Arbeitsgemeinschaft Jugend forscht - Schüler experimentieren
 

von:
Dr. Joachim Bolz
Paul-Klee-Gymnasium
51491 Overath
 
 

Jeden Freitag nach dem regulären Unterricht herrscht in Raum 60 und angrenzenden Regionen ein reger Schülerbetrieb. Wo sonst (trockener?) Physikunterricht (mit leider viel zu wenig Zeit für echte Schüleraktivitäten) gemacht wird, besteht dann die Gelegenheit, selbst Hand anzulegen.
Während die "Größeren" (ab 16 Jahren) sich an einem kleinen "Forschungsprojekt" versuchen, das auf dem Wettbewerb "Jugend forscht" präsentiert werden soll, können die "Kleineren" noch etwas unbefangener ein Experiment durchführen, das sich aus dem Unterricht ergibt, oder das sie selbst erdacht haben. Auch sie bekommen bei Erfolg Gelegenheit, Ihre Arbeit im Rahmen des Wettbewerbs "Schüler experimentieren" einem größeren Publikum vorzustellen.
Beiden Gruppen ist gemeinsam, dass man in einem Team von bis zu drei Mitgliedern zusammenarbeitet. Auf beiden Wettbewerben kommt es neben der Qualität der Arbeit selbst auch darauf an, die Ergebnisse dem Publikum und einer kritischen Jury überzeugend zu erklären und anschaulich und verständlich darzustellen.
Das sind Herausforderungen, die über eine normale schulische Betätigung hinausgehen. Wer aber (ganz freiwillig!) dazu bereit ist, profitiert viel: Im Endeffekt werden die eigene Selbständigkeit, Kritikfähigkeit, der Teamgeist und das Durchhaltevermögen nachhaltig trainiert. Die (auch nicht ganz unbeträchtlichen) Preise, die den erfolgreichen Teilnehmern winken und die Beurkundung auf dem Zeugnis sind dabei fast Nebensache.
Die Jufo-AG hat sich ab dem Jahr 1984 allmählich aus anderen naturwissenschaftlichen Projekten entwickelt. Am Anfang stand eine AG Astronomie - Astrophotografie. Wir haben dort zunächst mit Unterstützung des Fördervereins einen Satz stabiler Stative für 6 kleine astronomische Linsenfernrohre gebaut, mit denen wir einfache Himmelsbeobachtungen anstellen konnten. Später kam ein größeres Spiegelfernrohr hinzu. Unser Beobachtungsplatz befand sich damals oberhalb der Schule auf dem Hügel, der links von der Straße nach Eulenthal liegt. Man fährt scharf links den Berg hinauf und erreicht dann ein Plateau, das durch Bäume einigermaßen von den störenden Overather Stadtlichtern abgeschirmt ist und insbesondere einen hervorragenden Blick nach den astronomisch wichtigen Richtungen Ost und Südost bietet. Viele Schüler sahen dort zum ersten Mal in ihrem Leben die Ringe des Saturn , die Jupitermonde, Sternschnuppen und all die anderen berühmten Himmelsobjekte für ein kleines Amateurfernrohr. Mit den uns zur Verfügung stehenden bescheidenen Mitteln wurde auch etwas Astrofotografie betrieben.


Das Siebengestirn ("Plejaden"), aufgenommen am 29.6.1986 mit einem 50mm-Objektiv von Cyriax




Ein Höhepunkt war zweifellos die erste Sichtung des Kometen Halley im Jahre 1986, der unserer Arbeitsgemeinschaft sogar eine Einladung zu einem Interview beim Deutschlandfunk nach Köln einbrachte. Hinter all diesen Aktivitäten stand damals auch die Hoffnung, dass unsere Schule bald mit der lange versprochenen und vom Förderverein finanzierten Schulsternwarte gekrönt werden würde. Viele Vorbereitungen und Überlegungen wurden dazu angestellt. Leider waren die gesellschaftlichen und (lokal)politischen Verhältnisse dazu mehr als ungünstig. Nun, ein Trost vielleicht: Dort, wo die Sternwarte stehen sollte, steht jetzt ein zusätzliches Stockwerk, in dem unsere steigende Schülerzahl untergebracht wurde, doch auch ein schöner Erfolg!

Dies und die rein technischen Schwierigkeiten nächtlicher Schüler- und Lehreraktivitäten, verbunden mit nicht optimalen Klima- und Lichtverhältnissen führten zu der Überlegung, die naturwissenschaftlichen Aktivitäten mehr in die Tagesstunden zu legen.

Die Astronomie ist trotzdem auch weiterhin betrieben worden, sehr intensiv z.B. im Rahmen der Projektwoche 1995, die "Unsere kosmische Heimat", das Sonnensystem, zum Thema hatte, und der der naturwissenschaftliche Trakt eine gelungene Wand als "Dauerausstellung" verdankt.

Anlass zu einer Neuorientierung war die Projektwoche 1992, die sich mit einer Einführung in die Elektronik beschäftigte. Die Elektronik ist ein Gebiet, das nicht nur die Beschäftigung mit physikalischen Grundlagen fördert, sondern vor allem mit sehr geringen Hilfsmitteln die Durchführung erfolgreicher Experimente ermöglicht. Außerdem sind elektronische Kenntnisse heute bei nahezu jeder naturwissenschaftlichen Arbeit unabdingbare Voraussetzung. Die preiswerte Verfügbarkeit hochwertiger Komponenten und die rasante Entwicklung der Computertechnik sind weitere Gründe für die Beschäftigung mit diesem Gebiet. Die neue AG "Elektronik - Jugend forscht" entstand aus dem Wunsch einiger Teilnehmer der Projektwoche, sich auch weiterhin mit Elektronik zu beschäftigen. Hier kam zum ersten Mal das "Jugend forscht" hinzu. Es sollte dazu anspornen, etwas Vorzeigbares anzustreben, zusammen mit all den oben beschriebenen segensreichen Effekten.

Wie findet man Projekte, die Schüler erfolgreich bearbeiten können? Das ist sicher die schwierigste Frage. Die wichtigste Voraussetzung ist wahrscheinlich, dass die Schüler selbst eine Idee mitbringen, die sie fasziniert und beschäftigt. Aber sehr oft sind diese Ideen von einer Art, die beim Versuch der Durchführung zu unüberwindlichen Schwierigkeiten führt. Es ist nicht leicht, die Betreffenden dann von einem solchen Vorhaben abzubringen. Die häufigsten Probleme sind technisch-handwerklicher Art. Es ist für einen Unerfahrenen Bastler kaum vorstellbar, wie viele Werkzeuge man benötigt und beherrschen muss, um ganz einfache funktionierende Mechaniken zu bauen. Standard unerfahrener Schüler für die Herstellung von "Präzisionsarbeiten" sind immer noch Holz, Hammer und Nägel, bei höheren Ansprüchen kommen Leim und UHU dazu! Endlose Reihen derart misslungener Objekte wanderten schon in die Mülltonne. Ohne dieses Lehrgeld ist aber nicht zu vermitteln, dass Metallbearbeitung, also Bohren, Feilen und Gewindeschneiden die Grundlage der Feinmechanik sind. Im Laufe der Zeit entstand so eine Werkzeugsammlung, die fast alle einfachen Arbeiten erlaubt:


Unser gut gefüllter Werkzeugschrank
 
 


Und hier wird gearbeitet!




Schlamperei in diesem Heiligtum ist Anlass ständigen Frustes bei denen oder meist dem (wem wohl?), der die Ordnung dann wieder herstellen muss. Auch die Verhinderung des begierigen Zugriffs unerwünschter Personen auf diesen Werkzeugpark hat sich als notwendig und sehr nützlich erwiesen.

Ein Kleinod der Physiksammlung ist eine mittelgroße Drehbank, die wohl nur durch einen kühnen Fehler in der Planung der Erstausstattung des Schulzentrums in unseren Besitz geriet. Im Keller langsam vor sich hin rostend, wurde sie nach ihrer Reaktivierung und Überführung in die ihr zustehende Betreuung im Laufe der Jufo-Aktivitäten zu einem unersetzlichen Gerät. Viele Projekte wären nicht durchführbar gewesen, hätte man nicht die entscheidenden Funktionsteile hiermit anfertigen können.


Das "Heiligtum", die große Drehbank, in Aktion.




Zu den Finanzen: Forschung kostet Geld. Viele der Aktivitäten können aus dem laufenden Physiketat finanziert werden. Dies ist deshalb zu verantworten, weil sehr oft bei Projekten Geräte entstehen, die später im Unterricht einsetzbar sind, in sonstiger Weise der Schule vom Nutzen sind (z.B. die Satellitenempfangsanlage) und in der Regel im Lehrmittelhandel nicht oder nur zu einem Vielfachen unseres Selbstbaupreises erhältlich sind. Darüber hinaus hat der Förderverein bisher in großzügiger Weise die Arbeit der AG unterstützt. Schließlich gibt es bei erfolgreicher Beteiligung der Schule manchmal ein Zubrot des zuständigen Bundesministers:


 
 


Herr Wettlaufer bei der Geldübergabe.




Schließlich: Es handelt sich nicht um Beträge im Mehrere-Kilomark-Bereich!

 


 

Arbeiten 1987 - 1999
 

SchEx :"Schüler experimentieren",

Jufo: "Jugend forscht",
VDI: Wettbewerb "Jugend und Technik" des Verbandes der Deutschen Ingenieure

Die Jufo-AG 1994



 
 
 
Teilnehmer
Thema der Arbeit
Wettbewerb
Fachbereich
Jahr
Teilnahme-berechtigungen/ Preise
Benedikt Rochow
Selbstbau-Computer
VDI
Technik
1987
1. Preis Köln
Johannes Gernemann
Bau und Betrieb einer elektronischen Wetterstation
SchEx
Technik
1989
1. Preis 
 
Johannes Gernemann bei der Präsentation seiner Wetterstation.
 
 
 
 
Benedikt Rochow
Computerprogramm zur Auflösung der "Rubik-Clock"
SchEx
Mathematik
1989
2. Preis
 
Benedikt Rochow erläutert, wie man die "Rubik-Clock" löst.
 
 
 
 
Alexander Bruns
Dreidimensionale Darstellung von Mandelbrotmengen mit einer Stereobrille
SchEx
Mathematik
1991
Sonderpreis
Nils-Holger Nickel
Stereoskopie der 5 regulären Polyeder 
SchEx
Mathematik
1991
 
Benedikt Rochow
Konstruktion und Bau eines Decoders für DCF77-Atomuhr-Empfänger
Jufo
Technik
1991
Sonderpreis
 
Die Elektronik für Empfang und Anzeige der Zeitsignale der Braunschweiger Atomuhr.
 
 
 
 
Sven Jodlauk,
David Bachetzki,
Nils-Holger Nickel
Sonnenofen
Jufo
Technik
1991
Sonderpreis
 
 
Der große Sonnenofen des pkg beim Wettbewerb der Rheinbraun-AG in Frechen.
 
 
 
 
David Madlener,
Robert Tippmann
Der Roboter MUFTI - Multifunctional Unit for Topological Intelligence
Jufo
Technik
1993
Landeswettbewerb NRW 1. Preis
Peter-René Menken
Auswirkungen periodischer Bodenauflockerungen auf Keimlinge
SchEx
Biologie
1994
1. Preis NRW
 
 
Die von P.-R- Menken systematisch misshandelten Keimlinge beim Wettbewerb bei BAYER in Leverkusen.
 
 
 
 
 
Nils-Holger Nickel
Verkehrsmessung
Jufo
Technik
1994
Landeswettbewerb NRW 2. Preis
 
Nils Nickel mit seiner Verkehrsmessanlage über der Autobahn Köln - Frankfurt.
 
 
 
 
Bernhard Klein,
Sascha Israel
Kai'sches Experiment: Reflexionen an einem Seifenfilm
SchEx
Physik
1995
 
 
Das Kai-Experiment zur Großprojektion farbiger Seifenblasen.
 
 
 
 
Sascha Blatt,
Phillip Möller,
Benjamin, Kolter 
 
Der elektrostatische Schüttelgenerator
SchEx
Physik
1997
 
 
Kräftig schütteln und es gibt Blitze!
 
 
 
 
 
Jakob Michelis,
Jacob Fuest, 
Christopher, Schwartz
Funken aus Wasser: Bau und Verbesserung eines Kelvin-Generators
SchEx
Physik
1997
 
 
Steter Tropfen ergibt 20000 Volt!
 
 
 
 
Christian Hosnofsky,
Moritz v. Brandenstein, 
Ingo Rademacher 
Geschwindigkeitsmessanlage im Schulnahbereich
Jufo
Arbeitswelt
1998
Landeswettbewerb NRW
Andreas Hammer,
Ralph Korff, 
Björn Fabritius
Instandsetzung eines langperiodischen LaCoste Vertikalseismometers
Jufo
Geo- und Raumwissenschaften
1998
Landeswettbewerb NRW
Bernhard Klein
Aufbau einer Empfangsanlage für die polumlaufenden Wettersatelliten der NOAA-Reihe
Jufo
Technik
1998
Landeswettbewerb NRW, 3.Platz
 
Europa aus dem All, aufgenommen mit der NOAA-Antenne und Empfangsanlage von Bernhard Klein.

 
 

Sauber aufgebaut: Empfänger und Elektronik dazu ...

... und die Antenne auf dem Dach des naturwissenschaftlichen Trakts.
 

 
 
 
 
Fabio Fracassi,
Martin Knoff
Bau und Erprobung eines Spektralscanners
Jufo
Technik
1998
 

 

Laufende Arbeiten (Stand 6 /99)
 
 
Jens Benninghofen,
Mario Wojahn
Optische Experimente mit dem Spektralscanner 
Jufo
Technik /Physik
2000
 
Stephan Makulla,
Marcel Kühner, 
Sebastian Rust
Bau und Erprobung eines Spektrometers für radioaktive a - Strahlung
Jufo
Technik /Physik
2000
 
Johannes Harff,
Dirk Holz, 
Lars Höck
Auswertung von Satellitenaufnahmen der Wettersatelliten NOAA und METEOSAT
Jufo
Raum- und Geowissenschaften
2000
 
Jörn Meyer,
Andreas Söntgerath
Aufbau und Betrieb einer automatischen Erdbebenstation
Jufo
Raum- und Geowissenschaften
2000
 
 
Ein stiller Ort für die Erdbebenstation in den "Katakomben" der Schule.
 
 
 
 
Axel Wegener,
Florian Lamskemper, 
Ruben Pares-Selders
Verkehrsmessungen im Schulnahbereich, Durchführung und Auswertung 
Jufo
Technik /Arbeitswelt
2000
 
N.N.
Reihenuntersuchungen des menschlichen Pupillendurchmessers bei Dunkeladaption
SchEx
Biologie
2000
 
Konstantin Knauff (BRO),
Georg Heym,
Jakob Fuest
Elektronische Steuerungs- und Nachführungsanlage für einen Sonnenofen
SchEx
Technik
2000