter und erwärmt besser in der gleichen Zeit? Dieser Frage wollen wir nachgehen. Hierfür testen wir mit Puderzucker (großflächig verteilt) die Temperatur-Verteilung im Innenraum bei verschiedenen Einstellungen. Weiter wollen wir die elektrische Leistung, die der Ofen benötigt, mit einem Stromzähler messen. Außerdem wollen wir den Wirkungsgrad der verschiedenen Einstellungen bestimmen.