1. Biométrie : Mon visage est la clé du coffre! Dominique Mack Hervé Furstoss Francesco Witz, Ryan Hadj Mebarek Lycée Louis Armand Mulhouse Notre projet porte sur la reconnaissance faciale. Nous avons étudié la reconnaissance faciale dans notre société, quels ont été les progrès qui ont été effectué grâce à cette technologie. Nous avons également étudié ce qu apporte la reconnaissance faciale en termes de sécurité et de protection des données. La reconnaissance faciale s applique aujourd hui à beaucoup de domaine, mais nous avons étudié le point de vue du particulier. Nous avons réalisé deux systèmes : l un est un prototype de coffre fort qui se déverrouille grâce à la reconnaissance faciale et l autre est un interphone reconnaissant les personnes afin de les annoncer. Le portail enregistre les personnes qui sont passé dans la journée. Cette technique de biométrie est intéressante et commence à s améliorer de plus en plus. Nous souhaitons faire découvrir cette technologie au grand public. 2. Comment choisir son miel? Hervé Furstoss Félicien BOIRON Lycée Louis Armand Mulhouse Mon projet consiste à être capable de distinguer les différents miels. En effet les fraudes sur le miel sont de plus en plus fréquentes. Mais il est également difficile de se repérer face à un rayon de supermarché. J ai ainsi réalisé plusieurs expériences (étude du ph, du pourcentage d eau, des pollens, ), un sondage pour savoir s il était possible de reconnaître un miel simplement au visuel ou au goût et interviewé un apiculteur. Il est possible, à partir d expériences ou d observations, de choisir son miel plus efficacement. Il sera proposé de tester sa capacité à reconnaître un miel ainsi que quelques expériences simples pour distinguer un véritable miel d un faux. De plus, pouvoir présenter mon projet à de nombreuses personnes me permettra de leur donner des conseils pour leurs futurs achats de miel tout en les sensibilisant à la cause des abeilles. Seite 1 von 16 3. L aléatoire existe t il vraiment? Dominique Mack Hervé Furstoss Thomas Dubail, Quentin Maerklen Lycée Louis Armand Mulhouse Peut t on prouver que l aléatoire n existe pas? Pour l étudier, nous avons comparé le lancer de dés du jeu de «yahtzee» à la fonction random en informatique Cela nous a donc amené à créer un robot qui lance des vrais dés, et à créer un programme en langage informatique, afin de comparer les résultats obtenus dans les deux situations. Nous cherchions à montrer que le lancer d un dé n est pas aussi aléatoire qu on pourrait le croire. Pour ce faire nous avons créé un robot qui lance des dés toujours de la même façon. C est pour cela que nous avons choisi de prendre les Lego Mindstorm avec le bloc programmable NXT. Nous avons obtenu plus de 37.5% de chance de tomber sur la face voulue, et en faisant la même étude en ajoutant un coussin d air en dessous nous sommes arrivé à avoir plus de 99% de chance d obtenu la bonne face après quelques tirs de calibrage. Ensuite nous avons cherché à montrer que fonctions aléatoires dans un ordinateur ne sont pas aussi aléatoires que l on pourrait le croire. Cela nous a emmené à étudier la base des fonctions aléatoires, comme par exemple la fonction «random» en C++ ou encore entaléa() en Ti Basic. Pour ce projet nous avons choisi de programmer sur une carte Arduino, une carte programmable en C++, notre propre fonction aléatoire. Puis à partir de cette fonction aléatoire, de faire la simulation du jeu de «yahtzee». 4. We speak science" Dr. Tibor Gyalog Roschi Michael, Zenhäusern Anja, Kirchmayr Manuel, Bloch Céline Gymnasium Münchenstein Basel Gemeinsames Experimentieren zwischen Primarschüler_innen und Gymnasiast_innen hilft auf spielerische Art und Weise, kulturelle und sprachliche Grenzen zu überwinden. Kinderfragen können entlarvend sein. Die oftmals naiven Fragen vom Typ Warum ist der Himmel blau? bringen auch Gymnasiast_innen ins Schwitzen. Dadurch bekommen sie neue Kontextualisierungen und Verknüpfungen ihres akademisch theoretischen Wissens über die Natur. Die gemeinsame Arbeit am Objekt kann mit wenig textuellen Instruktionen sehr spielerisch aufgenommen werden. Sie starten bei der Beobachtung der Kinder. Diese sprachunabhängige Wahrnehmung über die Sinne stellt für Kinder eine Form des Lernens dar, in dem sprachliche und kulturelle Barrieren kaum mehr vorkommen. Für die Schüler_innen mit einem Berufsziel im pädagogischen Bereich ist dies eine Möglichkeit, das Unterrichten zu beschnuppern. Seite 2 von 16
5. Flossenboot 8. La bioluminescence des lucioles Viktoria Kromm Pierre Nass Fabia Wolf, Fabiola Arnold, Alexia Lang Bouyahi Yanis, Claude Benjamin, Meghriche Naïm Albert Einstein Gymnasium Lycée Albert Schweitzer Mulhouse In 2 er Gruppen sollte ein Flossenboot gebaut werden. Dieses Boot wird durch einen batteriebetriebenen Elektromotor angetrieben. Die Drehbewegung der Welle des Elektromotors soll dabei in eine regelmäßige Hin und Her Bewegung einer Flosse umgewandelt werden. Dieses Boot muss so einen Wasserkanal von 2 m Länge (30 cm breit, Wassertiefe überall mindestens 7 cm) durchfahren. Der Motor ist nicht wasserdicht und muss deshalb so eingebaut werden, dass er nicht nass wird. Für den Bau des Bootes sollten hauptsächlich Recyclingmaterialien verwendet werden, denn die Kosten für Materialien dürfen 10 Euro nicht übersteigen. 6. Energieeffizientes Wohnen Viktoria Kromm Sebastian Renken, Oliviér Deuster Albert Einstein Gymnasium In 2er Gruppen sollte ein Modell eines energieeffizienten Hauses angefertigt werden. Das Haus, das beim Schülerkongress vorgestellt werden soll, verfügt über verschiedene, selbstgebaute energieeffiziente Systeme und über eine innovative Hausfassade, die im Winter besonders viel Lichtenergie speichern kann und im Sommer Licht reflektiert. 7. Einnahme von Lebensmittelzusätzen und ihre Auswirkung auf den Sport Combien de lucioles sont nécessaires pour éclairer une salle de classe? Nous nous sommes d abord intéressés de près à la luciole et plus précisément au lampyre. La particularité de cet insecte est sa bioluminescence, sujet principal de notre TPE. Dans un but innovant et écologique, nous nous sommes demandé s il était possible d éclairer avec une luciole. En effet, cela représenterait une belle avancée scientifique si nous limitions nos dépenses d énergie en utilisant le même processus que les lucioles. Nous sommes alors arrivés jusqu à cette problématique, qui est adaptée et vérifiable dans le cadre de ce genre de travail : Combien de lucioles sont nécessaires pour éclairer une salle de classe? La première partie de notre exposé est une présentation de l insecte en question, le lampyre, et de sa particularité qui nous intéresse, sa bioluminescence. Une étude de la réaction bioluminescente nous a permis de comprendre ce processus et de dégager deux espèces chimiques majeures de la bioluminescence : la luciférine et la luciférase. Nous voulions ensuite réaliser une expérience, afin d exploiter ses résultats et de mettre en application ce que nous a appris la bioluminescence dans la première partie. Après avoir établi un protocole, nous l avons exécuté et analysé au lycée en reproduisant la même réaction et nous avons bien obtenu une émission de lumière. Enfin, grâce à notre expérience, d autres recherches et un raisonnement mathématique, nous sommes parvenus à un chiffre théorique qui répond à notre problématique. Helga Dickopf Amelia Böhle Stephen Hawking Schule Neckargemünd Eine Gruppe von Sportlern hat in einem bestimmten Zeitraum verschiedene Lebensmittelzusätze (Gruppe A Protein Pulver in Form von Shakes; Gruppe B BCAA Kapseln) eingenommen. Die Auswirkung der Einnahme wurde regelmäßig mit standardisierten Leistungstests überprüft. Ebenso wurde neben der messbaren physischen Veränderung, auch der persönliche Eindruck dokumentiert unter den Fragestellungen: Wie gut wirken die Produkte? Was ist der persönliche Eindruck? Gibt es eine nachhaltige Wirkung? Seite 3 von 16 Seite 4 von 16
9. Elektronische Grundschaltungen im interaktiven Heft Anika Herdtle, Dirk Lehmann Leonie Ocker, Helen Schweizer, Nicolas Schöllhorn Dietrich Bonhoeffer Gymnasium, Filderstadt Elektronische Schaltungen werden im Anfangsunterricht der Klassen 6/7 zumeist auf Gipskartonplatten oder Steckplatinen realisiert. Als Vorlage dient dabei ein elektrischer Schaltplan mit genormten Symbolen und dem typisch rechtwinkligen Verlauf der Leiterbahnen. Für unseren Schulversuch NwT 1 haben Schülerinnen und Schüler des Physik Neigungskurs 12 eine preisgekrönte Idee aufgegriffen, die der zwölfjährige Federico Burisch (Liselotte Gymnasium, Mannheim) beim Artur Fischer Erfinderpreis und dem Wettbewerb Schüler experimentieren vorgestellt hat: Die Schaltungen werden entsprechend der erlernten Regeln und Normen mit Graphit (Bleistift) direkt auf Papier realisiert und können dann auf diesem Papier betrieben werden. Auf diese Weise entsteht ein interaktives Heft voller Funktionsmodelle, an denen sich Logikaussagen (UND / ODER), technische Anwendungen (z.b. Treppenhausschaltung, Lautsprecherprinzip, additive Farbmischung) oder auch physikalische Grundgesetze (Widerstand eines Leiters) experimentell untersuchen lassen. An unserem Stand werden wir zahlreiche Schaltungen zum Ausprobieren zeigen und darüber hinaus Kopiervorlagen zur Realisierung einzelner Grundschaltungen zur Verfügung stellen, so dass ggf. schon im BNT Unterricht der Klassen 5/6 Mädchen und Jungen einfache Elektronik in ihrem Heft live erleben können. 10. Sweety Marco Mangold Marie Hörner, Anna Möller Friedrich Schiller Gymnasium Marbach am Neckar Das Projekt ist eine moderne Version des klassischen Kaugummi Automaten. Der Sweety Automat ist ein Arduino gesteuerter Süßigkeitenautomat mit Servo Motoren und Tastern und gibt kleine Mengen an Süßigkeiten aus. In zwei Gläsern werden verschiedene Sorten eingefüllt. Durch eine bewegliche Klappe fallen die Süßigkeiten nach Tasterdruck durch ein Rohr und kleine Portionen werden freigegeben. 11. En quoi la forme de la toupie influence t elle sa durée de rotation? A.Schmittberger Kugler Elias, Meiss Sebastien, Vogel Mathias Lycée Adrien Zeller Bouxwiller Les toupies ont toujours été des objets attractifs, et bien que la toupie soit un objet conçue pour les enfants, les adultes également ont toujours été fascinés par ces petits objets... Mais quelle est la toupie idéale, et en quoi la forme de la toupie influence t elle sa durée de rotation? Après avoir dessiné les profils, puis fait faire nos 7 toupies en bois de poirier, nous avons fait toute une série d'expériences et de calculs. Nous avons calculé leur moment d'inertie, forces de lancer, vitesses et durées de rotation, commenté leur frottements avec le sol, observé de près les mouvements des toupies, leur cône de précession etc... L'interprétation de ces nombreux calculs et observations nous a permis de trouver la toupie qui se rapproche le plus de la toupie idéale. Pour réaliser ces observations, il nous a fallu trouver des méthodes pratiques et précises, et bien qu'originales, elles se sont montrées très efficaces. L'étude mécanique du mouvement de la toupie et les calculs de forces de lancer et de vitesses de rotation nous ont permis de démontrer nos conjectures. Ces travaux ont éclaircis de nombreux points qui pour nous étaient des mystères de l'enfance, et qui ont satisfait notre curiosité sur les toupies... 12. Les nanotubes de carbone révolutionneront ils le dépistage du cancer? Anne Schmittberger Chopin Johann, Diemer Stephane, Dreger Mathieu Lycée Adrien Zeller Bouxwiller Kohlenstoffnanoröhren die Revolution der Krebsfrüherkennung? Dans un monde où l issue fatale d un cancer est souvent due à une détection trop tardive de celui ci, les méthodes de dépistage sont onéreuses, lourdes pour les patients et presque exclusivement réservées aux pays développés. Imaginez alors une technique pouvant détecter toutes formes de cancer en un seul dépistage. Une technique dont chacun pourra bénéficier de manière régulière. Une méthode qui par son coût, sa simplicité d élaboration et sa rapidité d action supplantera celles actuellement pratiquées. Cette technique existe et utilise une nouvelle forme cristalline du carbone : le nanotube de carbone que nous allons vous faire découvrir. Seite 5 von 16 Seite 6 von 16
13. Muskeln unter Strom 15. Bau und Funktion einer mikrobiologischen Brennstoffzelle (MiBiBZ) Daniel Brunner, Thomas Thormeier, Thomas Hari Bernhard Herr Levin Beyeler, Severin Bünger, Simon Meister, Silvia Rohrer, Joël Allgaier Hannah Zirkler, Maren Wenninger, Vjosa Mamudi Gymnasium Thun HCG Herzog Christoph Gymnasium 71717 Beilstein Weshalb kann eine Batterie eine muskuläre Bewegung verursachen? Um diese Frage zu beantworten wurden mehrere Batterietypen gebaut und mit der Theorie in Zusammenhang gebracht. Die gewonnene Spannung kann in einem Motoneuron ein Aktionspotential auslösen, das wiederum in einem Muskel eine Kontraktion bewirkt. Bei den vorgeführten Experimenten werden einerseits die elektrochemischen Eigenschaften der Metalle gezeigt und andererseits die räumliche und zeitliche Summation von Muskelaktivitäten bis zum Tetanus vorgeführt. Theoretisch werden die zugrundeliegenden physiologischen Abläufe im Neuron und im Muskel erläutert. Im Gegensatz zu einer im täglichen Sprachgebrauch gemeinten Wasserstoff Sauerstoff Brennstoffzelle handelt es sich hier um eine Brennstoffzelle, die letztendlich Glucose als Brennstoff verwendet. Dies geschieht dadurch, dass durch Zugabe eines künstlichen Elektronen Akzeptors zu einer Hefezell Suspension in den oxidativen Stoffwechsel der Hefezellen eingegriffen wird. Auf diese Weise kann die in Glucose enthaltene chemisch gebundene Energie über eine entsprechende Redoxkette in elektrische Energie umgewandelt werden. Diese reicht aus, um zumindest für eine kurze Zeit, einen Elektromotor zu betreiben. 14. La sismologie dans le système solaire 16. Die GRÜNE Klimaanlage Jean Jaques Belen Fr. Dr. Sabine Kiefer Alessia Ciol, Chantal Egli, Cecile Gutedel, Marine Metzger, Cécile Ner Sopfia Taratina, Joséphine Meyer Lycée Jean Mermoz St. Louis Comment l étude de la propagation des ondes sismiques nous permet elle de connaitre la structure des objets du système solaire (planètes satellites naturels)? Depuis le début du XXème siècle l étude des séismes a permis de révéler l existence de grandes discontinuités permettant de distinguer noyau, manteau et croûte. La nature solide ou liquide de ces couches a pu également être déterminée. On a cherché à montrer comment fonctionne un sismomètre sur Terre. Les sismomètres installés sur la Lune par les missions Apollo de la NASA (entre 1967 et 1972) ont fourni des mesures riches en enseignements. On pensait que la Lune était «morte» ne présentant plus aucune activité sismique, ce qui s est révélé faux. Les hommes ont même provoqué des séismes artificiels créant des impacts artificiels grâce à des éléments de fusée largués sur la Lune. Cela nous a permis de nous donner l occasion d étudier les impacts de météorite et de déterminer les facteurs responsables de la forme et du diamètre des cratères d impact. La NASA en collaboration avec le CNES va aujourd hui lancer une mission appelée «InSight» donc un des buts est d installer un sismomètre sur Mars. Nous suivons cette mission de prêt en analysant les contraintes liées au lancement de la sonde, son atterrissage et les mesures qu elle effectuera sur le sol martien. Marius, Junker, Simon Rösch, Jonah Siebert Einstein Gymnasium Kehl Das Projekt ist der Versuch eine grüne Klima/Heizungsanlage für das Einstein Gymnasium zu entwickeln. Dies soll anhand eines Modells getestet werden. Die Anlage soll sich mithilfe von Solarplatten und Thermoelementen selbst mit Strom versorgen. Das Kühlmittel soll durch Erdwärme gekühlt werden bzw. durch Sonneneinstrahlung erwärmt. Die Pumpen und die anderen Bauteile werden mithilfe eines Arduinos angesteuert. 17. Modulare Rettungsdrohne Frau Kiefer Matthieu Bajonski Einstein Gymnasium Kehl In meinem Projekt geht es darum, eine Drohne (Quadcopter oder Tricopter) zu entwerfen und zu bauen. Man könnte diese Drohne in einem Klick von einer Beleuchtungsdrohne zu einer Drohne umrüsten, die Erste Hilfe Koffer zustellen und abwerfen kann. Diese Drohne könnte dann z. B. bei Lawinenunfällen ihren Dienst leisten. Le but de mon projet est de concevoir et de construire un drone (Quadcopter ou Tricopter) modulable. Ce dernier pourrait être modifiable en un instant grâce à des modules spéciaux permettant d une part d illuminer un large espace et d autre part de lâcher des boîtes de premier secours dans une zone à risque, par exemple: montagne+ avalanche. Seite 7 von 16 Seite 8 von 16
18. Vergleichende Untersuchungen an Gespenstschrecken Dr. Sabine Kiefer Daphné de Lohr Einstein Gymnasium Kehl Wie viele Eier legen erwachsene Stabschrecken, und wieviel fressen (koten) sie? Hat die Temperatur des Terrariums darauf Einfluss? Oder etwa wie draußen das Wetter ist? Oder womöglich die Mondphasen? Dazu untersuche ich vier verschiedene erwachsene Stabschreckenarten und das Große Wandelnde Blatt (Phyllium giganteum). 19. Die Endung mit der Maus Dr. Marco Mangold Tobias Wirth, Daniel Melnik Friedrich Schiller Gymnasium Marbach am Neckar Das Projekt soll die Lösung für die bekannte Mäuseprobleme sein, jedoch mit einem entscheidendem Unterschied: die Maus wird während dem Einfangen nicht verletzt. Die Falle funktioniert vom Einfangen bis hin zum Einsperren vollautomatisch und verfügt außerdem über die Funktion, mehrere Tiere nacheinander einzufangen. Sie ist leicht zu installieren und erspart Ihnen Mühe und Zeit. So verzichten Sie auf die traditionelle und aufwendige Art und Weise des Einfangens und können auf die einfachere und neuere Art setzen. 20. Comment peut on tester l efficacité d une crème solaire? Christophe Hug, Magali Gaillard Kech Mallaurry, Kurtz Chloé, Lhuiller Océane, Llollier Romain, Manzoni Maëlys, Scapin Enzo, Violini Samuel, Wissler Marie, Gognau Thomas Lycée Théodore Deck Guebwiller Comment peut on tester l efficacité d une crème solaire? La crème solaire protège la peau des rayonnements solaires ultra violets. Nous avons essayé de tester l efficacité d une crème solaire en utilisant un modèle biologique : une culture de levure. Seite 9 von 16 21. Autonomes / Micro Controller gesteuertes Aquarium Gerhard Hörbe Celina Scheufele, Lilith Hänisch Stiftsgymnasium Sindelfingen Fische sind eigentlich sehr anspruchslose Tiere, die gut zu Hause im Aquarium gehalten werden können. Doch schaut man genauer hin, so gibt es neben dem Füttern eine ganze Reihe an Parametern, die einzuhalten sind, damit sich die Fische wohl fühlen: Temperatur, Wasserqualität, Licht, Ziel des Projektes ist es, ein weitgehend autark arbeitendes Aquarium zu konstruieren: Sensoren messen kontinuierlich die einzelnen Parameter, die dann von einem Microcontroller ausgewertet werden und die zugehörenden Aktoren steuern. Schüler der Kursstufe planen, konstruieren und fertigen ein Aquarium im Fach Naturwissenschaft und Technik (NwT) am Stiftsgymnasium in Sindelfingen. Noch stehen wir am Anfang des Projektes vorgestellt wird die Planung sowie ein erster Prototyp. Die Steuerung übernimmt dabei der Microcontroller arduino. 22. Flipper Gerhard Hörbe Maximilian Pfeffer, Yannis Winter Stiftsgymnasium Sindelfingen Flipperautomaten sind mittlerweile selten geworden, doch immer noch fasziniert das Spiel mit der rollenden Stahlkugel. Die Schüler der Kursstufe haben sich im Fach Naturwissenschaft und Technik (NwT) zum Ziel gesetzt, einen Flipperautomaten selbst zu planen, entwickeln, konstruieren und fertigen. Und wenn der Flipper dann auch sexy ist, spielen vielleicht in absehbarer Zeit Schüler während der Pause Flipper anstatt ihre Smartphones zu nutzen. Probleme in verschiedenen Fachdisziplinen müssen gelöst und Schnittstellen beachtet werden. Da wir in diesem umfangreichen (auf 2 Schuljahre angelegtem) Projekt arbeitsteilig vorgehen liegt ein Schwerpunkt im Projektmanagement, insbes. in der Projekt Strukturierung, der Ablaufbzw. Zeitplanung und dem Risikomonitoring. Zunächst werden Prototypen für Sensoren (z.b. Trefferziele, Kugeldurchläufe, Bewegungssensoren) und Aktoren bzw. Spielelemente (z.b. Abschussvorrichtung Plunger, Schlagtürme, Flipper) entwickelt. Besondere Herausforderung liegt dabei in der Signalverarbeitung bzw. im Einsatz von Elektromagneten mit der zugehörenden Mechanik. Die zentrale Steuerung übernimmt der Microcontroller arduino. Parallel wird das Spielfelddesign entworfen einzelne Elemente werden mit der CNC Fräse gefertigt. Ausgestellt werden Auszüge aus dem Projektmanagement, Prototypen von Sensoren und Aktoren sowie Designelemente. Seite 10 von 16
23. Comment le chou romanesco développe t il une structure spiralée et fractale? Sophie Schmitt Florian Cadorel, Nathan Corcellut, Quentin Woerth, Florian Schwaab Lycée Marguerite Yourcenar Erstein La nature est constituée de nombreuses merveilles. Certains végétaux à l apparence originale peuvent effectivement susciter la curiosité. En effet, l aspect si particulier du chou romanesco a attiré notre attention. Après l avoir observé à différentes échelles, macroscopiques et microscopiques, nous avons constaté que sa structure est fractale et qu il développe des spirales dans lesquelles on retrouve la suite de Fibonacci. Nous nous sommes alors lancés dans une analyse plus profonde des propriétés mathématiques et biologiques de ce légume. Ces travaux ont ainsi répondu à nos interrogations et éclairci les mystères d une nature surprenante. 24. La toile en soie d araignée et les gilets pare balle Sophie Schmitt Anne Elen Chrompret, Elodie Hoch, Juliane Teinturier Lycée Marguerite Yourcenar Erstein Comment pourrait on fabriquer un gilet pare balles à partir de soie d araignée synthétisée? La soie d araignée est une fibre protéique filée par l araignée. Certaines fabriquent une toile tellement résistante qu elle permet la capture d insectes volants arrivant à grande vitesse sans la transpercer. Nous nous sommes intéressées plus particulièrement aux araignées de la famille des orbitèles, qui construisent des toiles à partir de nombreux fils de soies (8 au total) aux propriétés différentes. Mais, la soie d araignée reste en premier lieu caractéristique par son élasticité et sa solidité. En quoi la nature de cette protéine lui permet elle d être plus résistante que l acier ou le Kevlar et pourtant de garder sa souplesse ce qui lui permet d être filée? Elle est très convoitée par l armée car intéressante pour créer un gilet pareballes : comment pourrait on avoir suffisamment de matière et la tisser en un tissus souple, léger et très résistant tout en étant un matériau renouvelable et par conséquent écologique et économique.? Nous avons en premier lieu modéliser cette toile sur un logiciel (GeoGebra), afin de mieux comprendre ce que nous étudions. Nous établirons ensuite un protocole, (à l aide des informations reçues par la société allemande AMSilk) nous permettant de synthétiser et tisser cette soie. 25. Eduwear intelligente Kleidung Bernhard Herr Laura Fender. Hannah Hörmann Herzog Christoph Gymnasium Beilstein Kreatives Gestalten von Stromkreisen mit Nadel und Faden Einstieg in Programmierung und Sensorik. Ein Projekt mit dem Lilypad Arduino Wearable Computing ist ein modernes interdisziplinäres Gebiet der Informatik, das unter anderem das Ziel verfolgt, Menschen aktiv bei ihren Alltagstätigkeiten zu unterstützen. Wird beispielsweise Kleidung mit Computertechnik verbunden, so spricht man von intelligenter Kleidung, den sogennanten Wearables. Eduwear intelligente Kleidung erschließt Schülern einen Zugang zur Informationstechnik Normale Kleidungsstücke werden mit Elektronik verbunden, die anschließend programmiert wird. Das Ergebnis ist die sogenannte Intelligente Kleidung. Zum Einstieg machen sich die Schüler mit der Handhabung von einfachen LEDs, leitfähigem Faden und einer Batterie samt Halterung vertraut, und fertigen damit auf einem Stück Stoff ihren ersten Stromkreis. Im zweiten Schritt verwenden die Schüler das Lilypad Arduino (ein einfaches Mikrocontroller Board) sowie Sensoren und Aktoren (wie LEDs, Lautsprecher, Helligkeitssensoren,...), die sie mit einem leitfähigen Faden auf Stoff nähen und gemäß einem zuvor entworfenen Schaltplan elektrisch leitend miteinander verbinden. Anschließend wird der Mikrocontroller mit der Arduino Software programmiert, wodurch die von den Schülern gestalteten Accessoires und Kleidungsstücke zum Leben erwachen. 26. Luftströmung an einem Flügelprofil Helga Dickopf Sebastian Leyer Stephen Hawking Schule Neckargemünd Es wurde die Luftströmung an einem Flügelprofil untersucht. Mithilfe von verdampftem Glycerin konnte die Strömung an einem Flügelprofil bei verschiedenen Anstellwinkeln visualisiert und dokumentiert werden. Außerdem wurden am selben Modell für unterschiedliche Anstellwinkel und Windgeschwindigkeiten Auftrieb und Luftwiderstand gemessen. Im theoretischen Teil meiner Arbeit setze ich die Messwerte in den Zusammenhang und begründe sie auch anhand der Strömungsvisualisierung. Seite 11 von 16 Seite 12 von 16
27. Der vermessene Vogel Hermann Klein Adam Muderris, Yasmin Muderris Hans Thoma Gymnasium / phaenovum Im Physikunterricht besuchte uns kürzlich ein ungewöhnlicher Vogel, der berühmte Trinkvogel. Dieses bekannte physikalische Spielzeug besteht aus zwei Glaskugeln, einem Verbindungsrohr und einer bereits bei Zimmertemperatur verdunstenden Flüssigkeit. Gibt man diesem Vogel Wasser zu trinken, so kippt sein Schnabel ohne Unterlass in ein vor ihm stehendes Glas. Ein wahrhaft erstaunliches Phänomen. Zum Glück lernten wir dann im Unterricht das Verhalten dieser unersättlichen Vogelart mit Hilfe der Verdunstungskälte zu verstehen. Nur: es gab kein einziges Experiment, welches die gegebene Erklärung unterstützte! Das störte uns sehr! Daher rückten wir dem Vogel mit Temperatursensoren, Feuchtigkeitsmesser und Kamera zu Leibe. Wir variierten seine Ernährungsweise, setzen ihn kühlen Winden aus, erhitzten seinen Bauch und schränkten seinen Lebensraum ein. Über das dabei beobachtete geänderte Verhalten dieses unbescheidenen Vogels wollen wir nun berichten. 28. Wie wirken sich Bleaching Produkte auf unsere Zähne aus? Renate Spanke Nahae Kühn, Denis Grueneberg Schulzentrum Steinen/Realschule, Hans Thoma Gymnasium Lörrach In unserem Projekt wollen wir die Auswirkung von Zahnweißmitteln auf Zähnen testen. Dafür testen wir verschiedene Bleaching Produkte auf Zähnen und untersuchen, ob der Zahnschmelz nach der Anwendung eine Veränderung aufweist. 29. Intelligentes Würfeln Renate Spanke Jonathan Klein, Benedikt Heim Hans Thoma Gymnasium Lörrach In unserem Projekt bearbeiten wir die Frage, wie man zwei Spiele, für die man unterschiedlich viele Würfel benötigt, z.b. "Mensch ärgere dich nicht" (ein 6 er Würfel) und "Die Siedler von Catan" (zwei 6 er Würfel) gleichzeitig spielen kann, ohne doppelt würfeln zu müssen oder unterscheidbare Würfel zu benutzen. Dies wollten wir für verschiedene Würfelanzahlen und kombinationen herausfinden. 30. Flummis auf Abwegen Klein, Hermann Alexandra Martin, Sophia Rüth, Fiona Seger Hans Thoma Gymnasium Lörrach/phaenovum Ein Flummi, den man auf einen harten Boden fallenlässt, springt fast auf die Ausgangshöhe wieder zurück das ist jedem bekannt. Lässt man jedoch einen dieser elastischen Gummibälle mit viel Spin senkrecht nach unten auf den Boden fallen, springt er nicht nur gut zurück, sondern zeigt nach dem Aufprall eine sehr merkwürdige Flugbahn. Diese durch die Eigendrehung und Rauigkeit des Balles verursachte Flugkurve lässt sich nun für überraschende Wurfexperimente nutzen. Wirft man z.b..einen dieser Gummibälle so auf den Boden, dass er nach dem Aufprall gegen die Unterseite einer Tischplatte prallt, so kommt er erstaunlicherweise wieder zu seinem Ausgangspunkt zurück. Warum können Flummis solch verblüffendes Verhalten zeigen? Können diese Wurfexperimente auch mit anderen Bällen durchführt werden? Unser Ziel war es, das Verhalten der Bälle physikalisch zu verstehen und quantitativ zu simulieren. Dazu haben wir die Flugbahnen der Bälle unter verschiedenen Bedingungen mit Hilfe einer Hochgeschwindigkeitskamera aufgenommen und mit unserer Simulation verglichen. 31. Tickt die Uhr noch richtig? Sonderbares bei Sanduhren Klein, Hermann Leon Klein, Jannick Fischer Hans Thoma Gymnasium Lörrach Bei Sanduhren, die man z.b. in Spielzeugsets vorfindet, konnten wir bei ein und dergleichen Uhr starke Laufzeitschwankungen feststellen. Um dieses Problem zu umgehen, haben wir uns entschlossen, eigene Sanduhren zu bauen. Als Granulat verwenden wir statt Sand kleine Glaskügelchen. Mit diesen Uhren möchten wir nun herausfinden, ob es durch äußere Kräfte möglich ist, die Laufzeit der Sanduhr zu beschleunigen. Seite 13 von 16 Seite 14 von 16
32. ça gaze pour nous Flora Rabahi Melek Kurban, Bernard Freyss, Enes Gundogan, Nicolas Merkling Collège Stockfeld A partir d une étude expérimentale de l effet du CO 2 sur la température de l air, nous avons essayé de faire le lien entre les gaz à effet de serre et nos gestes au quotidien. L objectif est de modifier les comportements de tout un chacun pour réduire nos consommations et ainsi, nos factures énergétiques aussi bien au collège que chez chacun de nous. Nos partenaires sont la DREAL et Alter Alsace Energie. Ausgehend von einer experimentellen Studie über die Wirkung von CO 2 auf die Lufttemperatur haben wir versucht den Zusammenhang zwischen Treibhausgasen und unserem Handeln im Alltag herzustellen. Das Ziel ist es das Verhalten von uns allen zu verändern um unseren Verbrauch zu reduzieren und somit auch unsere Energiekosten sowohl in der Schule als auch zu Hause. Das Stockfeld Gymnasium wird von Alter Alsace Energie und DREAL für die Durchführung der Agenda 21 unterstützt. 33. Brückenbau / Roboter Mindstorm / Herzfrequenzmessung / Trainingssteuerung 34. Dimmbare Lampe und Mausefallenauto Axel Nothardt Clara Danielski, Charis Atangana, Semir Duman, Bastien Guinamard Wagenburg Gymnasium Stuttgart In der Unterrichtseinheit Halbleiter Schaltungen haben die Schülerinnen und Schüler Lampen aus Holz gebaut. Die LED Lampe lässt sich über eine einfache Transistorschaltung in der Helligkeit dimmen. Hierbei war sowohl der Umgang mit den Werkzeugen für die Holzbearbeiten als auch für die Lötarbeiten Gegenstand des Unterrichts. Wir vertieften auch die Wirkweise der jeweiligen Halbleiterbauelemente. In der Unterrichtseinheit Fortbewegung und Antriebe haben die Schüler eine Projektarbeit zum Thema Energieübertragung durchgeführt. Sie hatten in Kleingruppen die Aufgabe, ein Auto herzustellen, dessen Antrieb aus einer handelsüblichen Mausefalle besteht (Mausefallenauto). Aus physikalischer Sicht speichert die Mausefalle mit Hilfe einer Feder eine gewisse Spannungsenergie. In Verbindung mit der Achse eines Fahrzeugs kann diese Spannungsenergie in kinetische Energie umgewandelt und auf die Räder eines Fahrzeugs übertragen werden. Es wurde das Auto gesucht, dass die weiteste Strecke zurücklegen kann. Zur Umsetzung der Aufgabenstellung musste eine geeignete Karosserie (Rahmengestell) entwickelt und konstruiert werden, das dem Antriebsmechanismus auf optimale Weise gerecht wird. Weitere erforderliche Kriterien des Autos waren Funktionalität, Stabilität, Störanfälligkeit und Design. Gutensohhn / Mohr / Apitz Katharina Rapp / Alisha Abanum / Tabea Wiese / Edwin Michel Lise Meitner Gymnasium Böblingen Katharina baut zusammen mit Franziska Hauser eine Brücke im NWT Unterricht Kl 9 aus einfachen Materialien mit einer Spannweiter von 40cm, die befahrbar ist. Alisha Abanum programmiert in einer AG zusammen mit Saskia Madeheim und Benita Tscheppe einen Mindstorm Roboter (Lego), der auf einem Drehtürparcours selbständig fahren kann. Tabea Wiese baut ein Herzfrequenzmessgerät im Rahmen der Medizintechnik im NWT Unterricht Kl 10. Edwin Michel baut ein Trainingssteuerinstrument im Rahmen der Medizintechnik im NWT Unterricht Kl 10. 35. qfix Roboter Bettina Wolfrat Hans Dischinger, Nils Lübben, Marvin Wabra Wirtemberg Gymnasium, Stuttgart Untertürkheim Die Schülerinnen und Schüler der 10. Klasse lernen im NwT Unterricht die Programmiersprache C++ anhand des qfix Roboters kennen. Die drei Schüler dieses Projektes haben ein Programm mit mehreren Fahrprogrammen, die über ein Auswahlmenü per Tastenkombination aufgerufen werden können entwickelt. Seite 15 von 16 Seite 16 von 16