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Bestplatzierte Nachwuchsforschung

Die Forscherkurse der Mittelstufe erfreuen sich großer Beliebtheit. Und sie arbeiten höchst erfolgreich, wie der diesjährige Regionalwettbewerb „Schüler experimentieren“ / „Jugend forscht“ am Volkspark wieder einmal zeigt: Alle vier Teams, die ihre Beiträge den Fachjurys des Wettbewerbs präsentierten, erreichten einen ersten Platz.

Dabei bewerteten die Jurys durchaus streng und ließen Nachwuchsforscher:innen von lediglich 15 Hamburger Schulen zum Landeswettbewerb zu, an dem nun auch die 12 Schüler:innen der Dörpsweg-Wettbewerbsteams ihre Forschungsergebnisse präsentieren werden.

Einen Sonderpreis hatte bereits im Februar Saida Minnebaeva (9c) beim Regionalwettbewerb am DESY für ihre Untersuchung des Lebensmittelfarbstoffs E129 erhalten. Sie hatte den Farbstoff im Hinblick darauf genauer unter die Lupe genommen, wie und mit welchen Auswirkungen er von Blüten und Schweinehaut aufgenommen wird, wobei ihre Ergebnisse die Frage aufwerfen, ob man diesen Stoff tatsächlich zu sich nehmen möchte. Für ihre Arbeit, die in Zusammenarbeit mit dem Schülerforschungszentrum entstanden war, erhielt Saida als Sonderpreis ein Abo der „Bild der Wissenschaft“.

Zwei der nun beim Regionalwettbewerb bestplatzierten Forschungsergebnisse stammen aus dem Fachgebiet Chemie. Marthe Dannemann, Katharina Hanemann und Marta Jezynska (8b) widmeten sich, betreut von Wettbewerbskoordinatorin Dr. Hegerfeldt, in der Erforschung „bunter Flammen“ jenen Ionen, die in der farblosen Bunsenbrennerflamme spezifische Färbungen erzeugen. Die Schülerinnen überprüften anhand der Färbungen, ob in Alltagsstoffen wie Banane, Kreide oder Tabak wirklich die Ionen enthalten sind, die im Internet angegeben werden. Dabei hatten die drei Feuerteufelinnen nach eigener Aussage viel Spaß an ihrer Arbeit – und die war schön bunt.

Der Bekämpfung von Feuer widmeten sich die ebenfalls von Frau Dr. Hegerfeldt betreuten Nachwuchsforscher Joris Funck, Jens Johannsen und Anton Rexer (8b), die sich mit der Herstellung eines umweltfreundlichen und kostengünstigen Löschschaums befassten. Die drei bauten einen eigenen Schaumfeuerlöscher aus upcycelten Materialien. Den umweltfreundlichen, weil PFAS-freien Schaum erzeugten sie, indem sie Essigessenz zu einer Lösung aus Natriumhydrogencarbonat (Backtriebmittel) und Spülmittel gaben. Kniffelig war es, die richtige Rezeptur zu finden, aber die gelang schließlich: Das Verdickungsmittel Xanthan machte den Schaum noch haltbarer.

Schulstress bewegt viele Gemüter. Pallma Amin, Morssal Hamdani-Foyan und Elianah Jonnalagadda (10b) gingen das Thema jedoch wissenschaftlich an, indem sie Schulstress durch die Herzratenvariabilität ermittelten. Mit Hilfe eines Herzfrequenzsensors, der um die Brust geschnallt wird, sowie einer App nahmen sie sich die Herzrate einer Testperson in verschiedenen Situationen vor, etwa während einer Deutscharbeit. Wenn man die Variabilität der Herzrate errechnet, lässt diese Rückschlüsse auf den Blutfluss und damit den Stresszustand zu. Denn bei Stress pumpt das Herz das Blut konstanter durch den Körper, und die Variabilität sinkt. Auch diese von Herrn Bonin betreute Arbeit wurde – wie die drei anderen auch – mit einem ersten Preis sowie einem Sonderpreis ausgezeichnet.

Einen Aufsichtsroboter für Heim- und Haustiere konstruierten im Rahmen des Jugend-Forscht-Fachgebiets Technik Lea Höckel, Sarah Topp (10b, S2) sowie Efe Yildiz (ehemals IVK-Schüler am Dörpsweg, mittlerweile Schüler an der JLS). Kameras für das Zuhause, die Bilder auf das Handy übertragen, gibt es längst. Wenn man aber z. B. den Familienhund überwachen möchte, benötigt man eine Kamera, die dem Tier folgt. Die Gruppe schuf einen fahrbaren Roboter, der mittels verschiedener WLAN-Netze von überall angesteuert werden kann und Bilder des Tiers auf das Handy überträgt. Offen ist, ob der Roboter eines Tages Befehle zu erteilen lernt, die womöglich Lederschuhe vor dem Zerkaut-Werden retten.
Da dieser Wettbewerbsbeitrag außerunterrichtlich vorbereitet wurde, damit auch Efe als ehemaliger IVK-Schüler des Gymnasiums Dörpsweg teilnehmen konnte, erhielt zudem Betreuer Tim Bonin eine besondere Auszeichnung.

Neben der Landesrunde der Wettbewerbe „Schüler experimentieren“ (bis 14 Jahre) und „Jugend forscht“ (ab 15 Jahre) stehen weitere Highlights im Wettbewerbskalender des Halbjahres, darunter die Teilnahme eines Dörpsweg-Forscherteams am „BundesUmweltWettbewerb“: Isabella Bernin und Lina Barz (10b) fragen in ihren Untersuchungen, wie man die Wasseraufnahmefähigkeit ausgetrockneter Böden erhöhen kann. Überflutungen durch trockene Böden machen die Relevanz des Themas deutlich. Und wer weiß – vielleicht finden sie bei Ihren Forschungen sogar einen geeigneten biologischen Wasser-Absorber?

Mathe-Olympioniken

Bei Tag und Nacht hatten sie gerechnet und sowohl in der 1. Runde der Mathe-Olympiade, als auch während der Langen Nacht der Mathematik selbst kniffeligste Lösungen gefunden. Bei der 2. Runde der Mathe-Olympiade qualifizierten sich nun gleich sieben Dörpsweg-Schüler für die 3. Runde und damit das Finale des Wettbewerbs.

Hand aufs Herz: Wüssten Sie die Lösung für folgende Aufgabe zur Busfahrt Pauls? Der stoppt die Fahrzeiten zwischen den vier Haltestellen seiner Busfahrt. „Für die erste Strecke benötigte der Bus 30 Sekunden länger als für die zweite. Für die dritte Strecke benötigte der Bus eine Minute länger als für die erste Strecke. Die reine Fahrzeit für alle drei Strecken zusammen betrug genau 6 Minuten. Ermittle die Fahrzeit für jede der drei Strecken.“
Und falls Sie eine Lösung finden: Könnten Sie diese auch in einer ausformulierten Erläuterung begründen? 

Einem solchen Anspruch stellten sich die 73 Schüler:innen des Gymnasiums Dörpsweg, die sich in diesem Jahr an der Mathe-Olympiade beteiligten. 52 von ihnen kamen in die 2. Runde, wiederum 23 Kandidaten schafften ausgezeichnete Ergebnisse von über 20 Punkten. Sieben Schüler mit Spitzenwerten von über 31 Punkten werden die Schule nun Ende Februar beim Finale vertreten. 

„Das sind wirklich viele Kinder“, erläutert Frau Weber, die am Gymnasium Dörpsweg die Mathe-Wettbewerbsteilnahme organisiert. Bereits im letzten Jahr hätten die Kinder gerade des 6. Jahrgangs brillant gerechnet, doch ihre Lösungsschritte noch nicht so genau erläutert. „Daraus haben sie richtig etwas gemacht“, sagt Frau Weber, „ich bin so stolz darauf, dass die Schülerinnen und Schüler so abstrakt denken können und dann auch noch so gute Erklärungen dazu formuliert haben.“ 

Eine große Motivation gab es bereits bei der Langen Nacht der Mathematik Ende November. Traditionell knobeln hier zahlreiche Kinder und Jugendliche an Olympiade-Aufgaben bis nach Mitternacht, unterstützt von den Mathelehrkräften sowie Frau Plotz. Große Begeisterung ist greifbar auch im Spezialistenkurs Mathe+ unter Leitung von Frau Deubach, bei dem mathebegeisterte Kinder und Jugendliche entschlossen an den kompliziertesten Aufgaben tüfteln. Sie tun dies allwöchentlich freiwillig freitags nach Schulschluss und sie sehen dabei tatsächlich glücklich aus.

Erfolge beim Sprachenturnier

Das Hamburger Mehrsprachenturnier ist richtig anspruchsvoll – Grund genug für 15 Dörpsweg-Schüler:innen, sich zu beteiligen. Sechs von ihnen wurden mit besonderen Auszeichnungen geehrt, drei sogar mit einem der begehrten 2. Preise.

Der Wettbewerb richtet sich an Schüler:innen der Jahrgänge 10 und 11. Wer sich zur Teilnahme entscheidet, hat Mut, denn in gleich vier Sprachen werden Kompetenzen ermittelt, teils mündlich, teils schriftlich. Von den drei Fremdsprachen, die die Jugendlichen neben Deutsch angeben können, finden die Prüfungen für zwei Sprachen auf erhöhtem Niveau statt. Eine dieser Sprachen kann auch eine Muttersprache der Schüler:innen sein. Mündliche Prüfungen finden in Form von Dialogen statt, in denen sich die Teilnehmenden spontan bewähren müssen. Schriftliche Prüfungen enthalten hingegen Aufgaben etwa zum Leseverstehen, zum Wortschatz, zur Grammatik und zur Schreibkompetenz in der jeweiligen Sprache.

Die Kandidaten des Gymnasiums Dörpsweg bewältigten diesen Sprachprüfungsmarathon sehr erfolgreich. Drei Schülerinnen, Lale Knarr, Clara Plotnikov (Jg. 11) und Lilly Damaschke (Jg. 10) erhielten einen Anerkennungspreis. Über einen 2. Preis, der exzellente Sprachkompetenzen belegt, konnten sich Vanessa Szczepanowski, Yulia Sorsa  und Irina Uchakin (Jg. 10, Foto) freuen. Neben den gemeinsam gewählten, schriftlich absolvierten Sprachen Englisch, Französisch und Deutsch hatten sie sich jeweils eine andere Sprache für die mündlichen Prüfungen ausgesucht, Irina Russisch, Vanessa Polnisch und Yulia Kroatisch. Für jede dieser Sprachen habe es eine Gruppenprüfung gegeben, berichten sie, bei denen Rollen für einen Dialog zugelost wurden.

So schlüpfte Yulia in die Rolle einer 16-Jährigen, die ihre Eltern – andere Prüfungskandidaten – von der Idee einer häuslichen Geburtstagsfeier ohne Eltern (sturmfrei) zu überzeugen hatte. Vanessa sollte sich gegenüber einer Lehrkraft, also einem Mitprüfling, gegen die fiktive Einführung einer Schuluniform stark machen. Irina wiederum hatte die Aufgabe, ihre Familie für die Idee eines vorgezogenen Führerscheins zu begeistern. Zwei Minuten Einlesezeit – und los ging der Dialog vor der jeweiligen Prüfungskommission.

Am Morgen sei sie nervös zum Turnier gefahren, berichtet Vanessa, aber dann habe sie sich sehr schnell wohlgefühlt unter all den anderen Kandidaten, die in der gleichen Situation gewesen seien. Irina und Yulia bestätigen diesen Eindruck. „Es war sehr entspannt und die Atmosphäre war locker“, berichtet Irina, „außerdem konnten wir schnell neue Kontakte knüpfen.“ Yulia lobt das Gemeinschaftsgefühl, das geherrscht habe, und ergänzt: „Durch die Gemeinsamkeit des gleichen Kulturkreises haben wir uns gleich gut verstanden.“

Die durch den Dörpsweg vertretenen Sprachen waren – neben den bereits genannten – Arabisch, Neugriechisch, Spanisch und Türkisch. Frau Dr. Hegerfeldt, Wettbewerbsbeauftragte der Schule und selbst für das Fach Englisch Jurymitglied beim Mehrsprachenturnier, berichtet, dass die rund 170 Jugendlichen, die sich beteiligten, sprachlich zur „Crème de la Crème“ gehörten und hervorragende Leistungen gezeigt hätten. Dass die Dörpsweg-Schüler:innen dabei so erfolgreich abschnitten, freut sie besonders.

Weil der von der Schulbehörde ausgerichtete Wettbewerb nur alle zwei Jahre stattfindet, werden es beim nächsten Mal andere Zehnt- und Elftklässler:innen sein, die antreten können – und die gerne zeitnah schon einmal mit dem Üben beginnen dürfen.

Abbaubare Biofolie entwickelt

Im Februar hatten sie sich mit einem 1. Preis beim Regionalwettbewerb „Jugend forscht“ für die Landesrunde qualifiziert. Nun vertraten Anna Stöcker, Nelli Erler (9a) und Irmak Yasar (9c) ihre Forschungsergebnisse erfolgreich beim Landeswettbewerb auf dem Airbus-Gelände.

Als Neuntklässlerinnen gehörten sie zu den jüngsten Teilnehmerinnen des Wettbewerbs, da jüngere Teams bei „Schüler experimentieren“ antraten. 

Das Projekt der drei Nachwuchsforscherinnen, „Bioplastik nachhaltiger machen 2.0“ im Fachbereich Chemie, wurde mit einem sehr ehrenvollen 3. Preis ausgezeichnet. Unterstützt von Frau Dr. Hegerfeldt und Frau Keding-Ritz, hatten Anna, Nelli und Irmak verschiedene Weichmacher untersucht, um Eigenschaften einer von der Gruppe entwickelten, stärkebasierten Biokunststofffolie weiter zu verbessern.

Die erreichte Qualität der Folie, die mit einer Nudelmaschine ausgewalzt wurde, ist tatsächlich ausgezeichnet: Sie ist transparent, flexibel, reißfest – und sie zersetzt sich in der Natur. Hierfür sind keine Kompostieranlagen erforderlich, wie bei anderen Bioplastikfolien. Ziel der Gruppe war es schließlich, einen alltagstauglichen Beitrag gegen den Plastikmüll zu leisten – und dies ist geglückt.

Der mit Hilfe der Aloe-Vera-Pflanze gewonnene, neue Stoff unterscheidet sich deutlich von bisher existierenden Weichmachern und ist deshalb in seinen chemischen Zusammenhängen noch nicht erforscht. Bei der Wettbewerbs-Präsentation bekamen die drei Wettbewerbsteilnehmerinnen bereits Spezialistenfragen zu Teilbereichen der Chemie gestellt, deren unterrichtliche Basis noch nicht gegeben war. Dies betrachten sie jedoch aus Auszeichnung. „Die Fragen waren schwierig“, sagen Nelli und Anna „und eine gute Inspiration für weitere chemische Forschungen.“

Im nächsten Schuljahr sind zwei der drei Nachwuchswissenschaftlerinnen erst einmal im Ausland. Doch in der Oberstufe geht es vielleicht weiter. „Wir hoffen,“ so Irmak, „dass wir das Projekt noch optimieren können, um den Naturschutz weiter voranzubringen.“

Informationen zu weiteren Forschungsprojekten von Schüler:innen der diesjährigen Forscherkurse finden Sie hier.

Nachwuchsforschung

Nicht nur an Geburtstagen ist der Zusammenhalt stark. Bei der diesjährigen Regionalrunde der Wettbewerbe „Schüler experimentieren“ und „Jugend forscht“ haben die Teams des Mittelstufen-Forscherkurses, die einen Beitrag eingereicht hatten, wieder hervorragend abgeschnitten. Bei der Siegerehrung am „Fraunhofer ITMP ScreeningPort“ in Bahrenfeld konnten sie einen 1. Preis, zwei 2. Preise und zwei Sonderpreise in Empfang nehmen.

Im Bereich Biologie befassten sich Mark Selest und Laurin Thomas (Klasse 8c) unter Anleitung von Frau Dr. Hegerfeldt mit der Erforschung eines „grünen Düngers“, indem sie die wachstumsfördernde Wirkung verschiedener Pflanzennährstoffe untersuchten, etwa Knochenmehl, Kaffeesatz oder gemahlene Erdnüsse. Im Gegensatz zu synthetischen Düngern verunreinigten diese Stoffe das Grundwasser nicht mit gesundheitsschädlichen Substanzen. Zwar zeigten die Dünger noch nicht die erwünschte Wirkung, doch das Forscherteam bleibt am Ball – ermutigt auch durch einen 2. Preis im Wettbewerb „Schüler experimentieren“ sowie einen Sonderpreis „Umwelttechnik“.

Ein weiterer Beitrag für den bis 14 Jahre geltenden Wettbewerb „Schüler experimentieren“ stammt von Janus Dahl, Renas Inkaya und Tim Kruse (Klassen 9a und 9b). Sie hatten sich mit Unterstützung von Herrn Bonin im Bereich Arbeitswelt eines Alltagsthemas angenommen, das vermutlich viele kennen: Unter dem Titel „Ich bin genervt – stilles Echtzeitfeedback zur Lautstärke im Klassenraum“ hatten sie eine Vorrichtung konstruiert, mit der mehrere Personen im Klassenraum per Knopfdruck die Lautstärke auf einer Leuchtdiode anzeigen können, wobei der Grad des Lärms in Form roter Balken sichtbar wird. Zeigt die Anzeige einen höheren Wert, sehen alle: Wir sind zu laut. So kann sich eine Lerngruppe im besten Fall selbst regulieren. Für diesen Beitrag erhielt die Gruppe einen Sonderpreis für Kommunikation.

Im Wettbewerb „Jugend forscht“ (ab 15 Jahren) erreichten Nelli Erler, Anna Stöcker und Irmak Yasar (Klassen 9a und 9c) sogar einen 1. Preis im Fach Chemie für ihre Forschungsergebnisse zu nachhaltigerem Bioplastik. Bereits im vergangenen Jahr hatten sie erfolgreich eine Rezeptur für eine stärkebasierte Biokunststofffolie ausgetüftelt. Nun setzten sie, begleitet von Frau Dr. Hegerfeldt und Frau Keding, ihre Forschungen mit verschiedenen Weichmachern fort, um die Folien flexibler und reißfester zu gestalten. Schließlich hatte ein Gel aus den Blättern der Aloe-Vera-Pflanze die Nase vorn. Zum Auswalzen nahmen die drei Nachwuchsforscherinnen eine Nudelmaschine. Die fertige Folie ließe sich nun problemlos zum Einpacken von Gemüse oder Obst im Supermarkt verwenden – und sie ist biologisch abbaubar. „Uns geht es um einen Beitrag gegen den Plastikmüll, der sehr lange lagert und die Umwelt belastet“, sagt Nelli. Das methodische Vorgehen der Gruppe beschreibt Anna so: „Wir haben ganz viel ausprobiert und ausgewertet. Dabei sind wir strukturiert vorgegangen und haben von Probe zu Probe immer nur einen Baustein verändert.“ Das Vorgehen hatte Erfolg, den es nun beim Landeswettbewerb Ende März zu verteidigen gilt.

Auch Leon Sternberg (Klasse 10b) war mit seiner Arbeit zur Wiederbefüllung von Whiteboard-Markern erfolgreich. Unterstützt wurde er von Frau Keding. Durch die von ihm entworfene und hergestellte Konstruktion müssen leere Stifte nicht mehr weggeworfen werden, sondern können in die Anlage gesteckt werden, in der mittels einer Kanüle Tinte dosiert in den Marker injiziert wird. Nur eine Minute – und der Stift ist wieder einsetzbar. Für seinen im Bereich Arbeitswelt eingereichten Beitrag erhielt Leon ebenfalls einen 2. Preis.

Seit diesem Schuljahr arbeitet der Forscherkurs der Mittelstufe jahrgangsübergreifend mit der Expertise von Lehrkräften der unterschiedlichen Naturwissenschaften. Nicht umsonst hob die Schulinspektion gerade mit Blick auf den Forscherkurs ein besonderes Maß differenzierten und individualisierten Lernens hervor, das die Nachwuchs-Wissenschaftler:innen bei den von ihnen gewählten Schwerpunkten an den Tag legen – mit großem Erfolg, wie sie auch in diesem Jahr bei den Wettbewerben zeigen konnten.

Landessiegerinnen

Beim Wettbewerb „Jugend forscht“ erreichten gleich drei Dörpsweg-Beiträge einen zweiten Platz auf der Landesebene. Und angesichts der Wettbewerbsbeiträge insgesamt erhielt auch gleich die Schule selbst erneut den „Jugend forscht Schulpreis“, der ein besonderes Verdienst bei der Förderung von MINT-Talenten ehrt.

Melina Hübner-Konitsioti und Svea Fischer (Jg. 10, Foto: links) hatten ihre Untersuchung den Auswirkungen des Lockdowns auf die Motorik von Vorschulkindern gewidmet. Elena Kleinwort (Jg. 11, Foto: Mitte) hatte die Jury mit ihren Berechnungen zum Raumwinkel als n-Ecke auf der Einheitskugel herausgefordert. Anna Stöcker, Nelli Erler (Foto: rechts) und Irmak Yasar (Jg. 8) hatten sich um die Herstellung von Bioplastik verdient gemacht, das tatsächlich auch verrottet. Für die drei Schülerinnen dieses Teams war es die erste Wettbewerbsteilnahme bei „Jugend forscht“.

Anders als in früheren Jahren konnten die Schülerinnen diesmal ihre Forschungsergebnisse nicht auf dem Airbus-Gelände vorstellen, sondern mussten ihre Arbeiten den Fachjurys digital präsentieren. „Früher gab es am Präsentationsstand ein freundliches Gespräch mit der Jury“, berichtet Elena, „nun mussten wir überlegen, wie genau wir die Präsentation in nur 5 Minuten umsetzen.“ Das habe den Druck und die Aufregung erhöht. Zugleich, so berichten die Schülerinnen, sei besonders bei den Jurys auf Landesebene ein echtes Interesse an ihren Arbeiten zu spüren gewesen. Die Juroren hätten die Arbeiten zudem offenkundig sehr genau gelesen und „richtig gute Fragen gestellt“.

Auch die Siegerehrung fand online statt, live gestreamt vom Airbus-Gelände aus, wo der Konzern zunächst detailliert sein duales Ausbildungsprogramm vorstellte – Nachwuchs-Rekrutierung beginnt bekanntlich gerne in der Schule. Und Vorreden steigern natürlich auch die Spannung. Umso größer war die Freude über die Auszeichnungen, die den Dörpsweg-Teilnehmerinnen eine echte Relevanz und große Expertise ihrer Arbeiten bescheinigte.

Elena darf nun zudem eine Woche in München mit anderen Nachwuchs-Mathematikern tagen. „Ich freue mich auf die Chance zum Austausch mit anderen, die meine Begeisterung teilen“, erklärt sie mit leuchtenden Augen.

Sie will ihr nun Thema mit weiteren Ansätzen weiter ausbauen. Melina und Svea möchten erst einmal die Oberstufe abwarten und dann über eine erneute Teilnahme auch ohne den Forscherkurs der Mittelstufe befinden. Das Team des 8. Jahrgangs wird im nächsten Jahr wieder am Start sein – ob mit einer Vertiefung der bisherigen Arbeit, wie von der Jury angeregt, oder mit einem neuen Schwerpunkt, das werde noch geprüft.

„Das waren wirklich starke Leistungen“, zeigt sich Wettbewerbskoordinatorin Dr. Hegerfeldt begeistert. Nur 16 Hamburger Schulen waren in diesem Jahr bei der Landesrunde vertreten – der Dörpsweg mit gleich drei Teams. „Die Schülerinnen und Schüler konnten ganz frei ihre Themen nach Neigungen und Interessen wählen“, so Hegerfeldt, „schön, dass sie die Gelegenheit genutzt haben zu beweisen, was sie können.“

Weitere Informationen zu den diesjährigen Beiträgen der Wettbewerbe „Schüler experimentieren“ und „Jugend forscht“ finden Sie hier.