nation a ler w ettbew erb 2013 - Stiftung Schweizer Jugend forscht

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47e Concours National
47o ConcorsoNazionale
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www.sjf.ch
Impressum
Redaktion
Stefan Horisberger, Geschäftsführer
Katrin Suter-Burri, Projektleiterin
Karin Büchler, Projektleiterin
Bernhard Geiser, Projektleiter
Svetlana Hegar, Administration
Herausgeber
Stiftung Schweizer Jugend forscht
Visuelles Konzept und Umsetzung
Atelier Zahn SGD, www.adrianzahn.ch
Fotos
Micha Riechsteiner, www.michariechsteiner.ch
Druck
AST & FISCHER AG, 3084 Wabern
«Mach mehr aus deinem Wissen!»
«Multiplie ton savoir!»
«Valorizza il tuo sapere!»
InhaltsübersichtSeite
Einleitung1 – 2
Biologie | Umwelt 3 – 24
Rahel Achermann, Ursina Gössi Faszination und Grauen – Wenn Mensch und Fledermaus sich nahe kommen
3
Andrina Vera Bernhard, Nora Sofia Bernhard Der Mondkalender im Experiment
4
Aurelio Börlin Motion Induced Blindness
5
Marlis Collenberg Fledermäuse in der Region des Parc Ela (Stuls - Latsch, GR) Vorkommenserhebung und Artbestimmung
6
Andriu Tumasch Deplazes Schnecken als Vektoren von Fuchsbandwurm-Eiern
7
Alexander Dharmarajah Die Auswirkung der Wahrnehmung der Farbe Rot auf unser Stresssystem
8
Katja Eckel Etwas Grünes im Wasserglas – Euglenazucht in versauertem Leitungswasser
9
Zoe Eichhorn Blutgruppe-Augenfarbe. Besteht ein Zusammenhang?
10
Aita Gianelli Kohlenstoffdioxidgehalt im Schulzimmer – ein Problem? 11
Gilles Gut The effect of the reduction of phosphorous input and the ventilation system of the Lake Hallwil on the Daphnia population
12
Andrea Hemmig Evolutionary Game Theory
13
Jakob Hochuli Heuschrecken – ihr Auftreten in vier verschiedenen Bearbeitungsflächen im Raume Gais (AR)
14
Dominik Hollinger Brutplätze der Wasservögel im Luzerner Seebecken
15
Sabrina Hug Durch Bärengeruch induziertes Verhalten bei Hauspferden (Equus caballus)
16
Helene Keller Schimpanse und Mensch: Die Mutter-Kind-Beziehung im Vergleich
17
Aline Künzler Liseli – Mein Mini-Agro-Forschungsbetrieb
18
Nikolai Orgland Untersuchung der Lachmöwenkolonie im Vorarlberger Rheindelta: Faktoren für eine erfolgreiche Brut im Frühjahr 2012
19
Vanessa Schwegler Ist es möglich, durch Sport am Morgen den Schlaftyp der «Eule» zugunsten des Schlaftyps einer «Lerche» zu verschieben?
20
Selma Steinhoff Adhäsions- und Spreitungsverhalten der Plasmatocyten von Manduca sexta
21
Rino Vicini Der Einfluss von Pflanzenwuchstoffen auf Pflanzenstecklinge 22
Adrian Wanzenried Totholz als Nahrungssubstrat des Schwarzspechts. Eine Untersuchung über genutzte Zerfallsstadien und Waldformen
23
Michaela Wirth Lernen im Schlaf
24
Chemie | Biochemie | Medizin 25 – 43
Annina Bauer, Simon Speckert, Kristy Fäsi Mutation im BRCA2-Gen: Eine Diagnose, die das Leben verändert – eine Fallstudie
25
Kevin Bernasconi, Giacomo Della Pietra, Diego Walder Metallic Depositions from Plasma Phase Processes
26
Lisa Corti, Lucia Ronchetti, Mila Roncoroni Osteoinduttività mediante impregnazione di tessuto osseo spongioso equino con fattori di crescita
27
Tamara Fingerlin Carpe Noctem – Der luzide Traum
28
Cyrill Forrer, Joschka Thoma Auswirkungen von Maca auf den Menschen
29
Céline Ghidoni Toxizitätsmessungen von Medikamenten mit Vibrio fischeri 30
Joachim Hanna Analysis of a new growth-regulating gene in Drosophila melanogaster
31
Eva Hanselmann Vorgehensweise der Ergotherapie zur Erweiterung vom alltäglichen Handeln bei Kindern mit körperlichen Beeinträchtigungen
32
Livia Honermann Untersuchung der IgM-Deposition im Ischämie/Reperfusions-Modell des Rattenhinterbeines
33
Leila Hostettler Leistungsfähiger durch Fasten? – Der Einfluss einer Fastenwoche auf die geistige Leistungsfähigkeit und die Gründe dafür
34
Michelle Meyer Arbeitsgedächtnistraining – Wie lässt sich die Leistung der kurzfristigen Merkfähigkeit verbessern?
35
Stefan Milosavljevic Innovative Research on Reynoutria japonica (Houtt.): Distribution, Biochemical Analysis and Therapeutic Perspectives
36
Sandro Orefice Analyses quantitatives de l'eau des fontaines – Différences entre l'eau des fontaines de Schaffhouse et de Lausanne
37
Juan Sebastián Ramírez Robayo Chemical Degradation of Polyethylene Terephthalate
38
Isabelle Schlatter Usninsäure – ein Antibiotikum aus Flechten
39
Tyrone Schorrer Gentechnologie in der Medizin – Wohin führt der Weg?
40
Seraina Steiger Die Auswirkungen von Energygel und Traubenzucker auf die sportlichen Leistungen
41
Luca von Atzigen Einfluss von scharfem Essen auf Blutdruck und Pulsfrequenz
42
Majlen Weitzel Musik im Gehirn. Experimente mit funktioneller Kernspintomographie
43
Geschichte | Geografie | Gesellschaft44 – 60
Adrian Bringolf Das Gefecht bei Hallau im Schwabenkrieg 1499
44
Patricia Brülisauer Im Auge des Betrachters: Menschen mit einer starken Sehbehinderung / Blindheit
45
Anna-Katharina Bucher Comparison of German Political Caricatures in the Late 19th and Early 20th Centuries
46
Raphaël Geiser L'indépendance de la Confédération helvétique par les traités de Westphalie de 1648
47
Liliane Hodel, Sinja Müller Häusliche Gewalt gegen Männer
48
Rominga Inauen, Fabienne Roos Typisch Appenzell – Appenzeller Unternehmen und ihre erfolgreichen Produkte
49
Iliana Mebert Psychische Auswirkungen von Seltenen Krankheiten
50
InhaltsübersichtSeite
Reto Murer Änderung des Landratswahlverfahrens im Kanton Nidwalden – Damit jede Stimme gleich viel zählt
51
Jonathan Noack Der papierlose Schüler, Realität oder Illusion?
52
Sara Rohr Matilde Lejeune Jehle – Erlebnisse einer Rotkreuz-Krankenschwester während des 1. Weltkriegs.
53
Laura Salathe Jungparteien im Wandel der Zeit
54
Lorenz Schmid GIS-Modellierung der Schaffhauser Waldgesellschaften
55
Anja Schnüriger Die Voraussetzungen des Schwyzer Priis-Chlepfe
56
Dario Schürmann Mein Urgrossvater, ein Polizeibeamter der SS. Sein Leben während der NS- Herrschaft, Gefangenschaft und Nachkriegszeit
57
Ollin Söllner Die Unterdrückung der Uiguren – Probleme und Spannungsfelder
58
Jessica Venzin Der arabische/islamische Terrorist im US-Amerikanischen Film 1991–2011
59
Léa Zinsli L'image de la femme dans le rap – Un travail à base d'analyses de chansons de rap français
60
Gestaltung | Architektur | Kunst 61 – 66
Maurus Beeler Elemente des Jazz in der Sonatine für Klarinette und Klavier von Joseph Horovitz
61
Valentina Ehnimb Die symbolistische Verehrung des Weiblichen – Femme fleur bis Femme fatale in der Schmuckkunst des Art Nouveau
62
Sacha Fuchs, Timon Oberholzer Screen It – Ein Filmlehrgang
63
Carola Gloor Das Streichquartett in E-Dur von Friedrich Theodor Fröhlich: Zum ersten Mal verlegt
64
Cornelia Jäschke Das Grundprinzip der Orgel am Beispiel eines selbstgebauten Portativs
65
Charlotte Krämer Promenons-nous dans le moi
66
Literatur | Philosophie | Gesellschaft 67 – 71
Aurore Donati Quand l'honneur tourne au crime
67
Damian Gautschi, Sandra Lanfranchi Al ritmo del español
68
Rahel Gutmann Jan Michalski Preis 2012 – Eine Bewertung von neun zeitgenössischen literarischen Werken
69
Michael Lüchinger Mit Cicero ins Weisse Haus. Eine rhetorische Analyse von Ciceros «I. Catilinarischer Rede» und Obamas Rede «Yes, we can»
70
Pia Schneider Pornografie aus Sicht des Feminismus
71
Mathematik | Informatik72 – 75
Jasmin Allenspach LSLLSLSLLSLLSLS – Komplexität islamischer Kachelkunst
72
Roman Brunner, Dominik Schilling Shiro Project – Homemade Tablet
73
Radu Cotofrei Space Buster : de la conception à la réalisation d'un jeu vidéo en C#
74
Johannes Kapfhammer Computeralgebrasysteme – Programmierung und Analyse eines Computeralgebrasystems
75
Physik | Technik 76 – 94
Mattia Bacchetta-Cattori Entanglement e visibilità
76
Michael Baumann Bau und Programmierung eines Quadrocopters
77
Andreas Biri A Hexapod's Gaits – How a cockroach moves
78
Sarah Dorina Chékifi Umbau eines Einparksystems zur Blindensehhilfe oder wie man mit Tönen sieht
79
Vitus Durandi Airfist – Die Entwicklung eines neuen Discoeffekts
80
Thomas Eppenberger Funktionsweise von Leonardo Da Vinci's Luftschraube / Eine mathematisch-physikalische Betrachtung
81
Nadine Feiger Der FB-Klemmknoten & FB-Bandklemmknoten – Test von Rutschfestigkeit und Praxistauglichkeit
82
Julia Glaus Faraday Heaping – Pattern formation in a vertically vibrated granular bed
83
Stephan Hauser Akustische Grenzschichtbeeinflussung am Flügelmodell
84
Alex Hönger, Nicolas Mesot Arduino-basierte Rückführung von Radiosonden aus der Stratosphäre
85
Janina Kick, Chiara Knecht, Matteo Nicoli Concentratore solare parabolico ad inseguimento automatico
86
Stanley Kunnakatt, Sandro Marcotullio Concentratore parabolico solare a forma di gronda con inseguimento automatico
87
Nico Lüthi, Adrian Peloso Mikrocontrollergestützte Lageregelung durch Brushless Motoren
88
Sandro Marcon Le onde in fisica. Simulazione di fenomeni fisici tramite programmazione informatica.
89
Olivia Püntener, Patrizia Püntener Bremsverhalten von Rennvelos mit Carbonlaufrädern
90
Stephan Räss Die Entwicklung eines PET-Verdichters
91
Aurelio Schellenbaum, Martin Steiner Embedded Webserver
92
Mirjam Schmid Simulation eines Donners
93
Evann Treceño Am Rande des Weltalls: Over Stratosphere Balloon
94
Erläuterung Sonderpreise Donatoren und Organisation
95 – 98
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«Mach mehr aus deinem Wissen»
am 47. Nationalen Wettbewerb in Luzern
Dieses Jahr blickt Schweizer Jugend forscht mit Freude auf einen
rekordträchtigen Wettbewerb zurück! Noch nie zuvor in der
langen Geschichte haben sich so viele talentierte Jungforschende
aus der ganzen Schweiz untereinander gemessen. Ganz nach
dem Motto «Mach mehr aus deinem Wissen!» haben sie nach
einer strengen Vorselektion ihre Projekte in enger Zusammenarbeit mit persönlichen Experten/innen sorgfältig vorbereitet
und im Rahmen des Wettbewerbes präsentiert.
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Von insgesamt 172 eingereichten Arbeiten wurden 92 den hohen
wissenschaftlichen Anforderungen gerecht und durften am
Freitag 03. Mai 2013 in der Universität Luzern anhand von
Postern und Ausstellungsobjekten einer Fachjury und der Öffentlichkeit vorgestellt werden. Hinter dieser Fülle von innovativen
Arbeiten standen 113 Mittelschüler/innen der Gymnasialstufe
und Lernende aus der Berufsbildung im Alter zwischen 15 und
26 Jahren, die sich mit viel Motivation und Forschergeist intensiv
mit ihren Projekten auseinandergesetzt hatten. Jedes Jahr bildet
die Wettbewerbsausstellung der besten Arbeiten denn auch die
Grundlage für den anhaltenden Erfolg dieses Events!
Nebst der gesamten Anzahl Teilnehmenden konnte auch die
weibliche Beteiligung dieses Jahr einen Rekord verbuchen. So
qualifizierten sich im Vergleich zum Vorjahr nicht nur dreimal so
viele Frauen für die Veranstaltung, sondern es nahmen auch zum
ersten Mal mehr Jungforscherinnen als Jungforscher am Wettbewerb teil (59 Teilnehmerinnen und 54 Teilnehmer). Doch damit
nicht genug! Die besonders breite geografische Abdeckung mit
17 beteiligten Kantonen erlaubte ein repräsentatives Bild Schweizerischer Nachwuchsforschung und machte diesen Wettbewerb
zu einer einzigartigen nationalen Veranstaltung.
Der Höhepunkt des 47. Nationalen Wettbewerbs war die feierliche Preisverleihung am Samstag 04. Mai 2013. Als Gastreferenten waren der Rektor der Universität Luzern, Paul Richli, Felix
Kunz, Wettbewerbsteilnehmer aus dem Jahre 1978 und der
Luzerner Bildungsdirektor Reto Wyss eingeladen. In seinem Wort
an die über 500 Gäste betonte Regierungsrat Wyss, dass die
Schweiz als Land der Forschung und Innovation mehr Beachtung
verdiene.
Im Anschluss an die Festreden und die Präsentationen von zwei
aktuellen und einem letztjährigen Wettbewerbsteilnehmer folgte schliesslich die mit Spannung erwartete Bekanntgabe der
Prädikate und Sonderpreise. Für die erbrachten Forschungsleistungen wurden 28 Arbeiten mit der Note «gut», 43 Arbeiten mit
«sehr gut» und 21 Arbeiten mit «hervorragend» benotet. Ent-
sprechend diesen Prädikaten wurden Geldpreise im Gesamtwert von rund 74‘000.– Franken vergeben. Die innovativsten
Arbeiten wurden zudem mit einem von 25 Sonderpreisen honoriert, durch welche unsere erfolgreichsten Nachwuchsforschenden die Gelegenheit erhalten, die Schweizer Innovationskraft in
die Welt hinauszutragen.
Unser grosser Dank gebührt allen beteiligten Schulen und Lehrkräften, der Universität Luzern, den ehrenamtlich tätigen Fachexpertinnen und Fachexperten der Jury und natürlich unseren
Partnern und Donatoren, die mit ihrer finanziellen Unterstützung
diesen Anlass überhaupt möglich machten.
«Multiplie ton savoir»
lors du 47e Concours National à Lucerne
Cette année, La Science appelle les jeunes se félicite rétrospectivement d’un concours placé sous le signe des records! Jamais
encore auparavant, dans la longue histoire de la fondation, autant de jeunes chercheurs talentueux issus de toute la Suisse ne
s’étaient mesurés les uns aux autres. Fidèles à la devise «Multiplie ton savoir!», ils ont soigneusement préparé leurs projets,
après une stricte présélection et en étroite collaboration avec
leurs experts personnels, et les ont présentés dans le cadre du
concours.
Sur les 172 travaux soumis au total, 92 ont satisfait aux exigences
scientifiques élevées et ont donc pu être présentés le vendredi
03 mai 2013 à l’université de Lucerne, à l’aide de posters et
d’objets exposés, à un jury spécialisé et au public. Derrière cette
multitude de travaux novateurs, 113 élèves d’écoles secondaires
de niveau gymnase et apprenants issus de la formation professionnelle âgés de 15 à 26 ans ont traité leurs projets très sérieusement, en faisant preuve de beaucoup de motivation et d’esprit
d’investigation. Chaque année, l’exposition des meilleurs travaux
durant le concours constitue en effet la base du succès durable
de cet évènement!
En plus du nombre total de participants, la participation féminine
a aussi enregistré un record cette année. Ainsi, par rapport à
l’année précédente, trois fois plus de femmes se sont non seulement qualifiées pour la manifestation, mais le concours comptait
aussi, et ce pour la première fois, plus de jeunes chercheuses que
de jeunes chercheurs (59 participantes et 54 participants). Toutefois, cela ne suffisait pas encore! La couverture géographique
particulièrement large du concours, avec 17 cantons participants,
a permis de donner une image représentative de la relève suisse
en matière de recherche et a fait de ce concours une manifestation nationale unique.
Le point culminant du 47e Concours National a été la remise des
prix festive du samedi 04 mai 2013. Le recteur de l’université de
Lucerne, Paul Richli, un participant au concours de l’année 1978,
Felix Kunz, et le directeur de l’éducation de Lucerne, Reto Wyss,
faisaient partie des conférenciers invités. Dans son discours
adressé à plus de 500 invités présents, le conseiller d’Etat Reto
Wyss a souligné que la Suisse méritait plus d’intérêt en tant que
pays de la recherche et de l’innovation.
Après les discours festifs et les présentations de deux participants
au concours 2013 et d’un participant de l’an dernier, l’annonce
des mentions et des prix spéciaux, attendue avec impatience, a
finalement été effectuée. Pour les recherches réalisées, 28 travaux ont obtenu la mention «bien», 43 travaux la mention «très
bien» et 21 la mention «excellent». En fonction de ces mentions,
des prix en numéraire d’une valeur globale d’environ 74 000,00
francs ont été attribués. Les travaux les plus novateurs ont en
outre été récompensés par 25 prix spéciaux, qui ont permis aux
chercheurs de la relève les plus brillants de diffuser la force
d’innovation suisse à travers le monde.
Nos sincères remerciements vont à tous les professeurs et écoles,
à l’université de Lucerne, aux experts bénévoles du jury et, naturellement, à nos partenaires et donateurs qui, grâce à leur soutien financier, ont rendu cette manifestation possible.
«Metti a frutto il tuo sapere!»
al 47. concorso nazionale a Lucerna
Quest’anno Scienza e gioventù chiude con particolare orgoglio
un’edizione del concorso nazionale caratterizzata da diversi
record! Mai fino ad ora nella lunga storia del concorso si sono
confrontati così tanti giovani talenti provenienti da ogni angolo
della Svizzera. Dopo aver superato una severa selezione preliminare, fedeli al motto «Metti a frutto il tuo sapere!», hanno preparato con impegno e in stretta collaborazione con il proprio
esperto i loro lavori di ricerca per portarli al concorso nazionale.
Dei 172 progetti annunciati, ben 92 sono riusciti a soddisfare le
ambiziose esigenze scientifiche della giuria e hanno potuto
essere presentati con poster e altri oggetti dimostrativi agli
esperti e al numeroso pubblico convenuto venerdì 3 maggio
2013 all’Università di Lucerna. Dietro questo imponente dispiegamento di lavori innovativi c’erano 113 giovani liceali o in formazione professionale tra i 15 e i 26 anni d’età che con grande
motivazione e curiosità si sono confrontati intensamente con i
rispettivi progetti. Ogni anno l’esposizione dei lavori qualificatisi
per il concorso nazionale costituisce una solida base per il successo della manifestazione!
Oltre al record assoluto di partecipanti, l’edizione di quest’anno
ha registrato anche una presenza femminile da primato: non solo
il numero delle giovani qualificatesi è risultato il triplo di quello
dell’anno precedente, ma addirittura per la prima volta da
sempre ha superato quello dei colleghi maschi : 59 a 54. E non
da ultimo, l’ampia copertura geografica, con il coinvolgimento di
ben 17 cantoni, ha offerto un quadro rappresentativo del panorama delle giovani leve della ricerca a livello svizzero, conferendo
al concorso il carattere di manifestazione nazionale unica nel suo
genere.
Momento culminante del 47. concorso nazionale è stata la cerimonia ufficiale di premiazione svoltasi sabato 4 maggio 2013.
Relatori ospiti della manifestazione sono stati il rettore dell’Università di Lucerna, Paul Richli, un partecipante al concorso nazionale del 1978, Felix Kunz, e il direttore del Dipartimento dell’educazione del canton Lucerna, Reto Wyss. Nella sua allocuzione
rivolta ai più di 500 ospiti presenti, il Consigliere di Stato Wyss ha
ribadito con vigore che la Svizzera merita maggiore considerazione quale paese della ricerca e dell’innovazione.
Ai discorsi ufficiali e alle presentazioni di due partecipanti al
concorso di quest’anno e uno dell’anno scorso è seguita l’attesissima comunicazione delle menzioni e dell’attribuzione dei premi
speciali. Secondo le prestazioni fornite e i risultati raggiunti, 28
lavori hanno ottenuto la menzione «buono», 43 «molto buono»
e 21 «eccellente» per un corrispettivo complessivo di premi in
denaro di circa 74'000 franchi. Ai lavori più innovativi sono inoltre stati assegnati i 25 premi speciali in palio che permetteranno
ai nostri migliori giovani ricercatori di successo di portare in tutto
il mondo la miglior produzione innovativa della Svizzera.
Un ringraziamento particolare va senza dubbio a tutte le scuole
e agli insegnanti coinvolti, all’Università di Lucerna, agli esperti
della giuria per il prezioso lavoro volontario svolto e naturalmente a tutti i partner e finanziatori che con il loro sostegno
hanno reso possibile questa manifestazione.
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Kantonsschule Kollegium Schwyz
Andreas Flury
Biologie | Umwelt
Würdigung durch die Expertin
Lea Morf
Rahel Achermann und Ursina Gössi ist es ausgezeichnet gelungen, sich
in ein biologisch und psychologisch anspruchsvolles und komplexes Thema zu vertiefen und die vielen Facetten des Zusammenlebens zwischen
Mensch und Fledermaus zu erfassen. Um sich ein umfassendes Wissen
anzueignen, haben sie sehr gut recherchiert, indem sie sowohl Befragungen der zuständigen Fledermausschützenden und der Bevölkerung
durchgeführt als auch die relevante Literatur herangezogen haben.
Die Arbeit weist einen hohen Grad an Eigenständigkeit, Engagement
und Kreativität auf. Der Aufbau der Arbeit ist klar, ansprechend und
übersichtlich.
Rahel Achermann, 1994 Ursina Gössi, 1994
Schwyz, SZ
Rickenbach, SZ
Prädikat: Sehr gut
Faszination und Grauen - Wenn Mensch und Fledermaus
sich nahe kommen. Eine Studie über das Zusammenleben
von Menschen und Zwerg- und Mückenfledermäusen in
drei Wohnquartieren
Ergebnisse
2 3
/ der Befragten wissen wenig über Fledermäuse. Über 50% wissen
nicht, dass Fledermäuse nützlich sind, weil sie lästige Insekten vertilgen.
1 5
/ der Befragten hat die Fledermäuse überhaupt nicht bemerkt. Insgesamt
ist die Bevölkerung gegenüber den Fledermäusen positiv eingestellt.
Trotzdem finden es 30% störend, mit einer Fledermauskolonie im selben
Haus zusammenzuleben. Nur 12,5% würden die Fledermäuse vertreiben,
niemand würde diese jedoch töten wollen. Den Fledermausschutz
empfinden 80% der Befragten als wichtig.
Durch die sechs durchgeführten Exkursionen im Gebiet rund ums
Ausgangsbeispiel konnten auf einer Landkarte alle beobachteten
Fledermäuse in Form eines Punktes eingezeichnet werden. So wurde
ersichtlich, an welchen Standorten die meisten Fledermäuse anzutreffen
sind. Wir entdeckten zwei bisher unbekannte Quartiere. An einer
umgebauten Fassade, wo vorher über 200 Tiere lebten, waren praktisch
keine Fledermäuse mehr anzutreffen. Im Fallbeispiel Steinen konnte durch
ein gezieltes Vorgehen, in Absprache mit dem Bewohner, für ihn und die
Fledermäuse eine befriedigende Lösung gefunden werden.
3
Fragestellung
In dieser Arbeit wird das Zusammenleben von Fledermäusen und Menschen
in Wohnhäusern genauer untersucht. Ist es möglich, unter Einbezug der
Rechte und Ansprüche von Mensch wie auch Tier, die Lebensqualität für
beide nachhaltig zu erhalten? Wir stellten folgende Hypothese auf:
«Im Falle einer Störung des Bewohners durch die Fledermäuse, die
in seinem Wohnhaus leben, kann durch gezieltes Vorgehen eine für
beide Seiten akzeptable und dem Tierschutz gerechte Lösung gefunden
werden.»
Methodik
Untersucht haben wir das Zusammenleben von Mensch und Zwergund Mückenfledermäusen in drei Wohnquartieren in Küssnacht am
Rigi (Schwyz) von Dezember 2011 bis September 2012. Grund und
Ausgangsbeispiel unserer Arbeit war ein Scheitern der Quartiererhaltung
in einem Wohnhaus in dieser Gegend. Fachliteratur und Gespräche mit
den Bewohnern des Ausgangsbeispiels halfen uns, Ursachen und Probleme
für das Scheitern der Quartiererhaltung aus Sicht der Bewohner und der
Fledermäuse zu verstehen. Anhand einer schriftlichen Befragung im
Untersuchungsgebiet haben wir das Zusammenleben der Menschen mit
den Fledermäusen sowie ihre Einstellung gegenüber diesen Säugetieren
untersucht. 80 Fragebögen wurden verteilt. Bei einer Rücklaufquote von
40% konnten gute Rückschlüsse gezogen werden. Im selben Gebiet
führten wir drei frühmorgendliche und drei spätabendliche Exkursionen
durch. Mit einem Ultraschall-Fledermaus-Detektor des Modells SSF BAT2
konnten wir die Ultraschallrufe der Fledermäuse für das menschliche
Gehör wahrnehmbar machen und den verschiedenen Fledermausarten
zuordnen. Intensive Gespräche und Interviews mit Betroffenen und
Experten gaben aufschlussreiche Erkenntnisse, die wir an einem weiteren
Fallbeispiel in Steinen (Kt. SZ) anwenden konnten. Als Kompromisslösung
hängten wir zwei Fledermauskästen auf, gebaut nach einer Anleitung des
Fledermausschutzes. Beobachtungen wurden in Form von Fotografien,
Filmen und Protokollen festgehalten.
Diskussion
Aufgrund einer aktuellen Studie der Universität Bern über die Schwesternarten Mücken- und Zwergfledermaus sind ihre Ansprüche und
Vorkommnisse unterschiedlich. Deshalb ist es wichtig, eine genaue Artenbestimmung durchzuführen, was leider in unserem Ausgangsbeispiel nicht
der Fall war. Die Mückenfledermäuse sind streng geschützt und bedroht.
Ihre Quartiere müssen bestehen bleiben!
Durch das Anwenden unserer Erkenntnisse im Fallbeispiel Steinen konnte
unsere Hypothese bestätigt werden. Durch gezieltes Vorgehen konnte der
Bewohner von dem Tier überzeugt und gemeinsam eine Lösung gefunden
werden.
Schlussfolgerung
Zum Schluss stellten wir Richtlinien auf, wie man vorgehen soll,
wenn Mensch und Fledermaus sich zu nahe geraten. Ausführliche
Untersuchungen am Haus sind notwendig. Das Gespräch mit den
Bewohnern muss gesucht werden. Es ist wichtig, sich in die Betroffenen
hineinzuversetzen und ihnen die Faszination Fledermäuse näherzubringen.
Die gemeinsam erarbeiteten Lösungsvorschläge müssen schnell umgesetzt
werden. Generell muss weitere Aufklärungsarbeit geleistet werden, um
der Bevölkerung das mysteriöse Tier näher zu bringen.
Bündner Kantonsschule
Ralph Manzanell
Biologie | Umwelt
Würdigung durch den Experten
Dr. Ernst Zürcher
Andrina Vera Bernhard, 1994 Nora Sofia Bernhard, 1994
Untervaz, GR
Untervaz, GR
Die Frage eines wissenschaftlich nachweisbaren Zusammenhanges
zwischen Mondzyklen und Pflanzenwachstum ist sowohl biologischphysikalisch komplex, wie auch von der anzuwendenden Methodik her.
In ihrer experimentellen Arbeit mit Gemüsepflanzen war das Ziel für
Nora und Andrina Bernhard kritisch zu prüfen, ob Aussagen von einem
sog. «Mondkalender» messbare Unterschiede bringen. Mit einem Doppelblindverfahren sind sie einen originellen und klar dargestellten Weg
gegangen, der ihnen bereits (trotz begrenzter Zeit) gut interpretierbare
Resultate liefern konnte. Daraus lassen sich wertvolle Empfehlungen für
vertiefende Untersuchungen ableiten.
Prädikat: Sehr gut
4
Der Mondkalender im Experiment
Fragestellung
Viele Hobbygärtner, auch unsere Oma, richten Gartenaktivitäten nach
Terminempfehlungen eines bestimmten Mondkalenders. Erträge sollen
dabei höher liegen und die Schädlingsanfälligkeit soll geringer sein.
Ob sich der Gemüseanbau nach Richtlinien des Mondkalenders wirklich
lohnt, wollten wir im Feldversuch herausfinden. Dazu stellten wir folgende Fragen:
- Liefern Pflanzen, die an «mondgünstigen» Tagen angepflanzt werden,
höhere Erträge?
- Wenn ja, sind die Unterschiede relevant? Das heisst: Lohnt sich der
Anbau nach Mondkalender?
- Reagieren einzelne Gemüsekategorien (Wurzel-, Blatt-, Blüten-,
Fruchtgemüse) besonders stark auf den Mond?
In einem Schrebergarten in Untervaz (GR) wurden Gemüsesorten
angepflanzt, die bis Ende Juli geerntet werden konnten. Zur Aussaat
gelangten: Zwiebel, Kartoffel, Radieschen, Karotte, Spinat, Kopfsalat,
Brokkoli und Bohne. Vier der Pflanzen bilden essbare Erträge im Boden,
als Zwiebel, Knolle oder Wurzel. Die anderen liefern Blätter, Blüten oder
Früchte als Nahrungsmittel.
Die Doppelblindmethode erlaubt eine unbeeinflusste Pflege der Pflanzen
und die objektive Erfassung von Daten. Die Probanden (Pflanzen) werden
in Versuchs- und Kontrollgruppen (Gruppe A, respektive B) unterteilt.
Ein Mondkalender empfiehlt für eine Gemüsekategorie meist eine
Aussaatperiode von mehreren Tagen. Gewählt wurden Randtage, um
die Kontrollgruppe am Tage danach bzw. davor anpflanzen zu können.
Diese direkte Tagfolge erlaubte es, die Wachstumszeitdifferenz bei der
Auswertung zu vernachlässigen.
Der Anbau erfolgte durch eine einzelne Person – den Pflanzmeister.
Dieser erstellte Setz- und Ernteprotokoll, welche den Versuchsleitern erst
für die Auswertung der erfassten Daten zur Verfügung standen.
Geerntet wurden am gleichen Tag jeweils zwei Individuen/Pflanzabschnitte von unterschiedlichem Pflanztag. Die Datenerfassung erfolgte in
Excel, ebenso die Berechnung und grafische Darstellung von Mittelwert
und Standardabweichung der Gewichte. Die Ertragsunterschiede wurden
zusätzlich in Prozenten angegeben. Ein T-Test wurde zur Prüfung der
Signifikanz der Unterschiede durchgeführt.
Ergebnisse
Bei vier Gemüsesorten lieferte Gruppe A, die an einem vom Mondkalender
empfohlenen Tag zur Aussaat gelangte, deutliche Mehrerträge. Bei
Karotten betrug der Unterschied 75%, bei Radieschen 33%, bei Brokkoli
40%. Auch bei Kopfsalat, dessen Setzlinge selbst gezogen wurden,
lieferte Gruppe A einen Mehrertrag von 20%. Der Unterschied von 6%
bei Spinat scheint eher zufallsbedingt zu sein, worauf auch der P-Wert
von 0.78 hindeutet.
Bei Kopfsalat (gekaufte Setzlinge), Zwiebeln und Kartoffeln wurde bei
Gruppe A ein Minderertrag von drei bis vier Prozent gegenüber Gruppe
B gemessen.
Die Signifikanzprüfung mit einem T-Test lieferte P-Werte von 0.051 bei
Kopfsalat, dessen Setzlinge selbst gezogen wurden, 0.063 bei Karotten,
0.127 bei Radieschen und 0.169 bei Brokkoli. Von signifikanten Unterschieden spricht man, wenn der P-Wert < 0.05 ist.
Diskussion
Ein deutlicher Ertragsunterschied wurde bei Karotten, Radieschen,
Brokkoli und z.T. bei Kopfsalat gemessen. Hier wird die Hypothese
bestätigt, dass höhere Erträge erzielt werden, wenn das Gemüse nach Terminempfehlungen des Mondkalenders gepflanzt wird. Unsere Vertreter
der Wurzel-, Blüten- und teils auch Blattgemüse scheinen besonders
stark auf Mondeinflüsse zu reagieren.
Versuchstechnische Verbesserungen sehen wir darin, die Individuenzahl
zu erhöhen, dies in Zusammenarbeit mit einem Gemüseanbaubetrieb.
Die Datenmenge wird erhöht und zusätzliche statistische Auswertungsmethoden können angewendet werden. Die Versuche über mehrere
Jahre durchzuführen, erachten wir ebenfalls als zwingend, damit Parameter wie Klima oder Schädlinge in der Studie berücksichtigt werden
können.
Schlussfolgerungen
In unserem Feldversuch konnten wir beobachten, dass für bestimmte
Gemüsekategorien deutliche Mehrerträge erzielt werden, wenn man
nach den Richtlinien eines Mondkalenders Gemüse anbaut. Wir sind
uns aber bewusst, dass unsere Versuchsanlage sehr klein war, also eine
Verifizierung unserer Ergebnisse im Grossversuch stattfinden muss.
Gelingt dies, sehen wir darin einen möglichen Ansatz zur Steigerung der
Lebensmittelproduktion, mengen- und vermutlich auch qualitätsmässig.
Gymnasium Oberwil
Urban Willi
Biologie | Umwelt
Appréciation de l'expert
Prof. Dr. Daniel Kiper
Ce travail concerne la « cécité due au mouvement », un phénomène
visuel peu connu et encore inexpliqué. Bien que sujet de plusieurs études, certains de ses aspects n’ont pas encore été documentés. Dans son
projet, Aurelio a exploré le rôle de l’âge dans ce phénomène. Il a clairement démontré, grâce à une expérience simple, bien conçue, et bien
analysée que cette cécité temporaire à certains stimuli diminue en fonction de l’ âge. Ce travail est d’une qualité proche de celle de travaux
académiques publiés et a été mené, de sa conception jusqu’ à sa rédaction, avec inventivité et professionnalisme.
Aurelio Börlin, 1993
Bottmingen, BL
Mention: Excellent
Prix spécial La Science appelle les jeunes
Brazilian International Science Fair (Mostratec)
Motion Induced Blindness «What is the influence of
age on the time period between the onset of
the mask motion and the perception of steady target
disappearance?»
The values of t were log-transformed for the statistical analysis due to the
exponential characteristics of the scatter plot.
The linear regression shows that there is a highly significant positive
relationship between the age of the participants and log (t1) (r = 0.907
and p-value < 0.001), log (t2) (r = 0.86, p-value < 0.001) and log (t3)
(r = 0.801 and p-value < 0.001).
This shows clearly that the older the participant, the more time that passes
until target disappearance is perceived.
The relationship between the age of the participant and the decrease in
time between experiment 1 and 3 (𝑡t1−𝑡t3𝑡t1) is also significant (r = 0.695 and p-value < 0.001).
This demonstrates that the older the participant, the bigger the differences
are between the three time measurements until target disappearance.
5
Introduction
Motion-induced blindness (MIB) is a phenomenon of visual disappearance
in which a moving pattern (mask) can cause stationary objects that remain
physically present (targets) to disappear for several seconds from visual
awareness. Until now, no consensus has been reached regarding the
causes of MIB. Since the human visual system is constantly changing with
age, there is a possibility that subjects’ ages have an influence on MIB.
Researchers have shown that there are differences between individuals
regarding the time period between the onset of mask motion and the
perception of target disappearance. To suggest one factor responsible for
these time differences, the correlation of age with the time perception of
MIB has been tested in this research paper.
Methods
To measure the time interval (t) between the onset of the rotation of the
mask and the perception of MIB in observers with different ages, observers
were asked to sit in front of an 11.6 in. (29.46 cm) netbook and look at
an MIB stimulus. As soon as the test subjects reported the disappearance
of one or more of the targets, the time was noted. The experiment
was repeated three times with intervals of one minute between them
(t1, t2, t3).
It was important to keep the testing conditions standardised to eliminate
the influence of external parameters on the study results.
The data analysis was performed with the statistics software STSS by IBM.
First, the data was plotted and then the linear regression between the
t-values and the age of the participants was calculated to investigate the
significance of the data.
Results
A total of 47 test subjects were recruited for the study. The gender
distribution was nearly 1:1 and the subjects all had normal or corrected to
normal visual acuity. The observers’ ages ranged from 8 to 86 years with
an even age distribution. None of the test subjects had been exposed to
an MIB stimulus before.
Discussion
The key findings of this work are that all 47 subjects experienced MIB and
that age strongly affects the time it takes for MIB to occur.
The reason why the visual system prefers moving over static objects is
still largely unknown. It could be a useful mechanism to ignore constant
information and allow the visual system to focus on environmental changes
more likely to be relevant. The results gathered in this paper suggest
that there exists a degenerative process of the visual system leading to a
continuous decrease of a probably useful function in aging people.
The reduction of the t values when the experiment is repeated in the same
person three times with intervals of one minute between the tests suggests
the existence of a «learning effect» in the perception of MIB.
Conclusion
The experiment performed in this study gives a clear, new, and surprisingly
consistent answer regarding the influence of age on the perception time
in an MIB experiment and the decrease of this time when the experiment
is repeated three times within a short time period. Whether or not related
visual disappearance phenomena are also influenced by age and repetition
of experiments should be investigated.
Further studies are certainly needed in order to better understand the
interesting phenomenon of MIB.
Schweizerische Alpine Mittelschule Davos
Christoph Hangartner
Biologie | Umwelt
Würdigung durch den Experten
Dr. Martin Obrist
Marlis Collenberg, 1994
Stuls, GR
Frau Collenberg untersuchte die Fledermausaktivitäten um die Gemeinden Stuls und Latsch. Neben einer Bevölkerungsbefragung benutzte sie
vor allem modernste Methoden zur akustischen Erfassung von Fledermäusen und analysierte die Aufnahmen mit aktuellen Programmen.
Frau Collenberg arbeitete sich in die Biologie der Fledermäuse ein und
erwarb sich Kenntnisse der Bioakustik und der Computeranalysen. Im
Schnittbereich dieser hochaktuellen Bereiche der Wissenschaft konnten
in der Region Parc Ela erstmals diverse Fledermausarten nachgewiesen
werden.
Prädikat: Gut
6
Fledermäuse in der Region des Parc Ela (Stuls - Latsch, GR)
Bioakustische Vorkommenserhebung und Artbestimmung
Fragestellung
In dieser Maturaarbeit wurde das Gebiet Stuls (46° 39’ N, 9° 44’′O) –
Latsch (46° 38’ N, 9° 45’ O) auf Fledermäuse untersucht. Die Ziele lagen
darin, Fledermausquartiere zu suchen, den Bestand zu erfassen und die
Arten zu bestimmen.
Methodik
Um diese Absichten zu erreichen, wurde ein Bevölkerungsaufrufblatt
gestaltet und in den 28 Haushalten von Stuls und den 45 Haushalten von
Latsch verteilt. In Stuls trafen lediglich zwei und in Latsch drei Meldungen
ein. Sie erleichterten die Untersuchungen, indem auf bestimmte Gebiete
fokussiert werden konnte. «Hausbesuche» waren vorgesehen, konnten
aber wegen Zugangsschwierigkeiten nicht durchgeführt werden. Öffentliche Gebäude beobachtete und untersuchte man auf Fledermäuse.
Die Untersuchungen wurden mit zwei spezialisierten Geräten an mehreren
Tagen im Frühling, im Sommer und an einigen Tagen im Herbst des Jahres
2012 entlang eines bestimmten Transekts, der innerhalb von circa 1.5
Stunden zweimal abgeschritten werden konnte, gemacht. Die Batlogger
– Aufnahmen wurden automatisch gespeichert, der Rest ins Arbeitsjournal
skizziert und notiert. Die Aufnahmen wurden dann mit dem Programm
Batscope, bzw. von Hand ausgewertet und klassifiziert.
Ergebnisse
Im Frühling wurden insgesamt 236 Sequenzen aufgenommen. Davon
wurden 81 in die Auswertung integriert und 155 ausgeschlossen, da
Sie Störgeräusche und keine Fledermausrufe enthielten. Es konnten
vier verschiedene Arten bioakustisch festgestellt werden: Pipistrellus
pipistrellus (96.19%), Myotis sp. (1.27%), Nyctalus leisleri (1.27%) und
Plecotus auritus (1.27%).
Im Sommer lag das Total der gespeicherten Sequenzen bei 346. Davon
konnten 96 für die Auswertung genutzt werden. Im Sommer wurde
die Anzahl der festgestellten Arten verdoppelt: Pipistrellus pipistrellus
(46.15%), Eptesicus nilssoni (35.16%), Nyctalus leisleri (6.59%), Pipistrellus
nathusii/ kuhlii (3.30%), Vespertilio murinus (3.30%), Nyctalus noctula
(2.20%), Hypsugo savii (1.10%) und Myotis sp. (1.10%).
Im Herbst flogen die Fledermäuse wegen einem Kälteeinbruch nicht aus,
was Messungen verunmöglichte.
Ein Vergleich der Resultate mit der bisherigen, ohne bioakustische Aufnahmen erfassten Verbreitung der Fledermausarten in Graubünden und
im untersuchten Gebiet lässt folgende Aussagen zu:
Die Nordfledermaus wurde nicht nur im Engadin, sondern jetzt auch im
Albulatal gesichert. Auch wurden die Rauhautfledermaus, die beiden
Abendseglerarten und die Zweifarbenfledermaus erstmals im Parc Ela
Gebiet nachgewiesen. In dieser Arbeit konnte ein erster Standort der
Rauhautfledermaus, jedoch nicht ein erstes Quartier, gesichert werden.
Diskussion
Erstaunlicherweise konnten auf diesem kleinen Untersuchungsgebiet neun
der 30 in der Schweiz bereits registrierten Fledermausarten festgestellt
werden. Darunter auch die in Graubünden heimische Zwergfledermaus,
die bisher eher selten über 1550 M. ü. M beobachtet wurde.
Dies weist darauf hin, dass die untersuchte Umgebung für viele verschiedene Fledermausarten attraktiv ist. Das vielfältige Gebiet ist besiedelt,
aber nicht übersiedelt. Es grenzt an Waldpartien und an einzelne Gewässer. Die Häuser sind im Engadinerstil gebaut, besitzen also viele Ritzen
und unbenutzte Dachböden, welche als Unterschlupf dienen. Je nach
Jahreszeit waren die beobachteten Arten anders zusammengesetzt, was
vor allem durch Temperaturunterschiede und das Zugverhalten erklärbar
ist. Zudem war die Nutzung der Geräte eingeschränkt. Und auch das
Batscope Programm steht erst am Anfang seiner Entwicklung.
Schlussfolgerungen
In dieser Arbeit konnte also noch nicht das ganze Haus gebaut, sondern
erst das Grundgerüst errichtet werden: Die Artbestimmung konnte
gemacht werden. Zur Verbesserung und Bestätigung der Resultate sollte
der Transekt vergrössert werden. Zudem wäre es sinnvoll, Fledermäuse
abzufangen und zu untersuchen. Auch wurden die Standorte der
aktiven Fledermäuse bestimmt, wobei diese nicht mit den Quartieren zu
verwechseln sind. Der Bestand konnte leider noch nicht erfasst werden, da
keine bestätigten Quartiere vorliegen. Diese Ziele sollten als Vollendung
des Hauses mit der geleisteten Vorarbeit erreicht werden können.
Kantonsschule Stadelhofen
Irene Schürmann
Biologie | Umwelt
Würdigung durch den Experten
Dr. Urs Duthaler
Aus einer Kindheitsbeobachtung entstammte die Idee, dass Schnecken
möglicherweise durch die Aufnahme und Ausscheidung von Fuchsbandwurm-Eiern zur vektoriellen Verbreitung des Parasiten beitragen.
Die experimentellen Versuche zur Erforschung dieser innovativen These
wurden in sinnvoller Abfolge mustergültig durchgeführt. Basierend auf
vielversprechenden Laborresultaten wurde eine aufwändige Feldstudie
durchgeführt, welche die These zusätzlich bestärkt. Die fachliche Relevanz sowie die überragende Durchführung und Darstellung machen
diese Arbeit hervorragend.
Andriu Tumasch Deplazes, 1993
Zürich, ZH
Prädikat: Hervorragend
Sonderpreis Metrohm
London International Youth Science Forum (LIYSF)
Schnecken als Vektoren von Fuchsbandwurm­-Eiern
4 von 27 Fuchslosungen und zweimal in Schnecken Fuchsbandwurm-Eier
nachgewiesen werden. Dabei wurde in der einen Schneckenprobe mit
der PCR DNA von E. multilocularis bestimmt und in der zweiten Probe im
Umkehrmikroskop ein Taenia-Ei entdeckt werden.
7
Fragestellung
Kann eine Schnecke Fuchsbandwurm-Eier von einer Fuchslosung auf
einen Salatkopf verschleppen?
In meiner Maturitätsarbeit untersuchte ich die Möglichkeit einer vektoriellen Übertragung von Fuchsbandwurm-Eiern durch Schnecken.
Der «gefährliche» Kleine Fuchsbandwurm (Echinococcus multilocularis)
kommt bei Füchsen als Endwirt weitverbreitet vor in der Schweiz und
verursacht beim Menschen krebsähnliche Lebererkrankungen. Die Eier
werden vom Fuchs durch Kot ausgeschieden und gelangen zu Nagern
(Zwischenwirte), die wiederum vom Fuchs gejagt werden. Ich wollte
herausfinden, ob Schnecken dazu beitragen könnten, FuchsbandwurmEier zu verschleppen.
Methodik
Ich fütterte in einem Laborversuch meinen zuvor lange beobachteten
Schnecken eine definierte Anzahl von Taenia hydatigena-Eiern (ähnlicher
Bandwurm wie E. multilocularis, aber für den Menschen ungefährlich)
gemischt in einen Haferbrei. Dabei verwendete ich Nackt- (Wegschnecken)
und Hausschnecken (Bänderschnecken) in zwei Fünfergruppen (Versuch
und Kontrolle). In bestimmten Zeitintervallen nach der Fütterung entnahm ich den Schneckenkot der Gruppen und untersuchte die Proben
am Institut für Parasitologie der Universität Zürich (IPZ) nach der Zahl
ausgeschiedener Taenia hydatigena-Eier (Filtration, Umkehrmikroskop).
In meinem Feldversuch suchte ich Fuchsbandwurm-Eier in Fuchslosungen
und in Kot von Schnecken, die ich auf diesen fand. Dabei konzentrierte
ich mich auf bestimmte Fuchsreviere am Zürcher Stadtrand. Alle
Kotproben konnte ich im Labor des IPZ untersuchen (Sedimentation
und Flotation, Filtration, Umkehrmikroskop) und ihre genaue Art sogar
molekulargenetisch bestimmen lassen.
Ergebnisse
Mit meinem Laborversuch konnte ich zeigen, dass Schnecken mit
ihrer robusten Verdauung T. hydatigena-Eier nicht zerstören. Des
Weiteren wurde der grösste Teil der gefütterten Eier nach ca. 25
Stunden wieder ausgeschieden. Einen deutlichen Unterschied erwies
sich im Ausscheidungsverhalten von Parasiteneiern bei den beiden
Schneckenarten. Hausschnecken scheiden früher und länger aus als
Nacktschnecken. Im Feldversuch konnte bei meinen Untersuchungen in
Diskussion
Beide Schneckenarten (Wegschnecken als Vertreter der Nacktschnecken
und Bänderschnecken als Vertreter der Hausschnecken) eigneten sich
für den Laborversuch. Die Vektor-Funktion variiert bei verschiedenen
Landlungenschnecken höchstwahrscheinlich nicht stark, weil meine
beiden Versuchsarten sich nur im Zeitintervall der maximalen Ausscheidung unterschieden. Mit der durchschnittlichen Ausscheidungsdauer
von ca. 25 Stunden haben die Schnecken genug Zeit, um Parasiten-Eier
zum Beispiel von einem Fuchskot auf einen Salatkopf zu verschleppen.
Durch den Feldversuch erkannte ich, dass dieser Transport von ParasitenEiern tatsächlich auch in der Natur geschieht und nicht nur theoretisch
im Labor umsetzbar ist.
Schlussfolgerungen
Schnecken können somit Vektoren von Fuchsbandwurm-Eiern sein. Ob
die Eier nach der Ausscheidung durch Schnecken infektiös sind, konnte
jedoch mit meinen Experimenten nicht bestätigt werden. Dafür müsste
man die ausgeschiedenen Eier Mäusen verfüttern und die Entwicklung
der Parasiten in den Mäuselebern beobachten. Solche Tierversuche wären
mir nicht erlaubt worden und hätten den Rahmen einer Maturitätsarbeit
gesprengt. Mit meinen Erkenntnissen sollte die vektorielle Übertragung
von Echinococcus-Eiern durch Schnecken im Zusammenhang mit dem
Fuchsbandwurm in der Öffentlichkeit wie auch in Forschungskreisen
zumindest nicht unbeachtet bleiben. Ich würde sehr gerne diesen
Sommer meine Pilotergebnisse mit einer erweiterten Studie bestätigen.
Seeland Gymnasium Biel
Ueli Reber
Biologie | Umwelt
Würdigung durch die Expertin
Dr. Elvira Abbruzzese
Alexander Dharmarajah, 1994
Pieterlen, BE
Die Arbeit von Alexander Dharmarajah besticht durch ein schönes empirisches Design, das gut durchdacht und aufgebaut wurde. Die Arbeit
untersucht den Einfluss der Farbe Rot auf neurokognitive wie auch
physiologische, stressabhängige Parameter. Wichtige theoretische
Überlegungen und Forschungselemente wurden gut umgesetzt und
nachvollzogen. Die Schlussfolgerungen und Diskussion der Ergebnisse
sind kohärent und widerspiegeln Alexanders Fähigkeit, Ergebnisse zusammenhängend und im Kontext der verarbeiteten Theorie zu interpretieren. Alles in allem eine sehr gelungene Arbeit, die das Prädikat sehr
gut verdient.
Prädikat: Sehr gut
8
Die Auswirkungen der Wahrnehmng der Farbe Rot
auf unser Stresssystem
Fragestellung
Unsere Augen beliefern uns in jeden Tag mit abertausenden von Information. Daher ist es auch nicht verwunderlich, dass wir viele dieser
Informationen gar nicht bewusst wahrnehmen, aber trotzdem unbewusst
auf sie reagieren. Gerade Farben haben auch im Marketing einen hohen
Stellenwert. Anhand meiner Arbeit wollte ich herausfinden, ob die
Farbe eines roten Tischtuches schon ausreicht, um unser Stresssystem zu
aktivieren.
Methodik
20 Probanden im Alter von 14–18 Jahren wurden in zwei Gruppen an
je 10 Personen aufgeteilt. Eine Gruppe würde in Einzeluntersuchungen
an einem Tisch mit einem roten Tischtuch (Gruppe Rot) arbeiten, die
andere Gruppe an einem Tisch mit einem weissen Tischtuch (Gruppe
Weiss). Mit Hilfe von Pulsmessgeräten und Hautleitfähigkeitsmessern
wurde in drei aufeinanderfolgenden Tests ermittelt, ob eine Aktivierung
des Stresssystems erkannt werden kann (mittels der zwei gemessenen
Parameter Herzfrequenz und Hautleitfähigkeit). Weiter wurde in den
zwei ersten Tests eine weitere Intervention überprüft, nämlich die
Reaktion auf kriminelle Szenarien und die anschliessende Konzentrationsfähigkeit anhand eines b2-Tests.
Ergebnisse
Bei der Gruppe Rot konnte eine, im Vergleich zur Gruppe Weiss, um bis zu
11% erhöhte Herzfrequenz und 45% erhöhte Hautleitfähigkeit festgestellt
werden sowie eine deutlich verminderte Konzentrationsfähigkeit. Wo
die Gruppe Weiss durchschnittlich über 230 von 362 Punkten erzielte,
schafften es die Probanden der Gruppe Rot gerade mal auf einen durchschnittlichen Wert von 185 Punkten. Hinzu kommt, dass diese langsamer
und deutlich fehlerhafter (im Vergleich 54% mehr Fehler als Gruppe
Weiss) gearbeitet hat.
Diskussion
Die Werte deuten auf eine sehr wahrscheinliche Auswirkung der Farbe Rot auf unser Stresssystem hin. Anhand des dritten Tests konnte
mitunter ausgeschlossen werden, dass es sich lediglich um einen Grundwertunterschied der Probanden handelte. Der Befund der verminderten
Konzentrationsfähigkeit im zweiten Test lässt des Weiteren auf einen
Einfluss der Farbe Rot auf unsere Konzentrationsfähigkeit schliessen. Dass
die Werte der Beurteilung von kriminellen Szenarien die Leitfrage nicht
unterstützte, ist nicht signifikant, was durch die Adaption in der heutigen,
medienüberfluteten Welt (Schockbilder im TV, Zeitung etc.) begründbar ist.
Schlussfolgerungen
Zusammenfassend kann von einer signifikanten Aktivierung des physiologischen Stresssystems ausgegangen werden. Psychologische Faktoren wurden in der Testreihe leider vernachlässigt und lassen somit
Raum für weitere Untersuchungen. Ebenfalls interessant wären weitere
Untersuchungen mit der Farbe Blau als «Testfarbe», da der letzte Test auf
eine beruhigende Wirkung durch die Farbe Blau hindeutet.
Neue Kantonsschule Aarau
Benno Wullschleger
Biologie | Umwelt
Würdigung durch die Expertin
Dr. Alexandra Kroll
Katja Eckel hat sich kritisch mit dem aktuellen Thema Klimaerwärmung
auseinandergesetzt und selbständig eine Fragestellung daraus abgeleitet. Sie hat ein Laborexperiment mit den ihr zu Verfügung stehenden
Mitteln entworfen, um ihre Hypothesen zu überprüfen. Während der
Durchführung hat sie ihr Vorgehen überprüft und angepasst. Die Ergebnisse diskutiert sie aufmerksam, passt ihre Hypothesen an und
macht angemessene Verbesserungsvorschläge.
Katjas kreative Auseinandersetzung mit möglichen Folgen der Klimaerwärmung und ihre Selbständigkeit haben die Studie zu einer überzeugend guten Arbeit werden lassen.
Katja Eckel, 1993
Aarau, AG
Prädikat: Gut
Etwas Grünes im Wasserglas – Euglenazucht
in versauertem Leitungswasser
Ergebnisse
Die pH-Messung zeigte in der Experimentalgruppe mit dem versauerten
Leitungswasser Werte von pH 5.6–6.4. In den Gläsern der Kontrollgruppen
ohne versauertes Leitungswasser blieben die Werte stabil um pH 7. Die
Ergebnisse der Trübungsmessungen aus der Kontrollgruppe mit dem
unbehandelten Leitungswasser zeigten Trübungswerte von bis zu 96
NTU an, während in der Experimentalgruppe Werte zwischen 0-15 NTU
festzustellen waren.
9
Fragestellung
Am Anfang dieser Arbeit standen die Versauerung der Meere durch
den in der Atmosphäre ansteigenden CO2-Gehalt, welcher für manche Lebewesen schädlich ist, und das Überleben von gewissen Süsswasseralgen in hohen Säuregraden (< pH7). Daraus entwickelte sich die
Idee, dass phototrophe Mikroorganismen die Versauerung verlangsamen
und der Zunahme von CO2 entgegenwirken könnten.
Diese Arbeit versucht herauszufinden, welchen Einfluss die Abnahme
des pH-Wertes auf die Vermehrung von Euglena viridis hat. Folgende
Teilfragen wurden dazu formuliert:
- Kann E. viridis in versauertem Wasser überleben?
- Gibt es Unterschiede in der Populationsveränderung von E. viridis in
saurem Leitungswasser und in der Kontrollgruppe mit unbehan deltem Leitungswasser?
- Verändert sich der Säuregehalt des Wassers während einer Woche
(wird er höher, sinkt er etc.)?
Methodik
Zur Untersuchung der Auswirkungen des pH-Wertes auf die Vermehrung
von E. viridis wurden in 12 Einmachgläsern verschiedene Gruppen
eingerichtet. Die Gläser wurden mit Wasser gefüllt und mit den
benötigten Komponenten ergänzt. Die drei Kontrollgruppen bestanden
aus drei Gläsern, nur gefüllt mit Leitungswasser, aus drei Gläsern nur mit
Euglenen beimpft und aus drei Gläsern nur mit CO2 angereichert. Die
Experimentalgruppe setzte sich aus den folgenden drei Komponenten
zusammen: Wasser, CO2 und Euglena viridis. Das Ziel der Anreicherung
mit CO2 war die Senkung des pH-Wertes des Wassers, um eine saure
Umgebung von ca. pH 5.3 zu schaffen. In den Gläsern wurden im
Zeitraum von einer Woche regelmässig Messungen vorgenommen.
Zum einen wurde mit Hilfe eines pH-Sensors die Entwicklung des pHWertes beobachtet, zum anderen wurde die Trübung gemessen, welche
Auskunft über die Veränderung der Zellanzahl von neuen Euglena viridisOrganismen geben sollte.
Um das Experiment zu dokumentieren, wurden fotografische Aufnahmen
gemacht, welche die Veränderung in den Gläsern aufzeigen sollten.
Ein Lichtmikroskop mit einer Kamera wurde verwendet, um herauszufinden, ob die Mikroorganismen noch aktiv sind.
Diskussion
Die Versuche in der Experimentalgruppe und den verschiedenen
Kontrollgruppen haben gezeigt, dass Euglena viridis in versauertem
Leitungswasser überleben kann, eine Vermehrung der Mikroorganismen
jedoch auszuschliessen ist. Dies ist mit dem niedrigeren pH-Wert
(5.6) zu erklären, welcher für Euglena viridis keine optimalen Vermehrungsbedingungen bietet. In der Kontrollgruppe mit unbehandeltem Leitungswasser hingegen (pH 7) konnte sich die Euglena-Kultur
vermehren, so dass die Trübungswerte anstiegen.
Der Anstieg des pH-Wertes in den Versuchsgruppen erklärt sich mit
Diffusionsprozessen, welche zwischen dem Wasser und der Luft in den
Gläsern erfolgten.
Die angewendete Methode liesse sich klar verbessern, um die Resultate aufzuwerten. Die Gläser hätten mit der genau gleichen Anzahl
Mikroorganismen beimpft werden sollen, anstatt mit Proben mit
unbekannter Organismusanzahl. Grundsätzlich hätten bei den Messungen in den verschiedenen Gruppen des Experiments mehr Wiederholungen durchgeführt werden sollen, um eine grössere Datenmenge
zur Auswertung zur Verfügung zu haben.
Schlussfolgerungen
Das Experiment zeigt auf, dass die Abnahme des pH-Wertes in
Leitungswasser einen negativen Einfluss auf die Entwicklung einer
Euglenazucht hat. Euglena viridis kann in jenem Wasser überleben,
sich aber nicht vermehren. Die Euglenen scheinen mit Photosynthese
keinen Einfluss auf den pH-Wert zu nehmen, wie der Vergleich mit
der Kontrollgruppe gezeigt hat. Dieser Süsswassermikroorganismus
kann wohl keinen Einfluss auf die CO2-Konzentration der Atmosphäre
nehmen.
Als Idee liesse sich dieses Experiment womöglich auf andere Arten
übertragen, um mehr Informationen über das Verhalten von Mikroorganismen in angesäuerten Gewässern zu erhalten.
Bezirksschule Wohlen
Andrea Neudecker
Biologie | Umwelt
Würdigung durch den Experten
Dr. Michael Hobbins
Zoe Eichhorn, 1998
Muri, AG
Die Frage, die niemand fundiert beantworten konnte, weckte Zoe’s
Forschergeist, und dieser trieb sie hier in die Tiefe zu gehen und nach
Wegen zu suchen, eine fundierte Antwort zu finden. Sie hat eine Antwort gefunden und mit Daten hinterlegt. Die gewählte Methode zur
Datensammlung auf der Basis einer Internetplattform ist ausserordentlich frisch, und zeigt, dass kostengünstige Forschung schnell Antworten liefern kann! Ich danke Zoe herzlichst, dass sie dies mit ihrer
Arbeit so klar darlegt und wünsche ihr, dass sie während ihres Werdegangs noch viele Gelegenheiten finden wird, ihren jungen und frischen
Forschergeist anzuwenden.
Prädikat: Gut
10
Blutgruppe-Augenfarbe. Besteht ein Zusammenhang?
Fragestellung
Die Literatur beschreibt wenig über einen möglichen Zusammenhang
zwischen Blutgruppe und Augenfarbe der Menschen. Obwohl man
grundsätzlich davon ausgeht, dass kein Zusammenhang besteht, gibt
es keine umfassenden Studien darüber. Diese Studie hat zum Ziel, den
möglichen Zusammenhang zwischen einer Blutgruppe zu einer Augenfarbe zu beschreiben. Die Studie wurde im Rahmen des Förderunterrichtes
an einer Bezirksschule evaluiert.
Methodik
Die Methode zum Erfassen der Daten basierte auf dem Erstellen einer
interaktiven Homepage mit kurzem anonymem Fragebogen, welchen die
Besucher der Homepage freiwillig ausfüllen konnten. Die Bevölkerung
wurde durch Annoncen in Wochenzeitungen, auf Busdisplays, per Telefon
und über Facebook sowie per SMS und E-Mails auf die Studie und die
Homepage aufmerksam gemacht und dazu motiviert mitzumachen. Die
Daten wurden handschriftlich ausgewertet und wieder auf der Website
publiziert. Für die vertiefte Auswertung (2×2 Tabellen und zur Analyse
der Signifikanz des Zusammenhangs) wurde das Statistikprogramm Stata
10 benutzt.
Ergebnisse
Von 22/01/2012 bis 10/07/2012 kamen 473 Einträge zustande, von 332
Frauen (70.2%) und 141 Männern (29.8%). 80% der Teilnehmer waren
über 20 Jahre alt. Die Blutgruppenverteilung war vergleichbar mit der
bekannten Verteilung in der Schweiz: BG 0 = 36.2%, BG A = 42.3%,
BG AB = 8.2%, BG B = 13.3%. Die Ergebnisse der Analyse zeigten, dass
es zwischen der Blutgruppe und der Augenfarbe keinen signifikanten
Zusammenhang gibt. Ein signifikanter Zusammenhang bestand zwischen
der Haarfarbe und der Augenfarbe. Zum Beispiel haben blonde Menschen
eine viermal höhere Wahrscheinlichkeit blaue Augen zu haben (OR =
4.2, p<0.0001). Menschen mit braunen Haaren haben eine über dreimal
höhere Wahrscheinlichkeit, ebenfalls braune Augen zu haben, verglichen
mit Menschen die keine braunen Haare haben (OR = 3.3, p<0.0001).
Diskussion
Von der Augenfarbe konnte in dieser Studie nicht auf die Blutgruppe
geschlossen werden, da ein direkter Zusammenhang nicht bestand. Die
gewählte – relativ billige – Methode brachte eine eindrückliche Zahl von
Teilnehmern in kurzer Zeit zusammen und kann somit als kosteneffizient
bezeichnet werden. Auf der anderen Seite ist es im Moment nicht
möglich, die Wahrheit der Einträge zu prüfen. Trotz dieser Schwäche
war die Blutgruppenverteilung der Teilnehmer vergleichbar mit jener
der Schweizer Population. Indes konnte in dieser Studie ein klarer
Zusammenhang zwischen Haarfarbe und Augenfarbe bestätigt werden.
Der Zusammenhang lässt sich dadurch erklären, dass beide Eigenschaften
mit der Pigmentierung des Menschen zu tun haben, welche gemeinsame
genetische Wurzeln aufzeigt. Das Resultat deutet darauf hin, dass die
Blutgruppe mit anderen Eigenschaften zusammenhängt. Zum Beispiel
wird in Japan den Blutgruppen gewisse Charaktereigenschaften zugesagt. Mit der entwickelten Methode könnten solche und weitere
Aussagen schnell auf ihren Wahrheitsgehalt hin überprüft und, im Falle
von möglichen Zusammenhängen, mit wissenschaftlichen Studien (auch
im Labor) weiter erforscht werden.
Schlussfolgerungen
«Ein Zusammenhang zwischen Blutgruppe und Augenfarbe bei
Menschen ist unwahrscheinlich.» Onlineplattformen haben jedoch –
unter Berücksichtigung gewisser Einschränkungen – grosses Potential für
manche naturwissenschaftliche Forschungen, da sie kosteneffizient sind
und in kurzer Zeit beachtliche Datenmengen zusammentragen können.
Schweizerische Alpine Mittelschule Davos
Ruedi Bless
Biologie | Umwelt
Würdigung durch den Experten
Philipp Thalmann
Der Mensch verbringt immer mehr Zeit in Innenräumen, gleichzeitig
werden Gebäude immer dichter. Diesen Umständen trägt Aita Gianelli
Rechnung indem sie das Thema fehlender Luftaustausch und mangelnde Lufthygiene in Schulhäusern und Gebäuden aufgreift und mit
einer detaillierten Analyse von selbst erhobenen Messdaten eine Formel zur Voraussage der Luftqualität entwickelt. Ziel der Arbeit ist es, den
Nutzern von Schulräumen eine einfache Berechnungsgrundlage anzubieten, damit in den genutzten Räumen jederzeit eine einwandfreie
Luftqualität garantiert werden kann.
Aita Gianelli, 1993
Davos Dorf, GR
Prädikat: Gut
Kohlenstoffdioxidgehalt im Schulzimmer – ein Problem?
Diskussion
Wie erwartet wurde der Richtwert im Winter häufiger überschritten als
im Frühsommer. Es ist jedoch zu ergänzen, dass der Richtwert nicht,
wie erwartet, im Winter generell viel weniger häufig überschritten
wird. Die Differenz von 1.4 Minuten bis zur Richtwertüberschreitung ist
kaum relevant. Ein möglicher Grund dürfte sein, dass im Frühsommer
weniger gelüftet wurde als im Winter, weil im Frühsommer während den
Messungen ein sehr kaltes und feuchtes Wetter herrschte. Als weiteren
Grund darf die unterschiedliche Thermik der Aussenluft vom Winter
und dem Frühsommer nicht vernachlässigt werden. Es ist anzunehmen,
dass bei warmen Aussentemperaturen der Luftaustausch zwischen dem
Schulzimmer und der Aussenluft langsamer abläuft als im Winter, wo
bereits einige Minuten Lüften ausreichen um ein ganzes Schulzimmer
mit Frischluft zu versorgen. Die gefundene Formel gilt hauptsächlich
für den gemessenen Bereich, denn in diesem Bereich kann ein linearer
Zusammenhang festgestellt werden.
11
Fragestellung
Wer kennt es nicht – gegen Ende der Lektion hat man immer mehr
Schwierigkeiten dem Unterricht zu folgen. Ich konnte mir nicht vorstellen, dass das nur an der Müdigkeit der Schüler oder an den Unterrichtsmethoden der Lehrer liegen kann. Deshalb gehe ich im meiner
Maturaarbeit der Frage nach, wie hoch der Kohlendioxidgehalt (CO2)
während einer Schullektion ansteigt. Unterscheidet sich der CO2-Verlauf,
hinweg über eine Schulwoche im Winter, gegenüber dem CO2-Verlauf
in einer frühsommerlichen Schulwoche? Ausserdem ist ein Ziel dieser
Arbeit eine Formel zu entwickeln, welche es erlaubt, die Zeit bis zur
Richtwertüberschreitung (Richtwert liegt bei 1200 ppm) des CO2-Pegels
zu bestimmen.
Methodik
Nachdem ich alle administrativen Belange, wie Einverständnisse der
betroffenen Lehrer, Bestellung und Eichung der Messgeräte oder
Standortwahl für die Messgeräte erledigt hatte, begann ich mit den
Messungen. Ich stellte die Messgeräte während einer Schulwoche im
Winter sowie im Frühsommer in einem oft benutzten Klassenzimmer
auf. Gleichzeitig liess ich die betroffenen Lehrer ein Protokoll ausfüllen,
in welchem sie festhalten mussten, wann sie wie lange gelüftet hatten.
Nach den Messungen begann der zeitlich grösste Teil meiner Arbeit,
nämlich das Sortieren und Analysieren der gewonnen Daten mit Hilfe von
Computerprogrammen.
Ergebnisse
Im Winter wurde der Richtwert bei 22 Lektionen 12 mal überschritten. Im
Frühsommer wurde der Richtwert etwas weniger häufig, nämlich in 5 von
12 gemessenen Schullektionen überschritten. Die durchschnittliche Zeit bis
zur Richtwertüberschreitung in einer Schullektion von 40 Minuten dauerte
im Winter 19.8 Minuten und im Frühsommer 21.2 Minuten. Ausserdem
ist deutlich zu erkennen, dass bereits nach kurzem Lüften der CO2-Gehalt
sehr rasch sinkt. Als weiteres Ergebnis meiner Arbeit erarbeitete ich eine
Formel, mit welcher es möglich ist, die Zeit zu bestimmen, wann der
Richtwert überschritten wird, um ein frühzeitiges Lüften zu ermöglichen.
Schlussfolgerungen
Im Rahmen meiner Untersuchungen konnte gezeigt werden, dass im
Klassenzimmer der CO2-Pegel oft zu hoch liegt und damit die Konzentration
und Aufnahmefähigkeit der Schülerinnen und Schüler entsprechend
vermindert werden könnte. Dieses Problem der Richtwertüberschreitung,
wie ich sie in einem relativ alten Schulzimmer mit undichten Fenstern
vorfand, wird in Schulzimmern mit dichteren Fenstern wegen des
geringen Luftaustausches grösser sein. Es wird sich daher lohnen, bei
allfälligen Sanierungen oder Neubauten automatische Lüftungssysteme zu
installieren.
Neue Kantonsschule Aarau
Isabelle Zumsteg
Biologie | Umwelt
Würdigung durch die Expertin
Ester Eckert
Gilles Gut, 1993
Oberflachs, AG
Der auf Englisch verfasste Text ist im Stile einer wissenschaftlichen Publikation gehalten. Die Arbeit zeichnet sich vor allem dadurch aus, dass die
erhobenen Daten in einen ökologischen Kontext gestellt werden, und
der Verfasser versucht seine Funde durch Prozesse im Ökosystem See
zu erklären. Es hat ihm sichtlich Spass gemacht, sich mit seinen spannenden Daten auseinanderzusetzen und mit vorhandener Literatur zu
vergleichen. Der analytische Geist von Gilles Gut wird ihm in einer
wissenschaftlichen Laufbahn sehr zugutekommen
Prädikat: Gut
12
The effect of the reduction of phosphorous input and the
ventilation system of the Lake Hallwil on the Daphnia
population
Introduction
In an effort to decrease the amount of phosphorous in Lake Hallwil,
sewage plants as well as projects to decrease phosphorous in the
agricultural industries were introduced. Furthermore, a ventilation system
was installed in 1985 to recirculate and raise the amount of oxygen in
the deeper regions of Lake Hallwil. This allowed for a larger whitefish
population to be reintroduced to the lake. The influence of such a system
was researched on whitefish, but not on Daphnia. As Daphnia are fed
on by young fish, as well as make up a great part of the zooplankton,
they are a key element in the food chain. In this essay I focused on the
main question:
- How did the reoligotrophication and the ventilation system of Lake
Hallwil affect ephippia length and the population size of the
zooplankton Daphnia?
Methods
In order to research the Daphnia population and ephippia size, sediment
was extracted from Lake Hallwil with a gravity corer. The sediment
layers were dated using a reference core and seven five-year layers were
chosen. Then each sediment layer was sieved using both a 224 and a
150 sieve. Each sieved sediment layer was examined for the amount of
ephippia and their length. The lengths of the ephippia were measured
using a microscope. Furthermore, the Daphnia were classified in order to
determine whether there was a change in the distribution of the species
among the different layers. This classification was done morphologically.
Results
The largest amount of ephippia was found in the years between 1970
and 1983. During this time, the five-year sediment layers contained
between 71 and 92 ephippia. The amount of ephippia steadily decreased
from 1990 onwards, reaching its lowest point in the portion of 2002–
2007 with 9 ephippia. The size of the ephippia rose from the portion
of 1970–1975 to that of 1978–1983, in which the size peaked with a
length of 758.8 µm . Afterwards, the length continued to decrease until
the 2007–2012 portion, in which the average ephippia length was 659.0
µm . The smallest ephippia were contained in the slice of 1927–1932,
in which the length was 646.9 µm. Of the three Daphnia that were
classified, two were of the species D. galeata. Both of the D. galeata
were from the years 1983–1987. The third Daphnia was a D. longispina/
D. galeata hybrid and was found in the 2000–2012 slices.
Conclusion
The reduction of phosphorous input of Lake Hallwil had the effect that
the total biomass of the algae reduced, which in turn led to the decrease
in overall ephippia length and abundance. Furthermore, the ventilation
system, as well as the decreased amount of algae, made the lake more
oligotrophic, and thus fish could be reintroduced into the lake. The fish
increased predation on the Daphnia, which again decreased the overall
ephippia length and abundance. To summarize, the sanitation of Lake
Hallwil introduced many aspects of an oligotrophic lake. Further research
would be necessary to identify the composition of the Daphnia species in
Lake Hallwil. Such a study may even further explain the length change of
the ephippia, as well as show how the oligotrophication is progressing.
Discussion
The results show that the population size decreased after reoligotrophy
measures were taken of the lake. This is due to less nutrition being
available to the Daphnia; as with a decreasing amount of phosphorous,
the amount of algae decreases too. Furthermore, with the reintroduction
of different species of fish, mostly whitefish, the predation pressure
increased on the Daphnia and thus decreased their numbers as well. In
addition, the ephippia size decreased too since the introduction of the
ventilation system; this may again be attributed to the increasing amount
of fish as predators and the decreasing amount of algae available to the
Daphnia. Moreover, young whitefish are held in cages, which reduces
predation pressure on the smaller Daphnia, as the young fish preferably
consume small Daphnia in their first months. As the D. longispina is
smaller and prefers oligotrophic lakes, this could be an explanation as to
why this species starts to reoccur.
Gymnasium Liestal
Claire Jurdieu
Biologie | Umwelt
Würdigung durch die Expertin
Dr. Danielle Mersch
In ihrer Arbeit über die Spieltheorie in der Evolutionsbiologie zeigt Frau
Hemmig wie mathematische Modelle der Biologie zur Seite stehen um
die Futtersuchstrategien von Tieren zu verstehen. Sie testet experimentell zwei soweit wenig getestete Modelle aus der Fachliteratur, indem sie
Ohrenwürmern die Wahl zwischen armen und reichen, nahen und weit
entfernten Futterquellen gibt. Obwohl die Resultate nicht eindeutig ein
Modell bevorzugen, diskutiert sie die Daten die für und gegen jedes
Modell sprechen in wissenschaftlicher Form, und schlägt sinnvolle Folgeexperimente vor. Frau Hemmig beweist mit ihrer Arbeit, dass sie die
wissenschaftliche Vorgehensweise versteht.
Andrea Hemmig, 1993
Gelterkinden, BL
Prädikat: Sehr gut
Sonderpreis SimplyScience, Forschungspraktikum
Evolutionary Game Theory
Discussion
The predictions of the IFD following Parker (1978) did not match the
earwig distribution in the 0W and 2W treatment. Only the results of the
4W treatment coincided with the predictions. However, the assumptions
of Parker’s IFD model were violated by the experiment, such as perfect
knowledge or identical competitive abilities of foraging earwigs.
The undermatching of the rich patch was predicted by the extended model
considering travelling costs (Matsumura et al. 2010). Matsumura et al.
also assume that increased travelling costs will cause the distribution to
approach the IFD with input matching. Hence, the predictions of the IFD
model following Matsumura et al. coincided with the observed distribution
in the experiment. However, the model by Matsumura et al. (2010) is still
based on unrealistic assumptions, such as identical competitive qualities.
Furthermore, not all predictions made by the models could be observed in
the experiment. It remains unclear whether the resulting distribution was
stable or not, since my results do not state if all earwigs experienced equal
gains. Therefore, the experiment needs to be improved. The earwigs need
to be weighed at the beginning and the end of the experiment in order to
investigate their intake rate and the earwig’s movement during the night
has to be observed in order to make more conclusive deductions about
their foraging behaviour and movement among the patches. Moreover,
the experimental design needs improvements, such as better counting
methods of the earwigs, in order to avoid counting mistakes.
13
Introduction
In economics, Game Theory is the formal study of mathematical models
of conflict and competition between two or more rational decisionmakers. In the 1970s and 1980s, John Maynard Smith and Price used a
game-theoretical approach to analyse frequency-dependent situations in
evolutionary biology, and a new field called Evolutionary Game Theory
evolved, which has proven to be helpful in explaining many complex
aspects of biology, such as aggressive behaviour, sex allocation, altruistic
behaviour, alternative mating tactics and parental care.
My work is based on the following leading question:
«How can concepts from game theory be applied to the evolution of
foraging behaviour among the common earwig (Forficula auricularia) in a
two-patch laboratory environment?»
Methods
Ideal free distribution (IFD) theory as a game-theoretical concept offers an
important tool for analysing the distribution of foragers across resource
patches. In this study, different IFD models (the original IFD model following
Fretwell and Lucas 1970 and Fretwell 1972, the continuous input IFD model
following Parker 1978, and an extended IFD model considering travelling
costs following Matsumura et al. 2010) were applied to the evolution of the
distribution of foraging earwig nymphs (Forficula auricularia, Dermaptera:
Forficulidae) in a two-patch laboratory environment. The environment was
set up in a Plexiglas box (32 × 22 × 4.5 cm) with two side-by-side patches
of different resource suitabilities – a rich and a poor patch. In order to test
the impact of travelling costs in terms of time, energy and distance, three
treatments with built-in labyrinths consisting of Plexiglas walls of varying
lengths were set up. The first treatment contained no labyrinth at all (0W),
the second treatment included a labyrinth consisting of two walls (2W)
and four walls were built into the third treatment (4W).
Results
In general, more earwigs were found foraging in the rich patch in all
treatments. Using the student’s t-test, the results have shown that the
earwig distribution in the 0W and the 2W treatment did not coincide
with the predicted distribution by input matching following Parker
(1978). Hence, the rich patch was underused compared with Parker’s IFD
predictions (‘undermatching’ of the rich patch). Only the distribution in the
treatment with four walls matched the IFD predictions of input matching.
Conclusion
My work has shown that by comparing the predictions and assumptions
of several IFD models with the distribution of earwigs in a two-patch
laboratory system, concepts from game theory are applied to the evolution
of their foraging behaviour.
Since the original IFD model is based on unrealistic assumptions, such as
extended models, using relaxed assumptions are more likely to approach
natural scenarios. However, even extended models are still based on
unlikely assumptions, such as the competitive abilities of all individuals.
To clarify if IFD models really explain the evolution of foraging behaviour
among the common earwig, further empirical study is needed.
Gymnasium St. Antonius
Heidi Ruckstuhl
Biologie | Umwelt
Würdigung durch den Experten
Florin Rutschmann
Jakob Hochuli, 1995
Gais, AR
Für die Arbeit wurde eine Region der Schweiz gewählt, die für eine geringe Heuschrecken-Diversität bekannt ist. In verschiedenen Lebensräumen der Gemeinde Gais (AR) wurden Untersuchungsflächen methodisch kartiert. Die rezenten Arten werden vorgestellt und diskutiert. Die
intensiven Felduntersuchungen brachten erstaunliche Ergebnisse zu
Tage. Es konnte u.a. gezeigt werden, dass die Verbreitungskarten im
Untersuchungsgebiet erhebliche Lücken aufweisen. Die Ergebnisse tragen wesentlich zur Kenntnis der Orthopterenfauna der Region bei.
Prädikat: Sehr gut
14
Heuschrecken – ihr Auftreten in vier verschiedenen
Bearbeitungsflächen im Raume Gais (AR)
Fragestellung
Über das Heuschreckenauftreten in der Gemeinde Gais und in deren
Umkreis existieren bisher lediglich Daten aus dem Jahr 1996. Damals
wurden sechs Arten beobachtet. Um dieser Tatsache entgegenzuwirken,
wurde im Rahmen dieser Arbeit primär der Frage nachgegangen,
welche Heuschreckenarten in der Gemeinde Gais vorkommen. Sekundär
bestand das Ziel darin, zu eruieren, welcher Lebensraumtyp die höchste
Artendiversität aufweist, welche Arten welche Lebensräume besiedeln und
schliesslich, wie ein Vergleich mit der Roten Liste der Heuschrecken der
Schweiz aussieht.
Methodik
Auf dem Gemeindeboden wurden vier möglichst unterschiedliche
Flächen bestimmt: Ein Feucht- sowie ein Trockenstandort, eine Mosaikund eine intensiv bewirtschaftete Fläche. In diesen wurden zwischen
Mitte August und Mitte September je zwei Kartierungen durchgeführt,
die bei trockenem und warmem Wetter sowie zwischen 10 und 18 Uhr
stattfanden. Während der Kartierungen wurden die Flächen in parallelen
Transekten von einem Meter Breite abgelaufen und die visuell und
akustisch festgestellten Heuschreckenzahlen auf einem Datenblatt laufend
notiert. Waren von einer Art mehr als 10 Individuen präsent, wurden sie in
Zehnerklassen gezählt.
Ergebnisse
Total konnten auf dem Boden der Gemeinde Gais 15 Heuschreckenarten
nachgewiesen werden. Dabei weist die Feuchtfläche mit 10 Arten die
höchste Diversität auf. Sie wird gefolgt von der Trockenfläche mit acht und
der Mosaikfläche mit fünf Arten. In der intensiven Landwirtschaftsfläche
konnte kein Heuschreckenvorkommen festgestellt werden.
In der Trockenfläche dominierten Chorthippus biguttulus und Chorthippus
parallelus, welche auch gesamtschweizerisch die häufigsten Arten sind.
Chorthippus montanus, ein typischer Bewohner von Feuchtstandorten,
ragte dagegen in der Feuchtfläche zahlenmässig heraus. In der Mosaikfläche schliesslich bildete Gomphocerippus rufus die am stärksten vertretene Art.
Zwei der festgestellten Arten – Stethophyma grossum und Chorthippus
montanus – werden von der Roten Liste als «verletzlich» eingestuft. Beide
wurden in der Feuchtfläche nachgewiesen.
Diskussion
Die Artendiversität, die gesamthaft 15 Arten umfasst, bedeutet im
Vergleich zu den Daten von 1996 ein Plus von 150 Prozent und überrascht positiv. Denn intensive Landwirtschaft ist im Appenzellerland die
dominierende Bewirtschaftungsform, wozu bemerkt werden muss, dass
Flächen wie der Feucht- und Trockenstandort nur mit Mühe aufgefunden
werden konnten, respektive nur äusserst spärlich vorhanden sind.
Der Vergleich der Artendiversität der vier Bearbeitungsflächen zeigt, dass
natürliche oder extensiv bewirtschaftete Standorte artenreicher sind als
intensiv bewirtschaftete Flächen, was sich mit der gängigen Lehrmeinung
deckt.
Die Methode weist besonders zwei Kritikpunkte auf: Einerseits ist die
Distanz von nur einem Meter zwischen den parallelen Transekten als zu
gering zu beurteilen, anderseits ist zu kritisieren, dass die vier Bearbeitungsflächen nicht von gleicher Grösse sind.
Schlussfolgerungen
In der Gemeinde Gais und in deren Umgebung sieht es für die Heuschrecken
schlecht aus; Die Standorte, in denen sie hohe Diversitäten aufweisen,
beschränken sich auf ein Minimum und sind von intensiv bewirtschafteten
Flächen umgeben.
Ausbaumöglichkeiten der Arbeit bestünden beispielsweise darin, Dichteberechnungen anzustellen, die Heuschreckenbestände über einen grösseren
Zeitraum zu beobachten und die bearbeiteten Flächen mit Standorten in
anderen Gebieten zu vergleichen.
Kantonsschule Alpenquai
Kurt Schürmann
Biologie | Umwelt
Würdigung durch den Experten
Dr. Reto Spaar
Die Arbeit untersuchte die Brutplätze von drei Wasservogelarten im Luzerner Seebecken. In drei Zählperioden lokalisierte Dominik Hollinger
alle Nester von Höckerschwan, Haubentaucher und Blässhuhn punktgenau. Die Resultate der Zählungen sind übersichtlich präsentiert. Die
räumliche Verteilung der Nester ist im Hinblick auf die natürliche
Beschaffenheit der Uferabschnitte und möglichen Konflikte mit menschlichen Aktivitäten diskutiert. Die erarbeiteten Erkenntnisse sind als naturschutzfachliche Grundlage wertvoll. Die Arbeit ist sehr gut gelungen.
Dominik Hollinger, 1994
Obernau, LU
Prädikat: Sehr gut
Brutplätze der Wasservögel im Luzerner Seebecken –
Räumliche und zeitliche Erfassung der Brutplätze
des Höckerschwans, des Haubentauchers und der
Blessralle im vorderen Luzerner Seebecken
Nester ähnlich wie beim Höckerschwan über das Seebecken verteilt,
wobei im Gebiet der Brutinsel, in der Trottlibucht und den beiden Häfen
eine höhere Dichte an Blässhuhnnestern aufgezeichnet wurde.
15
Fragestellung
Das Luzerner Seebecken bietet Lebensraum für eine grosse Zahl an
Wasservögeln. Gerade im Frühling ist zu beobachten, dass sehr viele
Wasservögel mit ihren Balzritualen oder auch dem Nestbau beschäftigt
sind. Gleichzeitig fällt auf, dass das Ufer sehr stark durch Mauern oder
Häfen verbaut und der See sehr stark durch Boote befahren ist. Daraus
ergeben sich die folgenden Fragestellungen:
- Wo brüten die Wasservögel und welches sind die meistgenutzten
Gebiete?
- Wie geeignet sind diese Gebiete als Brutorte?
Methodik
Die Untersuchung wurde auf den Höckerschwan, den Haubentaucher und
das Blässhuhn beschränkt, da diese Vogelarten am Seeufer brüten und
sich daher für meine Fragestellung eignen. Diese drei Vogelarten weisen
auch Unterschiede in der Grösse und im Territorialverhalten auf, was ein
Vergleich nochmals interessanter gestaltet. Das Untersuchungsgebiet
wurde auf das vordere Luzerner Seebecken beschränkt, welches sich
durch die Linie zwischen dem Schiffssteg Tribschen und dem Schiffssteg
Seeburg abgrenzt. Um die Daten zu sammeln, wurden drei Zählungen
durchgeführt, je eine im April, Mai und Juni. Dabei wurde jeweils das
gesamte Ufer des Gebietes entlanggegangen und die Wasservögel
genau beobachtet. Die Nester der drei Arten wurden dabei auf Karten
eingezeichnet. Zu einem späteren Zeitpunkt wurden diese zu jeweils
einer Übersicht pro Zählung am Computer zusammengefasst.
Ergebnisse
Es wurden beim Höckerschwan 15 Nester, beim Haubentaucher ein
Maximum von 43 Nestern und beim Blässhuhn ein Maximum von
30 Nestern gezählt. Aus den Übersichten ist zu entnehmen, dass
die meistgenutzten Gebiete die Brutinsel, die Trottlibucht sowie der
Segelhafen und der SNG-Motorboothafen sind. Beim Höckerschwan
verteilen sich die Nester mehr oder weniger regelmässig über das ganze
Seebecken. Der Haubentaucher brütet fast ausschliesslich in den vorhin
genannten Gebieten, wobei die Brutinsel mit über 60% der gezählten
Nester ganz klar den Schwerpunkt darstellt. Beim Blässhuhn sind die
Diskussion
Es war zu erwarten, dass die Brutinsel und die Trottlibucht die meistgenutzten Gebiete sind, da sie die einzigen Orte im vorderen Seebecken
sind, die ein mehr oder weniger natürliches Ufer haben und somit
Schutz, Futter und Nistmaterial bieten. Es überrascht aber, dass auch in
den beiden Bootshäfen häufig Wasservögel brüten, da die Verlustrate
in den Häfen durch die Menschen, die ihre Boote benützen und sauber
halten wollen, sehr hoch ist. Jedoch bieten die Häfen einen sehr guten
Schutz gegen Wind und Wellenschlag.
Der Vergleich mit einer sehr ähnlichen Zählung von Adrian Borgula aus
dem Jahr 1992 zeigt, dass die Zahl der Nester bei allen drei Arten leicht
zugenommen hat. Beim Höckerschwan waren die Nester 1992 weniger
stark verteilt. Die Nester des Blässhuhns waren 1992 noch weiter im
Stadtgebiet zu finden. Die Zahl der Haubentauchernester hat sich seit
damals fast verdoppelt, wobei die Brutinseln von der Verteilung her stark
an Bedeutung gewonnen haben.
Da ich in meinen drei Zählungen keine Rücksicht auf eventuelle Doppelzählungen, Mehrfachbruten und Nestverluste genommen habe, ist
jedoch ein direkter Vergleich zu den Zählungen von A. Borgula schwierig.
Jede der drei Zählungen zeigt nur die Situation, wie sie zum Zeitpunkt der
Zählung vorgefunden wurde. Ein besseres Resultat könnte dadurch erzielt
werden, indem auf Doppelzählungen, d.h. Nester, welche während zwei
Zählzeitpunkten aktiv waren, Rücksicht genommen wird. Dies könnte
zum Beispiel durch ein Abgleichen der Zählungen gemacht werden.
Schlussfolgerungen
Im Luzerner Seebecken gibt es nur wenige naturnahe Ufergebiete,
welche für das Brüten der Wasservögel geeignet sind. Wenn diese
Untersuchungen auf mehr Wasservogelarten und ein grösseres Gebiet
erweitert und periodisch durchgeführt würden, könnte man die Situation
besser beurteilen und abschätzen, ob und wo ein spezieller Schutz oder
sogar eine Erweiterung dieser Gebiete nötig wäre, um den Wasservögeln
geeignete Brutplätze zu bieten.
Kantonsschule Kreuzlingen
Witold Ming
Biologie | Umwelt
Würdigung durch die Expertin
Ariane Sotoudeh
Sabrina Hug, 1994
Tägerwilen, TG
Sabrina Hug präsentiert eine innovative Arbeit in der Grundlagenforschung zu Pferdeverhalten. Entsprechend ihrem Versuchsdesign und
Ethogramm hat sie in stundenlangen Direktbeobachtungen riesige
Datenmengen erhoben. Die Arbeit ist ausgezeichnet strukturiert, breit
recherchiert, inhaltlich stimmig diskutiert, sowie bezüglich Sprache und
Darstellung von bester Qualität.
Dabei ist sie dem häufigen Problem in der Verhaltensforschung bei Pferden begegnet, dass niedrige Tierzahlen oft die Möglichkeit einer statistischen Auswertung verhindern. Dennoch zeigte sie, dass Pferde, insbesondere Hengste und ranghohe Tiere, auf Bärengeruch durch Riechen
reagieren.
Prädikat: Sehr gut
16
Durch Bärengeruch induziertes Verhalten bei Hauspferden
(Equus caballus)
Fragestellung
Mit der Rückkehr der Bären in die Schweiz kehren auch natürliche
Feinde der Pferde zurück. Wie reagieren die Pferde auf den Geruch
von Braunbären? Kann ein Unterschied zwischen den Geschlechtern
festgestellt werden? In meiner Arbeit habe ich folgende Leitfrage und
Hypothesen bearbeitet:
Wie reagieren Leitstuten, Leitwallache und Hengste auf den Geruch des
Ussurischen Braunbären (Ursus arctos lasiotus)?
H1: Die Leitpferde reagieren auf den Geruch des Ussurischen Braunbären.
H2: Hengste reagieren intensiver auf den Geruch des Ussurischen
Braunbären.
H3: Die Leitpferde reagieren mit vermehrtem Flehmen auf den
unbekannten Geruch des Ussurischen Braunbären.
Methodik
Die Versuche wurden mit acht verschiedenen Herden sowie zwei
einzeln gehaltenen Hengsten durchgeführt. Jedes Leitpferd, 3 Stuten, 4
Wallache und 3 Hengste, wurde während zweimal 60 Minuten mit der
«Focal-Animal-Sampling»-Methode beobachtet, wobei alle 15 Sekunden
das Verhaltenselement sowie die Position des Pferdes in Bezug zur Herde
dokumentiert wurden. Es wurde zwischen der ersten und zweiten
Beobachtung (B1/B2) unterschieden. B1 diente als Kontrollbeobachtung,
in B2 wurde der Geruch präsentiert. Für die Versuche wurde Kot von
Ussurischen Braunbären verwendet, welcher in einem Eimer am
Weiderand präsentiert wurde. Die Daten wurden mit Excel und Rstudio
ausgewertet.
Ergebnisse
Aus den erhobenen Daten geht sehr deutlich hervor, dass sich die
Pferde hauptsächlich mit Fressen beschäftigt haben. Von insgesamt 240
Daten, welche pro Beobachtungssequenz für das Verhalten erhoben
wurden, fielen zwischen 189 und 226 auf das Verhaltenselement
«Fressen». Alle 10 beobachteten Pferde haben mit deutlich erhöhtem
Riechverhalten auf den Bärengeruch reagiert. Das Verhaltenselement
«Riechen» wurde in B1 nie beobachtet, in B2 hingegen bis zu 19mal. Die Hengste haben am stärksten auf den Geruch reagiert. Das
Riechverhalten war mit durchschnittlich 12.66 Beobachtungen deutlich
höher als das von Wallachen mit 8.25 Beobachtungen und Stuten mit
4.66 Beobachtungen. Interessant ist, dass das Verhaltenselement «Ohren
stellen/Umgebung beobachten», welches auf eine erhöhte Wachsamkeit
deutet, in B2 insgesamt nur 102-mal gezeigt wurde (B1: 126-mal). Eine
weitere Beobachtung war, dass das Verhaltenselement «Flehmen» nur
sehr selten gezeigt wurde; einmal in B1 und nur viermal in B2.
Diskussion
Die erste Hypothese konnte bestätigt werden. Das Riechverhalten war
deutlich erhöht. Mit Ad-Libitum-Beobachtungen konnte festgestellt
werden, dass junge Pferde intensiver auf den Geruch reagiert haben. Sie
waren deutlich interessierter und aufmerksamer als die älteren Pferde.
Ein Grund dafür könnte die grössere Erfahrung der Alttiere sein oder
dass Jungtiere grundsätzlich ein grösseres Interesse an neuen Situationen
haben.
Die zweite Hypothese konnte ebenfalls bestätigt werden. Allerdings ist
anzumerken, dass der Bärengeruch bei beiden erwachsenen Hengsten
kein Flehmen ausgelöst hat. Es wurde deutlich, dass Hengste eher auf
Gerüche fixiert sind. Die olfaktorische Wahrnehmung spielt bei Hengsten
im Paarungsverhalten eine wichtige Rolle.
Die dritte Hypothese konnte nicht eindeutig bestätigt werden. Das
Verhaltenselement «Flehmen» wurde in B2 zwar öfters beobachtet
als in B1, für eine gesicherte Bewertung der Hypothese reicht die
Anzahl Beobachtungen allerdings nicht aus. Es ist erstaunlich, dass das
Verhaltenselement «Flehmen» so selten gezeigt wurde; Flehmen wird
auch durch unbekannte Gerüche ausgelöst.
Schlussfolgerung
Insgesamt kann gesagt werden, dass der Geruch bei Pferden eine Reaktion
in Form von Riechen ausgelöst hat. Es wurden aber keine anderen,
insbesondere dynamische oder gruppenspezifische Reaktionen wie
Rennen, Treiben etc. beobachtet. Der Geruch alleine war wahrscheinlich
nicht stark genug, um eine Fluchtreaktion auszulösen, da die heutigen
Hauspferde keine negativen Erfahrungen damit verbinden können.
Durch visuelle oder akustische Reize könnte die Reaktion verstärkt
werden. Um aussagekräftigere Daten zu bekommen, sollten noch mehr
Pferde beobachtet werden. Auch sollte die Beobachtungszeit verlängert
und auf verschiedene Tageszeiten verteilt werden.
Kantonsschule Romanshorn
Patrick Muff
Biologie | Umwelt
Würdigung durch die Expertin
Dr. Judith Burkart
Frau Keller hat in dieser gelungenen Arbeit die Mutter-Kind Beziehung
von Schimpansen und Menschen verglichen. Dazu hat sie die Interaktionen von 8 Mutter-Kind Schimpansen Dyaden anhand von Verhaltensbeobachtungen detailliert erfasst und mit entsprechenden menschlichen
Dyaden verglichen (parallelisiert bezüglich des Entwicklungsstandes der
Kinder). Schimpansenmütter interagierten pro Tag zwar weniger lang
mit ihren Kindern, investierten aber teilweise mehr Zeit in stark intime
Interaktionen. In der Diskussion wird erklärt, wie sich diese Unterschiede
aus dem jeweiligen Sozialsystem der beiden Arten verstehen
Helene Keller, 1994
Horn, TG
Prädikat: Gut
Schimpanse und Mensch: Die Mutter-Kind-Beziehung
im Vergleich
Ergebnisse
Im Durchschnitt führten die Schimpansen in der Gruppe «erster fester
Backenzahn» die Interaktionen pro Tag 140min (Menschen 180.4min), in
der Gruppe «zweiter fester Backenzahn» 84.4min (Menschen 242.1min)
und in der Gruppe «dritter fester Backenzahn» 11min (Menschen 16.3min)
pro Tag aus.
Die Punktetotale für die Intimität zwischen Mutter und Kind betrugen bei
den Schimpansen in der Gruppe «erster fester Backenzahn» 708.4 Pkt.
(Menschen 604.3 Pkt.), in der Gruppe «zweiter fester Backenzahn» 465.2
Pkt. (Menschen 661.9 Pkt.) und in der Gruppe «dritter fester Backenzahn»
55 Pkt. (Menschen 51.7 Pkt.). Die drei Interaktionen mit der geringsten
Intimität zwischen Mutter und Kind wurden von den Menschen in allen
drei Altersgruppen pro Tag länger als von den Schimpansen ausgeführt,
die Interaktionen mit der stärkeren Intimität wurden in allen drei
Altersgruppen von den Schimpansen länger ausgeführt.
17
Fragestellung
Die Fragestellung zu meiner Arbeit lautete: «Unterscheidet sich die Intensität
und Intimität der Mutter-Kind-Beziehung in einer Schimpansengruppe von
der in einer Menschenfamilie?»
Meine Hypothesen zu dieser Fragestellung waren:
H1: «Die Intensität und Intimität der Mutter-Kind-Beziehung in einer
Schimpansengruppe unterscheidet sich nicht von derjenigen in
einer Menschenfamilie.»
H2: «Die Intensität und Intimität der Mutter-Kind-Beziehung nimmt in
beiden Gruppen mit den Lebensjahren ab.»
Methodik
Es wurden 23 Mutter-Kind-Paare bei den Menschen und 8 Mutter-KindPaare bei den Schimpansen beobachtet. Die Mutter-Kind-Paare wurden
nach der dentalen Entwicklung des Nachwuchses in drei Gruppen
unterteilt.
Zur Beobachtung wurde ein Protokollblatt erstellt, auf welchem sieben
Interaktionen zwischen Mutter und Kind unterschiedlicher Intimität
aufgeführt waren. Die Häufigkeit und die Dauer des Auftretens dieser
Interaktionen pro Tag (11h) in Minuten wurden auf dem Protokollblatt
festgehalten. Die Menschenmütter füllten dieses Protokollblatt selbst
sieben Tage lang aus, die Schimpansen wurden von mir während je einem
Tag beobachtet.
Zur Auswertung der Intensität wurden die durchschnittliche Ausübung
der einzelnen Interaktionen/Tag sowie die totale Interaktion zwischen
Mutter und Kind pro Tag berechnet. Zur Auswertung der Intimität
wurden den sieben Interaktionen je nach Intimitätsstärke Punktzahlen
von 1–7 zugeordnet (1=tiefste, 7=höchste Intimität zwischen Mutter
und Kind). Die Intimitätsstärken der Interaktionen wurden dabei nach der
Zweckmässigkeit der Interaktionen definiert. Die Ausübung der Interaktion
in min/Tag wurde mit der jeweiligen Punktzahl der Interaktion multipliziert.
So wurde pro Interaktion eine Punktzahl erhalten, diese sieben einzelnen
Punktzahlen/Tag wurden zum Punktetotal/Tag addiert.
Diskussion
Die Menschen kümmerten sich pro Tag durchschnittlich intensiver um
ihren Nachwuchs als die Schimpansen. Während dabei die zweckmässigen
Interaktionen eine grosse zeitliche Rolle spielen, üben die Schimpansen
die stark intimen Interaktionen sehr intensiv aus. Damit ist auch das hohe
Punktetotal für die Intimität der Schimpansen zu erklären, die ihnen
die stärkere Intimität der Mutter-Kind-Beziehung zuordnet. Die erste
Hypothese kann dank diesen Resultaten klar falsifiziert werden.
Die zweite Hypothese kann bestätigt werden, da sowohl bei den Menschen
als auch bei den Schimpansen mit dem steigenden Alter des Nachwuchses
die Intensität und die Intimität zwischen Mutter und Kind abnehmen. Dies
ist mit der wachsenden Selbstständigkeit des Nachwuchses zu erklären.
Eine zusätzliche Beobachtung bei Nacht würde auch diejenigen Interaktionen einschliessen, die nachts zwischen Mutter und Kind stattfinden.
Die Auswahl und Einteilung nach Intimitätsstärke der Interaktionen könnte
auf Basis einer breiten Meinungsumfrage gemacht werden.
Schlussfolgerungen
Mit meinen Beobachtungen konnte ich feststellen, dass Menschen sich
zwar intensiver, dafür aber weniger intim um ihren Nachwuchs kümmern
als Schimpansen. Eine weiterführende Fragestellung könnte den Einfluss
des Geschlechts des Nachwuchses auf die Mutter-Kind-Beziehung oder
die Rolle des Vaters beinhalten. Die Erkenntnisse daraus könnten in der
Pädagogik von Interesse sein.
Gymnasium Kirchenfeld
Andreas Gerteis
Biologie | Umwelt
Würdigung durch den Experten
Dr. Hans Dieter Hess
Aline Künzler, 1995
Worb, BE
Die Arbeit zeigt auf, wie die Verabreichung eines Mineralstoffzusatzes die
Calciumkonzentration in Milch, Kot und Harn der Ziege beeinflusst. Für
die Untersuchungen war der Aufbau eines Mini-Agro-Forschungsbetriebs erforderlich. Neben den Tätigkeiten im Forschungsbetrieb hat
sich Aline Künzler intensiv mit den komplexen Vorgängen im Calciumstoffwechsel der Milchzeige auseinandergesetzt und diese in ihrer
Arbeit anschaulich dargestellt. Besonders bemerkenswert ist die äusserst
gelungene Kombination der wissenschaftlichen Untersuchungen mit der
eigenen Ziegenhaltung und der Herstellung und dem Verkauf von Ziegenkäse zur Finanzierung des Projektes.
Prädikat: Sehr gut
18
Liseli – Mein Mini-Agro-Forschungsbetrieb
Fragestellung
Liseli, eine Ziege. Vorne frisst sie, hinten scheidet sie aus. Dieses Prinzip
erscheint auf den ersten Blick ebenso simpel, wie es sich bei genauerer
Beobachtung als genial erweist. Stellt sich doch die Frage, wie das
aufgenommene Futter die Ausscheidungen beeinflussen kann. Ausgehend
von dieser Faszination wurde im Rahmen des «Projektes Liseli» der
Calciumstoffwechsel der Ziege näher untersucht. Zur Umsetzung dieser
Arbeit wurde der eigene Mini-Agro-Forschungsbetrieb aufgebaut.
Ziel des Projektes war einerseits die Analyse der Stoffwechselprodukte
Milch, Kot und Harn, um Aussagen über den Calciumstoffwechsel der
Ziege machen zu können. Andererseits sollten die Arbeitsbereiche des
Betriebes selbst umgesetzt, erlebt und schliesslich eine Quintessenz aus
diesen Erfahrungen gezogen werden.
Methodik
Als Untersuchungsobjekt des Projektes diente Liseli, eine Milchziege.
Ihr wurde ein Mineralstoffzusatz gefüttert, um anschliessend die
Calciumkonzentration ihrer Ausscheidungsprodukte, Milch, Kot und
Harn zu analysieren. Hierzu wurden verschiedene spektroskopische
Analysemethoden angewandt. Anhand der veränderten Calciumkonzentration in den Stoffwechselprodukten konnten Rückschlüsse
auf den Calciumstoffwechsel der Ziege postuliert werden. Im Laufe des
Projektes wurden drei Probennahmen durchgeführt; einen Tag vor sowie
zwei und vierzehn Tage nach der Futterumstellung auf das Zusatzfutter.
Dieser Versuchsaufbau ermöglichte den Vergleich der Konzentrationen
in relativen Werten sowie die Beobachtung von kurz- und langfristigen
Veränderungen im Stoffwechsel. Zur Diskussion wurde einerseits die
Literatur studiert, andererseits Fachpersonen konsultiert.
Neben den Laborarbeiten gehörten auch Management, Käseproduktion
und -verkauf sowie die Haltung der eigenen Ziege zum Betrieb. Durch
die intensive Zeit der Feldarbeit wurde der Betrieb hautnah gelebt, alle
Teilbereiche wurden selbst betrieben.
Schliesslich ist es aber die Kombination dieses Kreativ-Praktischen und
des wissenschaftlich-analytischen Bereiches, welche das «Projekt Liseli»
charakterisiert.
Ergebnisse
Anhand der wissenschaftlich-analytischen Arbeit wurden unterschiedliche
Veränderungen in den Stoffwechselprodukten gemessen. Während die
Calciumkonzentration der Milch konstant blieb, stieg sie im Harn kurzfristig
um 26% und langfristig um weitere 5% an. Im Kot konnte eine kurzfristig
Erhöhung von 17%, langfristig wieder ein Rückgang um 9% festgestellt
werden.
Durch die kreativ-praktische Umsetzung des Projektes wurden Quintessenzen zu den verschiedenen Teilbereichen des Betriebes formuliert.
Im Management wurde festgestellt, dass eine gute Managerin mit allen
Arbeiten vertraut sein muss und dazu gewisse dieser Tätigkeiten selber
ausüben sollte. Die in der Käseproduktion gemachten Erfahrungen resultierten in der Erkenntnis, dass jeder Käse individuell ist, und seine
Reifung von vielen äusseren Faktoren abhängt. Durch die Haltung der
eigenen Ziege wurde erkannt, wie wichtig die persönliche Aufmerksamkeit
ist, welche jedem Tier geschenkt werden sollte und wie die Ziege diese
verdankt.
Diskussion
Das Ziel des Projektes, die Umsetzung des eigenen Mini-Agro-Forschungsbetriebes, ist gelungen. Die Hypothesen betreffend die Konzentrationswerte wurden nur teilweise bestätigt, es wurde aber für alle
Resultate Erklärungsansätze gefunden. Die absoluten Konzentrationen
lagen ausnahmslos im gemäss der Literatur erwarteten Bereich. Weder
die erhobenen Daten, noch deren Interpretation sind allerdings von
wissenschaftlicher Relevanz. Zum einen wurde für den Versuch nur
eine einzige Ziege verwendet, zum andern wurden gewisse Faktoren
vernachlässigt. Als Erfolg kann aber der praktisch-kreative Teil des Projektes
verbucht werden. In persönlicher wie auch organisatorischer Hinsicht ist
die Umsetzung aller Teilbereiche gelungen.
Schlussfolgerungen
Das Projekt zeigt, wie die Führung eines Mini-Forschungsbetriebes
den Einblick in unterschiedliche praktische Tätigkeitsfelder ermöglicht.
Ausserdem wurde erkannt, dass der Calciumstoffwechsel der Ziege durch
ein Zusatzfutter beeinflusst werden kann. Weitere Studien könnten den
Nutzen von Futterzusätzen neu definieren.
Kantonsschule Trogen
Bruno Rinderknecht
Biologie | Umwelt
Würdigung durch den Experten
Dr. Reto Spaar
Die Arbeit beleuchtet die Faktoren, welche den Bruterfolg in der Lachmöwenkolonie im Rheindelta beeinflussen. Basierend auf dem heutigen
Wissen stellt Nikolai Orgland sieben Hypothesen auf, die er teils mit vorhandenem Datenmaterial und grösstenteils mit eigenen Beobachtungen
verifiziert. Die Arbeit ist klar strukturiert und sprachlich präzise verfasst.
Nikolai Orgland stellt seine Erkenntnisse in einen grösseren Rahmen und
zieht dabei Rückschlüsse über mögliche Fördermassnahmen. Seine
Arbeit kann als hervorragend gelungen bezeichnet werden.
Nikolai Orgland, 1995
Teufen, AR
Prädikat: Hervorragend
Sonderpreis SCIENCES, Universität Basel
GENIUS-Science Olympiade
Untersuchung der Lachmöwenkolonie im Vorarlberger
Rheindelta: Faktoren für eine erfolgreiche Brut im
Frühjahr 2012
erfolg nicht. Die Gründe dafür liegen wohl in der erfolgreichen Feindabwehr der Kolonie gegen Prädatoren (Beutegreifer), welche diese
Schutzmassnahme überflüssig macht.
Aus der Analyse der Archivdaten geht hervor, dass der durchschnittliche
Bruterfolg im Rheindelta in den letzten neun Jahren eindeutig ungenügend
war. Der Brutbestand ist aber trotz einer tiefen Reproduktionsrate nicht
rückläufig, sondern blieb während dieser Periode stabil. Ähnlich ist
die Situation in den Kolonien der Schweiz, wo in der gleichen Periode
nur eine knapp genügende Reproduktionsrate erreicht wurde, der
Brutbestand sich hingegen verdoppelt hat.
19
Fragestellung
Die Lachmöwe Larus ridibundus ist eine stark bedrohte Brutvogelart der
Schweiz und hat einen Bestandseinbruch seit den Achtzigerjahren erlebt.
Trotz grossem Forschungsaufwand sind die Gründe für diesen starken
Rückgang jedoch weiterhin unklar. Im Rahmen dieser Arbeit wurden
die wichtigsten Faktoren für den Bruterfolg an einer bisher wenig
untersuchten Kolonie eruiert. Zusätzlich wurde anhand von Archivdaten
die Bestandssituation der Lachmöwe in der Schweiz und in grenznahen
Gebieten beurteilt.
Methodik
In einer empirischen Feldstudie wurde die Lachmöwenkolonie bei
der neuen Mündung des Alpenrheins in den Bodensee innerhalb des
Naturschutzgebiets «Rheindelta» auf österreichischem Boden untersucht.
Die mehr als tausend Brutpaare zählende Kolonie verteilt sich in diesem
Gebiet auf eine Vielzahl von unterschiedlichen Brutplätzen. Die Brutplätze
sind ausnahmslos künstlich und befinden sich auf aufgeschütteten Inseln
und speziell angefertigten Flössen. Die Inseln und Flösse unterscheiden
sich in folgenden Punkten: inwieweit sie den Wasserstandsschwankungen ausgesetzt sind, in derVegetationsbedeckung sowie dem Angebot
an Versteckmöglichkeiten für Lachmöwenküken. Von diesen Brutplätzen
wurde eine Auswahl repräsentativer Flächen untersucht. Während der
gesamten Brutsaison im Frühjahr 2012 wurden wöchentliche Zählungen durchgeführt. Ein Fernrohr sowie ein Feldstecher wurden als
optische Beobachtungsmittel benutzt und die erhobenen Daten in ein
standardisiertes Protokoll eingetragen.
Zur Beurteilung der Bestandssituation der Lachmöwe wurden schliesslich
die Archivdaten der Schweizerischen Vogelwarte Sempach und der
Ornithologischen Arbeitsgemeinschaft Bodensee analysiert.
Ergebnisse
Der Anstieg des Wasserstandes des Bodensees hatte einen entscheidenden Einfluss auf den Bestand und den Bruterfolg der auf den Inseln
brütenden Lachmöwen. Im Verlaufe der Brutsaison wurden sämtliche
Brutinseln als Folge des überdurchschnittlich hohen Wasserstandes
praktisch vollständig überflutet, was für die dort brütenden Lachmöwen
einen totalen Brutausfall bedeutete. Nur auf den Flössen wurden gute
Reproduktionsraten erreicht. Interessanterweise erhöhten Dachziegel
als zusätzlich angebotene Versteckmöglichkeiten auf Flössen den Brut-
Diskussion
Aufgrund der grossen Wasserstandsschwankungen des Bodensees sind
Brutflösse als künstliche Brutplätze den Inseln vorzuziehen. Auch der
erhebliche Pflegeaufwand, damit die künstlichen Inseln nicht zuwachsen,
spricht für die Flösse. Obschon Versteckmöglichkeiten auf den Flössen für
den Schutz vor Prädatoren (Beutegreifer) nicht notwendig erscheinen, so
könnten sie dennoch das Überleben der Küken in Jahren mit extremer
Witterung (Hitzetage, Hagelsturm) verbessern.
Sowohl die Kolonien der Schweiz wie auch diejenige im Rheindelta sind
zur Erhaltung des aktuellen Bestands von der Zuwanderung ausländischer
Vögel abhängig. Die positive Entwicklung der letzten Jahre kann nur
teilweise den bisherigen Förderungsmassnahmen zugeschrieben werden.
Schlussfolgerungen
Der Bestand der Lachmöwe in der Schweiz und in ihren Grenzgebieten
ist gefährdeter als angenommen, da sich die Kolonien nur dank
Zuwanderung aus dem Ausland halten können. Die Voraussetzungen für
eine Förderung erscheinen jedoch an den Alpenrandseen mit ihren stark
schwankenden Wasserständen alles andere als ideal. Möglicherweise
herrschen lokal auch schwierige Nahrungsbedingungen. Als einzige
wirksame Förderungsmassnahme ist das Installieren von künstlichen
Brutflössen zu empfehlen.
Gymnasium Leonhard
Samuel Frey
Biologie | Umwelt
Würdigung durch den Experten
Dr. Lemola Sakari
Vanessa Schwegler, 1992
Möhlin, AG
Die Arbeit verfügt über zahlreiche Stärken. So wurde eine speziell für
Mittelschüler/-innen aktuelle Fragestellung anhand eines Interventionsdesigns (Morgensport) überprüft. Ausserdem besticht die Arbeit durch
methodische Vielfalt: Neben Fragebogen und Tagebucherfassung der
zirkadianen Rhythmik über 2 Wochen kam auch Polysomnographie zum
Einsatz. Am Ende steht eine Diskussion möglicher Kritikpunkte an der
Studie, zu welchen auch die geringe Stichprobengrösse sowie das Fehlen
einer Vergleichsgruppe gehören
Prädikat: Sehr gut
20
Ist es möglich, durch Sport am Morgen den Schlaftyp
der «Eule» zugunsten des Schlaftyps einer «Lerche» zu
verschieben?
Fragestellung
Ist es möglich, durch Sport am Morgen den Schlaftyp einer «Eule» zugunsten des Schlaftyps einer «Lerche» zu verschieben?
Vielen Jugendlichen fällt es schwer, morgens munter aufzustehen
und abends schnell einzuschlafen. Deshalb überlegte ich mir, wie sich
diese Tatsache ändern lässt und kam auf die Idee, ein Experiment
durchzuführen, um herauszufinden, ob eine Umpolung vom «Abendtyp»
zum «Morgentyp» realisierbar ist.
Methodik
Während zweier Wochen sind sechs Jugendliche im Alter von 18 bis 21
Jahren jeden Morgen vor der Schule oder Arbeit für eine halbe Stunde
joggen gegangen. Vor, während und nach dieser Phase haben sie
verschiedene Tests machen müssen, welche die Änderungen ihres TagNacht-Rhythmus aufzeigten.
Die sechs Probanden bearbeiteten vor und nach den zwei Testwochen
denselben Fragebogen (leicht abgeänderte Version von Horne & Östberg, morningness-eveningness questionnaire), der ihren Schlaftyp
charakterisiert. Ebenfalls schlief jeder Jugendliche mit einem EEG,
Elektroencephalogramm, welches via Elektroden die Hirnaktivität aufzeichnet, woraus viele Eigenschaften des Schlafs ablesbar sind.
Die Jungen und Mädchen führten während der Testphase ein Tagebuch
mit fünf Leitfragen, welches mich momentane individuelle Veränderungen
feststellen liess.
Die Resultate der drei Methoden habe ich anschliessend mit Hilfe der UPK
(Universitätspsychiatrische Klinik) Basel und dem Statistik-Programm SPSS
19 ausgewertet.
Ergebnisse
Je höher die Anzahl der erreichten Punkte des Fragebogens, desto grösser
die Tendenz zum Morgentyp.
Die Mittelwerte der Fragebögen wurden vor- und nach der Testphase
verglichen. Beim ersten Durchlauf lag der Mittelwert bei 43 Punkten,
was zu «Mischtyp» bis «schwach ausgeprägter Abendtyp» gehört und
beim zweiten Fragebogen lag er bei 48.20 Punkten, was «Mischtyp» bis
«schwach ausgeprägter Morgentyp» bedeutet. Er zeigt einen p-Wert von
0.24 und d-Wert von 1.11 auf. Der p-Wert beschreibt die Signifikanz eines
Ergebnisses und der d-Wert steht für die Effektstärke cohen’s d.
Bei den EEGs habe ich mich vor allem auf die Schlafeffizienz, auf den REM-,
Leicht- und Tiefschlaf prozentual zur Nacht konzentriert. Der Mittelwert
der Schlafeffizienz stieg um 2.625% und einem p-Wert von 0.29. Die
REM-Phasen nahmen um 4.6% ab, was dem p-Wert von 0.24 entspricht.
Beim Leichtschlaf zeigte sich kaum ein Effekt, der Tiefschlaf hingegen stieg
um 5.6% an, wobei der p-Wert bei 0.26 liegt.
Beim Tagebuch änderten sich alle vier Bereiche mit einer Tendenz zur
Lerche. Konkret betreffen die Leitfragen folgende Bereiche: das Aufwachen
morgens, die guten und schlechten Konzentrationsphasen tagsüber, die
Tagesmüdigkeit und die Einschlafzeit abends.
Diskussion
Mein Ziel war es, herauszufinden, ob sich das Schlafverhalten und somit
auch der Tag-Nacht-Rhythmus meiner Testpersonen durch Frühsport
verändert.
Die Ergebnisse sind nicht signifikant, was auch an der sehr kleinen
Stichprobe liegt. Trotzdem zeigen die Resultate eine Tendenz hin zum
Verhalten einer Lerche. Die Jugendlichen fühlten sich morgens, während
der Testphase, schneller munter und konnten sich länger konzentrieren.
Ausserdem schliefen sie abends etwas schneller ein und fühlten sich
tagsüber weniger müde.
Zudem stieg ihre Schlafeffizienz sowie die Dauer des Tiefschlafstadiums,
die Phase, in der sich der Körper am meisten erholt.
Auch die Summe der Mittelwerte des Fragebogens ist um einige Punkte
gestiegen, was ebenfalls eine Umpolung aufzeigt.
Um kausalen Interpretationen vorzubeugen, wäre eine Kontrollgruppe
notwendig gewesen und bei einer grösseren Stichprobe hätte man
wahrscheinlich aussagekräftigere Ergebnisse erhalten.
Schlussfolgerungen
Anhand meines Experiments ist zu erkennen, dass mit genügend
Motivation eine Umpolung möglich ist. Forscher könnten nun weitere
Studien fortführen, um deutlichere Erkenntnisse zu erlangen. Zum
Beispiel könnte man ein Semester lang eine Klasse beim morgendlichen
Frühsport begleiten und ebenfalls Veränderungen bezüglich Schlaf
und Leistungsfähigkeit messen. Auch interessant wäre, den MelatoninGehalt abends zu beobachten, wann und wie viel ausgestossen wird. Im
Gesamten bin ich mit meiner Arbeit sehr zufrieden und habe in dem mir
möglichen Rahmen meine Annahme bestätigen können.
Kantonsschule Sursee
Wolfgang Käppeli
Biologie | Umwelt
Würdigung durch die Expertin
Templer Stefanie
Die Arbeit untersucht das Spreitungsverhalten von Plasmatocyten
in Manduca sexta durch eine innovative Methode quantitativ. Selma
Steinhoff untersucht den Organismus während den relevanten Abschnitten des Lebenszyklus. Die dabei produzierten Daten und das mikroskopische Bildmaterial sind von sehr hoher Qualität und können als
publikationswürdig erachtet werden. Selma Steinhoff gelingt es durch
eine ausführliche Literaturrecherche, die produzierten Daten in den
wissenschaftlichen Kontext zu stellen. Ihre Arbeit kann als Grundlage
für weiterführende Studien verwendet werden.
Selma Steinhoff, 1994
Geuensee, LU
Prädikat: Hervorragend
Sonderpreis Schweizer Jugend forscht
Taiwan Interational Science Fair (TISF)
Adhäsions- und Spreitungsverhalten der Plasmatocyten
von Manduca sexta
Diskussion
Der Anstieg der Längsausdehnung bis zur Fressphase kann auf die
Entwicklung des Immunsystems im Laufe der Larvenentwicklung zurückgeführt werden.
Eine Erklärungsmöglichkeit für die erhöhten Längenwerte der Plasmatocyten im Puppenstadium ist, dass es zu grossen Veränderungen im
Organismus kommt und die Blutzellen daran beteiligt sind.
Während der Metamorphose werden Teile der inneren Organe ab- und
umgebaut. Hämocyten könnten daran beteiligt sein, absterbende Zellen
oder Abbauprodukte zu entfernen. Dies ist allerdings noch ungeklärt.
Eine Erklärungsmöglichkeit für die unterschiedlichen Spreitungsformen
der Plasmatocyten ist, dass aus einer Richtung Signalstoffe kommen. Eine
höhere Konzentration an Signalstoffen in dem Bereich des Präparates kann
dazu führen, dass die Zellen deshalb diese Richtung einschlagen. Die runde
Form der Zellen kann dadurch erklärt werden, dass Signalstoffe entweder
gar nicht oder auf allen Seiten in gleicher Konzentration vorkommen.
21
Fragestellung
In der Arbeit wurde das Spreitungsverhalten (=flächige Verformung) der
Plasmatocyten des Tabakschwärmers (Manduca sexta) in Abhängigkeit
vom Entwicklungsstadium untersucht.
Während der verschiedenen Stadien kommt es zu grossen Veränderungen
in der Lebensweise der Manducen. Es konnte bereits beobachtet werden,
dass sich die Plasmatocyten je nach Entwicklungsstadium unterschiedlich
spreiten. Ziel der Arbeit war es, dies quantitativ zu erfassen. Ausserdem
sollte gezeigt werden, dass Veränderungen in der Lebensweise im
fünften Larvenstadium auch von Veränderungen des Spreitungsverhaltens
begleitet werden.
Methodik
Hämocyten-Monolayer wurden mit Bluttropfen von M. sexta in verschiedenen Entwicklungsstadien angefertigt und gefärbt. Die Plasmatocyten wurden nach einer Ruhezeit von 60 min in Länge und Breite
vermessen.
Die Objektträger wurden daraufhin digitalisiert und mit Hilfe der Analysesoftware CellA je 10 Plasmatocyten pro Objektträger in Länge und
Breite vermessen.
Ergebnisse
Es konnte gezeigt werden, dass die Längenausdehnung der Plasmatocyten
vom Anfang des 4. Larvenstadiums bis zur Fressphase im 5. Larvenstadium
konstant ansteigt. Die Werte im 5. Larvenstadium mit sichtbarem Herz und
in der daran anschliessenden Präpuppenphase waren auffällig niedriger.
Im Vergleich dehnten sich die Plasmatocyten im Laufe der Entwicklung
dreimal mehr in der Länge als in der Breite aus.
Schlussfolgerung
Es konnte gezeigt werden, dass Plasmatocyten unterschiedliche Spreitungsverhalten je nach Entwicklungsstadium zeigen.
Es kam aber zu keiner starken Längenspreitung in den erwarteten Entwicklungsphasen (während der Wander- und Häutungsphase), sondern
während der Fressphase und dem Puppenstadium.
Weitere Versuche müssen zeigen, ob exponierte Signalstoffe eine
Auswirkung auf die Spreitungsrichtung und –länge von Plasmatocyten
haben und ob Krankheiten oder Verletzungen Veränderungen im Spreitungsverhalten bedingen.
Gymnasium St. Antonius
Heidi Ruckstuhl
Biologie | Umwelt
Würdigung durch den Experten
Dr. Didier Reinhardt
Rino Vicini, 1993
Appenzell, AI
Rino Vicini hat eine wichtige Methode der kommerziellen Pflanzenproduktion untersucht, die Vermehrung mit Stecklingen. Dabei ist das
Bewurzeln der kritische Punkt. Drei Behandlungsmethoden an vier
verschiedenen Hölzern wurden getestet und dabei wurden grosse
Unterschiede zwischen den Präparaten und ihrer Wirkung auf die verschiedenen Hölzer nachgewiesen. Trotz der z.T. eher mässigen Effekte
der Bewurzelungshilfen kann die systematische Arbeit als Vorlage für
weiterführende Studien ähnlicher Art dienen, und damit der Pflanzenproduktion dienen.
Prädikat: Gut
22
Der Einfluss von Pflanzenwuchstoffen auf
Pflanzenstecklinge – Getestet an der Behandlung von
Pappel-, Birken-, Thuja- und Eibenstecklingen je
mit Clonex, Rhizopon und Weidenwasser im Vergleich
zu unbehandelten Stecklingen
Fragestellung
Die Vermehrung von Pflanzen mittels Stecklingen hat vor allem in der
Erzeugung von Zierpflanzen und der Vermehrung von Pflanzen im Hobbygartenbereich eine grosse Bedeutung. Steckhölzer werden seit einigen Jahren vermehrt in Kurzumtriebsplantagen zur Energiegewinnung
verwendet. Es wurde versucht herauszufinden, wie sich die Bewurzelungsmittel Clonex, Rhizopon und Weidenwasser auf die Stecklinge
und Steckhölzer auswirken. Dabei standen die folgenden Fragen im
Mittelpunkt:
-Wie wirken sich die Wuchsstoffe auf den Bewurzelungserfolg
von Stecklingen aus?
-Wie wirken sich die Wuchsstoffe auf die Geschwindigkeit
der Bewurzelung aus?
-Sind die mit Wuchsstoffen behandelten Stecklinge grösser als die
unbehandelten?
Methodik
Um die geeigneten Methoden zur Bestimmung des Einflusses der
verschiedenen Bewurzelungsmittel zu untersuchen dient eine Literaturrecherche zur Wirkung von Pflanzenhormonen und der professionellen
vegetativen Pflanzenvermehrung als Grundlage für den Versuch. Getestet
wird das Gel Clonex, das Pulver Rhizopon und das selbst herstellbare
Weidenwasser als Lösung an den zwei Laubbaumarten Betula pendula
und Populus Max4 sowie an den zwei Nadelbaumarten Thuja occidentalis
und Taxus baccata an je zwischen 20 und 40 Exemplaren.
Durch drei Messungen von verschiedenen Faktoren wie Sprossbildung,
Länge und Dicke der Sprosse, Biomasse und Anzahl Blätter sowie einer
subjektiven Beurteilung der Qualität der Pflanze können Unterschiede der
Behandlungsmittel festgestellt werden.
Ergebnisse
Eine signifikante Erhöhung der Anzahl bewurzelter Steckhölzer ist bei
Populus Max4, welche mit Rhizopon und derer, welche mit Weidenwasser
behandelt wurden, im Vergleich zu den unbehandelten Steckhölzern
zu sehen. Ebenfalls einen positiven Einfluss zeigt Rhizopon auf die
Bewurzelung von Thuja mit 55% Erfolgsrate. Hingegen vermindert
Weidenwasser die Anzahl bewurzelter Stecklinge auf nur 5%, im Vergleich
zu 35% bewurzelter Stecklinge bei der Kontrolle. Des Weiteren zeigt die
Auswertung, dass Clonex und Rhizopon den Längenzuwachs bei Thuja
occidentalis um rund 3 mm auf 4.5 mm im Vergleich zu 1.5 mm bei der
Kontrollgruppe erhöhen. Bei der Bewurzelungsgeschwindigkeit lassen sich
keine wesentlichen Unterschiede finden.
Die Werte aller Betula pendula-Steckhölzer und der Taxus baccataStecklinge belaufen sich bei der letzten Messung auf null. Die Pflanzen
waren am Ende des Versuchs abgestorben.
Diskussion
Die Auswertungen der gewonnenen Daten zeigen, dass Bewurzelungsmittel sowohl einen positiven als auch negativen Einfluss auf den
Bewurzelungserfolg haben können und dies sich von Pflanzenart zu
Pflanzenart unterscheidet.
Bei den Resultaten ist es überraschend, dass die Populus Max4-Steckhölzer
nicht eine höhere Bewurzelungsrate aufweisen, denn gemäss Literatur
gehört die Pappel zu den einfach und gut zu bewurzelnden Arten. Da
die Steckhölzer bereits sehr früh Seitentriebe gebildet haben, könnten Sie
dadurch zu viel Energie verloren haben und deshalb keine Möglichkeit zur
Wurzelbildung mehr gehabt haben. Die verbesserte Bewurzelung nach
der Behandlung mit Weidenwasser lässt sich gut mit dem Hormoncocktail
darin erklären, welcher aus der Weide, einer der Pappel nah verwandten
Art, stammt und so die Wurzelbildung ideal fördert. Für die erhöhten
Werte der Thuja occidentalis-Stecklinge, welche mit Rhizopon behandelt
wurden, ist sehr wahrscheinlich die darin enthaltene Indol-3-Buttersäure
verantwortlich, welche als Auxin sowohl die Wurzel- als auch die
Sprossbildung fördert. Die Betula pendula-Stecklinge haben wahrscheinlich
deshalb nicht bewurzelt, weil die Qualität der Mutterpflanze zu schlecht
war. Taxus baccata ist gemäss Literatur schlecht vegetativ vermehrbar; die
gemessenen Werte folgen diesen Angaben.
Schlussfolgerungen
Aus den Untersuchungen wird ersichtlich, dass Pflanzenwuchsstoffe in
der Praxis erfolgreich verwendet werden können, diese jedoch auf jede
Pflanzenart abgestimmt sein müssen. Daneben zeigt die Arbeit auch,
dass andere Faktoren mindestens so wichtig sind wie die Behandlung mit
Bewurzelungshilfen. Um in der Zukunft noch höhere Bewurzelungsraten
zu erhalten, preist sich eine Analyse der Hormonzusammensetzung in
wurzelnden Stecklingen an, anhand welcher künstliche Bewurzelungsmittel gemischt und angewendet werden können.
Kantonsschule Oerlikon
Peter Stettler
Biologie | Umwelt
Würdigung durch die Expertin
Sarah Hummel
Der Verfasser hat sich kritisch mit der heutigen Waldbewirtschaftung
auseinandergesetzt und demonstriert anhand einer Schlüsselart auf
innovative Art und Weise die zentrale Funktion von Totholz für die Lebensgemeinschaften des Ökosystems Wald. Die Ausarbeitung der
Methodik, die Untersuchungen im Feld und der Umgang mit den generierten Daten zeugen von grossem persönlichem Engagement und wissenschaftlich präziser Vorgehensweise. Arbeiten wie diese bilden das
unersetzliche Fundament für eine wirkungsvolle und zielgerichtete
Artenförderung in der angewandten Naturschutzbiologie.
Adrian Wanzenried, 1993
Buchs, ZH
Prädikat: Hervorragend
Totholz als Nahrungssubstrat des Schwarzspechts.
Eine Untersuchung über genutzte Zerfallsstadien und
Waldformen
Ausserdem wird Totholz fast ausschliesslich in weiter fortgeschrittenen
Zerfallsstadien für die Nahrungssuche genutzt, das Optimum liegt
beim dritthöchsten von vier Zersetzungsgraden. Frisches Totholz nutzt
der Schwarzspecht kaum. Ist Totholz mit Moos überwachsen, wird es
von ihm weniger für die Nahrungssuche genutzt. Die Attraktivität des
Totholzes als Nahrungsquelle nimmt mit zunehmendem Moosbewuchs
ab. So betrug das Nahrungsangebot von Totholz, das zu mindestens
2 3
/ mit Moos bedeckt war, lediglich 27% des Nahrungsangebots von
unbewachsenem Totholz.
23
Fragestellung
Totholz bildet als Mikroökosystem den Lebensraum von zahlreichen
Organismen. Der Schwarzspecht ist in seiner Ernährung dermassen auf
die totholzbewohnenden Insekten spezialisiert, dass er in der Lage ist, mit
seinem Schnabel Totholz zu bearbeiten und so Ameisen und Käferlarven
freizulegen, von denen er sich fast gänzlich ernährt. Die vorliegende
Maturitätsarbeit untersucht die Anforderungen des Schwarzspechts
bezüglich des Zerfallsstadiums von nutzbarem Totholz und der Waldform
seiner Nahrungssuchräume.
Methodik
Totholzuntersuchungen in zwei Schwarzspechtrevieren bilden die Datengrundlage für die Arbeit. Es wurden zwei Erfassungsmethoden entwickelt, mit denen in bestimmten Probeflächen innerhalb der Schwarzspechtreviere das gesamte Totholz erfasst und nach Hackspuren des
Schwarzspechts abgesucht wurde. Die Totholzerfassungen umfassten
1153 Tothölzer auf einer totalen Probefläche von 5.6 ha.
Ergebnisse
Als Nahrungssuchraum bevorzugt der Schwarzspecht Misch- und
Nadelwälder, nicht aber Laubwälder. In den untersuchten Mischwäldern
fand er 3- bis 8-mal mehr Nahrung als in den untersuchten Laubwäldern.
Das Nahrungsangebot in Buchenwäldern war dabei besonders gering,
was sehr bemerkenswert ist, weil die Rotbuche als Höhlenbaum Nummer
1 des Schwarzspechts gilt. Die Vorliebe für Misch- und Nadelwälder
hängt vermutlich damit zusammen, dass Nadelholz im abgestorbenen
Zustand mehr für ihn nutzbare Nahrung enthält als abgestorbenes
Laubholz. Die Nahrungsbeschaffung in abgestorbenem Nadelholz war
in den untersuchten Waldflächen 3.6-mal höher als in abgestorbenem
Laubholz.
Diskussion
Die Resultate liefern einen Einblick in die Ansprüche des Schwarzspechts,
an seine Nahrungssuchräume sowie sein Nahrungssubstrat, das Totholz.
Sie weisen teilweise eine erstaunliche statistische Signifikanz auf und
stimmen mit dem aktuellen Wissensstand überein. Dennoch sollten sie
in ihrem lokalen Zusammenhang betrachtet und stets mit Vorsicht auf
andere Regionen übertragen werden.
Schlussfolgerungen
Die praktische Umsetzung der gewonnenen Erkenntnisse zur Förderung
des Schwarzspechts beinhaltet eine extensive Waldbewirtschaftung,
bei der grosse Totholzmengen anfallen und verschiedene Waldformen
gefördert werden. Diese Anliegen werden schon in diversen Biodiversitätsprogrammen von Naturschutz und Forstwirtschaft verfolgt.
Kantonsschule Romanshorn
Patrick Muff
Biologie | Umwelt
Würdigung durch den Experten
Kalak Nadeem
Michaela Wirth, 1994
Horn, TG
Eine erfolgversprechende Anzeige für ein Fremdsprachkurs wurde von
der Verfasserin kritisch hinterfragt und in einem eigenen Experiment
überprüft. Die theoretische Herleitung hierfür, die fundierte Auseinandersetzung mit der Schlaf-Lern-Thematik und die Freude und das Engagement am wissenschaftlichen Arbeiten sind hervorragend. Die Verfasserin zeigte mit dieser Arbeit nicht nur ihr breites und tiefes Wissen
über die Schlaf-Lern-Thematik, sondern auch ihre Fähigkeit sich mit ihren
eigenen vielversprechenden Resultaten kritisch und wissenschaftlich auseinanderzusetzten.Das Niveau entspricht einer sehr guten Arbeit an einer
Hochschule.
Prädikat: Sehr gut
24
Lernen im Schlaf
Fragestellung
«Lernen im Schlaf. Schnell, einfach und effektiv. Sprachen lernen wie ein
Profi. Fremdsprachen lernen ohne Akzent. Texte und Vokabeln lernen
ohne büffeln.» (www.amazon.de)
In der Literatur wurde bereits oft beschrieben, dass im Schlaf Gedächtniskonsolidierungen stattfinden (Born et al., 2006). Laut den amerikanischen
Erfindern der «Sleep-Learning-Method» könne man die Lernleistung
erheblich verbessern und dies lediglich mittels eines Tonbandes, das
während des Schlafens die Wörter immer wieder repetiert.
Dieser Aussage sollte mit der vorliegenden Arbeit wissenschaftlich auf
den Grund gegangen werden. Hierzu wurden folgende drei Hypothesen
erstellt:
1. Die Lernleistungen der Versuchspersonen fallen mit der Schlaf-Lern-Me thode um 15–30% (Mittelwerte aus der Literatur) besser aus, als die
Lernleistungen ohne deren Unterstützung.
2. Die Versuchspersonen haben bei der Anwendung der Schlaf-Lern-Me thode subjektiv das Gefühl, dass sie sich in der Lernleistung unterstützt
fühlen und in ihrem Lernprozess unterstützt werden.
3. Versuchspersonen, denen der Wille zu der Teilnahme am Experiment
fehlt, erzielen schlechtere Ergebnisse.
Methodik
Die 22 Versuchspersonen (Durchschnittsalter: 18 Jahre) stammten alle aus
derselben Klasse der Kantonsschule Romanshorn. Das Vokabular, welches
sie für den Versuch lernen sollten, wurde in Zusammenarbeit mit dem
Französischlehrer ausgewählt.
Es wurden zwei gleichwertige Wörterlisten erstellt: Eine der beiden Listen
sollte unter der Anwendung der Schlaf-Lern-Methode gelernt werden,
die andere Liste ohne deren Einsatz. Jede Versuchsperson lernte so beide
Listen, aber auf unterschiedliche Art und Weise.
Vorausgehend wurden alle Versuchspersonen geprüft, um zu bestimmen,
wie viele der Wörter die Versuchspersonen bereits beherrschten
(Anfangszustand). Nach der Lernphase wurde der Endzustand anhand
eines zweiten Tests definiert. Zudem notierten die Schüler ihre individuellen
aufgewendeten Lernzeiten für die beiden Wortlisten.
Ergebnisse
Im Durchschnitt fielen die Leistungen (individuell aufgewendete Lernzeit
pro erreichte Punktzahl in den Prüfungen) der Versuchspersonen
unter Anwendung der Schlaf-Lern-Methode um 9.7% besser aus, als
die Leistungen ohne deren Anwendung. Subjektiv gaben 55% der
Versuchspersonen an, dass sie von der Schlaf-Lern-Methode profitieren
konnten.
Im Durchschnitt profitierten die Versuchspersonen, welche am Experiment
motiviert waren, um 3% mehr, im Vergleich zu den Unmotivierten.
Die Versuchspersonen mit einer längeren Einschlafdauer (> 22 Minuten)
erzielten 32% bessere Leistungen, im Vergleich zu den Versuchspersonen
mit einer kürzeren Einschlafdauer (< 22 Minuten). Versuchspersonen mit
einer kürzeren Einschlafdauer erzielten mit der Schlaf-Lern-Methode sogar
10.5% schlechtere Leistungen, als ohne deren Anwendung.
Alle übrigen persönlichen Daten (Geschlecht, Alter, soziökonomischer
Status) unterschieden sich nicht wesentlich voneinander.
Diskussion
In dieser Studie wurde die versprochene Leistungsverbesserung von
15–30% (stattdessen 9.7%) nicht erreicht. Die Beschallungsdauer vor
dem Einschlafen, scheint die entscheidendere Rolle zu spielen, als die
Beschallung während des Schlafs. Dies scheint plausibel, wenn man
bedenkt, dass die Versuchspersonen mit einer längeren Einschlafdauer,
auch länger beschallt worden sind und dadurch die Wörter öfters repetiert
hörten.
Die Motivation am Experiment teilzunehmen, hatte einen (kleinen)
Einfluss auf die Ergebnisse. Vermutlich spielen hierbei noch andere
Faktoren eine Rolle (z.B. Motivation am Fach/Unterricht, stressbedingter
Motivationsverlust, Beliebtheit der Versuchsleiterin).
Da die Einschlafdauer subjektiv erhoben worden ist, könnte eine objektive
Schlafmessung mittels z.B. Schlaf-EEG oder Aktimeter genauere Daten
liefern.
Schlussfolgerungen
Die Schlaf-Lern-Methode wirkt sich bei Jugendlichen in der Mittelschulklasse
durchschnittlich gesehen positiv auf die Lernleistung aus, jedoch scheint
dies vielmehr von der Einschlafdauer und der Motivation abzuhängen und
diese kann individuell stark variieren.
In einer weiterführenden Studie wäre deshalb zu untersuchen, ob
insbesondere die Beschallung im Wachzustand (vor dem Schlaf) den
entscheidenden Einfluss auf die Leistungen der Lernenden hat.
Chemie | Biochemie | Medizin
Neue Kantonsschule Aarau
Martin Stark
Annina Bauer, 1992 Simon Speckert, 1993
Suhr, AG
Rohr, AG
Würdigung durch den Experten
Dr. Mark Witschi
Die Arbeit basiert auf dem Schicksal einer der drei AutorInnen. Das Fallbeispiel zeigt, wie schwierig es für eine junge Frau ist, persönliche
Entscheidungen über eingreifende präventive Massnahmen zu treffen.
Eine Umfrage bei Betroffenen betrachtet genau diese Problematik. Trotz
geringer Fallzahl konnten die AutorInnen eine Aussage zur Zufriedenheit
der Betroffenen mit ihren Entscheidungen machen. Die AutorInnen
haben zudem eine Informationsbroschüre für Betroffene erstellt, welche
ihnen in dieser Situation eine Entscheidungshilfe bieten soll.
Kristy Fäsi, 1992
Schöftland, AG
Prädikat: Gut
25
Mutation im BRCA2-Gen: Eine Diagnose, die das Leben
verändert – eine Fallstudie
Fragestellung
Eine Mutation im BRCA2-Gen führt zu einem deutlich erhöhten Risiko
an Brustkrebs zu erkranken. Wir haben die physischen Gegebenheiten
der Mutation im BRCA2-Gen und deren Auswirkungen auf die Psyche
und den Körper einer betroffenen Person genauer untersucht. Dafür
stellten wir uns folgende Leitfrage:
Welchen Einfluss hat die Mutation des BRCA2-Gens auf den Körper und
die Psyche einer betroffenen Person?
Um diese beantworten zu können, behandelten wir folgende Teilfragen:
- Was ist eine Genmutation?
- Worin unterscheidet sich ein mutiertes BRCA2-Gen von einem
gesunden? Und wie kann dies nachgewiesen werden?
- Welche Folgen hat die Mutation im BRCA2-Gen für die Gesundheit
einer betroffenen Person?
- Welche prophylaktischen Massnahmen gibt es für Betroffene,
und wie entscheiden sich diese?
Methodik
Literaturarbeit: Für eine umfassende Auseinandersetzung mit unserem
Thema war ein intensives Studium der bio-medizinischen Grundlagen
notwendig. Diese erfolgte durch die Konsultation von Werken, die
sich mit Genmutationen im Allgemeinen befassten. Um spezifisches
Wissen über die theoretischen Grundlagen vom BRCA2-Gen und
dessen verschiedenen Funktionen zu erhalten, wurden verschiedene
Dissertationen studiert.
Interviews: Wir führten Interviews mit Vertretern aus Medizin, Politik
und Verwaltung, um Rückschlüsse auf die aktuelle, gesellschaftspolitische Relevanz zu ziehen und über die Krebsprävention Informationen zu erhalten. Die Befragung von Vertretern verschiedener
Interessensgruppen aus dem Bereich der Krebsprävention erlaubte uns,
die aktuellen Massnahmen objektiv darzustellen.
Fragebogen: Einen Einblick in die Gedanken und Sorgen einer
betroffenen Person erhielten wir durch das Erstellen eines Fragebogens.
Um diesen den Patientinnen zukommen zu lassen und dennoch die
Anonymität zu gewähren, waren wir auf die Zusammenarbeit mit
behandelnden Ärzten angewiesen.
Fallbeispiel: Die persönliche Krankheitsgeschichte von A.B. diente als
Fallbeispiel, um die Umsetzung der Theorie in die Praxis anschaulich
darzustellen.
Broschüre: Das Produkt unserer Arbeit ist eine Infobroschüre, welche die
wichtigsten Informationen enthält. Sie soll Betroffenen als zusätzliche
Entscheidungshilfe dienen.
Ergebnisse
In der Medizin wurden im Bereich der Krebsbehandlung in den letzten
Jahren grosse Fortschritte gemacht, wodurch Brustkrebs kein Todesurteil
mehr ist. Eine frühzeitige Erkennung einer Gewebeveränderung ist
essentiell, um entsprechende Schritte einzuleiten. Durch neue Verfahrenstechniken kann bei einem Verdacht auf eine erbliche Genmutation eine Veranlagung für Brustkrebs festgestellt werden, bevor
der Krebs überhaupt entsteht. Wenn eine Veranlagung für Brustkrebs
diagnostiziert wird, stehen der betroffenen Person mehrere präventive
Massnahmen zur Verfügung. Da das Risiko, an Brustkrebs zu erkranken,
bei jeder Person anders ist, gibt es keine einheitliche Lösung. Jede
Betroffene muss die Vor- und Nachteile abwägen. Unsere Umfrage hat
gezeigt, dass 60% der befragten Patientinnen mit ihrer Entscheidung
zufrieden sind, die sie aufgrund ihrer festgestellten Mutation getroffen
haben.
Diskussion
Wir mussten früh feststellen, dass unser Fragebogen nicht für ein
aussagekräftiges Resultat geeignet war. Die Fragen waren teilweise
nicht deutlich genug formuliert, sodass die Antworten nicht eindeutig
waren. Dies erschwerte uns die Auswertung. Von den jährlich 5000
neu an Brustkrebs erkrankten, sind 5–10% der Fälle genetisch bedingt.
Von diesen 250–500 Fällen sind ca. 100–150 auf eine BRCA-Mutation
zurückzuführen. Leider konnten wir insgesamt nur 15 Betroffene
befragen. Aus diesem Grund sind unsere Ergebnisse nicht repräsentativ,
sondern geben einen Einblick in die Gedanken und Sorgen betroffener
Frauen.
Schlussfolgerungen
Die Entscheidung für oder gegen eine präventive Massnahme bei
festgestellter BRCA2-Mutation ist individuell von jeder betroffenen
Person abhängig. Dies wird sich auch bei weiteren Fortschritten
in der Forschung und der Entwicklung bei der Krebsbekämpfung
nicht ändern. Wichtig sind umfassende Informationen durch breit
abgestützte Präventionsprogramme und klare, einheitliche politische
Rahmenbedingungen. Unsere Informationsbroschüre kann Betroffenen
als zusätzliche Entscheidungshilfe dienen.
Chimica | Biochimica | Medicina
Liceo di Lugano 2
Carlo De Vittori
Diego Walder, 1994 Kevin Bernasconi, 1992
Vezia, TI
Bidogno, TI
Valutazione del lavoro espressa dall'esperto
Prof. Dr. Raffaele Tabacchi
Le diverse forme allotropiche del carbonio, grafite, grafene e nanotubi,
rivestono un interesse particolare nel campo dei nano-materiali per le
loro proprietà specifiche e la varietà dei campi di applicazione. I metodi
di produzione di queste strutture. risultano quindi molto importanti
Utilizzando un processo originale di «DC-magnetron sputtering», i candidati hanno messo a punto la strumentazione, il metodo e le condizioni
sperimentali tali da produrre in modo controllato e riproducibile il
plasma, destinato a bombardare la grafite amorfa per condurre alla
formazione di grafene mono e multistrato.
(Giacomo Della Pietra, 1992) Menzione: Buono
Bidogno, TI
26
Metallic Depositions from Plasma Phase Processes
Introduction
Nowadays, monoatomic carbon layers represent an extensively studied
subject. In the mid-1900s the graphite’s structure, distinguished by the
superposition of two bi-dimensional layers, has been already clarified.
In 1985, it was demonstrated that, starting from graphite, it is possible
to create spheres named «fullerenes», which may subsequently give
cylindrical structures, nanotubes. Nowadays, these structures are
considered as allotropic forms of carbon. At the end of the 20th century,
ultra-thin layers of graphite were isolated and the name «graphene»
was coined in order to describe a single layer of carbon atoms organized
in a benzene structure. Graphene is considered the material of the
future since the discovery in 2004 of a very simple production technique
named «scotch-tape», in fact extraordinary physical properties are
enclosed in this bi-dimensional material. That means that single-layer
nanotubes and graphene represent an enormous potential for the
nanotechnological industry. The production techniques of graphene
and nanotubes applied at a research level are not industrially used
yet, because of their restricted production. Therefore, the sputtering
process, which inserts itself between the most promising methodologies
for the production of thin crystalline structures, could be interesting.
The sputtering technique is nowadays also developed on industrial
scale, and allows the production of glass objects, polymers, etc. coated
with thin layers of various kinds. We thus assumed an application of the
sputtering technique to the production of allotropic forms of carbon.
The sputtering technique is based on the generation of a plasma phase,
originated from the bombardment of a target with an argon ion beam
accelerated by a pulsating magnetic field. The ions are produced by a
cathode ray in a low-pressure argon atmosphere. The bombardment of
the target by argon ions produces the removal of atoms from it, which
diffuse and deposit themselves on a support in the plasma phase. We
assume that in suitable conditions of electronic density and energy, the
removal from graphite of single layers or multi-layers of graphene and
their direct transfer on the support occur. The dubiousness concerning
the control of the ideal plasma-generating conditions has been already
highlighted. We therefore set ourselves the goal to optimize the optimal
operational conditions for the sputtering, verifying the possibility of
obtaining mono- or multi-layer graphene depositions.
Materials and methods
The necessary electronic density is created with a transformer able
to supply a tension of 500 V and a current of 300 mA with an argon
pressure of 10- 4 bar. The chamber is firstly brought to 10 -9 bar. As
targets, tablets made by compressing metallic dusts with a press
are positioned. To variable distances, surfaces to cover with various
materials are positioned. Those surfaces will be then analysed with an
optical microscope SEM-EDX and others.
Results and conclusions
The high-vacuum chamber, provided with a magnetron DC, has
been improved with a scaffold, which facilitates the positioning of
the substrate. The pump has been repositioned, in order to avoid the
possible dispersion of vapours which deposit themselves. The copper
target-carrier surface is covered with a Teflon disc to avoid its fusion and
the polarisation of the whole chamber. The importance of the reaction
parameters control for a stable production in the plasma phase has been
shown, like the necessity of a pulsing regulation in order to avoid the
formation of electric arches, which would compromise the deposition.
It has been thus possible to produce carbon depositions in both
amorphous and crystalline form. Particularly, the production of highlycrystalline and very conductive graphite covers has been achieved. The
exact mono- or multilayer nature of ultra-thin graphene layers is very
difficult to evaluate on the optic microscope, but it should be possible
to modulate the parameters in order to obtain the desired mono- or
multi-layer.
Chimica | Biochimica | Medicina
Liceo di Lugano 2
Carlo De Vittori
Valutazione del lavoro espressa dall'esperto
Prof. Dr. Raffaele Tabacchi
Utilizzando dell’idrossiapatite naturale ottenuta da un osso di cavallo,
purificata e impregnata in seguito con una parte del liquido fisiologico
estratto dallo stesso materiale, addizionato di una proteina, le candidate
hanno ottenuto un supporto, utilizzabile per la ricostruzione di tessuti
ossei (osteogenesi). L’albumina ha servito quale proteina modello per
simulare i fattori di crescita. L’impregnazione riproducibile ed omogenea, effettuata con l’ausilio di CO2 supercritica quale fluido di trasporto ed il riutilizzo dei lipidi estratti, costituiscono una soluzione, elegante,
originale ed innovativa.
Lisa Corti, 1994 Lucia Ronchetti, 1994 Mila Roncoroni, 1994
Massagno, TI
Bironico, TI
Caslano, TI
Menzione: Eccellente
Premio speciale Scienza e gioventù European Union Contest for
young Scientists (EUCYS)
Osteoinduttività mediante impregnazione di tessuto
osseo spongioso equino con fattori di crescita
Metodologia
L’HA viene ottenuta denaturando spongiosa da omero di cavallo. I
fluidi fisiologici vengono estratti con SCCO2 in condizioni di atossicità
e battericide a 300 bar/50°C. La matrice proteica viene eliminata con
H2O2 e riscaldamento a 700°C. Il liquido fisiologico estratto e denaturato
viene miscelato con albumina, simulante i fattori di crescita BMP, in
particolare per la massa molecolare. La miscela semifluida viene caricata
in autoclave con cubetti di HA e si procede all’impregnazione flussando
SCCO2 a 250 bar/40°C per due ore. Dopo depressurizzazione i pezzi
impregnati vengono analizzati attraverso fluorescenza, con il test
del biureto (saggio delle proteine), cromatografia HPLC e microscopia
SEM-EDX.
27
Argomento
Le asportazioni chirurgiche di tumori che si sviluppano nelle ossa o
la demolizione di struttura ossea in seguito a gravi traumi, generano
la necessità di ricostruire il tessuto attraverso un processo chiamato
osteogenesi. Normalmente l’osteogenesi si produce per via naturale,
quando la ricrescita richiesta è di dimensioni limitate (saldature di semplici
fratture). Quando il vuoto osseo è di grandi dimensioni occorre invece
indurre la crescita mediante riempimenti con materiali biocompatibili
come l’idrossiapatite (spongiosa denaturata, HA) o materiali artificiali
bioassorbibili (acido polilattico e policaprolattone), facenti funzione di
impalcatura temporanea (scaffold). L’esame bibliografico ha permesso
di stabilire che questi materiali si sono rivelati inadatti all’osteogenesi,
producendo crescite non strutturate o solo parziali. I supporti devono
possedere proprietà sia osteoconduttive (guida alla crescita) che
osteoinduttive (genesi del tessuto osseo), oltre a non creare fenomeni
di rigetto. L’assenza di immunoattività e l’osteoconduttività devono
essere verificate per il materiale di riempimento o di scaffold, mentre
l’osteoinduttività può essere generata solo tramite fattori di crescita
(BMPs, Bone Morphogenetic Proteins). Occorre quindi sviluppare
un processo che permetta di impregnare materiali sintetici porosi o
l’idrossiapatite con proteine BMPs, senza sviluppo di immunoattività e
in condizioni che assicurino la sterilità del prodotto implantabile. L’HA,
avente struttura porosa naturale, si addice al meglio quale supporto per
l’osteogenesi in quanto non necessita di essere riassorbita e può diventare
parte integrante stabile del nuovo tessuto osseo. Essa è naturalmente
biocompatibile e data la sua resistenza alle alte temperature può essere
resa immunologicamente inattiva. Un processo di impregnazione con
proteine deve essere condotto con un solvente atossico, che operi
in condizioni di sterilità e che non sia immunoattivo. Inoltre le BMPs
non devono subire denaturazione. Tutti questi aspetti devono essere
considerati nella definizione di un metodo sperimentale tecnicamente
applicabile. L’attenzione si è focalizzata su un fluido di processo inerte e
atossico quale l’anidride carbonica in forma di gas denso (SCCO2), avente
buone capacità solventi e di trasporto, e valori minimi di viscosità e di
tensione superficiale. Queste proprietà sono essenziali per un trasporto
capillare e in profondità dentro una struttura micro- e nano-porosa
come quella dell’HA. La bibliografia specialistica descrive la possibilità di
migliorare la capacità solvente e di trasporto della SCCO2 per composti
polari (come possono essere le proteine) mediante emulsioni con lipidi
e fosfolipidi che possono essere ricavati dal tessuto osseo originale (e
denaturati) oppure ottenuti dalla stessa persona ricevente.
Risultati
La matrice porosa risulta fluorescente e dà reazione positiva al test del
biureto sia in superficie che in profondità come verificato sulle sezioni dei
cubetti. L’impregnazione risulta riproducibile, copiosa e ben omogenea
sull’intero carico (cubetti di HA). Le analisi HPLC e SEM-EDX previste
permetteranno di quantificare la proteina depositata.
Discussione e Conclusioni
A prescindere dalle analisi quantitative il metodo investigato risulta
promettente per ottenere osteogenesi in medicina umana e veterinaria.
L’effettiva applicabilità deve ora essere verificata con i pezzi prodotti
attraverso prove di ordine clinico su animali.
Chemie | Biochemie | Medizin
Tamara Fingerlin, 1994
Münchenstein, BL
Carpe Noctem – Der luzide Traum
Fragestellung
In einem luziden Traum besitzt der Träumende Klarheit darüber, dass er
träumt, dadurch ist das Bewusstsein ungetrübt und er oder sie erlebt im
Traum grenzenlose Handlungsfreiheit. In meiner Arbeit bearbeitete ich
dieses Phänomen aus drei Perspektiven: 1) Prävalenz und Bekanntheit
von luziden Träumen innerhalb des Gymnasiums und der FMS Münchenstein, 2) die Erfolgsrate drei bekannter Induktionstechniken für luzide
Träume in einer Feldstudie und 3) die objektive Erfassung luzider Träume
mit Hilfe eines 1-Kanal-EEGs im Selbstversuch.
Methodik
Für die erste Studie zur Erhebung der Prävalenz und Bekanntheit
luzider Träume verwendete ich eine mit dem Programm LimeSurvey
erstellte Online-Umfrage (N=214). Für die zweite Studie zur Überprüfung verschiedener Induktionstechniken suchte ich 7 ungeübte
Teilnehmerinnen und Teilnehmer, die während je 2 Wochen in unterschiedlichen Reihenfolgen eine der drei Techniken WILD, DILD und MILD
nach meiner schriftlichen Anleitung ausführten und dabei ihren Erfolg
mit luziden Träumen dokumentierten. Für die dritte Studie verwendete
ich den «Zeo Sleep Manager» (Zeo Inc.) als 1-Kanal-EEG. Die Rohdaten
zeichnete ich mit dem Programm ZeoLab auf. Den Beginn der luziden
Träume markierte ich durch ein LRLR-Signal (mehrmalige starke linksrechts Bewegung der Augen), das einen deutlichen Ausschlag in den
Aufzeichnungen produziert. Ich teilte die luziden REM-Perioden in
Epochen à 7 Sekunden ein und verglich die Frequenzen mit EEG-Daten
der gleichen Nächte aus nicht-luziden REM-Perioden. Den Vergleich
der luziden und nicht-luziden Epochen führte ich mit den Daten der
Spektrogrammanalyse durch. Für die Auswertung und Darstellung der
Daten meiner drei Versuche verwendete ich folgende OpenSourceProgramme: LibreOffice Calc, LibreOffice Writer und den EDF Browser.
Gymnasium Münchenstein
Andrea Siegrist
Würdigung durch den Experten
PD Dr. Daniel Erlacher
Die Arbeit von Tamara Fingerlin befasst sich mit dem luziden Traum und
berichtet über drei aufwendige Untersuchungen, die teilweise überraschende Befunde hervorbringen. Frau Fingerlin weist dabei in allen Teilen ihrer Arbeit sehr gute Kenntnisse nach und zeigt zudem eine hohe
Kompetenz zur Realisierung anspruchsvoller empirischer Studien. Zusammengenommen kann festgestellt werden, dass Tamara Fingerlin mit
ihrer Arbeit eine beeindruckende Leistung erbracht hat.
Prädikat: Hervorragend
Sonderpreis Metrohm
Stockholm International Youth Science Seminar (SIYSS)
Ergebnisse
In meiner Online-Umfrage gaben 106 (50%) der Teilnehmenden an,
bereits mindestens einen luziden Traum erlebt zu haben, jedoch kannten
im Vorfeld nur 31% den Begriff «luzider Traum» oder «Klartraum» (ein
Synonym). Bei der Induktionsstudie wurden mit der MILD-Technik 7, mit
der WILD-Technik 6 und mit der DILD-Technik 3 luzide Träume induziert.
Zwei Teilnehmende erlebten mit jeder Technik mindestens einen luziden
Traum, zwei mit je einer Technik. Zwei Teilnehmer hatten keinen Erfolg.
In der EEG-Studie gelang mir die Markierung und damit der Nachweis mehrerer luzider Träume. Im Vergleich zu den nicht-luziden REMPerioden zeigte sich gesamthaft ein Anstieg des Deltawellenanteils
(2–4 Hz) um 7.02%.
Diskussion
Die Ergebnisse meiner Studien zeigen, dass die Prävalenz und Bekanntheit
luzider Träume im erwarteten Rahmen lag. Die Induktionsstudie zeigte,
dass weniger die Technik als andere Faktoren ausschlaggebend für die
erfolgreiche Induktion luzider Träume sind. WILD wird in der Literatur
als Technik für Fortgeschrittene beschrieben, führte hier aber auch bei
Anfängern zu Erfolgen. In der EEG-Studie konnte ich – wie in zahlreichen
Studien bereits gezeigt – selbst das luzide Träumen objektiv nachweisen.
Zudem zeigten sich messbare Unterschiede zwischen luzider und nichtluzider REM-Periode, wobei der markante Deltaanstieg im Stirn-Kanal
durch polysomnographische Studien repliziert werden muss. Meine
Befunde sprechen gegen eine Aktivierung frontaler Hirnregionen
während luzider Träume.
Schlussfolgerungen
Die Aktivierung des frontalen Bereichs braucht also dringend weitere
Untersuchungen. Weiterer Forschung bedarf zudem die Suche nach
einer Induktionstechnik, welche zuverlässig zu luziden Träumen führt.
Meine Arbeit zeigt damit: 1) luzide Träume sind mit einer Prävalenz
von 50% kein seltenes Phänomen, 2) ungeübte Personen können
innerhalb von 6 Wochen mit jeder der drei Induktionstechniken einen
luziden Traum erleben und 3) luzide Träume sind mit einem 1-KanalEEG nachweisbar und es lassen sich Unterschiede zu nicht-luziden
REM-Perioden zeigen.
28
Chemie | Biochemie | Medizin
Berufsmaturitätsschule Zürich
Remo Häuselmann
Cyril Forrer, 1987
Zürich, ZH
Würdigung durch die Expertin
Heidi Schaffer Wüst
Die Arbeit zeigt am Beispiel der Maca-Knolle (Lepidium meyenii Walp.
Syn. Lepidium peruvianum Chacon) aus dem peruanischen Hochland, mit
welchen Werbeversprechungen zum Teil Nahrungsergänzungsmittel im
Internet angepriesen werden und geht den tatsächlichen Wirkungen auf
die Spur. Die praktischen Untersuchungen im Rahmen einer Doppelblindstudie wurden mit viel Enthusiasmus und grossem Einsatz durchgeführt
und bestätigten die erwarteten Ergebnisse. Die Arbeit besticht nicht
zuletzt durch den aufwändig gestalteten Auswertungsteil.
Joschka Thoma, 1989
Zürich, ZH
Prädikat: Gut
29
Auswirkungen von Maca auf den Menschen
Fragestellung
Das Ziel dieser Arbeit war, zu ergründen, ob die Einnahme der
peruanischen «Wunderpflanze» Maca in Kapselform auf irgendeine
Weise Einfluss auf das allgemeine Wohlbefinden, die Konzentrationsleistung, den Testosteronspiegel im Blut sowie auf das Schlafverhalten
bei Menschen hat.
Methodik
Um dieser Frage nachzugehen wurde ein Plan entwickelt, der im
Wesentlichen auf einem Experiment beruhte, bei welchem 20
Probanden und Probandinnen in einem Doppelblindverfahren während
45 Tagen 90 Kapseln à 750 mg Maca zu sich nahmen. Während der
Testphase füllten sie täglich einen Fragebogen aus, der uns durch gezielt
dafür entwickelte Fragen Auskunft über ihr allgemeines Wohlbefinden
sowie über ihr Schlafverhalten geben sollte. Um die Auswirkung auf
den Testosteronspiegel zu messen wurde von den Probanden und
Probandinnen verlangt, dass ihnen jeweils einmal vor und nach dem
Experiment Blut entnommen wird, welches anschliessend von einem
Labor auf den Testosterongehalt untersucht werden sollte. Die allfällige
Auswirkung auf die Konzentrationsleistung versuchten wir anhand
eines von Fachkreisen empfohlenen Konzentrationstests festzuhalten,
welcher wiederum an allen Probanden und Probandinnen einmal vor
und nach der experimentellen Phase durchgeführt wurde.
Ergebnisse
Durch statistische Auswertungen erzielten wir folgende Erkenntnisse:
Wir konnten feststellen, dass in Bezug auf den Testosteronspiegel bei
den Männern mit einer Wahrscheinlichkeit von gut 80% ein Anstieg
vorliegt, der mit Maca korreliert, jedoch für uns nur schwer bis gar nicht
begründbar ist. Durch die Auswertung der Fragen zum Schlafverhalten
kam nichts Nennenswertes zum Vorschein. Was die Befragung über
das allgemeine Wohlbefinden anbelangt, wurde bei einem Punkt,
welcher auf das Munter- und Energiegeladensein unserer Probanden
und Probandinnen abzielte, eine Progression zu einer Sicherheit von
annähernd hundert Prozent verzeichnet. Diese Zunahme ist wiederum
auf Maca zurückführbar. Bei der Konzentrationsleistung hingegen
wurde keine Steigerung der Werte verzeichnet.
Diskussion
Die obigen erwähnten Ergebnisse sind nicht ausreichend, um zu
behaupten, dass an Maca wirklich etwas dran ist. Sie lassen uns
jedoch vermuten, dass Maca mit grosser Wahrscheinlichkeit positive
Eigenschaften besitzt, welche die Menschen aktiver und vitaler macht.
Wie bereits angetönt wissen wir, welcher Ursache dieser Effekt zu
Grunde liegt. Da die Datenerhebung durch einen Fragebogen, der auf
Treu und Glauben der Testpersonen beruhte, durchgeführt worden
war, sind falsche Angaben nicht auszuschliessen. 20 Testpersonen
waren zu wenig, doch in Anbetracht des Zeitlimits kam eine grössere
Untersuchung nicht in Frage. Es wäre sehr spannend, das Experiment
zu wiederholen. Die neue Testgruppe müsste auf etwa 50 Leute
aufgestockt werden, die nur aus jungen Männern von 18 bis 30 Jahren
besteht. Zudem sollte die Testphase ein halbes Jahr oder Länger dauern.
Durch diese Modifikationen könnte bei der Testosteronfrage eventuell
ein besseres Ergebnis erzielt werden.
Schlussfolgerungen
Für uns ist klar, dass Maca eine kleine Wunderpflanze bleibt. Wir sind
uns sicher, dass in Maca seit tausenden von Jahren ein verborgenes
Geheimnis schlummert.
Chemie | Biochemie | Medizin
Céline Ghidoni, 1995
Schenkon, LU
Kantonsschule Sursee
David Stadler
Würdigung durch den Experten
James A. Edwards
Wir alle möchten, dass Medikamente und Substanzen sowohl in Lebensmitteln wie in der Umwelt nicht die sichere Menge überschreiten
und Toxizität verursachen. Viel Forschungsarbeit befasst sich damit, bessere Messmethoden zu finden. Céline Ghidoni hat Experimente mit einem marinen Leuchtbakterium und Schmerzmittel selber weiterentwickelt und durchgeführt. Der Zweck war herauszufinden, ob eine
mögliche Korrelation besteht zwischen der Leuchtkraft der Organismen
und bekannten Toxizitätsdaten für die getesteten Schmerzmittel. Die
Resultate der vielen Laborversuche sind wissenschaftlich dargestellt, mit
grafischen Vergleichen der verschiedenen Schmerzmittel
Prädikat: Sehr gut
30
Toxizitätsmessungen von Medikamenten mit Vibrio
fischeri – Einfluss der rezeptfreien Schmerzmittel auf
die Lumineszenz von und «LD50 -Vergleich»
Fragestellung
Im Rahmen dieser Arbeit wurde die Eignung eines Testsystems mit dem
Leuchtbakterium Vibrio fischeri für die Abschätzung der Toxizität von
rezeptfreien Schmerzmitteln untersucht. Anhand der Versuche soll
geklärt werden, wie toxisch diese Medikamente für V. fischeri sind und
ob dieser Test Tierversuche ersetzen könnte.
Methodik
Sechs Schmerzmittel in ihrer Reinsubstanz (Wirkstoff) und als handelsübliches Medikament (Wirkstoff / Medikament: Paracetamol / Panadol S®,
Ibuprofen / Algifor®, Acetylsalicylsäure / Aspirin®, Diclofenac /Olfen 50 ®,
Ascorbinsäure und Coffein in Kombinationen) in einer 2%igen-Kochsalzlösung aufgelöst in Kulturen mit Vibrio fischeri gegeben.
Mit einem Luminometer (LUMITESTER PD-10N) wurde anschliessend die
Abnahme der von den Bakterien abgegebenen Lichtmenge gemessen.
Ergebnisse
Die anfängliche Hypothese – je grösser die Konzentration des Wirkstoffes
oder des Schmerzmittels, desto mehr reduziert sich die Leuchtkraft von
V. fischeri – hat sich schon nach wenigen Versuchen bestätigt.
Einige erweisen sich als schädlicher als andere: V. fischeri verliert 50%
ihrer Leuchtkraft bei 0.85 mg/ml Paracetamol und mit Ibuprofen schon
bei einer Konzentration von 0.0035 mg/ml.
Zudem stimmen auch die Kurven der reinen Wirkstoffe mit den gekauften
Medikamenten überein und die Beeinflussung der hinzugefügten Hilfsstoffe ist erkennbar.
Die 50%-Leuchtkraft des Bakteriums wurde mit dem bestehenden LD50
der Ratte (oral) verglichen und ergibt eine Korrelation R 2 = 0.87.
Diskussion
Was eine Leuchtkraftabnahme der Vibrio fischeri bedeutet, ist relevant.
Entweder signalisiert es für die Leuchtbakterien den Tod oder sie können
auf einen anderen Stoffwechsel zurückgreifen, der kein Licht produziert.
Auf jeden Fall wird die Leuchtemission gehemmt und bedeutet einen
Vitalitätsverlust der Leuchtbakterien. Hilfsmittel in den Medikamenten
beeinflussen die Leuchtkraft ebenfalls und sorgen für unterschiedliche
Kurvenverläufe der Leuchtkraftabnahmen.
Die Korrelation von R2 = 0.87 zeigt, dass das Testsystem auf ein
beschränktes Feld von Medikamenten einen ersten Eindruck hinterlassen
kann. (mögliche Weiterentwicklung einer Substanz)
Schlussfolgerung
V. fischeri eigenen sich gut dafür, einen ersten Eindruck über die
Toxizität eines Stoffes zu gewinnen. Der Schnelltest führt zu einem
tierversuchsfreien und kostengünstigen Resultat. So könnte ein neues
Desinfektionsmittel oder Putzmittel mit dem Leuchtbakterium auf
seinen tödlichen Effekt getestet werden und das Ergebnis als eine erste
Rückmeldung über das Produkt verstanden werden.
Das Testsystem könnte ebenfalls auf gewisse Wirkstoffe, die auf demselben Mechanismus basieren, ansprechen, für eine konkrete Aussage
fehlen die Forschungsdaten.
Chemie | Biochemie | Medizin
Freies Gymnasium Zürich
Hans-Peter Müller
Würdigung durch den Experten
Dr. Hugo Stocker
Joachim Hanna hat in der Fruchtfliege Drosophila ein Gen charakterisiert,
welches zur Wachstumskontrolle beiträgt. In einer Reihe von wohldurchdachten Experimenten hat er das verantwortliche Gen identifiziert und
seine Rolle in der sogenannten Zellkompetition aufgezeigt. Joachim
Hanna ist es hervorragend gelungen, seine komplexe Arbeit verständlich
und präzise darzustellen, was von seinem tiefen Verständnis der anspruchsvollen Materie zeugt. Die Arbeit bewegt sich auf einem Niveau,
welches durchaus als hochschulwürdig bezeichnet werden darf.
Joachim Hanna, 1995
Wädenswil, ZH
Prädikat: Hervorragend
Sonderpreis Schweizer Jugend forscht
Intel International Science and Engineering Fair (Intel ISEF)
Analysis of a new growth-regulating gene in
Drosophila melanogaster: Cells mutant for CG2747
are killed by neighboring wild-type cells
Results and Discussion
CG2747 is localized in the exact same compartment as the corresponding
protein in yeast, Laa1p, which is involved in intracellular transport. The
localization of both Laa1p and CG2747 is sensitive to Brefeldin A, an
antibiotic that inhibits intracellular transport. Both yeast and the
Drosophila show growth defects if the respective gene is absent. This
evidence suggests that CG2747 and Laa1p have the same function
because they have very similar sequences (as CG2747 is a well conserved
gene) and both genes behave identically.
31
Introduction
The common fruit fly, Drosophila melanogaster, is one of the most
widely used model organisms in biology. In the field of growth control,
Drosophila is used in genetic screens to identify new growth-regulating
genes. Such a genetic screen has been conducted in the Hafen lab (ETH
Zurich). One of the resulting candidate genes was a previously unstudied
gene called CG2747, which is the subject of my paper.
The goals of my research project are to: (I) verify that mutations in
CG2747 are indeed responsible for the observed growth phenotype,
(II) analyse the growth behaviour of cells mutant for CG2747, and (III)
determine in which cell compartment the CG2747 gene product is
localized.
Methods
Sequencing of the CG2747 locus in mutant alleles and genetic rescue
experiments were performed to confirm that mutations in CG2747
caused the growth phenotype. Furthermore, I conducted a series of
experiments in order to determine the behaviour of cells and organs
lacking or overexpressing CG2747. These experiments involved a lossof-function analysis, antibody stainings, RNA-interference to silence the
gene and the Gal4/UAS system to overexpress the gene.
To determine the localization of the CG2747 gene product, a GFP (Green
Fluorescent Protein)-tagged gene product was expressed in cultured
cells and observed under a fluorescence microscope.
My research shows that cells lacking CG2747 are killed and replaced
by neighbouring wild-type cells when they are in competition with
said wild-type cells. When there is less competition, the cells lacking
CG2747 are viable among themselves. This is a mechanism known as
«cell competition».
Conclusion
To date, there have been only a few genes that were found to be involved
in cell competition; these genes were mainly tumour suppressor genes,
proto-oncogenes or genes encoding ribosomal proteins. My paper
provides evidence for the first time that an intracellular transport gene is
also involved in cell competition.
Chemie | Biochemie | Medizin
Eva Hanselmann, 1991
Ennetmoos, NW
Kollegium St. Fidelis
Cristina Decurtins
Würdigung durch die Expertin
Beate Krieger
Eindrücklich zeigt E. Hanselmanns empirische Arbeit, wie die Ergotherapie Kinder mit körperlichen Beeinträchtigungen unterstützt, um Partizipation im Alltag zu ermöglichen. Basierend auf professionsrelevantem
Basiswissen dokumentiert u. reflektiert sie eine vielfältige Fallstudie. Die
Arbeit kombiniert den klientenzentrierten Ansatz der Ergotherapie und
die Bedeutung des sich als handlungskompetent erlebten Kindes und
präsentiert dadurch eine Schnittstelle zwischen persönlichem Wachstum
und gesellschaftlicher Relevanz. Die Arbeit überzeugt, indem sie konkret
zeigt, wie Partizipation (Teilhabe im Alltag) möglich wird.
Prädikat: Gut
32
Die Vorgehensweise der Ergotherapie zur Erweiterung
vom alltäglichen Handeln und Teilhabe bei Kindern mit
körperlichen Beeinträchtigungen
Auswirkungen auf die Handlungsfähigkeit im Alltag zu evaluieren,
wurde zusätzlich eine alltagsorientierte Aktivität mit einem der beiden
Kinder durchgeführt.
Einführung
Behinderung ist weltweit einer der grössten Faktoren für Armut,
reduzierte Ausbildungen und einer verminderten Lebensqualität
(WHO; World Health Organization). Kommen Kinder mit Beeinträchtigungen zur Welt, müssen sie sich im Gegensatz zu Kindern
ohne Beeinträchtigungen zusätzlichen Herausforderungen stellen.
Die WHO streicht in ihrem Massnahmenkatalog die Bedeutung
des Mitspracherechtes und des Einbezuges von Menschen mit
Beeinträchtigungen heraus. Die Öffentlichkeit sollte sich mit dem Thema
auseinandersetzen, damit ein besseres Bewusstsein für die Gestaltung
der gesellschaftlichen Bedingungen für die Teilhabe von Menschen
mit Beeinträchtigen geschaffen und dadurch Behinderung vermieden
werden kann. Beeinträchtigte Kinder haben gemäss WHO ein Recht
auf die grösstmögliche Partizipation (Teilhabe) im alltäglichen sowie
am sozialen und gesellschaftlichen Leben. Partizipation ist das Einbezogen-Sein in eine Lebenssituation und vollzieht sich vorwiegend im
aktiven Tun.
Der EVS (ErgotherapeutInnen Verband Schweiz) und die ASSET
(Arbeitsgemeinschaft Schweizerische Schulen für Ergotherapie) schreiben im Berufsprofil Ergotherapie (datierend 2005), dass die Ergotherapie
davon ausgeht, dass Tätig-Sein und Handeln-Können menschliche
Grundbedürfnisse sind, und dass gezielt eingesetzte Tätigkeiten gesundheitsfördernde und therapeutische Wirkung haben. Die Befähigung des Menschen, sein persönliches Leben zu meistern, habe zudem
gesundheitsfördernde und krankheitspräventive Wirkung.
Für meine Maturaarbeit ging ich deshalb der Frage nach, wie die
Ergotherapie beispielshaft Kinder mit körperlichen Beeinträchtigungen
unterstützt, damit sie eine grösstmögliche Partizipation im alltäglichen
Leben erlangen können.
Ergebnisse
Die Ergebnisse zeigen auf, wie die Ergotherapie durch ein
klientenzentriertes, individuelles und handlungsorientiertes Vorgehen
den Handlungsspielraum dieser Kinder erweitert. Dadurch wird den
Kindern ermöglicht, selbstbewusst, motiviert, lösungsorientiert und
geschickt den Herausforderungen in den verschieden Bereichen ihres
aktuellen Lebens zu begegnen und damit teilhaben zu können.
Methodik
Wissenschaftliche Quellen wurden verwendet, um die berufstheoretischen Teile meiner Fragestellung zu beantworten. Um aufzuzeigen,
welche Bedeutung die Ergotherapie in der Entwicklung von Kindern
mit körperlichen Beeinträchtigungen hat, wurden in einer Fallstudie
zwei Kinder über eine Zeitdauer von einem Jahr begleitet. Neben freien
Beobachtungen fanden Interviews mit Eltern und der Ergotherapeutin
statt. Die erarbeiteten ergotherapeutischen Handlungsgrundlagen
wurden beispielshaft während einer selbst konzipierten Ergotherapiestunde mit beiden Kindern ausgeführt und analysiert. Um die
Diskussion
Da es sich in dieser Arbeit um eine Fallstudie handelt, besteht die
Gefahr einer induktiven Schlussfolgerung. Da die Ergotherapie sich
nahe an persönlichen Faktoren und Umweltbedingungen des einzelnen
Individuums orientiert, kann keine generalisierende Aussage durch diese
Arbeit gemacht werden.
Dank der Ergotherapie lernten die beobachteten Kinder, selbstständig
zu agieren und in ungewohnten Problemstellungen im Alltag
eigenständig nach Lösungen zu suchen. Die Ergotherapie begleitet
die Eltern darin, die zentrale Rolle, die Eigenständigkeit des Kindes, zu
unterstützen. Somit wird das Kind bewusst handlungsfähig erzogen.
Die Arbeit zeigt auf, wie die Ergotherapie einen handlungsorientierten
Beitrag zur Betätigungsentwicklung dieser Kinder mit körperlichen
Beeinträchtigungen leistet und damit Grundvoraussetzungen schafft,
dass die Kinder aktives alltägliches Handeln in den verschiedenen
Lebensbereichen partizipativ umsetzen können.
Schlussfolgerung
Die Ergotherapie trägt zur Teilhabe von beeinträchtigen Kindern im
alltäglichen Leben bei. Damit übernimmt sie gesellschaftliche und
gesundheitspolitische Verantwortung. Sie ermöglicht beeinträchtigten
Kindern ein Maximum an Funktion und Unabhängigkeit zu erreichen
und kann einen wesentlichen Beitrag zur Umsetzung der von der
WHO entwickelten Strategien zur Überwindung der Barrieren, die
Behinderungen entstehen lassen, leisten.
Chemie | Biochemie | Medizin
Kantonsschule Alpenquai
Pascal Frey
Würdigung durch die Expertin
Sandra Bürgi
Die Arbeit befasst sich mit einem aktuellen Forschungsgebiet, das für die
Entwicklung von Therapiemethoden unter anderem für die Behandlung
von Schlaganfallspatienten von Nutzen sein kann. Livia Honermann hat
den Effekt von verschiedenen Erholungszeiten und Substanzen auf
das ischämische Gewebe untersucht. Die daraus ermittelten IgM-Depositionen hat sie statistisch einwandfrei ausgewertet und interpretiert.
Dabei ist es ihr gelungen eine gute und strukturierte Arbeit zu schreiben,
die das komplexe Thema anschaulich darstellt.
Livia Honermann, 1994
Kastienbaum, LU
Prädikat: Gut
Untersuchung der IgM-Deposition im Ischämie/
Reperfusions-Modell des Rattenhinterbeines
solcher nachzuweisen. Dies deutet darauf hin, dass mit zunehmenden
Ischämie/Reperfusions-Zeiten die Immunglobulin-M-Deposition ansteigen könnte, was mit hier nicht gezeigten Daten bestätigt wurde.
Ausserdem konnte zwischen dem Kontrollgewebe und dem ischämischen
Gewebe mit Dextransulfat kein signifikanter Unterschied festgestellt
werden. Dies bedeutet, dass Dextransulfat die Immunglobulin-MDeposition im ischämischen Gewebe signifikant reduzieren konnte.
Auch C1 Inhibitor zeigte eine Tendenz zu dessen Verminderung.
33
Fragestellung
Da der Ischämie/Reperfusions-Schaden in vielen Gebieten der Medizin
bedeutend ist (Schlaganfall, Herzinfarkt, Organtransplantation etc.)
und für die betroffenen Personen verheerende Folgen haben kann,
wird dringend nach einer geeigneten Therapie zu dessen Verhinderung
gesucht.
In dieser Arbeit wurde davon ausgegangen, dass der Sauerstoff- und
Nährstoffmangel während der Ischämie zur Bildung von Neoepitopen
führt, an die das Immunglobulin-M anlagert. Letzteres aktiviert das
Komplementsystem, welches schlussendlich zum Gewebeschaden führt.
Deshalb war das Ziel der Arbeit herauszufinden, ob die ImmunglobulinM-Deposition im Wistar-Ratten-Gewebe nach einem Ischämie/Reperfusions-Schaden durch Injizieren von Dextransulfat oder C1 Inhibitor
verringert werden kann. Ausserdem wurde getestet, welche Rolle verschiedene Ischämie/Reperfusions-Zeiten spielen.
Methodik
Die Ratten wurden jeweils an einem Hinterbein einer Ischämie unterlegt,
die zu verabreichende Substanz injiziert und danach die Reperfusion
eingeleitet. Das Gewebe wurde von beiden Hinterbeinen entnommen,
sodass ein Kontrollgewebe und ein ischämisches Gewebe erhalten
wurde. Mit Hilfe einer indirekten Immunfluoreszenz, wobei Goatanti-rat-IgM der primäre und Streptavidin der sekundäre Antikörper
war, wurde das Gewebe auf die Immunglobulin-M-Deposition
untersucht. Mittels fluoreszenzmikroskopischer Aufnahmen und der
Computeranalyse durch die Softwares ImageJ und Prism4 konnten
Graphen erstellt und somit die Daten ausgewertet werden.
Ergebnisse
Es hat sich gezeigt, dass ohne medikamentöse Behandlung bei 4h
Ischämie und 0h Reperfusion kein signifikanter Unterschied zwischen
dem Kontrollgewebe und dem ischämischen Gewebe festgestellt werden kann. Bei 4h Ischämie und 24h Reperfusion ist hingegen ein
Diskussion
Die Abhängigkeit der Immunglobulin-M-Deposition von den verschiedenen Ischämie/Reperfusions-Zeiten wurde erwartet. Auch von
Dextransulfat wurde die vermindernde Wirkung bereits erhofft, da es
u.a. das Komplementsystem hemmt und die Epithelzellen schützen
kann. Allein vom C1 Inhibitor hätte eine stärkere Verminderung der
Immunglobulin-M-Deposition erwartet werden können, da es das
Komplementsystem reguliert. Es fragt sich deshalb, ob beispielsweise
das Mannan bindende Lektin stärker mit der Immunglobulin-MDeposition zusammenhängt, als bisher angenommen wurde.
Durch wenig Versuchstiere oder ausgeschlossene Daten könnten
Verfälschungen entstanden sein. Ausserdem dürfen keine Wechselwirkungen von den Substanzen mit dem Lepirudin, das die Reperfusion
gewährleistete, ausgeschlossen werden. Zusätzlich spielt die Individualität der Tiere ebenfalls eine bedeutende Rolle.
Schlussfolgerung
Mit Hilfe weiterer Untersuchungen z.B. über die Ödembildung, die
Infiltration von neutrophilen Granulozyten und die Muskelviabilität
konnte ein optimiertes Versuchsmodell zum Wohl der Tiere etabliert
werden, bei dem die Ratten nicht aufwachen und somit keine Schmerzen
erdulden müssen.
Keine Angaben können jedoch über die Verhinderung bzw. Reduzierung
des I/R-Schadens gemacht werden. Dafür werden noch weitere
Untersuchungen bezüglich des Mechanismus im Ischämie/ReperfusionsSchaden und anderen Komplementkomponenten nötig sein.
Chemie | Biochemie | Medizin
Leila Hostettler, 1994
Thun, BE
Gymnasium Thun Seefeld
Bruno Hungerbühler
Würdigung durch die Expertin
Kinga Börcsök
Frau Hostettler hat die gängige Theorie bezüglich der Wirkung des
Fastens auf den menschlichen Organismus sehr sorgfältig recherchiert.
Die Arbeit geht mit der Komplexität des Themas sehr gründlich und
kritisch um und stützt sich sowohl auf die Erkenntnisse der Naturheilkunde, als auch auf die Aussagen der Schulmedizin. Zu den Ergebnissen
ist die Verfasserin durch Verwendung moderner, passender Methoden
gelangt und deutet auch korrekt auf vorhandene Fehlerquellen hin.
Prädikat: Gut
34
Leistungsfähiger durch Fasten? Der Einfluss einer
Fastenwoche auf die geistige Leistungsfähigkeit und die
Gründe dafür
Fragestellung
Ziel dieser Arbeit ist es, aufzuzeigen, wie sich die geistige Leistungsfähigkeit während einer Fastenwoche verändert und auf welche
körperlichen Umstellungen dies zurückzuführen ist.
Die Hypothese dazu lautet: Die geistige Leistungsfähigkeit der Fastenden
verbessert sich im Verlauf der Woche stärker als die der Kontrollgruppe,
weil die Durchblutung des Gehirns durch einen angekurbelten Kreislauf
und die Entschlackung beim Fasten gefördert wird.
Methodik
Diese Frage ist während zweier Wochen im Kurhaus St. Otmar
empirisch untersucht worden. Insgesamt sind 24 Fastende und acht
Personen, die sich normal ernährten (Kontrollgruppe), während fünf
Tagen mit dem KAI-Test auf ihre geistige Leistungsfähigkeit getestet
worden. Der KAI-Test wurde zur Messung der fluiden Intelligenz
entwickelt. Diese erfahrungsunabhängige Intelligenz gibt den aktuellen
Leistungszustand einer Person wieder und ist somit insbesondere für
Verlaufsuntersuchungen geeignet.
Zudem wurde der pH-Wert des Urins täglich gemessen, um festzustellen,
ob während der Fastenwoche vermehrt Säuren ausgeschieden werden
und somit von einer Entschlackung ausgegangen werden kann. Der
Puls und der Blutdruck wurden täglich gemessen, um herauszufinden,
ob diese allfällige Entschlackung einen Einfluss auf den Kreislauf und
die Durchblutung des Körpers bzw. des Gehirns hat. Als Ergänzung
zu diesen Daten füllten alle Testpersonen einen Fragebogen mit
Angaben zu Motivation, Erwartungen an die Fastenwoche und zum
allgemeinen Konsumverhalten aus. Außerdem führten alle Fastenden
zusätzlich ein Fastenprotokoll, in welchem sie die tägliche Trinkmenge,
die Schlafstunden, die Bewegungsdauer und das allgemeine Befinden
festhielten.
Ergebnisse
Es hat sich gezeigt, dass kein relevanter Anstieg der geistigen
Leistungsfähigkeit während des Fastens zu Stande kam. Die 63% der
Fastenden, die im Verlauf der Woche leistungsfähiger wurden, sind
statistisch nicht signifikant. Die Verbesserung dieser Fastenden war
zwar um 4% stärker als die Verbesserung in der Kontrollgruppe, dies
hat aber statistisch ausgewertet auch keine Aussagekraft. Dennoch
wurde anhand der Fragebögen herausgefunden, dass die verbesserten
Fastenden durchschnittlich gesünder, jünger und optimistischer
waren als die Fastenden, deren Ergebnisse sich im Verlauf der Woche
verschlechterten. Da im Fastenprotokoll keine auffälligen Werte
aufgetreten sind, wurde es nicht im Detail ausgewertet. Auf die
körperlichen Komponenten, wie der Blutdruck, Puls und pH-Wert des
Urins, hatte das Fasten keinen signifikanten Einfluss.
Diskussion
Dieser Untersuchung zufolge hat eine Fastenwoche keinen signifikanten
Einfluss auf die geistige Leistungsfähigkeit. Ein möglicher Grund dafür
wäre, dass keine bedeutsamen körperlichen Veränderungen festgestellt
wurden und die Hypothese somit nicht bestätigt wurde. Ein weiterer
möglicher Grund wäre, dass das Gehirn während einer Fastenwoche
auf Ketonkörper anstelle von Glukose zurückgreifen muss und es
Ketonkörper weniger effizient abbauen kann.
Die Ergebnisse müssen auf Grund von Fehlerquellen kritisch betrachtet
werden. Um aussagekräftigere Ergebnisse zu erhalten, hätte die
Stichprobe viel grösser und die Fasten- und Kontrollgruppen viel
ähnlicher in Bezug auf Alter, Geschlecht, Gesundheitszustand und
Umweltbedingungen sein müssen.
Schlussfolgerungen
Die geistige Leistungsfähigkeit kann dieser Untersuchung zufolge
während einer Fastenwoche nicht gesteigert werden, zumindest nicht
bei eher älteren und gesundheitlich angeschlagenen Personen. Es wurde
nicht herausgefunden, was die genauen Gründe dafür sind.
In einer zukünftigen Untersuchung könnten ausschließlich junge
Probanden mit einem guten Gesundheitszustand getestet werden, um
herauszufinden, ob so eine signifikante Verbesserung zu Stande käme,
wie sie nach dem Fastenarzt Otto Buchinger zu erwarten wäre. Ihm
zufolge steht dem Menschen während des Fastens durch das Ausbleiben
der Verdauungsarbeit mehr Energie zu Verfügung. Bei kranken und
alten Menschen wird diese Energie angeblich zur Ausscheidung von
altem und krankem Gewebe verbraucht, während junge und gesunde
Menschen mit dieser Energie ihre Leistungsfähigkeit optimieren können.
Chemie | Biochemie | Medizin
Gymnasium Kirchenfeld
Andreas Gerteis
Würdigung durch die Expertin
Gabriele Ewald
Michelle Meyer hat grosses Interesse an Gedächtnisprozessen, besonders an der kurzfristigen Merkfähigkeit, die so wichtig zur Bewältigung
von Alltagsaktivitäten ist. Mit einem sorgfältig ausgearbeiteten Studiendesign untersucht sie an drei verschiedenen Altersgruppen das Training
des Arbeitsgedächtnisses, die Motivation und Merkstrategien der Probanden. Sie zeichnet ein sehr differenziertes Bild der Trainingsergebnisse
in den einzelnen Altersgruppen. In der kritischen Diskussion entwirft sie
Ideen zur Vertiefung dieser Forschung.
Michelle Meyer, 1993
Bern, BE
Prädikat: Gut
Arbeitsgedächtnistraining – Wie lässt sich die Leistung
der kurzfristigen Merkfähigkeit verbessern?
Ergebnisse
1. Durchschnittlich verbesserten sich die Werte aller Probanden
im AG-Training «Tiere merken» um 30%. Die Werte der mittleren
Alterskategorie wurden um 46% angehoben, gefolgt von der
jüngsten Alterskategorie (25%) und der ältesten Alterskategorie
(23%).
35
Fragestellung
Möchten Sie herausfinden, ob und wie Sie ihre Arbeitsgedächtnis(AG)Leistung trainieren können? Interessiert Sie, inwiefern das Alter Einfluss
auf die Merkfähigkeit hat? Falls ja, beschäftigen Sie sich mit dieser
Arbeit, welche folgende Fragestellungen behandelt:
1.Erzielen durchschnittlich alle Probanden in einem AG-Training
Fortschritte?
Finden sich zudem in den verschiedenen Alterskategorien Unter schiede im Trainingsfortschritt?
2.
Haben sich nach Absolvieren des Trainings durchschnittlich alle
Probanden im visuell-räumlichen sowie im phonologischen AG-Test
verbessert, verglichen mit den erzielten Resultaten in den AG-Tests
vor dem Training?
Unterscheidet sich das Verbesserungspotenzial bei der visuellräumlichen bzw. bei der phonologischen AG-Leistung der verschiedenen Alterskategorien?
Methodik
Der Versuch wird mit 18 Probanden durchgeführt, aufgeteilt in drei gleich
grosse Alterskategorien (16–19, 43–56, 67–80)-Jährige. Begonnen wird
mit dem visuell-räumlichen und dem phonologischen Eintrittstest, die
zur Ermittlung der AG-Leistung vor dem Training dienen. Ersterer findet
auf dem Computer statt. Ein Raster mit 16 quadratischen Unterteilungen
erscheint, in denen nacheinander blaue Punkte auftauchen. Der Proband
hat sich den Ort und die richtige Reihenfolge dieser Punkte zu merken
und wiederzugeben. Dann folgt der phonologische Eintrittstest, der mit
der Versuchsleiterin durchgeführt wird. Dabei wird eine Zahlenspanne
vorgelesen, die der Proband sich merken und rückwärts aufsagen
muss. Anschliessend wird das AG-Training «Tiere merken» dreimal pro
Woche während 15 Min. auf dem Computer absolviert. Verschiedene
Tiere erscheinen, die bei steigender Anzahl in korrekter Reihenfolge zu
nennen sind. Nach der Bewältigung von 21 Trainings folgen der visuellräumliche und der phonologische Austrittstest. Diese sind identisch mit
den Eintrittstests und dienen der Ermittlung der AG-Leistung nach dem
Training. Zur Analyse der angewandten Merkstrategie und Motivation
füllen die Probanden einen Fragebogen zum AG-Training aus.
2.
Die durchschnittlichen Werte aller Probanden veränderten sich vom
visuell-räumlichen Eintritts- zum Austrittstest um 1%. Die Werte der
ältesten Alterskategorie veränderten sich um 5%, jene der mittleren
Alterskategorie um 1%, die Werte der jüngsten Alterskategorie
blieben konstant.
Bei den durchschnittlichen Werten aller Probanden schien es vom
phonologischen Eintritts- zum Austrittstest eine Verbesserung von
13% zu geben. Die Werte der jüngsten Alterskategorie wurden um
20% angehoben. Bei den Werten der mittleren Alterskategorie schien
es eine Verbesserung von 8% zu geben, bei der ältesten Alterskategorie eine solche von 7%.
Diskussion
1. Die Werte des AG-Trainings konnten bei allen Alterskategorien
verbessert werden. Der Trainingserfolg war abhängig von der Motivation.
2.
Durch das AG-Training konnte unabhängig des Alters bei der visuellräumlichen AG-Leistung keine Verbesserung festgestellt werden,
was auf die Merkstrategie der Probanden im Training zurückzuführen sein könnte. Denn die Tiere wurden durch lautes Vorsagen,
nicht durch bildliches Einprägen gemerkt. Somit wurde die phonologische Schleife besser trainiert als die visuell-räumliche. Um eine
Verbesserung dieser AG-Leistung zu erzielen, müsste nicht «Tiere
merken», sondern ein anderes Training verwendet werden, bei dem
die Sujets zwingend visuell-räumlich eingeprägt werden müssten.
Zudem schien das Alter Einfluss auf die Merkfähigkeit zu haben.
Schlussfolgerungen
Die Arbeit zeigt auf, dass sich durch das Training «Tiere merken» die
Werte der phonologischen AG-Leistung verbessern lassen, jene der
visuell-räumlichen AG-Leistung jedoch nicht.
In weiteren Forschungen könnte der Einfluss des Geschlechts, des
Bildungsniveaus sowie der Intelligenz auf die AG-Leistung untersucht
werden. Um den Versuch repräsentativer zu gestalten wären mehr
Probanden bei gleichen Versuchsbedingungen notwendig.
Chimica | Biochimica | Medicina
Stefan Milosavljevic, 1993
Lugano, TI
Innovative Research on Reynoutria japonica (Houtt.):
Distribution, Biochemical Analysis and Therapeutic
Perspectives
Introduction
Reynoutria japonica (Houtt.) (RJ), or Japanese Knotweed, is an invasive
plant species and widespread in Europe. This plant causes ecological
and economical problems by obstructing rivers, roads and railway
tracks, forming dense nuclei and reproducing wildly to the detriment
of native species. European research regarding RJ is rare; in Asia, on the
other hand, where RJ is a native plant, much research is focused on its
physiology. The aim of this research is to review the information about
RJ and to identify metabolites, such as phenols and flavonoids, which
are mentioned in the scientific literature and can be used therapeutically.
Methods
The following parameters have been investigated: the territorial
distribution around Lugano, RJ phenological phases, habitat and the
biochemical analysis of essential oils, phenols and flavonoids. During
the territorial analysis, coordinates of RJ were taken and used to create
a map indicating its distribution. The in vitro germination considered
seeds taken from the soil near RJ and seeds taken directly from the
plant. Seeds were planted in two different types of soil: strongly acid
(pH 5.1–5.5) and weakly alkaline (pH 5.1–5.5). Plant height and number
of leaves were constantly measured until the end of the experiment.
Essential oils were extracted following European Farmacopea, while
phenols and flavonoids were detected using a GC-MS methodology
according to existing scientific literature.
Results
The cartography revealed a large population of RJ along the Cassarate
River’s shores, with smaller populations along the Vedeggio River and
in Tassino Park. RJ’s seeds collected directly from the plant had a clear
in vitro germination and the number of new plants was evaluated
by a simple count. Essential oils were transparent and showed low
concentrations in stems, leaves and flowers. On the other hand, the
root’s essential oils were yellow and their concentrations were a little bit
higher. Phenols’ concentrations were: 35.50 ± 1.69 µg AGE/mg (N=8)
in roots, 35.49 ± 1.64µg AGE/mg (N=8) in flowers, 23.88 ± 0.94µg
AGE/mg (N=8) in leaves and 2.18 ± 0.34µg AGE/mg (N=8) in stems.
Flavonoids’ concentrations were: 38.78 ± 1.38µg/mg (N=10) in roots
and 38.75 ± 1.36µg/mg (N=10) in leaves. There was no detection of
flavonoids in the stems or flowers.
Liceo di Lugano 1
Luca Paltrinieri
Valutazione del lavoro espressa dall'esperto
PD Dr. Ario Conti
This innovative study focuses on the territorial distribution and biochemical analysis of Reynoutria japonica (Houtt.), an invasive species largely
diffused in Europe. The research considers positive and negative aspects
related to this plant and represents the first study performed in Canton
Ticino. The experimental approach, as well as methods of ecological and
biochemical analysis are correct. Data and statistical analysis are convincing and will open new perspectives.
Menzione: Eccellente
Premio speciale Scienza e gioventù
Intel International Science and Engineering Fair (Intel ISEF)
Discussion
The cartography confirmed that RJ is an invasive species as in other parts
of Europe like Great Britain and Czech Republic.
None of the RJ-seeds taken from the soil developed during the in vitro
germination. On the other hand, the seeds collected from the plant
germinated in both types of soil, showing a preference for the acid soil,
where they developed longer stems, more leaves and thicker roots.
Biochemical analysis revealed unexpected results. In our case, phenols
were in lower concentrations compared with the results obtained by
the considered Asian research: 641.1 ± 42.6 mg AGE/g (N=8) (approx.
seven times more). The results with flavonoids were the opposite: 62.3
± 6.0 mg/g (N=10) (approx. 1.2 times less). In fact, it seems that both
the phenols’ and flavonoids’ concentrations are largely dependent on
geographical areas and origins.
The GC-MS had to be sensitive because of the oils’ low concentrations
and many impurities were detected; this problem prevented the
identification of particular substances in the essential oils. On top
of that, a lack of scientific publications prevented the comparison of
the results.
Conclusions
RJ represents a very interesting plant to be studied more extensively
not only in Canton Ticino, but throughout Switzerland and the rest of
Europe. At the moment, many publications have suggested methods
and policies to prevent RJ proliferation. It would be worthwhile to
propose a European multidisciplinary project where geographical
distribution, physiology, biochemistry and therapeutic properties of
RJ are investigated. The Alpine Institute of Chemistry and Toxicology
and the Alpine School as a Centre of Competence in Blenio’s Valley
would welcome such a multidisciplinary project.
36
Chimie | Biochimie | Médecine
Kantonsschule Schaffhausen
Thomas Stamm
Appréciation de l'expert
Dr. Fereidoun Khajehnouri
Le candidat s’est intéressé à la qualité de l’eau potable qui est la denrée
alimentaire la plus surveillée en Suisse. Il s’est formé dans les différents
laboratoires aux diverses méthodes analytiques dans le domaine de l’eau
potable. Il a dû acquérir et manipuler les notions et les appareils de
chimie analytique dont il n’a pas pu bénéficier dans le cadre de ses
études à l’école. Une comparaison de la composition de l’eau entre les
échantillons d’eau des fontaines prélevés à Schaffhouse et à Lausanne a
été présentée dans son rapport. Le document a été rédigé en français et
il est d’une qualité impressionnante bien qu’il ait fait ses études en Suisse
alémanique.
Sandro Orefice, 1992
Dörflingen, SH
Mention: Bien
Analyses quantitatives de l'eau des fontaines –
Différences entre l'eau des fontaines de Schaffhouse
et de Lausanne
Résultats
Je présente les valeurs des services officiels. Pour l’eau de Schaffhouse,
j’ai trouvé des teneurs en nitrates de 17,5 mg/l à 32,6 mg/l et, pour
Lausanne, j’ai des valeurs comprises entre 2,2 mg/l et 6,8 mg/l. A
Schaffhouse, les teneurs en chlorure sont comprises entre 4,7 mg/l et
21,2 mg/l et à Lausanne entre 9,6 mg/l et 18,7 mg/l. A Schaffhouse,
l’eau a une dureté de 28 °f à 44 °f et à Lausanne de 9,4 °f à 18,8 °f. Pour
l’oxydabilité au KMnO 4, j’ai une valeur de 2,5 mg/l à Schaffhouse et des
valeurs de 1,7 mg/l à 4,7 mg/l à Lausanne.
37
Introduction
A Schaffhouse, l’eau potable provient à 80% de l’eau souterraine et à
20% des sources. A Lausanne, l’eau potable provient à 75% des lacs
Léman et de Bret et à 25% des sources. Le but de mon travail était
de savoir si l’eau des fontaines de Schaffhouse et de Lausanne a une
composition différente en raison de la provenance différente de l’eau. A
cet effet, j’ai analysé dix échantillons d’eau des fontaines de Schaffhouse
et cinq de Lausanne.
Méthode
Dans mon travail, j’ai analysé la teneur en nitrates et en chlorure, la
dureté de l’eau et l’oxydabilité au permanganate de potassium. La
teneur en nitrates et en chlorure a été déterminée par chromatographie
ionique. En premier lieu, l’échantillon a été injecté dans l’appareil de
chromatographie. La phase mobile a entraîné les anions de l’échantillon
à travers la colonne de l’appareil. Cette colonne «intègre» la phase
stationnaire. La phase stationnaire retient les anions plus ou moins
fortement selon leur charge électrique. Dans la phase finale, les anions
sont identifiés au moyen de leur conductivité caractéristique et du
temps de rétention.
La dureté de l’eau a été déterminée par dosage compléxométrique. Plus
la teneur en ions calcium et magnésium est élevée, plus l’eau est dure.
Au départ, j’ai mélangé le prélèvement d’eau avec du noir ériochrome T
(NET), qui a formé des complexes avec les ions calcium et magnésium,
et la solution a viré au mauve. Puis, j’ai réalisé un dosage avec de l’acide
éthylène diamine tétraacétique (EDTA). L’EDTA a arraché les ions calcium
et magnésium du NET et a formé de nouveaux complexes plus stables.
Au moment où le dernier complexe du NET a été brisé, la couleur a viré
au bleu clair parce que le NET était visible sous sa forme libre. Ensuite,
j’ai pu calculer la teneur en Ca2+ et Mg2+ avec le volume d’EDTA utilisé.
L’oxydabilité au KMnO 4 détermine la teneur en matière organique dans
une eau. J’ai mélangé le prélèvement d’eau avec du KMnO4, qui a oxydé
toute la matière organique dans l’échantillon. Puis, j’ai ajouté de l’acide
oxalique en excès. Enfin, j’ai titré avec du KMnO 4 jusqu’au changement
de couleur. Le changement de couleur a indiqué que le volume titré
correspond à la quantité de matière organique oxydée.
Puisque mes résultats étaient inexacts, j’ai demandé les valeurs des
services officiels.
Discussion
Je me réfère seulement aux données que j’ai eues à disposition dans
mon travail. Les résultats de mes expériences n’ont pas été pris en
considération. Il n’y a pas de grandes différences pour l’oxydabilité
au KMnO4 et la teneur en chlorure entre l’eau de Schaffhouse et de
Lausanne. J’ai constaté que l’eau à Schaffhouse contient plus de
nitrates que celle de Lausanne. A Schaffhouse, l’agriculture intensive
pratiquée a une incidence sur la qualité de l’eau. L’eau des lacs et des
sources à Lausanne est moins «touchée» par les pratiques agricoles.
A Schaffhouse, l’eau est plus dure qu’à Lausanne. L’eau souterraine et
l’eau de source dissolvent les ions calcium et magnésium du sol et elles
deviennent plus dure. L’eau du lac est moyennement dure parce que les
ruisseaux apportent de l’eau «plutôt» douce.
Conclusion
Dans mon travail, je n’ai pris en considération que peu de données. Je
ne pouvais donc pas tirer une conclusion valable pour toutes les eaux de
Schaffhouse et de Lausanne. J’ai appris qu’il est très difficile de réaliser
des expériences précises. De plus, le choix de certains paramètres, comme
par exemple l’oxydabilité au KMnO4, n’était pas pertinent. Cependant,
j’ai réussi à apporter une réponse partielle à ma problématique.
Chemie | Biochemie | Medizin
Juan Sebastián Ramírez Robayo, 1992
Suhr, AG
PET-Catalysed Hydrolytic Degradation - Quantitative
concentration and morphologies of TPA through the use
of different catalysts
Introduction
To what extent does the concentration of Terephthalic Acid (TPA) in
degraded PET bottles differ quantitatively and qualitatively with the
addition of different types of catalysts in alkali hydrolysis with NaOH
after 24 hours?
The study is based on the degradation of PET-bottles, an essential
polymer in the bottle industry, with organic and phase transfer
catalysts (PTC). This is a way to recycle and reduce produced plastic
material. Their difference provides information on the degradation
of PET (Polyethylene terephthalate) into the two monomers (ethylene
glycol-CHO and TPA-CHO). PET is synthesized by an esterification
reaction, a balanced reaction. An alkaline hydrolytic reaction is involved forming the disodium salt TPA, ethylene glycol and minor
dicarboxylic acids. Neutralisation and addition of precipitation are used
to obtain TPA.
Methods
10 mmol PET were refluxed in 1 M NaOH solution and catalysed with
five organic salts or PT-catalysts, each 0.1 g at 110°C, and one control
without any catalyst. At different time intervals, 2 mL samples were taken
from the flasks for analysis of the concentration, which is expressed in
µmol/L during 24 ℎ. The concentration of TPA was measured with the
dual beam UV-Vis at λ240 nm against a quartz cuvette with 1 M NaOH.
A calibration curve was processed for which 12 standard solutions were
prepared from a 0.604 mmol/L stock solution. The coefficient extinction
of TPA (ε=0.012 L∙µmol−1∙cm−1) was calculated and the concentration
was processed with the Beer Lambert Law. Remaining PET was filtered
and the aqueous mixture neutralized with HCl(c=6.0M) to precipitate
TPA. The resulting TPA crystals were dried at 40°C, weighed and stored
under Argon to prevent any hygroscopic effect.
About 0.5 mg TPA were used for SEM analysis. The morphologies of
unreacted PET and the obtained TPA of the different catalysts were
compared.
Neue Kantonsschule Aarau
Graham Carver
Würdigung durch den Experten
Jürg Noser
Der Kandidat hat die chemische Depolymerisation von Polyethylenterephthalat mit 5 verschiedenen Katalysatoren untersucht. Seine Innovation
sind die Auswahl der Katalysatoren, der Einsatz der UV/VIS-Spektralphotometrie zur Reaktionskontrolle und Rasterelektronenmikroskopie
zur Charakterisierung der Edukte und Produkte. Nur durch enorme Neugierde und Fleiss konnte eine solche Arbeit entstehen. Herr Ramirez
zeichnet sich durch exakte, hartnäckige Arbeitsweise aus und betrachtet
seine Resultate kritisch. Diese Voraussetzungen halfen ihm diese wertvolle, einzigartige wissenschaftliche Arbeit erfolgreich auszuführen. Eine
Grundlage für weitere Versuche auf diesem Gebiet!
Prädikat: Sehr gut
Sonderpreis SimplyScience
Forschungspraktikum
Results
The concentration of TPA increased steeply during the first h. All
reactions declined afterwards, slowly reaching equilibrium. The
catalysed hydrolysis of PET-flakes showed good efficiency in degradation,
compared to the control experiment.
TBAC (111.4 µmol/L) was more efficient than TEAC (85.4µmol/L) after the
first 20 hours. Quantitatively, ZnSO was the best catalyst (16.40% yield),
followed by CdCl2 (7.61% yield). The rate of reaction of the salt catalysts
was on average 5.54 µmol∙L−1∙ℎ−1 and was lower in comparison to the
two PT-catalysts, which was 14.8 µmol∙L−1∙ℎ−1.
The catalysts caused different morphologies:
PET: Cross linking fibres, channels with craters
TPA: Crystals, needles and partly amorphous surfaces
Discussion
The results of the ratio between UV-concentration and synthesized
TPA showed that the concentrations increased but deviated after
20 ℎ. The reason was a 2 mL reduction of NaOH, which corresponds to
a 4% change of volume; flocculation complicated the extraction as well.
Increasing the volume to get a homogeneous solution or replacing the
amount of NaOH removed would improve the precision of TPA-yield and
maintain the reaction conditions equally. The high yield of ZnSO might
rely on the high molar amount taken (0.7 mmol). The interpretation
when equilibrium was reached cannot be stated accurately as data
missed between 5 and 20 ℎ. The concentration and the yield of
synthesised TPA depend on each catalyst’s efficiency. Basically, the
damage on the morphology correlates with the concentration of TPA.
H1NMR spectral graphs reveal a peak between 7.8 ppm−8.05 ppm,
corresponding to TPA.
Conclusion
The optimal catalysts for degradation of PET are PTCs as TBAC (Tetrabutylammonium chloride). The results of the performed experiments
indicate that inorganic salts such as CaAcO and ZnSO are also appropriate
for degrading PET, although they were not as good as TBAC.
Further investigations that should be done involve, for example, the
concentration of TPA with the HPLC. The particle size of PET is another
important factor. The purity of the produced TPA in order to produce
new PET can be investigated by processing the H1NMR spectra.
38
Chemie | Biochemie | Medizin
Gymnasium Thun-Schadau
Christoph Rupp
Würdigung durch den Experten
Dr. Steffen Boch
Isabelle Schlatter untersuchte in ihrer Studie die antibiotische Wirkung
von Usninsäure, einem sekundären Inhaltstoff zahlreicher Flechtenarten.
Sie bestätigte experimentell, dass sowohl in Reinform gekaufte als auch
durch Extraktion aus Flechten der Gattung Usnea gewonnene Usninsäure antibakteriell wirkt und UV-Strahlung absorbiert. Dies verdeutlicht
zum einen die ökologische Relevanz dieser Substanz für Usninsäure produzierende Flechten in der Natur, eröffnet zum anderen aber auch neue
Perspektiven für die menschliche Nutzung als Medikament oder als
Lichtschutz in Sonnencremes.
Isabelle Schlatter, 1994
Reutigen, BE
Prädikat: Gut
Usninsäure – ein Antibiotikum aus Flechten
Ergebnisse
Die Schmelzpunktbestimmung liefert keinen genauen Aufschluss über
die Reinheit des Produktes. Das erstellte Massenspektrum zeigt, dass
Usninsäure den Hauptteil am gewonnenen Gemisch hat und zudem
ungefähr gleich rein wie das industriell gefertigte Produkt ist.
Anhand des Absorptionsspektrums ist zu erkennen, dass Usninsäure
Strahlung zwischen 250 und 430nm absorbiert. Ein Absorptionsmaximum
befindet sich bei rund 280nm.
Im Hemmtest schneidet Usninsäure, relativ zu co-Amoxicillin und
den anderen getesteten Substanzen, effektiv ab. Die antimikrobielle
Wirkung zeigte sich sowohl bei B. subtilis als auch bei E. coli. Allgemein
zeigte E. coli eine stärkere Reaktion auf alle Substanzen.
39
Fragestellung
Usninsäure ist eine in Flechten vorkommende Substanz, die antimikrobiell
gegen gram-positive Bakterien wirkt und UV-Licht absorbiert. Basierend
auf diesen Eigenschaften wurden folgende Fragestellungen definiert:
- Kann allein mit gebräuchlichen Werkzeugen eines Schullabors
Usninsäure aus dem Rohstoff Flechte gewonnen werden, und wie
rein ist das Produkt?
- Kann die Eigenschaft von Usninsäure, UV-Licht zu absorbieren,
nachvollzogen werden?
- Kann die antimikrobielle Wirkung von Usninsäure gegen gram-positive
Bakterien mit Hilfe eines Hemmtests nachgewiesen werden, und
wie effektiv ist diese verglichen mit anderen antimikrobiell wirksamen
Substanzen?
Methodik
Die Usninsäure wird aus gesammelten Flechten der Gattung Usnea
gewonnen. Das Gewinnungsverfahren basiert darauf, die Inhaltsstoffe
mit Aceton aus dem Flechtenthallus auszuwaschen.
Die Reinheit der gewonnenen Usninsäure wird in einem ersten Schritt
mit einer Schmelzpunktbestimmung ermittelt. Später wird zusätzlich ein
Massenspektrum mit einem LTQ Orbitrap XL Gerät der Firma Thermo
Scientific erstellt.
Die UV-Absorption wird mit einem Absorptionsspektrum nachgewiesen,
welches mit einem Photometer der Marke Ocean Optics und Logger
pro Software erstellt wird. Als Lösungsmittel wird Dichlormethan
verwendet, da dieses nur wenig Strahlung im UV-Bereich absorbiert.
Die antimikrobielle Wirkung von Usninsäure wird mit einem Hemmtest
auf ihre Effizienz untersucht. Dabei werden als Testbakterien grampositive Bacillus subtilis und gram-negative Escherichia coli verwendet.
Die Usninsäure wird in Konzentrationen von 1,2 und 3 mg/ml Aceton
getestet. Zum Vergleich wird die Wirkung von Co-Amoxicillin, ein
Antibiotikum aus der Gruppe der Penicilline, und jene weiterer
Substanzen getestet.
Alle Versuche werden ebenfalls mit einer industriell gefertigten Usninsäure von Sigma-Aldrich durchgeführt.
Diskussion
Die Gewinnung von Usninsäure aus Flechten kann als erfolgreich
gewertet werden, da die Substanz den bei weitem grössten Anteil am
gewonnenen Gemisch hat.
Auch die UV-Absorption ist aus dem Absorptionsspektrum klar
ersichtlich. Die absorbierten Wellenlängen entsprechen dem Teil des
UV-Lichts, der auf der Erdoberfläche relevant ist (UV-A und UV-B).
Die Wirkung von Usninsäure gegen gram-positive Bakterien kann
erfolgreich nachgewiesen werden. Entgegen der Erwartung wird auch
eine Hemmung der gram-negativen E. coli festgestellt, welche laut
Theorie unempfindlich gegenüber Usninsäure sein sollten. Mögliche
Gründe für das Resultat sind eine zu hohe Usninsäurekonzentration
der Proben und eine daraus folgende toxische Wirkung. Hinzu
kommt, dass die verwendeten E. coli empfindlicher auf die getesteten
Substanzen reagierten als B. subtilis. Um genaueren Aufschluss über
die Ursache zu bekommen, müssten weitere Tests mit anderen Usninsäurekonzentrationen und einer anderen E. coli -Kolonie unternommen
werden.
Schlussfolgerungen
Die Arbeit zeigt, dass Usninsäure in einer relativ reinen Form aus UsneaFlechten gewonnen werden kann. Weiter legt die UV-Absorption der
Substanz nahe, dass diese innerhalb der Flechte eine Schutzfunktion
übernimmt.
In Zukunft werden sich die hier getesteten Eigenschaften möglicherweise
weiter der Nutzbarkeit durch den Menschen erschliessen. Dabei wäre
die Verwendung von industriell gefertigter Usninsäure vorzuziehen, da
viele Flechtenarten der Gattung Usnea gefährdet sind.
Chemie | Biochemie | Medizin
Tyrone Schorrer, 1986
Dübendorf, ZH
Gentechnologie in der Medizin – Wohin führt der Weg?
Fragestellung
Gentechnologische Methoden gehören in der Forschung längst zum
Alltag. Praktische Anwendungen haben in unzähligen Bereichen wie
der Landwirtschaft oder Umweltsanierung Einzug gehalten – auch im
Medizinsektor erkannte man bald grosse Potentiale…
Am Anfang dieser Arbeit stand eine These: «Die somatische Gentherapie
wird die Medizin revolutionieren und über kurz oder lang immer mehr
konventionelle Therapieformen ablösen und völlig neue Möglichkeiten
in der Behandlung von Krankheiten erschliessen».
Dennoch wird sie ethisch, medizinisch und ökonomisch ambivalent
diskutiert. Einige Leitfragen sollten als Richtschnur dienen, um einen umfassenden und aktuellen Überblick, von den theoretischen Grundlagen
bis zu moralischen und gesellschaftspolitischen Aspekten, zu diesem
komplexen und nicht minder kontroversen Thema zu schaffen.
- Wo liegen die derzeitigen technischen Möglichkeiten und welche
Entwicklungen sind zu erwarten?
- Welche Folgen bringt die Gentherapie für die Gesellschaft mit sich?
Überwiegen Risiken oder Nutzen?
- Wie ist die Haltung der Bevölkerung und in Forscherkreisen bezüglich
ethischen und weiteren Gesichtspunkten? Welche Befürchtungen
und Hoffnungen bestehen?
Methodik
Der Arbeitsprozess bestand aus zwei Hauptaufgabenbereichen: Neben
der theoretischen Auseinandersetzung mit dem Themenkomplex, welche
die Quellenevaluation, deren Lektüre und Prüfung umfasste, wurde zum
Erhalt einer alternativen Betrachtungsweise eine Meinungsumfrage
durchgeführt und statistisch ausgewertet. Die Erhebung erfolgte mittels
eines 17 Fragen umfassenden Online-Tools.
Die Arbeit zeigt in fünf theoriebasierten Kapiteln eine umfassende
Übersicht und schliesst nach der Besprechung der Umfrage mit den sich
daraus ableitenden Erkenntnissen ab.
Ergebnisse
Quellenstudium
Die somatische Gentherapie bietet enormes medizinisches Potential,
wie die Heilung bislang nicht-therapierbarer Erkrankungen sowie Alternativen zu etablierten Behandlungsformen.
Berufsbildungsschule Winterthur
Helmut Kuhn
Würdigung durch den Experten
Dr. Andri Christen
Herr Tyrone Schorrer hat eine stringente wissenschaftliche Erörterung zum
Themenkomplex Gentechnologie eingereicht. Die Arbeit zeichnet sich
durch folgende Eigenschaften als sehr gut aus:
- klare Herleitung der Fragestellungen
- auf relevanter und aktueller Literatur abgestützte Einführung in das Thema
- innovative und sozialwissenschaftlich solide Meinungsumfrage
- objektive und nachvollziehbare Beschreibung und Interpretation der
Resultate
Herr Schorrer hat auf den Wettbewerb hin mit bemerkenswertem Enthusiasmus und Eifer den Text über die vom Experten geforderten Auflagen
hinaus überarbeitet und verbessert
Prädikat: Sehr gut
Sonderpreis Academia Engelberg
Wissenschaftskonferenz
Die anfangs euphorische Erwartungshaltung hat sich angesichts langer
Entwicklungszeiten deutlich reduziert. So gilt es, die strikten rechtlichen
und klinischen Bestimmungen aufrechtzuerhalten.
In ethischer Hinsicht wäre die Gentherapie als somatische Indikation
akzeptabel. Aufgrund epigenetischer Vererbungsfaktoren lässt sich
heute aber noch keine generelle Unbedenklichkeit auszusprechen.
Innovationen brauchen auch ein wirtschaftliches Interesse, um vorangetrieben zu werden. Angesichts kleiner Zielgruppen und grossem
Forschungsaufwand ist das Interesse der Pharmabranche allerdings
noch verhalten.
Meinungsumfrage
Zwischen 45- und 60% der gesamthaft 55 Befragten gaben starke
bis gravierende Befürchtungen bezüglich unbeabsichtigter Keimbahnveränderungen, einer nicht-therapeutischen Nutzung, absichtlicher
Keimbahneingriffe oder nicht-abschätzbarer Restrisiken an. Generell
zeigen sich in der Bevölkerung grössere Bedenken als in Fachkreisen.
Diskussion
Die These wurde grösstenteils bestätigt. Die Gentherapie wird jedoch die
herkömmliche Medizin in einem langwierigen Prozess mehr ergänzen
als revolutionieren.
Die Meinungsumfrage stellte sich problematischer dar, als angenommen.
So wirkte der Umfang des Fragebogens oft abschreckend, obwohl das
Online-Tool ein sehr benutzerfreundliches Instrument zur Datenerhebung
darstellt. Durch die komplette Enthaltung der angeschriebenen Fachpersonen fehlt ein zentrales Meinungsbild.
Schlussfolgerungen
Die Arbeit bildet die aktuelle Lage kritisch und interdisziplinär ab, zeigt
Schwierigkeiten, Potentiale und mögliche Entwicklungen auf. Qualitative
Befragungen und Interviews mit Laien wie Fachpersonen stellten eine
adäquate Fortführung der Studie dar.
Die zukünftige Entwicklung der Gentherapie ist stark vom Vorgehen der
Pharmalobby abhängig. Ein steigendes Interesse von Seiten der Industrie
birgt ein grosses Risiko, gegenteilige Stimmen zu unterdrücken. Neben
finanziellen Aspekten spielen auch die Politik oder die Akzeptanz in
der Bevölkerung eine wichtige Rolle. Dieses Zusammenspiel multipler
Faktoren macht eine Prognose schwierig. Die Gentherapie wird aber
mittel- bis langfristig an Bedeutung zunehmen und ihre Stelle neben
den konventionellen Therapien einnehmen.
40
Chemie | Biochemie | Medizin
Kantonsschule Heerbrugg
Patrik Good
Würdigung durch den Experten
Eric MacLean
Der Bericht ist sehr detailliert und gut geschrieben. Die grosse Motivation der Kandidatin zeigt sich in ihrer Erarbeitung eines soliden Basis- und
Hintergrundwissens über die Testmittel und deren physiologischen Wirkungen. Die Vorschläge zur weiteren Verbesserung der Arbeit wurden
alle gut umgesetzt. Weiter ist Frau Steigers kritischer Umgang mit
den erhobenen Daten und die aufwändige Präsentation der Ergebnisse
erwähnenswert.
Seraina Steiger, 1995
Diepoldsau, SG
Prädikat: Gut
Die Auswirkungen von Energygel und Traubenzucker
auf die sportlichen Leistungen
Ergebnisse
Die fünf Probanden, die den Traubenzucker testeten, wurden im Schnitt
um 2.51 Prozent über die 50 Meter und um 1.31 Prozent über die
800 Meter schlechter. Auch die Körpertemperatur sank nach beiden
Distanzen ab: um 0.97 Grad bei den Sprints und um 0.53 Grad bei den
Langdistanzen. Die Pulsfrequenz pro Minute erhöhte sich um 18.61
und 9.82 Prozent. Der Blutzuckerspiegel erhöhte sich um 2.16 mmol/L
während den zweiten 50 Metern und um 0.45 mmol/L während den
zweiten 800 Metern.
Die fünf Probanden des Energygels wurden über die Sprints durchschnittlich um 1.81 Prozent schlechter. Doch über die 800 Meter konnte
sich die Gruppe um 2.01 Prozent steigern. Die Körpertemperatur sank
ebenfalls, bei den 50 Metern um 0.51 Grad und bei den 800 Metern um
0.07 Grad. Die Pulswerte pro Minute stiegen jeweils um 4.44 Prozent
während den Sprints und um 10.82 Prozent während den Langdistanzen.
Der Blutzucker erhöhte sich jedoch nur nach den 50 Metern um 1.37
mmol/L, nach den 800 Metern lag er 0.19 mmol/L tiefer.
41
Fragestellung
Das Ziel dieser Arbeit war, herauszufinden, ob man mit herkömmlichem
Traubenzucker oder Energygel eine Leistungssteigerung im Schwimmsport erwarten kann. Mit der Literatur sollte zuerst herausgefunden
werden, was die Inhaltsstoffe im Körper genau bewirken. Die wichtigsten
Leitfragen waren:
- Kann ein Inhaltstoff die sportlichen Leistungen positiv beeinflussen?
- Tritt nach der Einnahme eines der Testmittel eine Verbesserung der
sportlichen Leistung auf?
- Wenn es tatsächlich zu einer Steigerung kommt, ist dies nur bei einer
kurzen Distanz, bei einer längeren oder gar bei beiden der Fall?
Methodik
Der Traubenzucker besteht fast nur aus Glucose. Im Energygel sind
zusätzlich noch Koffein, Taurin, Kaliumsalz, Kochsalz und verschiedene
Vitamine der Gruppe B enthalten. Es wurden keine Studien gefunden, die
für Glucose, Kaliumionen, Natriumionen, Vitamine der Gruppe B oder
Taurin besagen, dass sie zu einer Verbesserung der sportlichen Leistung
führen könnten. Bei Koffein ist eine Verbesserung der Leistungsfähigkeit
nachgewiesen. Koffein steht jedoch auch auf der Dopingliste, doch es
braucht ziemlich viel, bis man diese Grenze erreicht. Mit Koffein kann
man also legal dopen.
Während den Tests wurde die Zeit gestoppt. Nach jeder zurückgelegten
Strecke wurden ebenfalls der Blutzucker, der Puls und die Körpertemperatur gemessen. Die Probanden schwammen zuerst einen
50-Meter und einen 800-Meter ohne Testmittel, um Vergleichswerte zu
sammeln (ein 50-Meter ist ein Sprint und ein 800-Meter eine Langdistanz
im Schwimmsport). Danach wurde das Testmittel eingenommen, worauf
eine halbstündige Pause folgte. Anschließend schwamm die Testperson
noch einmal 50- und 800-Meter. Die Tests wurden jeweils dreimal an
einem Morgen auf nüchternen Magen durchgeführt. Es wurden jeweils
94 Gramm aufgelöster Traubenzucker oder 70 Gramm Energygel
eingenommen.
Diskussion
Der Traubenzucker hat weder einen Einfluss auf die Maximal-, noch
auf die Ausdauerkraft. Der Energygel ist in der Lage, die Ausdauerkraft
positiv zu beeinflussen, doch auf die Maximalkraft hat auch er
keine Auswirkungen. Der Effekt kann nicht eindeutig dem Koffein
zugeschrieben werden, weil es noch weitere Unterschiede zwischen
den Testmitteln gibt. Da Studien einen solchen Effekt von Koffein
schon bewiesen haben, ist es am wahrscheinlichsten. Der Puls stieg
eventuell wegen des erhöhten Zuckerkonsums an, doch dies ist nicht
sicher. Die Körpertemperatur sank beim Energygel schwächer als beim
Traubenzucker, was auf das Koffein zurückzuführen sein könnte. Der
Blutzucker schnellte bei den 50 Metern jeweils in die Höhe und sank
dann wieder. Beim Energygel stieg er nicht so deutlich, da dieser
weniger Zucker enthält.
Um repräsentative Ergebnisse zu erhalten, müsste die Studie ausgeweitet
und mehr standardisiert werden. Auch müsste ein allfälliger PlaceboEffekt ausgeschlossen werden können. Der Effekt könnte bei anderen
Sportarten anders ausfallen.
Schlussfolgerungen
Laut dieser kleinen und nicht repräsentativen Studie wird man mit der
Einnahme von Traubenzucker im Schwimmsport nicht schneller. Ein
Energygel kann über die Langdistanz jedoch sehr wohl helfen, besser zu
werden, wenn man sonst nicht oft Koffein zu sich nimmt.
Chemie | Biochemie | Medizin
Luca von Atzigen, 1993
Alpnach Dorf, OW
Kantonsschule Obwalden
Lisbeth Schumacher
Würdigung durch die Expertin
Friederike Baggash
Die Arbeit ist sehr gut recherchiert. Eine noch im Forschungsstadium
befindliche Lernstrategie wurde an unterschiedlichen Experimenten angewandt, insbesondere an einem anspruchsvollen Auslandsexperiment.
Die Ergebnisse sind gemessen am Innovationsgehalt der Aufgabenstellung gut. Deshalb darf die Arbeit als gut gelungen bezeichnet werden.
Prädikat: Gut
42
Einfluss von scharfem Essen auf Blutdruck
und Pulsfrequenz
Fragestellung
Wer schon einmal etwas richtig Scharfes gegessen hat, kennt die
Erscheinungen, die damit einhergehen. Es treten individuell verschiedene
Reaktionen auf, die von einem hochroten Kopf über einen Schluckauf,
bis hin zu Schweißausbrüchen reichen können. Diese Reaktionen
haben bei mir ein brennendes Interesse geweckt. Deshalb habe ich
die Pulsveränderungen und die Veränderungen des Blutdrucks als
Rückkopplungen auf den Reiz der Schärfe untersucht. Gleichzeitig wurde
unter anderem ein möglicher Einfluss des Alters und des Geschlechts auf
die Reaktionen des Körpers untersucht.
Methodik
Die Experimente wurden mit Probanden in der Schweiz und mit einem
abgeänderten Versuchsaufbau auch mit Probanden im südostasiatischen
Burma durchgeführt. Insgesamt haben sich 27 Probanden meinen
Versuchen unterzogen. Dabei wurden bei der Probandenauswahl
Kriterien beachtet, die mir halfen, eine Vielzahl von Aussagen aus
meinen Ergebnissen zu ziehen. Die Versuchsreihe umfasste drei
Schärfeabstufungen, die alle auf der Schärfe der Chilischote basierten.
Diese wurden blind im Abstand von jeweils einer Woche durchgeführt.
Die Reaktionen des Pulses und des Blutdrucks wurden von einem
medizinischen Monitoring-Gerät ermittelt und von mir in einem
definierten Zeitintervall festgehalten.
Ergebnisse
Aus einer Fülle von Aussagen, die ich durch meine Versuche machen
konnte, gibt es gewisse, die besonders hervorstechen. Die grundlegende
Erkenntnis ist, dass die Pulsfrequenz bei allen Probanden anstieg,
nachdem sie eine der drei Schärfeabstufungen testeten. Der Blutdruck
sank hingegen in etwa 90% der Fälle im beobachteten Zeitraum von
5 Minuten. Die Änderungen des Pulses sowie des Blutdrucks nahm
teilweise überraschende Ausmaße an. So stieg zum Beispiel die Pulsfrequenz bei über der Hälfte der Probanden kurzfristig um mehr als
20 Pulsschläge pro Minute an.
Die Diskussion meiner Ergebnisse beschäftigte sich auch mit dem
Gewöhnungseffekt. Diesen Effekt mit großer Aktualität konnte ich
leider nicht restlos nachweisen, jedoch zeigt die Indizlage, dass der
Gewöhnungseffekt wahrscheinlich existiert. Diese Aussage stützt sich
einerseits auf die Versuchsreihe in Burma und andererseits auf die
hiesigen Versuche.
Die wahrscheinlich kontroversesten Resultate kamen durch den
Vergleich der Geschlechter und des Alters der Probanden zustande. So
weisen meine Ergebnisse darauf hin, dass die männlichen Probanden
durchschnittlich erheblich stärkere Reaktionen auf den Reiz der Schärfe
zeigten als weiblichen Probanden. Dabei werden die gesteigerten
Reaktionen in der stärkeren Erhöhung der Pulsfrequenz und in der
ausgeprägteren Senkung des Blutdrucks nachgewiesen.
Auch das Alter ist ein bestimmender Faktor für die individuelle Reaktion
auf den Reiz der Schärfe. In meiner Arbeit wurden die Probanden
unter anderem so ausgewählt, dass alle zu den zwei Alterssegmenten
16–26 Jahren und 47–56 Jahren zugeordnet werden konnten. Wenn
man die Pulsveränderung isoliert betrachtet, ergaben meine Resultate,
dass die Probanden im Alter von 47–56 Jahre durchschnittlich einen
um 5 Pulsschläge pro Minute schwächeren Maximalwert zeigten als die
Versuchspersonen im Alter von 16–26 Jahren. Der Blutdruck andererseits
sank bei den jüngeren Probanden nur um etwa halb so viel wie bei den
älteren Probanden.
Diskussion
Im Allgemeinen galt es, zuerst die grundsätzlichen Rückkopplungen,
also die Steigerung der Pulsfrequenz und die Senkung des Blutdrucks, zu
erklären. Zusätzlich galt es, die unterschiedlichen Schlüsse, die aus den
Resultaten gezogen werden konnten, zu diskutieren. Die untersuchten
Phänomene, wie zum Beispiel die geringeren Reaktionen der älteren
und der weiblichen Probanden verlangten nach einer Erklärung.
Dabei wurden vor allem hormonelle und physiologische Faktoren
mit einbezogen. Leider musste ich für die Erklärungen vor allem auf
Hypothesen zurückgreifen.
Schlussfolgerungen
Die Ergebnisse meiner Arbeit zeigen viele interessante Tendenzen
auf, da jedoch die Anzahl der Probanden zu niedrig war, kann ich
keine Repräsentativerhebung aufweisen. Durch eine größere Anzahl
von Probanden könnte man genauere und vor allem maßgebendere
Aussagen erreichen.
Chemie | Biochemie | Medizin
Gymnasium Muristalden
Gabriella Mombelli
Würdigung durch den Experten
Martinus Hauf
Die vorliegende Arbeit zeigt in überzeugender Weise wie komplexes Verhalten und Empfindungen, hier in Zusammenhang mit Musik, durch
Hirnaktivität in spezifischen Regionen repräsentiert sind. Frau M. Weitzel
hat die Methodik der funktionellen Kernspintomographie intelligent genutzt. Die Arbeit ist Resultat eines aussergewöhnlichen persönlichen
Einsatzes und ist sehr gut recherchiert und dokumentiert. Sie verbindet
eine intensive propädeutische Einarbeitung in Methodik und Thematik
mit Resultaten, die auch akademisch interessant sind.
Majlen Weitzel, 1994
Herrenschwanden, BE
Prädikat: Gut
Musik im Gehirn. Experimente mit funktioneller
Kernspintomographie
aktiv, der vor allem an der Ausschüttung von Hormonen beteiligt ist.
Weiter wurden beim Musikhören und beim Musikspielen Teile des
limbischen Systems aktiviert, einschliesslich des Nucleus accumbens.
43
Fragestellung
Musik ist in allen Gesellschaften allgegenwärtig. Wann Musik entstanden ist und warum Musik uns so beeinflusst, wird weithin diskutiert.
Unbestritten ist, dass die Fähigkeit, Musik zu empfinden, im Gehirn
repräsentiert ist.
Um zu verstehen, warum Musik den Menschen ergreift, wird in dieser
Arbeit mit Hilfe der funktionellen Magnetresonanztomographie (fMRT)
untersucht, welche Gehirnareale beim Musikhören und Musikspielen
aktiv sind, ob sich daraus mögliche Erklärungen für die Sonderstellung
der Musik ergeben und welche Konsequenzen diese haben.
Methodik
Der theoretische Teil der Arbeit umfasst eine Beschreibung der physiologischen Wahrnehmung und der kulturübergreifenden Merkmale von
Musik.
Die Evolution und der Aufbau des Gehirns werden dargestellt und,
ausgehend von der nicht bewusst steuerbaren emotionalen Wirkung
der Musik, wird die Hypothese aufgestellt, dass evolutionär sehr alte
Strukturen des Gehirns beteiligt sind.
Weiter wird die fMRT erklärt, mit der diese Hypothese untersucht wird.
Das Experiment wurde an einem klinischen 3-Tesla-Magnetresonanztomographen durchgeführt. Proband des Experiments war ich selbst.
Die fMRT Messungen bestimmten die jeweilige Aktivitätsverteilung im
Gehirn bei unterschiedlichen musikalischen Tätigkeiten.
Die Lokalisationen der unterschiedlichen Aktivierungen für die
unterschiedlichen Tätigkeiten wurden im MRT Bild auf die jeweiligen
Hirnstrukturen projiziert. Die Berechnung der Aktivierungen basiert auf
statistischen Verfahren, die sicher stellen, dass nur nicht zufällig aktive
Regionen markiert werden. Für die aufgezeigten Aktivierungen wurden
hohe Signifikanzniveaus (kleine Irrtumswahrscheinlichkeit) gewählt
(zwischen p<0.0002 und p<0.00005).
Ergebnisse
Neben den erwarteten Korrelaten zu musikalischen Tätigkeiten in den für
Motorik, Sensorik und Gehör zuständigen Regionen des Gehirns zeigen
die Messungen eine Aktivierung weiterer Hirnareale. Beim Musikhören
und -spielen wurde Aktivität im Broca-Areal beidseits und im WernickeAreal beidseits festgestellt. Beim Musikhören war der Hypothalamus
Diskussion
Die Arbeit zeigt, dass Hypothesen zum Zusammenhang zwischen
Emotion, Sprache und Musik oder bezüglich des evolutionären Hintergrundes der Musik grundsätzlich einer experimentellen Überprüfung
zugänglich sind.
Während der Beschäftigung mit Musik zeigte sich eine Aktivierung
im Bereich der sprachverarbeitenden Regionen des Broca- und
Wernicke-Areals links aber auch auf der Gegenseite rechts, sodass
Musikverarbeitung nicht als eine Subform der Sprache, sondern als
eigenständige Hirnleistung beurteilt werden kann.
Beim Musikhören war der Hypothalamus aktiv, der vor allem an
der Ausschüttung von Hormonen beteiligt ist. Weiter wurden beim
Musikhören und beim Musikspielen Teile des limbischen Systems
aktiviert, einschliesslich des Nucleus accumbens, einem der Lust- und
Belohnungskerne, der auch massgeblich an Suchtverhalten beteiligt ist.
Da diese Hirnareale einen sehr alten evolutionären Ursprung haben,
kann es als Hinweis auf einen alten evolutionären Ursprung der Musik
beurteilt werden.
Schlussfolgerung
Die beidseitige Aktivierung der Regionen, die nur auf der linken Seite
für Sprache zuständig sind, lässt auf starke Berührungspunkte zwischen
Sprache und Musik aber nicht auf eine Entstehung der Musik aus
der Sprache schliessen. Auch die Aktivierung der evolutionär alten
Gehirnregionen stützt die Annahme, dass Musik älter ist als Sprache.
Die evolutionär alten Teile des Gehirns können nicht bewusst kontrolliert
werden, haben aber einen wesentlichen Einfluss auf unser Verhalten.
Dies bestätigt, dass Musik den Menschen über bewusste Reaktionen
hinaus tiefgreifend beeinflussen und gegebenenfalls manipulieren
kann. Neben einem offensichtlichen Nutzen für die Gesellschaft kann
der Musik damit auch ein hohes Missbrauchspotential zugesprochen
werden.
Mit Fortschritten in der Technik wird es spannende Erkenntnisse über
den Zusammenhang zwischen neurologischen Aktivierungsmustern
und unserem Bewusstsein geben.
Geschichte | Geografie | Gesellschaft
Adrian Bringolf, 1996
Hallau, SH
Kantonsschule Schaffhausen
Hans-Rudolf Dütsch
Würdigung durch die Expertin
Christine Stuber
Adrian Bringolf hat mit der Darstellung des Gefechts bei Hallau eine
lokalhistorische Studie auf der Grundlage zeitgenössischer Quellen
unter Einbezug der neuesten wissenschaftlichen Literatur vorgelegt. Es
gelingt ihm aufzuzeigen, dass diese Episode aus dem Schwabenkrieg,
die für den gesamten Kriegsverlauf unbedeutend sein mag, für die
Ortsgeschichte einen wichtigen Meilenstein bedeutet. Der Verlauf der
Schlacht ist spannend und anschaulich beschrieben. Die im Anhang
angeführte Sammlung an Quellen und Darstellungen zur Schlacht bei
Hallau sind nicht nur für Ortskundige von Interesse, sondern bilden
einen Grundstein für weitere Forschungen.
Prädikat: Gut
44
Das Gefecht bei Hallau im Schwabenkrieg 1499
Fragestellung
Am 4. April 1499 zogen ungefähr 8000 schwäbische Soldaten aus Tiengen
und Stühlingen gegen Hallau. Trotz der zwanzigfachen Übermacht
vermochten sie die Hallauer Dorfkirchenfestung nicht einzunehmen und
ergeben wollten sich die eidgenössisch gesinnten Hallauer auf keinen Fall.
Für den Verlauf des Schwabenkriegs war dieses Gefecht kaum von
Bedeutung, für die Hallauer aber war es eines der wichtigsten Ereignisse
der Dorfgeschichte.
Um den Hergang des Gefechts genauer zu erforschen, dienten die folgenden Fragestellungen als Hilfe:
- Warum wurde gerade Hallau und nicht eine andere Gemeinde
angegriffen?
- Wie waren 1499 die sozialen, politischen und allgemeinen Verhältnisse
in Hallau?
- Wie realistisch sind die historischen Berichte des 19. Jahrhunderts
und wie unterscheiden sie sich von den Quellen?
- Lässt sich aus den verschiedenen Berichten ein gemeinsamer,
«wahrer» Hergang des Gefechtes herauslesen?
Methodik
Zur Geschichte des Schwabenkriegs sind sehr viele Quellen vorhanden.
Als erstes beschäftigte ich mich mit verschiedenen Gesamtdarstellungen
des Krieges und älterer Literatur über das Gefecht bei Hallau.
In einem zweiten Schritt untersuchte ich die Originalquellen. Dazu besuchte
ich unter anderem die Staatsarchive von Zürich und Schaffhausen, welche
beide umfangreiche Bestände zu diesem Thema haben. Dazu gehören
zahlreiche Korrespondenzen zwischen Hallau, Neunkirch, Schaffhausen
und Zürich. Das Gemeindearchiv von Hallau hingegen hat selbst keine
Originalquellen, nur Abschriften und Akten zu den Zentenarfeiern von
1899 und 1999.
Die alten, handgeschriebenen Korrespondenzen habe ich sorgfältig
transkribiert, wobei ich als Hilfe teilweise auf vorhandene Abschriften
zurückgreifen konnte.
Durch diese Vorgehensweise war es leichter, die Aufsätze aus den 1890er
Jahren auf ihren Wahrheitsgehalt hin zu überprüfen und die Quellen auf
die Fragestellung bezogen auszuwerten, da ich bereits alle Quellentexte
kannte.
Zusätzlich zu den schriftlichen Quellen konnte ich im Ortsmuseum einige
Relikte ausfindig machen, welche mit dem Schwabenkrieg in Verbindung
stehen. So zum Beispiel eine sogenannte Hakenbüchse, wie sie von den
Hallauern als Schusswaffe verwendet worden sein soll.
Ergebnisse
Die Thesen zu den Fragestellungen treffen weitgehend zu. Aus Briefen
der schwäbischen Seite geht hervor, dass Hallau von den Schwaben
angegriffen wurde, weil diese Gemeinde eidgenössisch gesinnt war
und sich Ende März 1499 eidgenössische Truppen dort aufhielten.
Das Städtchen Neunkirch, ein Nachbarort Hallaus, gehörte auch dem
schwäbisch orientierten Bischof von Konstanz, war aber der Kirchenhauptort im Klettgau, weshalb es im Interesse des Bischofs war, das
Städtchen zu verschonen und stattdessen das «aufständische» Hallau
anzugreifen.
Die Einwohner Hallaus waren Bauern, wovon viele Leibeigene der
umliegenden Klöster waren. Die Häuser im Dorf waren aus Holz gebaut,
nur die Dorfkirche und deren befestigter Hof waren aus massivem Stein
gebaut.
Der in zeitgenössischen Quellen geschilderte Ablauf des Gefechtes vom
4. April 1499 stimmt mit den Schilderungen in der Literatur überein; nur
für die oft vorhandenen heldenhaften Ausschmückungen in der Literatur
des 19. Jahrhunderts gibt es keine schriftlichen Quellen.
Dank Berichten von Augenzeugen und Chronisten über das Gefecht,
sowohl von eidgenössischer wie auch schwäbischer Seite, konnte ein
einigermassen sicherer Hergang des Gefechts rekonstruiert werden.
Diskussion
Die anfangs aufgestellten Thesen liessen sich durch die Quellen bestätigen. Diese Thesen könnten durch die detaillierte Untersuchung und
Einbeziehung der Situation in den Nachbardörfern noch breiter abgestützt
werden. Vor allem die Frage, warum gerade Hallau angegriffen wurde,
kann immer noch nicht ganz schlüssig beantwortet werden.
Schlussfolgerungen
Die Erforschung des Gefechts bei Hallau im Schwabenkrieg ist mit
dieser Arbeit keinesfalls abschliessend behandelt. Weitere Erkenntnisse
könnten vielleicht aus einer Untersuchung der Baugeschichte der Dorfkirchenfestung gewonnen werden.
Geschichte | Geografie | Gesellschaft
Berufsbildungszentrum Herisau
Stefan Sutter
Würdigung durch die Expertin
Dr. Monika Wicki
Die Fragestellung wurde mit einem multimethodischen Ansatz untersucht:
nebst zwei Befragungen mit Fragebogen wurden Interviews geführt und
Praxiserfahrungen gemacht. Die Daten wurden sorgfältig ausgewertet
und aufbereitet. Die Ergebnisse der Studie von Patricia Brülisauer deuten
darauf hin, dass ein Merkblatt für das Personal nicht ausreicht, um Personen mit Sehbehinderung angemessen zu bedienen und dass die Ausbildung von Detailhandelsfachkräften ergänzt werden sollte durch Praxiserfahrungen im Umgang mit sehbehinderten und blinden Menschen. Ein
nicht zu unterschätzender Beitrag, eine sehr gute, solide Arbeit.
Patricia Brülisauer, 1991
Haslen, AI
Prädikat: Sehr gut
Sonderpreis Academia Engelberg
Wissenschaftskonferenz
Im Auge des Betrachters: Menschen mit einer starken
Sehbehinderung / Blindheit
Diskussion
Das selber erstellte Merkblatt wurde mit jenem des Schweizerischen
Zentralvereins für das Blindenwesen verglichen. Die Punkte sind ähnlich,
doch gemäss den Selbstversuchen und eigenen Interviews erweist
sich als besonders wichtig, dass sich das Personal genug Zeit nimmt
für diese Kundengruppe und ihr gegenüber besonders ehrlich ist. Die
bisherige Ausbildung zur Detailhandelsangestellten sollte durch einen
praktischen Selbsterfahrungsteil ergänzt werden, denn diese führt näher
an die Erfahrung der sehbehinderten und blinden Kundschaft heran. Die
Fragestellung konnte nicht konkret beantwortet werden, da in Appenzell
zu wenig blinde / stark sehbehinderte Personen ihren Einkauf tätigen. Die
Hypothese wird nicht bestätigt. Die Detailhandelsbetriebe haben zwar
ein fehlendes Wissen bezüglich der Beratung, aber sie sind behindertenund blindengerecht eingerichtet.
45
Fragestellung
In der Arbeit «Im Auge des Betrachters» wird folgende Fragestellung
beantwortet: «Werden Blinde im Kanton Appenzell blindengerecht beraten?» Der Fragestellung folgt die Hypothese: «Appenzeller Detailhandelsbetriebe sind nicht blindentauglich!»
Methodik
Zuerst wird aufgezeigt wie das Auge aufgebaut ist und was alles im
Auge passiert, wenn man stark sehbehindert oder blind wird. Danach
werden die alltäglichen Barrieren, die beim Einkaufen oder auf dem
Weg zum Einkaufen vorkommen sowie die Hilfsmittel für Personen mit
Sehschädigungen aufgezeigt. Auch die gesetzlichen Grundlagen der
Schweiz in Bezug auf den Umgang mit Behinderung werden beschrieben.
Um die Fragestellung und Hypothese zu beantworten, wurden ein
Interview mit einer blinden Person und eine Befragung der Appenzeller
Detailhandelsbetriebe und der Grossverteiler durchgeführt. Ausserdem
wurde eine blinde Kundin in einem Geschäft durch die Autorin bedient.
Danach wurden in einem Selbstversuch das Einkaufserlebnis und der
Besuch in einem Restaurant einer blinden Kundin erforscht.
Ergebnisse
Durch die Befragungen, das Interview und die Selbstversuche konnte
einerseits verstanden werden, was es heisst, blind zu sein. Andererseits
zeigt die Auswertung der Fragebogen der Detailhandelsbetriebe
in Appenzell, dass sich viele der Detailhandelsbetriebe unbewusst
blindentauglich eingerichtet haben, obwohl sie nur wenig Erfahrung
mit stark sehbehinderter/ blinder Kundschaft mit sich bringen. Mit dem
Selbstversuch im Restaurant Blinde Kuh konnten Gemeinsamkeiten
und Unterschiede zwischen Verkauf und Gastronomie herausgearbeitet
werden. Im Anschluss an die Studie wurde ein Merkblatt erstellt und den
Detailhandelsbetrieben in Appenzell abgegeben.
Schlussfolgerungen
Nach Abgabe des Merkblattes in Appenzell berichten die Detailhandelsfachleute, dass sie nun sensibilisierter mit dem Thema «stark
sehbehinderte / blinde Kundschaft» im Verkauf umgehen und die Probleme bewusster wahrnehmen. Diese Sensibilisierung ist ein wichtiger
Teil im Umgang mit Sehbehinderung und Blindheit.
Geschichte | Geografie | Gesellschaft
Anna-Katharina Bucher, 1992
Rickenbach, BL
Gymnasium Liestal
Nicole Affolter
Würdigung durch die Expertin
Sara Folloni
Anna-Katharina Bucher hat ihrer Arbeit über sechs ausgewählte Karikaturen aus zwei Epochen eine klare Fragestellung vorangestellt und diese
gründlich erarbeitet und beantwortet. Der Autorin gelingt es, die Karikaturen objektiv zu beschreiben, historisch einzubetten und auf ihren
Symbolcharakter hin zu prüfen. Um die Symbolik darzulegen, greift die
Autorin geschickt auf Quellen und Sekundärliteratur zurück. Die Arbeit,
auf Englisch verfasst, ist sprachlich auf sehr hohem Niveau. Formal ist die
Arbeit auf hohem Niveau.
Prädikat: Gut
46
Comparison of German Political Caricatures
in the Late 19th and Early 20th Centuries:
Caricatures and Propaganda in Kladderadatsch
Introduction
The face of political satire has changed immensely throughout the
course of history. This paper is an analysis and deconstruction of the
symbols and themes between two sets of caricatures, one from the
Franco-Prussian War and one from World War I, to see how these
changes have occurred throughout history and the varied presentations
of conflicts resulting in defeat and those ending in victory. In order to
see how and why we perceive such presentations as propaganda, I also
comment on the differences between the thematic groups of caricatures
with religious/mystical imagery and those with political imagery. To this
end, I ask the leading question:
How did the satirical magazine Kladderadatsch use caricatures as
propaganda in the Franco-Prussian War and in the after math of World
War I?
Followed by:
- What is the historical background of these caricatures?
- Who do the figures represent? What do the symbols represent?
How are they represented?
- Are the caricatures nationalistic? Why or why not? What does this say
about international relations? Or: What does this say about German
internal affairs if only Germany or German figures are represented?
- Is this pro-government or anti-government propaganda? Why or why
not? What kind of propaganda is it?
- What key message do the caricatures attempt to convey?
Methods
As it covered the relevant period and contained a large number of
caricatures, I chose the journal Kladderadatsch, found on the University
of Heidelberg’s website. Extensive secondary literature was also essential:
In addition to primary source documents written by the caricatures’
targets that fomented the national and international feelings I was
examining, I also used recently written history textbooks and sources on
caricatures and political satire.
Results
I concluded that the two historical sets contained a number of
differences: Those from the 1870 conflict all make references to their
own history and are overly satirical and critical of the government,
though often in an ambiguous way. They also use social hierarchy to
indicate subordination (women are less important than men, etc.) and
portray extreme emotional reactions. Gestures are very important to
illustrate these emotional reactions (facial expressions less so).
The figures therein usually wear national dress.
All the caricatures anthropomorphise regions and institutions, and many
of them depict a fragmented Germany.
Those from 1919 contain very obvious good vs. evil plots, involving a
purely innocent figure and a purely demonic one. These figures wear
contemporary clothing, making them seem much closer and less
abstract and focus more on facial expressions and postures than wild
gestures.
The caricatures I have classified as having political imagery portray the
defeated as pitiable and the victors as glorious, whereas the ones with
religious imagery depict the defeated as innocent and helpless and the
victors as supernaturally evil.
Discussion
The limitation of six caricatures means that this is by no means a
comprehensive study of propaganda. Nevertheless, there are definitive
unifying factors and themes in each of the subgroups, making this a
worthwhile and, I believe, a successful study. The leading questions
I chose were relevant in examining all of the caricatures to analyse
others in a similar way. I believe examining a third interim set would
have made the gradual historical shift more conclusive; however, there
was no conflict to examine between the two sets. As I was specifically
examining war-time and post-war visual propaganda, any deviation
from this would have made it less scientific and changed the shift of
the paper.
Conclusion
Although the messages from the different eras and different thematic
groups evoke varied emotions, they are nonetheless often subliminal
and capable of influencing thoughts and, through these, actions. By
studying these caricatures, I have learned to study other caricatures in
more detail and to be aware of less blatant imagery that could contribute
to shaping my feelings on specific issues. I feel this is very important and
hope others can learn from this as I have.
Histoire | Géographie | Société
Lycée Denis de Rougement
Christophe Dubied
Appréciation de l'expert
Martin Berger
L’auteur remonte à la reconnaissance de la Confédération en Droit international, d’après quel processus de négociation mené par quelles personnalités elle se réalisa. Il réussit à faire une synthèse sur ce conflit européen et y intègre l’implication des Confédérés avec clarté. Raphaël Geiser
maîtrise le maniement des sources. Son regard précis lui permet d’y
dénicher des illustrations pertinentes représentant symboliquement situation de départ et résultat. L’enquête stimulante (hors «mainstream»)
ouvre des perspectives de recherches ultérieures sur la sécurité collective
dans le monde actuel.
Raphaël Geiser, 1992
Cressier, NE
Mention: Excellent
Prix spécial DFAE
Aperçu des relations internationales et du service diplomatique
L'indépendance de la Confédération helvétique
par les traités de Westphalie de 1648
Représentant tout d’abord «seulement» Bâle, puis tous les cantons
helvétiques, J. R. Wettstein s’engagea dans des négociations afin de
régler ces problèmes régionaux. C’est après de longues négociations
que Wettstein obtint l’indépendance juridique et la reconnaissance
internationale de tous les cantons helvétiques.
47
Problématique
La problématique de ce travail est double. En effet, elle traite à la
fois de l’aspect international et de l’aspect helvétique. Ainsi, dans un
premier temps, elle vise à comprendre les enjeux de cette paix au niveau
international, puis, dans un second, les enjeux plus spécifiques à la
Suisse, ce qui constitue les 2 principaux objectifs de ce travail.
Méthodes
La méthodologie de ce travail est similaire à celle de nombreux travaux
scientifiques. Elle comprend d’abord des lectures diverses sur le sujet
en question. Une fois ce sujet précisé et une problématique établie,
des lectures plus approfondies d’ouvrages traitant de ce domaine
accompagnées d’une prise de notes ont été effectuées. Un plan a ensuite été rédigé avec les principaux points que je souhaitais étudier.
L'étape suivante a été la rédaction du travail à proprement parler, à partir
des notes prises, et la synthèse des différentes données. La dernière
étape a consisté en en une relecture ainsi qu’en une auto-remédiation
de mon travail.
Résultats
La paix de Westphalie de 1648 met un terme à un conflit d’une ampleur
rarissime, qui a ravagé l’Europe pendant trois décennies et dépeuplé de
nombreuses régions du vieux continent. Ce conflit est à la fois religieux
et politique, d’où la difficulté de fonder une paix durable. Néanmoins,
les diplomates de Münster et d’Osnabrück réussirent cet exploit.
C’est ainsi que naquit un nouveau système de relations internationales:
le système d’équilibre. Ce système régira les relations internationales
pendant des siècles et introduira des principes encore en vigueur
aujourd’hui. L’un de ceux-ci, la souveraineté des Etats, est particulièrement intéressant. En effet, il suscite actuellement le débat dans
de nombreux pays. La question consiste à savoir si ce système peut être
abandonné au profit d’un système de sécurité collective régi par un
organe supranational (ONU, UE)? Depuis la fin de la guerre froide, ce
débat divise la classe politique dans de multiples Etats.
Ce principe de souveraineté a été étendu à la Confédération et c’est
ce second aspect qui va nous intéresser. Avant les traités de paix de
Westphalie, la Confédération avait obtenu son indépendance vis-à-vis
du Saint-Empire romain germanique au prix de nombreuses batailles.
Toutefois, officiellement, cette indépendance n’était pas effective.
C’est dans le contexte de négociations de paix que Bâle souhaite régler
ses problèmes régionaux avec le Saint-Empire romain germanique.
Discussion
Les résultats trouvés sont fort satisfaisants, des améliorations et des
approfondissements pourraient cependant être effectués. En effet, sur
le plan méthodologique, la prise de notes était beaucoup trop vaste
et importante. Elle aurait dû être plus précise afin de gagner un temps
considérable et d’approfondir d’autres aspects.
La seconde amélioration concerne la recherche de sources. Celle-ci a
principalement été basée sur des ouvrages d’historiens. Or, il aurait été
possible de se concentrer davantage sur des sources dites «primaires».
Les articles de paix, les documents officiels de l’époque, les pièces de
monnaies, etc. auraient pu constituer de très bonnes sources primaires.
Conclusions
Ce travail a répondu aux principaux points de la problématique.
Toutefois, d’autres approches ou approfondissements auraient été
possibles, notamment au niveau international.
D’abord en étudiant d’autres aspects des traités, par exemple leur
application dans les relations internationales de l’époque, ou bien
encore en comparant plus amplement ce système à celui de sécurité
collective, sur la base de l’actualité. Ces pistes ne sont que quelques
exemples parmi une multitude voies possibles pour approfondir ce
vaste sujet.
Geschichte | Geografie | Gesellschaft
Liliane Hodel, 1992 Sinja Müller, 1992
Hilfikon, AG
Dintikon, AG
Häusliche Gewalt gegen Männer
Fragestellung
Häusliche Gewalt von Frauen gegen Männer war in der Schweiz
bis vor wenigen Jahren eine kaum diskutierte Thematik. Nach dem
Erscheinen erster Zeitungsartikel, in welchen das Schicksal betroffener
Männer beschrieben wurde, stellten wir uns die Leitfrage «Wieso wird
Frauengewalt im häuslichen Bereich kaum diskutiert und was wäre nötig,
damit sich diese Situation verbessert?». Um diese Frage beantworten zu
können, stellten wir uns unterstützende Fragen:
- Wie und warum werden die Männer von ihren Frauen genötigt?
- Wie wirkt sich diese Gewalt auf ihr Leben aus?
- Wie häufig kommt häusliche Gewalt von Frauen gegen Männer
in der Schweiz vor?
- Gibt es Organisationen und Gesetze, welche die Männer unterstützen?
Methodik
Zum einen, erarbeiteten wir uns durch die Lektüre von Zeitungsartikeln,
Internetrecherche und Informationen des Bundesamtes für Statistik einen
theoretischen Hintergrund. Zum andern, befragten wir einen betroffenen
Mann sowie Herrn Sachs, Leiter der Klinik Königsfelden. Per E-Mail interviewten wir Vertreter der Kantonspolizei Aargau, des Bezirksgerichtes
Bremgarten, der Anlaufstelle für häusliche Gewalt des Kantons Aargau,
des Männerhauses Zwüschehalt sowie einen Rettungssanitäter und
führten schliesslich mittels Fragebogen eine Umfrage in der Bevölkerung
durch, um die Wahrnehmung der Thematik zu analysieren.
Ergebnisse
Bei der Auswertung der Interviews und Statistiken haben wir festgestellt,
dass in der Schweiz viel mehr Männer unter häuslicher Gewalt leiden, als
angenommen wird. Verankerte Rollenbilder erschweren es, eine Frau als
Täterin bzw. einen Mann als Opfer zu sehen. In vielen Fällen häuslicher
Gewalt entwickelt sich eine Gewaltspirale, in welcher sich physische und
psychische Gewalt vermischen und Opfer zu Tätern werden können.
Sowohl die Opfer als auch die Gewaltausübenden finden allein kaum
mehr aus dem unheilvollen Kreislauf von Gewalt, Versöhnung und
Kantonsschule Wohlen
Charlotte Sauer
Würdigung durch den Experten
Stephan Binkert
Häusliche Gewalt von Frauen gegenüber Männern ist ein brisantes Thema, das aufgrund traditioneller Rollenbilder und Klischees tabuisiert
wird. Die beiden Verfasserinnen setzen sich zum einen mit gesellschaftlichem Hintergrund, Literatur und Statistiken auseinander. Zum anderen
verschaffen sie sich in engagierter Art durch Interviews mit einem
Direktbetroffenen, mit Vertretern von Institutionen und einer Umfrage
ein aktuelles Bild. Fazit: Es besteht Handlungsbedarf im Sinne einer Enttabuisierung des Themas, die sich in politischer und gesellschaftlicher
Unterstützung Betroffener zeigen muss. Die Arbeit darf als sehr gut
bewertet werden.
Prädikat: Sehr gut
Sonderpreis Academia Engelberg
Wissenschaftskonferenz
erneuter Gewalt hinaus. In 50% der Fälle häuslicher Gewalt liegt ein
Migrationshintergrund der Frauen vor, verbunden mit direkterem Bezug
zu körperlicher Gewalt und eigenen, traumatischen Gewalterfahrungen.
Psychische Krankheiten, andauernde Entwertung und ein sozial
schwacher Hintergrund sind weitere Ursachen für häusliche Gewalt
seitens der Frau. Aus rechtlicher Sicht sind Männer nicht benachteiligt.
Die Ungleichheit besteht mehr in der Auslegung der Gesetze. Seit
den 90er-Jahren werden immer mehr Institutionen gegründet, um die
Situation der Männer zu verbessern.
Diskussion
Wir denken, dass die Methode, möglichst viele Interviews zu führen, eine
gute Wahl war, da noch kaum Literatur existiert, welche die Situation in
der Schweiz behandelt. Wir gingen davon aus, dass der Begriff «häusliche
Gewalt» vor allem im Zusammenhang mit körperlicher Gewalt steht.
Auch psychische Gewalt ist eine häufige Gewaltform und genauso
gravierend. Unsere Fragestellung konnten wir mit den verschiedenen
Erkenntnissen, die wir aus Literatur und unseren Interviews erworben
haben, gut beantworten. Was uns grosse Mühe bereitete, waren die
Statistiken. Diese sind aufgrund schlechter Vernetzung der verschiedenen
Institutionen und mangelhafter Angaben über den Zeitraum mit Vorsicht
zu geniessen.
Schlussfolgerungen
Diese Arbeit hat uns bewusst gemacht, dass häusliche Gewalt von Frauen
gegen Männer tatsächlich existiert. Obwohl wir feststellten, dass es in
der ganzen Schweiz Fälle gibt, gelang es uns aufgrund der unpräzisen
Statistiken leider nicht, eine klare Aussage zum Ausmass des Problems
zu machen. Alte Rollenbilder müssen unbedingt hinterfragt und das
Verständnis von Gewalt erweitert werden. Schliesslich müssen betroffene
Männer durch niedrigschwellige Angebote von entsprechenden
Institutionen ermutigt und unterstützt werden sowie ihre Angst und
Scham überwinden, um über ihre Opfer-Situation zu sprechen und sie
zu verändern. Leider hat die Medienpräsenz dieser Thematik, welche im
Jahr 2011 extrem hoch war, wieder stark abgenommen, unter anderem,
weil auch die Diskussion um die Sorgerechtsreform von Simonetta
Sommaruga verebbt ist.
48
Geschichte | Geografie | Gesellschaft
Fabienne Roos,1991
Gonten, AI
Berufsbildungszentrum Herisau
Michael Kunz
Würdigung durch den Experten
Dr. Fritz Franz Vogel
Kulinarische Produkte kennen wir von jedem Ort. Dass das Appenzell
reich ist an tradierten Kulturen und würzigen Speisen, zeigt sich beim
Käse, Alpenbitter oder Biberli: Jedenfalls wird ein Geheimnis darum
gemacht, welche heimischen Zutaten die speziellen Aromen erzeugen.
Die beiden Berufsschülerinnen haben untersucht und gut belegt, wie
die Marke «Appenzeller» zum finanziellen Erfolg entwickelt werden
kann. Womöglich ist es gerade das Getue um das Geheimnis, das
werbestrategisch die Vermarktung fördert und das Wasser im Munde
zusammenlaufen lässt…
Rominga Inauen, 1992
Appenzell, AI
Prädikat: Gut
49
Typisch Appenzell – Appenzeller Unternehmen
und ihre erfolgreichen Produkte
Fragestellung
Unsere Projektarbeit untersucht das Phänomen Appenzell anhand
von zwei erfolgreichen Firmen und ihren international vermarkteten
Produkten. Im Vordergrund stehen Aspekte wie der Produktcharakter
und die Werbestrategien. Damit verbunden sind Fragen nach der
kulturellen Identität, der ländlichen Tradition und dem Image einer Firma,
um auch im Ausland Erfolg zu haben. Eine Schlüsselfrage lautet, ob
in Appenzell auch wirklich Appenzell drin steckt.
Methodik
Der grössere Teil der Projektarbeit baut auf Interviews und Umfragen
bei den Verantwortlichen der beiden Firmen auf. Durch den Vergleich
von Aussagen und Resultaten konnten interessante Schlüsse gezogen
werden, was die Marke «Appenzell» ausmacht und warum sie Erfolg hat.
Ergebnisse
Die beiden Firmen bedienen sich einer Kombination von Marketinginstrumenten, nämlich den 4 Ps (product, promotion, place, price).
Product: Beim Appenzeller Käse und dem Alpenbitter spielen der
Markenname, das Design und die Qualität eine wichtige Rolle. Beide
Namen geniessen durch ihre Qualität und der geheimen Rezeptur einen
sehr hohen Bekanntheitsgrad.
Promotion: Beide Firmen setzen auf die Werte Brauchtum, Tradition
und Heimat und wollen eine tiefe Verwurzelung in der Region
schaffen. Sie haben ein streng gehütetes und geheimes Rezept, das als
Dauerbrenner in der Werbung immer wieder auftritt. Zusätzlich sind
sie auf diversen Fachmessen anzutreffen, um die Bekanntheit zu erhöhen und Präsenz zu markieren. Oftmals ist auch eine Zusammenarbeit
mit dem Appenzellerland Tourismus zu beobachten. Dazu gehört auch die
Möglichkeit, die Produktionsstätten der Firmen als Erlebnis zu besuchen.
Place: Für die Betriebe ist ein stetiges Wachstum wichtig, indem man sich
von der Konkurrenz abhebt und an möglichst vielen Orten präsent ist.
Klare Unterschiede zwischen dem Appenzeller Käse und dem Alpenbitter
lassen sich in deren Absatzgebiet aufzeigen; während sich der Käse im
ausländischen Markt bereits gut etabliert hat, wird der Alpenbitter als
einheimisches Produkt wahrgenommen und ist im Ausland einer grossen
Konkurrenz ausgesetzt.
Price: Der etwas teurere Preis wird mit hochwertiger Qualität und
besserer Leistung begründet. Von Belang ist, dass die Kunden mit dem
Preis/Leistungs-Verhältnis zufrieden sind.
Einfluss externer Faktoren: Der Erfolg hängt von weiteren Faktoren
ab, die sich nicht beeinflussen lassen. Beim Faktor Wirtschaft spielt
die topografische Verankerung der Firmen eine grosse Rolle sowie
die Überschaubarkeit und das Steuerklima. Im Bereich Gesellschaft ist
es grundlegend, dass überhaupt eine Marktlücke besteht, um daran
anzuknüpfen. Der Aspekt Kultur fokussiert auf die Tatsache, dass in
Appenzell viele Traditionen immer noch gelebt werden, womit ein
Einklang zwischen Kunde und Produkt erzeugt werden kann.
Diskussion und Schlussfolgerungen
Die Firmen Appenzeller Alpenbitter AG und die Sortenorganisation
Appenzeller Käse GmbH haben einen optimalen Mix an Marketinginstrumenten gefunden. Wir schliessen aus der Forschung, dass die
Marketingstrategie beim Publikum sehr gut ankommt. Es ist deshalb
wichtig, eine Marke wie «Appenzell» zu schützen und vor fremder und
unlauterer Verwendung zu bewahren.
Geschichte | Geografie | Gesellschaft
Iliana Mebert, 1993
Zürich, ZH
Psychische Auswirkungen von Seltenen Krankheiten
Fragestellung
500'000 Personen in der Schweiz leiden an einer Seltenen Krankheit.
Ich selbst leide an Takayasu-Arteriitis – dies ist auch der Grund, wie
ich zum Thema meiner Arbeit gekommen bin. Eine Krankheit gilt als
selten, sofern die Prävalenz bei weniger als 1:2’000 liegt. Das gilt für
etwa 7‘000 bekannte Seltene Krankheiten weltweit. Momentan sind
nur sehr wenige Menschen wirklich mit den vielfältigen Problemen
vertraut, die mit Seltenen Krankheiten verbunden sind. Die fehlenden
Informationen und die allgemein ungenügende Ausbildung der Ärzte
und Psychologen können verheerend für die betroffenen Patienten
sein. Weitere Problematiken sind die Finanzierung und Produktion
von «Orphan Drugs» sowie der soziale Ausschluss von Menschen mit
Seltenen Krankheiten und die damit einhergehende Einsamkeit und
Hilflosigkeit. Das Ziel dieser Arbeit war es, das psychische Wohlbefinden
von Erkrankten vor und nach der Diagnose zu erfassen und gemeinsame
Muster und Auswirkungen darzustellen. Die Leitfrage lautete demnach:
«Sind die psychologischen Konsequenzen von direkt und indirekt
betroffenen Menschen (d.h. Patienten und ihre Familien) positiv, negativ
oder beides?».
Methodik
Um herauszufinden, welches die generellen psychischen Konsequenzen
von Seltenen Krankheit sind, wurden sechs Hypothesen aufgestellt.
Um diese zu überprüfen, wurden insgesamt 19 Betroffene und vier
Experten in diesem Gebiet interviewt. Unter anderem wurden Fragen
zum psychischen Zustand vor und nach der Diagnose gestellt. Basierend
auf diesen Interviews wird in der Arbeit jeder Einzelfall dargestellt. Zum
Schluss wurde eine Umfrage mit 250 Teilnehmern ausgewertet, von
denen 29 direkt von einer Seltenen Krankheit betroffen sind.
Ergebnisse
Eine psychische Veränderung konnte bei allen interviewten Personen
festgestellt werden. Durch die Interviews konnten 4 von 6 Hypothesen
weitgehend bestätigt werden: Betroffene schätzen sowohl das Leben als
auch die Gesundheit mehr als vor der Diagnose, leben bewusster und
sehen das Leben realistischer. Diese Hypothesen lieferten den Grundstein
für die Auslegung möglicher Erklärungen der psychischen Konsequenzen
und für das Aufzeigen der spezifischen Probleme. Die Umfrage zeigte
zudem auf, dass der Begriff «Seltene Krankheiten» in der Bevölkerung
weitgehend unbekannt ist. Es hat sich aber auch gezeigt, dass Interesse
vorhanden ist, mehr darüber zu erfahren.
Kantonsschule Zug
Yolanda Bysäth
Würdigung durch den Experten
Dr. Stefan Ryf
Iliana Mebert befasst sich in ihrer Arbeit mit einem Thema, das bis jetzt
noch kaum je ganzheitlich aufbereitet wurde, und beleuchtet es aus
verschiedenen Blickwinkeln. Über Interviews mit Betroffenen von Seltenen Krankheiten stellt sie eine Vielzahl von Einzelschicksalen lebendig
dar und arbeitet die übergreifenden Erkenntnisse systematisch auf.
Durch Interviews mit Experten, dem Besuch von Selbsthilfegruppen und
einer Umfrage zum Thema vermittelt sie mit viel Engagement ein Bild
von der aktuellen Situation bezüglich Seltener Krankheiten.
Prädikat: Hervorragend
Sonderpreis Schweizer Jugend forscht
Brazilian International Science Fair (Mostratec)
Diskussion
Die psychischen Effekte von Seltenen Krankheiten sind sehr vielfältig,
denn die betroffenen Menschen sind genauso unterschiedlich wie die
jeweiligen Krankheiten. Trotzdem war es mir möglich, die wichtigen
Punkte, welche man bei Menschen mit Seltenen Krankheiten berücksichtigen muss (wie zum Beispiel Wechsel in persönlichen Werten,
Lebensstil oder Lebensqualität) herauszufiltern. Die Quintessenz meiner
Arbeit ist, dass die psychologischen Folgen einer Seltenen Krankheit nicht
nur negativ, sondern sogar positiv sein können.
Schlussfolgerungen
Die bestehende Literatur zu Seltenen Krankheiten ist lückenhaft und
bezieht sich meist auf spezifische Krankheiten. Meine Arbeit ist insofern
einzigartig, da sie Seltene Krankheiten im Allgemeinen abdeckt – mit
dem Ziel, den Unterschied zu häufigen Krankheiten herauszustreichen
und die spezifischen Probleme aufzuzeigen. Ihr Schwerpunkt liegt auf
den Interviews – ein Stück Lebensgeschichte von 19 Menschen mit einer
Seltenen Krankheit. Durch die umfassende Darstellung soll diese Arbeit
für Betroffene eine Starthilfe sein, aber auch in der gesunden Bevölkerung
die Problematik der Seltenen Krankheiten bekannter machen und die
Solidarität fördern.
50
Geschichte | Geografie | Gesellschaft
Kollegium St. Fidelis
Franziska Hervet-Furgler
Würdigung durch den Experten
Dr. Michael Hermann
Aufgrund eines Bundesgerichtsentscheids muss der Kanton Nidwalden
sein Wahlverfahren für das kantonale Parlament anpassen. Die Forschungsarbeit liefert hierzu wertvolle Entscheidungsgrundlagen. Auf Basis früherer Wahlergebnisse hat Reto Murer den Einfluss von Wahlkreisen
und Zuteilungsverfahren auf die Sitzverteilung quantifiziert. Seine Modellrechnungen erlauben eine objektive Beurteilung der Abbildungsgenauigkeit möglicher neuer Verfahren. Die sorgfältig ausgeführte Arbeit
hat einen direkten Praxisbezug und ist hochaktuell.
Reto Murer, 1993
Beckenried, NW
Prädikat: Gut
Änderung des Landratswahlverfahrens im Kanton
Nidwalden – Damit jede Stimme gleich viel zählt
der Wähler am exaktesten widerspiegeln. Der Einheitswahlkreis mit dem
Rundungsverfahren nach Hagenbach-Bischoff ergab eine Abweichung
von 0.5 Sitzen. Die Wahlkreisverbände mit Standardrundung und mit
dem Rundungsverfahren nach Hagenbach-Bischoff waren mit den
Differenzen von 0.34 und 0.84 Sitzen vom Idealwert ebenfalls nicht
so exakt wie der doppelte Pukelsheim und der Einheitswahlkreis mit
Standardrundung.
Das System Doppelter Pukelsheim und der Einheitswahlkreis mit Standardrundung wären für die Wahlen im Kanton Nidwalden geeignet.
Bei der Bildung eines Einheitswahlkreises müsste jedoch die Kantonsverfassung angepasst werden.
51
Fragestellung
Das Bundesgericht erklärte das im Kanton Nidwalden für die Wahl des
Landrates angewandte Proporzwahlverfahren mit seinem Entscheid vom
7. Juli 2010 für rechtswidrig. Demzufolge muss der Kanton Nidwalden
für die Wahlen 2014 ein neues Wahlverfahren einführen. Das zentrale
Ziel der Maturaarbeit war ein mathematisch möglichst genaues alternatives Wahlverfahren für das aktuelle Proporzwahlsystem zu finden. Dieses
Ziel wurde anhand folgender Leitfragen umgesetzt:
- Welche Rahmenbedingungen muss ein Wahlsystem erfüllen,
damit es für kantonale Landratswahlen eingesetzt werden darf?
- Welche der infrage kommenden Wahlsysteme repräsentiert
den Willen der Wähler mathematisch am exaktesten?
- Ist das mathematisch exakteste Wahlsystem geeignet für die
Landratswahlen im Kanton Nidwalden?
Methodik
In einem ersten Schritt wurden die verfassungsrechtlichen Anforderungen
an Wahlsysteme untersucht und aufgezeigt. In einem weiteren Schritt
wurden die drei Wahlsysteme Einheitswahlkreis, Wahlkreisverbände
und der Doppelte Pukelsheim auf ihre Verfassungskonformität geprüft
und für die weitere Analyse ausgewählt. Der Einheitswahlkreis und die
Wahlkreisverbände wurden einerseits mit dem Standardrundungsverfahren
und anderseits mit dem Verfahren nach Hagenbach-Bischoff geprüft.
In einem dritten Schritt wurden die dann drei primär ausgewählten
Wahlsysteme auf ihre mathematische Genauigkeit geprüft und ihre
unterschiedlichen Auswirkungen auf Wahlergebnisse anhand der
Landratswahlen im Kanton Nidwalden von 2002, 2006 und 2010
aufgezeigt. Abschliessend wird die Eignung der abbildungsgenausten
Systeme für die Landratswahlen im Kanton Nidwalden bewertet.
Ergebnisse
Die mathematisch zu prüfenden Wahlverfahren müssen verfassungskonform sein und der bisherigen Bundesgerichtsrechtsprechung folgen,
um für die kantonalen Landratsverfahren zulässig zu sein. Somit kommen
der Doppelte Pukelsheim, Wahlkreisverbände und der Einheitswahlkreis als
neues Wahlverfahren für Nidwalden in Frage.
Die mathematische Analyse hat ergeben, dass der Doppelte Pukelsheim
und der Einheitswahlkreis mit Standardrundung, mit einer durchschnittlichen Sitzabweichung von 0.26 Sitzen vom Idealwert, den Willen
Diskussion
Das zentrale Ziel meiner Arbeit, ein mathematisch möglichst genaues
alternatives Wahlverfahren für das aktuelle Proporzwahlsystem zu finden,
habe ich erreicht. Aus den erhaltenen Werten der abbildungsgenausten
Systeme liess sich schliessen, dass mit diesen Wahlverfahren eine bis auf
die Rundungsabweichungen perfekte Proportionalität erzielt werden kann.
Die Methode zur Untersuchung der Abweichung stellte sich als geeignet
heraus. Jedoch hätten die erhaltenen Resultate besser interpretiert werden
können. Es gibt grundsätzlich zwei Faktoren, welche die Genauigkeit
des Wahlsystems beeinflussen – die Wahlkreiseinteilung und die Art des
Rundungsverfahrens. Anstatt diese Faktoren jeweils einzeln zu analysieren,
habe ich die Ursachen für die Abweichungen zu spezifisch am jeweiligen
geprüften Wahlsystem gesucht.
Schlussfolgerungen
Aus meiner Arbeit lässt sich schliessen, dass bei der Wahl eines neuen
Systems ein objektiv korrektes und möglichst abbildungsgenaues
Wahlsystem grundsätzlich vorzuziehen ist. Kurzfristige opportunistische
parteipolitische Überlegungen sollten bei der Meinungsbildung für die
Auswahl des neuen Systems keine Rolle spielen. Mit der Berechnung der
Abbildungsgenauigkeit der einzelnen zur Auswahl stehenden Systeme
konnte der Grundsatz der Objektivität gut vermittelt werden.
Geschichte | Geografie | Gesellschaft
Jonathan Noack, 1993
Bubendorf, BL
Gymnasium Liestal
Peter Abegglen
Würdigung durch den Experten
Dr. Matthias Künzler
Jonathan Noack befasst sich mit der pädagogisch relevanten Frage, welche
Potenziale das iPad am Gymnasium bietet. Die gelungene Umsetzung
erfolgt durch Eignungstests verschiedener «Apps» im Selbstexperiment,
eine Dokumentenanalyse und Befragungen von Lehrpersonen. Die Resultate sind von bildungspolitischer Bedeutung: Tatsächlich lässt sich das
iPad im Unterricht und beim individuellen Lernprozess der SchülerInnen
gewinnbringend einsetzen. Dies führt jedoch nicht zu einer Rationalisierung des Unterrichts. Vielmehr ist der Tablet-Einsatz äusserst voraussetzungsreich, indem bestehendes Unterrichtsmaterial neu aufbereitet
und zusätzliches Material bereitgestellt werden muss.
Prädikat: Sehr gut
52
Der papierlose Schüler, Realität oder Illusion?
Fragestellung
Smartphones, Laptops und nicht zuletzt Tablets wie das iPad halten
zunehmend Einzug in unser privates Leben. Doch wie sieht es mit dem
Bildungsbereich aus? Das iPad bietet sich geradezu an, um in der Schule
eingesetzt zu werden. Daraus leitet sich folgende Fragestellung ab:
Wo liegen die Potentiale und Grenzen beim Einsatz des iPads im
Gymnasium?
Um das Thema noch näher einzugrenzen, habe ich folgende Forschungsfragen formuliert:
- Welche Möglichkeiten bietet das iPad zur Sammlung und Organisation
von Informationen in verschiedenen Fächern am Gymnasium; welche
Faktoren hemmen einen solchen Einsatz?
- Welche Möglichkeiten bietet das iPad beim Lernen in den Fächern
Geografie, Geschichte und Deutsch im Unterricht?
- Welche Möglichkeiten bietet das iPad beim Zeitmanagement?
Methodik
Eine Dokumentenanalyse legte die Grundlage zur Erarbeitung der Kapitel
über Informations- und Wissensmanagement. Den grössten Teil meiner
Arbeit stellten jedoch die Fallstudien im Selbstexperiment in verschiedenen
Fächern dar. Darin untersuchte ich die Möglichkeiten des iPads in den
Fächern Geografie, Geschichte und Deutsch. Ich testete diverse Apps,
um möglichst diejenigen zu finden, die am besten für ein Fach oder eine
Lernmethode geeignet sind. Zusätzlich probierte ich mehrere Arten der
Informationsverwaltung aus und dokumentierte diese. Schliesslich führte
ich noch eine halbstandardisierte Befragung mit zwei Lehrpersonen
durch, um zusätzliche Inputs aus ihrer Perspektive zu erhalten.
Ergebnisse
Bei meinem Selbstversuch zeigte sich, dass der Einsatz des iPads nur
sinnvoll ist, wenn ein Zugang zum Internet besteht – die grosse Stärke
des iPads besteht darin, schnell und einfach darauf zuzugreifen und viele
Apps funktionieren erst mit dem Internet-Zugriff richtig. Werden die
Unterrichtsmaterialien digital zur Verfügung gestellt, ist dies ein enormer
Vorteil, da diese digital bearbeitet und abgelegt werden können. Im Fach
Geografie eignet sich das iPad zusätzlich, da dort oft mit Karten und
Visualisierungen gearbeitet wird. Durch Zugriff auf diverse eBookstores
(Amazon-Kindle, iBookstore…) können auf dem iPad sehr viele Bücher
als eBook gelesen und verarbeitet werden, was insbesondere für das
Fach Deutsch von Nutzen ist. Bei der Verwaltung und Organisation von
Informationen bietet das iPad ganz klar Vorteile gegenüber dem Papier,
da die Informationen mithilfe der richtigen Apps geordnet, durchsucht
und mit einem Cloud-Dienst synchronisiert werden können.
Diskussion
Trotz des grossen Aufwandes lässt sich nicht sagen, ob sich das iPad
generell für den Einsatz im Schulunterricht eignet oder nicht. Es
kommt sehr stark auf das Einsatzgebiet, die Voraussetzungen sowie die
Einbindung in den Unterricht an.
Meine Arbeit ist natürlich eine Momentaufnahme. Nur wenige Monate
nach Abschluss meiner Arbeit sind einige der beschriebenen Mängel in
verschiedenen Apps beseitigt worden. Neue, teilweise bessere Apps sind
auf dem Markt, aber trotzdem denke ich, dass meine Arbeit aufzeigt, wo
der Einsatz des iPads dem Schüler beim Lernen hilft und wo es eher ein
lustiges Spielzeug ist.
Schlussfolgerungen
Meine Arbeit zeigt das Potential des iPads im Gymnasium in gewissen
Bereichen auf. In Fächern wie Geografie, in denen viel mit Quellen im
Internet, Karten und Visualisierungen gearbeitet wird, hat das iPad
sehr viel Potential. Ohne Internetzugang, wie ich es im Fach Geschichte
ausprobiert habe, ist das iPad nicht viel mehr als ein cleveres Notizbuch
und bietet einen geringen Mehrwert. Falls das iPad in ganzen Klassen
eingesetzt wird, ist jedoch entscheidend, wie die betreffende Lehrperson
das iPad einsetzt und sich selbst mit den neuen Möglichkeiten
auseinandersetzt. Die Finanzierung der iPads sowie die Kosten für den
Internet Zugang, die Regeln für den Gebrauch des iPads und die Frage
nach der Verantwortlichkeit für den Betrieb müssen geklärt werden. Erst
durch klare, durchdachte und auf das iPad abgestützte Arbeitsaufträge
macht ein derartiger Einsatz Sinn. Gleichzeitig wird so unter anderem die
Medienkompetenz der Schüler trainiert und verbessert.
Geschichte | Geografie | Gesellschaft
Alte Kantonsschule Aarau
Alexander Büchi
Würdigung durch die Expertin
Christine Stuber
Die Autorin hat sich mit einer präzisen Fragestellung an ein umfangreiches Quellenkorpus gewagt, sich klug auf einen Teil davon beschränkt
und diesen kritisch ausgewertet. Sie hat es geschafft, die Ergebnisse
spannend und gut formuliert zu vermitteln. Der aktuelle Forschungsstand ist in ihre Darlegungen eingeflossen. Die Hauptqualität der Arbeit
liegt aber in der Beschäftigung mit bisher unerforschtem Quellenmaterial und der Darstellung eines wenig bekannten Aspekts der Geschichte
des 1. Weltkriegs. Sara Rohr hat mit ihrer Arbeit die Kriterien einer
fundierten, spannenden, historischen Mikrostudie erfüllt.
Sara Rohr, 1993
Hunzenschwil, AG
Prädikat: Sehr gut
Matilde Lejeune Jehle – Erlebnisse einer RotkreuzKrankenschwester während des 1. Weltkriegs.
Ergebnisse
Matilde Lejeune-Jehle meldete sich aus moralischen Gründen freiwillig
beim Deutschen Roten Kreuz. Obwohl die Schweiz nicht direkt von
den Kriegshandlungen betroffen war, wollte sie vom Krieg Betroffenen
persönlich helfen und ihren Beitrag leisten, das in Europa herrschende
Leid zu lindern.
Die Reaktionen ihres Umfelds waren zur Überraschung von Matilde
Lejeune-Jehle negativ. Ihre Freunde und Bekannten waren alle der
Meinung, dass dieses Unterfangen viel zu gefährlich sei. Einzig ihr
Ehemann unterstützte sie, obwohl auch er nicht ganz von dieser Idee
überzeugt war. In der Zeit von Januar bis Mai 1915 war Matilde LejeuneJehle an zwei Orten stationiert: In Wien, von wo aus sie einem Lazarett
zugeteilt wurde, und in Leipnik. Sie arbeitete dort in der Deutschen
Realschule als Helferin auf der Kranken- und Verwundetenstation.
Schon bald jedoch wurde sie in die Barackensiedlung, ebenfalls in
Leipnik, versetzt, wo sie die Leitung eines Saales mit Typhuskranken
übernahm. Ihre Zeit dort war geprägt vom häufigen Warten auf
Verwundetentransporte. Mit den anderen Schwestern verstand sie sich
nicht gut, einzig mit Schwester Aline, einer Österreicherin, konnte sie
eine Freundschaft aufbauen. Ihrer Meinung nach beruhte das Problem
hauptsächlich auf dem unterschiedlichen Alter, früheren Berufen und der
Lebenserfahrung.
Je länger Matilde Lejeune-Jehle jedoch im Lazarett arbeitete, desto
schlechter ging es ihr seelisch. Gegen Ende dieser Zeit schien sie
sogar depressiv zu werden. Der einzige Weg für sie, mit dem Erlebten
umzugehen, war Geschäftigkeit, denn dadurch hatte sie keine Zeit um
nachzudenken.
53
Fragestellung
In meiner Arbeit beschäftige ich mich mit Matilde Lejeune-Jehle, die als
Schweizerin während des 1. Weltkriegs für das Deutsche Rote Kreuz
in einem Kriegslazarett gearbeitet hat. Aus dieser Zeit stammt eine
Briefkorrespondenz, die sie mit ihrem Mann, Erwin Lejeune, geführt
hat. Zeitlich beginnen die Briefe, die übrigens ausschliesslich von ihr
stammen – von ihrem Mann sind keine Briefe erhalten –, kurz vor ihrer
Ausreise aus der Schweiz. Danach wurden sie während ihres Aufenthalts
im Kriegslazarett in Leipnik, Mähren (heutiges Tschechien), verfasst. Für
meine Arbeit habe ich vier Fragestellungen entwickelt, auf die hin ich die
Briefe untersucht habe:
- Welches Motiv hatte Matilde Lejeune-Jehle, um in einem
Kriegslazarett zu arbeiten?
- Wie reagierten ihr Umfeld und vor allem ihr Mann auf ihre Entscheidung?
- Wie sah der Alltag von Matilde Lejeune-Jehle aus, resp.
was beinhaltete ihre Arbeit?
- Wie verarbeitete Matilde Lejeune-Jehle ihre Erlebnisse?
Methodik
Ich beschäftigte mich mit dem Nachlass von Matilde Lejeune-Jehle, der
sich im Gosteli Archiv in Bern befindet. Er enthält ein Briefkorpus von 64
Briefen. In meiner Arbeit beschränkte ich mich auf das Jahr 1914 und
die Monate Januar bis Mai des Jahres 1915. Beim Quellenstudium der
aus dieser Zeit stammenden 41 Briefe bin ich so vorgegangen, dass ich
die Briefe auf Textstellen, die Informationen zu meinen Fragestellungen
enthalten, untersucht habe. Die entsprechenden Textstellen habe ich
anschliessend exzerpiert und kommentiert.
Um meine Ergebnisse in den historischen Kontext setzen zu können,
zog ich Sekundärliteratur zum 1. Weltkrieg allgemein, zur Situation der
Schweiz im 1. Weltkrieg, dem Roten Kreuz allgemein und zum Deutschen
Roten Kreuz im 1. Weltkrieg hinzu.
Diskussion und Schlussfolgerungen
Mit meiner Arbeit untersuche ich die Erlebnisse und Erfahrungen einer
Person. Ich kann dadurch also keine Schlüsse auf die Befindlichkeiten
aller Rotkreuzkrankenschwestern im Ersten Weltkrieg ziehen. Aber
ich liefere ein Beispiel für das Denken und die Erlebnisse einer dieser
Schwestern und zeige dadurch eine andere Seite des 1. Weltkriegs,
abseits der üblichen Darstellungen.
Geschichte | Geografie | Gesellschaft
Laura Salathe, 1992
Gelterkinden, BL
Jungparteien im Wandel der Zeit: Wie hat sich das
Engagement der Jungparteien der Schweiz seit Beginn
des 20. Jahrhunderts entwickelt?
Fragestellung
Seit etwas mehr als hundert Jahren gibt es in der Schweiz sogenannte
Jungparteien, die aus jungen Mitgliedern bestehen und mehr oder
weniger stark an eine Mutterpartei angebunden sind. Die Junge SVP
(JSVP), die Jungfreisinnigen (JFS), die Junge CVP (JCVP) und die Jungsozialisten (Juso) sind als Jugendformationen der vier Bundesratsparteien die mitgliederstärksten und bekanntesten Jungparteien in
der Schweiz und bilden aus diesem Grund den Schwerpunkt meiner
Arbeit. Untersucht wurde, unter welchen Umständen sie entstanden
sind, wie sie sich entwickelten und wie sich der Lauf der Schweizer
Geschichte auf sie auswirkte.
Methodik
Als Informationsquellen dienten zum einen die – eher spärliche – Sekundärliteratur, zum anderen aber hauptsächlich historische Quellen
wie Parteiprogramme, Zeitungsartikel, Statuten, Flugblätter und parteiinterne Publikationen. Um einen vertieften Einblick zu bekommen,
habe ich zusätzlich Interviews, welche ich mit Hilfe eines Leitfadens
strukturierte, mit aktuellen und ehemaligen Präsidenten der Jungparteien
durchgeführt. Für ein solches Gespräch stellten sich folgende Personen
zur Verfügung: Erich Hess (JSVP), Simon Oberbeck (JCVP), David Roth
(Juso), Hansjürg Sieber (ehem. JSVP) und Bruno Vanoni (ehem. JCVP).
Schriftliche Antworten auf meine Fragen erhielt ich zudem von Andreas
Gross (ehem. Juso) und Brenda Mäder (ehem. JFS). Meine Arbeit gliedert
sich in zwei Teile: Einem Ersten, welcher die Geschichte der Jungparteien
einzeln beschreibt und einem Zweiten, der die historische Entwicklung
der Schweizer Jungparteien als Ganzes analysiert.
Folgende Aspekte wurden im zweiten Teil vertieft untersucht: das
Verhältnis zur Mutterpartei, die politische Kommunikation, die politische Bildung der Mitglieder, die Finanzierung, Organisation und
das Management, die Mitgliederstruktur sowie die politischen
Möglichkeiten, welche die Jungparteien im Zeitverlauf hatten.
Ergebnisse
Das Ergebnis der Arbeit besteht zum einen in einem Überblick über die
Geschichte der vier Jungparteien, zum anderen in einer Beschreibung
der Entwicklungen in den unterschiedlichen untersuchten Aspekten.
Beispielsweise fiel beim Recherchieren der Mitgliederstrukturen auf,
dass die Zahl der aktiven Jugendlichen in den Jahren rund um die
Weltkriege jeweils stark anstieg, während sie nach den Kriegen
Gymnasium Liestal
Mario Sabatino
Würdigung durch den Experten
PD Dr. Thomas Widmer
Die Arbeit «Jungparteien im Wandel der Zeit» von Laura Salathe beschreibt und analysiert die Entwicklung der wichtigsten Jungparteien in der
Schweiz seit ihren Anfängen. Neben einer detailreichen Aufarbeitung der
Entwicklung der Jungparteien in gelungenen Beschreibungen enthält die
Arbeit eine hochwertige vergleichende Analyse der Jungparteien unter
Berücksichtigung des jeweiligen zeitlichen Umfelds entlang verschiedener,
klug ausgewählter Dimensionen. Die Arbeit leistet damit einen wertvollen
Beitrag zu einem von der Wissenschaft wenig beachteten Gegenstand
schweizerischer Politik.
Prädikat: Hervorragend
Sonderpreis Academia Engelberg
Wissenschaftskonferenz
wieder auf das vorherige Niveau zurück sank. Beispielsweise während
des ersten Weltkriegs, als die Juso, damals «Sozialdemokratische
Jugendorganisation der Schweiz» genannt, stark polarisierte und ihre
Mitgliederzahl mehr als versechsfachte. Oder als die JCVP 1933,
damals als Junge Konservative bekannt, zusammen mit den Nationalen
Fronten, die Revision der Bundesverfassung forderte und an einer ihrer
Versammlungen auf dem Rütli fast 35'000 Zuhörerinnen und Zuhörer
zählen konnte.
Eine weitere Auffälligkeit war, dass Frauen bis heute in Jungparteien und
deren Gremien untervertreten sind und nur bei den JFS Präsidentinnen
der nationalen Organisation aktiv waren.
Überrascht haben mich die teilweise sehr fortschrittlichen Forderungen,
die manche Jungparteien stellten und die Vielseitigkeit der Aktionen,
mit welchen sie versuchten, ihren Zielen ein Stück näherzukommen.
Diskussion
Bei einem Untersuchungszeitraum von über hundert Jahren und vier
Jungparteien ist es im Rahmen einer Maturarbeit nicht möglich, einen
abschliessenden Bericht zu verfassen. Zudem gibt es Jahre, aus denen
kaum Primärquellen verfügbar sind und deswegen fundierte Aussagen
kaum möglich waren. Dazu wurden viele der benutzten Quellen von den
Jungparteien selber verfasst, was nur eine Innensicht zum jeweiligen
Thema ermöglicht. Unabhängigere Quellen hingegen waren nur wenige
zu finden.
Schlussfolgerungen
In meiner Arbeit zeige ich auf, wie die Jungparteien in der Schweiz
entstanden sind, was sie erreichten und woran sie scheiterten, wie sich
die Geschichte der Schweiz auf sie auswirkte, welche Ziele und Wünsche
sie hatten und wie sie versuchten, diese umzusetzen. Somit ist es mir
gelungen einen soliden Überblick über ein Thema zu schaffen, über
welches bis jetzt nur sehr wenig geforscht wurde und in welchem noch
viele Fragen für weitere Untersuchungen offen stehen.
54
Geschichte | Geografie | Gesellschaft
Kantonsschule Schaffhausen
Reto Soliva
Würdigung durch den Experten
Nicolas Bircher
In seiner Arbeit hat Lorenz Schmid eine GIS Software verwendet, um
damit die Schaffhauser Waldgesellschaften zu modellieren. Dies erforderte neben der Einarbeitung in das Programm auch eine intensive
Auseinandersetzung mit Modellierungsfragen und waldökologischen
Aspekten. Die erstellten Karten sind von ausgezeichneter Qualität und
lassen sich mit an Hochschulen erstellten Grafiken vergleichen. Die Evaluation des Modells anhand von realen Daten zeugt nicht nur von einer
kritischen Reflexion, sondern unterstreicht auch den Wert der Resultate
für die Praxis
Lorenz Schmid, 1994
Basadingen, TG
Prädikat: Sehr gut
GIS-Modellierung der Schaffhauser Waldgesellschaften
Während z.B. die relative weit verbreitete WG 12a (ZahnwurzBuchenwald) nur zu 33.3% der realen Fläche modelliert wurde, konnte
die eher anspruchsvolleren WG 15 (Bergseggen-Buchenwald) mit 60%
Übereinstimmung relativ gut vorausgesagt werden.
55
Fragestellung
Die Natürliche Waldgesellschaft (WG) ist eine komplexe ökologische
Gesellschaft von Pflanzen, welche sich aufgrund ihrer Artenkombination
von anderen abgrenzen lässt. Für die Forstwirtschaft liefern die WGen
wichtige Hinweise über einen Waldstandort. Sie müssen aber in zeit- und
kostenaufwändiger Kartierungsarbeit mittels Feldbegehungen erstellt
werden. Diese Maturaarbeit hatte zum Ziel, die manuelle Erfassung der
Waldgesellschaften durch einen automatischen Prozess zu ersetzen.
Gestützt auf wenige topographische und geologische Daten sollte das
Vorkommen der WGen modelliert werden. Schlussendlich sollte geklärt
werden, ob die Modellierung der WG ein ebenso genaues Abbild der
WGen hervorbringt wie die Kartierung im Feld.
Methodik
Die Modellierung basiert auf Daten, welche mir von öffentlicher Hand
(Vermessungsamt Kanton Schaffhausen) zu Verfügung gestellt wurden.
Der Prozess selbst wurde mit ESRI ArcGIS Map und ArcGIS Model
Builder entwickelt. Zur Bestimmung einer WG verwendet der Prozess
drei topografische Parameter (Höhe, Neigung, Exposition), welche aus
einem digitalen Höhenmodell (DHM) errechnet werden, wie auch den
geologischen Untergrund. Die Parameterwerte wurden aus Ellenberg
und Klötzli (1972) hergeleitet.
Die Prozessentwicklung folgt der Methodik «von klein zu gross».
Dabei habe ich in der ersten Phase («klein») den ganzen Ablauf der
Modellierung zuerst für eine WG durchgespielt und die einzelnen Schritte
programmiert. In der zweiten Phase («gross») wurde der Prozess so weit
wie möglich automatisiert und auf eine variable Anzahl von WGen
erweitert. Anschliessend wurden die WGen von drei Testgemeinden im
Kanton Schaffhausen (Merishausen, Beggingen und Bargen) modelliert
und mit deren Waldgesellschaftskarten verglichen.
Ergebnisse
Neben dem Modellierungsprozess als Produkt an sich, resultierten daraus
WG-Datensätze für die drei Gemeinden. Diese wurden zu drei einzelnen
Kartenbögen aufgearbeitet, welche als Printversion ausgedruckt, wie
auch digital auf verschiedene Endgeräte geladen werden können.
Die relative Übereinstimmung zwischen manuell erfassten und
modellierten Daten betrug 15%–65%. Die Schwankung der Genauigkeit
hängt stark von einzelnen WGen ab.
Diskussion
Die Arbeit zeigt, dass es möglich ist, Waldgesellschaften aufgrund von
topografischen und geologischen Daten zu modellieren. Im Vergleich zu
der normalen Erfassungs- und Erstellzeit von mehreren Wochen ist der
Modellierungs-Prozess um ein Vielfaches schneller.
Die Genauigkeit des Prozesses hängt aber stark von der räumlichen
Auflösung der Daten ab. Zudem ist die Beurteilung der Genauigkeit
von den Absichten des Nutzers abhängig. Soll der Prozess zur Übersicht
von grossen Flächen genutzt werden, liefert dieser gute Ergebnisse.
Für die Analyse kleiner Waldparzellen hingegen ist der Prozess nur
eingeschränkt nützlich, da andere Parameter (Niederschlag, Mikroklima)
sich verstärkt auf die WGen aus auswirken, welche der Prozess nicht
erfasst. Die grösste Einschränkung ist die Überlagerung von mehreren
WGen. Dabei können sie sich in Bezug auf ihre topographischen und
geologischen Eigenschaften überschneiden. Dies führt dazu, dass
an Standorten, welche in diesem Überschneidungsbereich liegen,
mehrere WGen prognostiziert werden können. Dies wird in diesem
Modellierungsprozess nicht berücksichtigt.
Schlussfolgerungen
Meine Arbeit zeigt, dass es möglich ist, komplexe Strukturen in der
Natur mit Hilfe von neusten Technologien zu modellieren. Für eine
genaue Beschreibung reichen zwei bis drei Parameter, welche nur
sinnvoll miteinander verknüpft werden müssen. In einem nächsten
Schritt würde ich als erstes das zuvor beschriebene «ÜberschneidungsProblem» angehen. In weiteren Schritten würde ich den Prozess für
mobile Geräte optimieren, so dass dieser im Feld ausgeführt werden
kann und Informationen über die Umgebung liefert.
Geschichte | Geografie | Gesellschaft
Anja Schnüriger, 1994
Ibach, SZ
Kantonsschule Kollegium Schwyz
Daniel Annen
Würdigung durch den Experten
Dr. Viktor Weibel
Anja Schnüriger hat einen Brauchtumswettkampf in Schwyz untersucht.
Sie stützte sich dabei vorwiegend auf mündliche Befragungen. Die Herstellung einer Geissel ermöglichte ihr, dieses Utensil präzise zu beschreiben. Eingeleitet wird diese Darlegung mit einer kurzen Geschichte der
Geissel. Sie beschreibt den Wettkampf, der eine reine Männerdomäne ist,
und erklärt, weshalb es zum Wettbewerb kommen konnte. Die Autorin
hat die im Rahmen ihrer Arbeit zur Verfügungen stehende Literatur
berücksichtigt. Entstanden ist so eine informative volkskundliche Arbeit.
Prädikat: Sehr gut
56
Die Voraussetzungen des Schwyzer Priis-Chlepfe
Fragestellung
Seit 1968 findet jährlich am 6. Januar, dem Dreikönigstag, das PriisChlepfe, die Schwyzermeisterschaft im Chrüzlistreich, auf dem Schwyzer
Hauptplatz statt. Im Mittelpunkt steht dabei die Fuhrmannsgeissel. Viele
Leute kennen weder den Anlass noch die Fuhrmannsgeissel. Ausgehend
von den Leitfragen: «Wie ist eine Fuhrmannsgeissel zusammengesetzt
und wie wird sie hergestellt? Warum knallt sie überhaupt? Was ist
der Chrüzlistreich und worin besteht sein Pflichtprogramm an der
Meisterschaft?» will ich ein Stück Schwyzer Kultur aufleben lassen
und den Aussenstehenden zeigen, was es alles braucht, damit dieser
Wettkampf stattfinden kann.
Methodik
Da zu meinem Thema kaum Literatur vorhanden ist, basieren meine
Erkenntnisse zum Chrüzlistreich und seinem Pflichtprogramm, zu den
Preisen sowie zum Anlass auf Interviews mit OrganisationskomiteeMitgliedern des Priis-Chlepfe. Um über die Motivation und den
Werdegang der einzelnen Teilnehmer mehr zu erfahren, habe ich 25
Chlepfer im Alter von 16 bis 56 Jahren befragt. Die Bestandteile der
Fuhrmannsgeissel und deren Herstellung habe ich ergründet, indem ich
selber eine angefertigt habe.
Ergebnisse
Die Herstellung der Fuhrmannsgeissel ermöglichte die detaillierte
Beschreibung ihrer Bestandteile sowie der einzelnen Schritte des Zusammenbaus. Dazu gesellen sich die Beschreibung des Chrüzlistreichs
und jene des Wettkampfes. Schliesslich zeigt sich, dass die Einführung
eines Wettkampfes bzw. einer Meisterschaft ein sonst vielleicht dem
Untergang geweihtes Brauchtum am Leben erhalten kann.
Diskussion
Meine Arbeit liefert im Vergleich zur bereits vorhandenen Literatur
über das Priis-Chlepfe viel mehr Informationen. Ich habe Erkenntnisse
über den Wettkampf gewonnen, die bisher noch nie schriftlich festgehalten worden sind. All meine Leitfragen sind beantwortet worden.
Ein Selbstversuch überzeugte mich aber auch, dass der benötigte
Kraftaufwand für den Chrüzlistreich auf Männer und nicht auf Frauen
zugeschnitten ist.
Schlussfolgerungen
Dank meiner Resultate lässt sich erkennen, dass sich hinter dem
Wettkampf und Brauchtum Priis-Chlepfe viel mehr verbirgt, als ein
Zuschauer erahnen mag. Es braucht nicht nur kräftige Männer, die
das Geschick zum Chlepfen besitzen, sondern auch eine perfekt
hergestellte Fuhrmannsgeissel, eine erfahrene Jury und einen geeigneten
Austragungsort. Damit wird das Schwyzer Priis-Chlepfe erst zu der
Attraktion, die es ist, nämlich einmalig und traditionell.
Geschichte | Geografie | Gesellschaft
Kantonsschule Reussbühl
Christian Fallegger
Würdigung durch den Experten
Dr. des. Lukas Zürcher
Mit der mikrohistorisch angelegten Untersuchung der Arbeits- und Lebensbedingungen einer deutschen Familie von ca. 1933 bis 1949 liefert
die Arbeit einen wertvollen Beitrag zur deutschen Alltagsgeschichte.
Basierend auf einer fundierten, sorgfältigen und quellenkritischen Analyse von bisher nicht untersuchtem Briefmaterial vermag der Autor unterschiedliche berufliche und familiäre Dynamiken herauszuarbeiten
und der Komplexität und Vielschichtigkeit eines Familienlebens im Dritten Reich und während der Nachkriegszeit gerecht zu werden.
Dario Schürmann, 1993
Neuenkirch, LU
Prädikat: Sehr gut
Mein Urgrossvater, ein Polizeibeamter der SS.
Sein Leben während der NS-Herrschaft, Gefangenschaft
und Nachkriegszeit.
Ergebnisse
Der von Walter Frentzel-Beyme in seinen Briefen geschilderte Weg vom
Polizeibeamten zum Mitglied der NSDAP und der SS stimmt mit der
Geschichte der deutschen Polizei im Dritten Reich überein. Aufgrund
einer quellenkritischen Analyse der Briefe bleibt allerdings unklar,
weshalb er in die NSDAP und SS eintrat und was er dort genau machte.
Er stellt sich in seinen Briefen als Opfer der strukturellen Veränderungen
bei der Polizei dar und betont den geringen Handlungsspielraum, den er
gehabt habe. Darüber hinaus unterstreicht er stets, dass er bloss in der
Verwaltung tätig gewesen sei. Eine andere Darstellung wäre in seiner
Situation als Gefangener in Untersuchungshaft auch unklug gewesen.
In den insgesamt sechs verschiedenen Gefängnissen, Gefangenenund Kriegsgefangenenlagern ist es Walter Frentzel-Beyme relativ gut
ergangen. Die Behandlung entsprach internationalem Recht und auch
die Verpflegung war ausreichend; nur die Bewegungsfreiheit war
bisweilen stark eingeschränkt. Nach dem Krieg litt die Familie unter der
Gefangenschaft von Walter Frentzel-Beyme, da es ihr an Einkommen
fehlte und auch vom Staat keine Unterstützung bekam. Sie hatte
insbesondere mit dem Hungerwinter 1947 und der Währungsreform von
1948 zu kämpfen.
57
Fragestellung
Im Zentrum meiner Forschungsarbeit steht das Leben meines Urgrossvaters Walter Frentzel-Beyme, vor, während und nach dem
Zweiten Weltkrieg. Geboren wurde Walter Frentzel-Beyme am 31. Juli
1903 im ostpreussischen Memelgebiet. Er starb am 26. April 1991 in
Düsseldorf. Als Auslanddeutscher bewarb er sich 1926 erfolgreich bei
der Deutschen Polizei, die ihn im Anschluss vor allem in der Umgebung
von Düsseldorf einsetzte. Nach 1933 erlebte Walter Frentzel-Beyme den
wachsenden Einfluss der Nationalsozialisten im Polizeiapparat. Im Zug
dieser Entwicklung trat er 1940 der Nationalsozialistischen Deutschen
Arbeiterpartei (NSDAP) und ein Jahr später der Schutzstaffel (SS) bei.
Aufgrund seiner Aufgaben beim Polizeiverwaltungsdienst wurde
er im Kamp Westerbork, einem Durchgangslager für Juden in den
Niederlanden, als Verwaltungsbeamter eingesetzt und geriet dort 1945
für vier Jahre in holländische Untersuchungshaft.
In meiner Arbeit frage ich nach den spezifischen Lebensumständen
meines Urgrossvaters während der Zeit des Dritten Reiches und der darauf
folgenden Gefangenschaft. Vor allem interessiert mich, warum Walter
Frenzel-Beyme in die NSDAP und die SS eintrat, für welche Aufgaben er
zuständig war, wie es ihm in der holländischen Gefangenschaft erging
und wie er und seine Familie in der Nachkriegszeit zurechtkamen.
Methodik
Zur Beantwortung meiner Fragen habe ich rund hundert Briefe
untersucht, die fast ausschliesslich aus der Feder von Walter FrentzelBeyme stammen. Einige wenige wurden auch von seiner Frau und seinem
Vater verfasst. Die Briefe von Walter Frentzel-Beyme wurden alle nach
dem Zweiten Weltkrieg in Gefangenschaft und unter Zensurbedingungen
geschrieben, was ein besonderes Mass an Quellenkritik und Vorsicht bei
der Quelleninterpretation erfordert. Die Originale sind in Familienbesitz.
Sie wurden in der Zwischenzeit von Walter Frentzel-Beymes Sohn
abgeschrieben und in dieser Form im Familienkreis verbreitet. Ausserdem
stützt sich die Arbeit auf Gespräche und Interviews mit den Kindern von
Walter Frentzel-Beyme sowie auf Sekundärliteratur. Zum Prozess der
Eingliederung der Deutschen Polizei in die SS habe ich hauptsächlich
«Die Polizei im NS-Staat» von Friedrich Wilhelm und das «Lexikon
Nationalsozialismus» von Hilde Kammer und Elisabet Bartsch beigezogen.
Diskussion und Schlussfolgerung
Das Forschen in der eigenen Familiengeschichte ermöglichte einen leichten
Zugang zu bisher nicht untersuchtem, schriftlichem Quellenmaterial
sowie zu mündlichen Informationen. Umgekehrt stiess der innerfamiliäre
Forschungsprozess aber auch an Grenzen. So gestalteten sich die
Gespräche manchmal schwierig, da die Befragten teilweise von ihren
Emotionen überkommen wurden oder aber eine ganz spezifische, meist
beschönigende Interpretation von Walter Frentzel-Beymes Leben boten.
Die Schwierigkeit bei der Arbeit lag darin, das Leben von Walter FrentzelBeyme während des Dritten Reiches und der Nachkriegszeit jenseits der
bisherigen familiären Deutungen neu zu interpretieren und dabei einzig
den Regeln historischer Quellenkritik zu folgen.
Geschichte | Geografie | Gesellschaft
Ollin Söllner, 1994
Zürich, ZH
Realgymnasium Rämibühl
Jan Fröhlich
Würdigung durch den Experten
PD Dr. Marc Winter
Frau Söllners Arbeit beschreibt engagiert und mit wissenschaftlicher Unvoreingenommenheit die Kontrolle und strukturelle Überlegenheit der
Han-Chinesen, die diese über die indigenen Uiguren Xinjiangs ausüben.
Ihr gelingt es, besagte Unterdrückung in ihren Verästelungen des multiethnischen Konflikts um Xinjiang und die chinesische Westgrenze
aufzuzeigen. Die isoliert beschriebenen Subsysteme sind für sich gut beschrieben, insbesondere beeindruckt aber die Kombination zu einem
umfassenden System der Dominanz Han-chinesischer Interessen. Zudem
hat die Kandidatin eine Methode gefunden, diese Aspekte graphisch
überzeugend und doch in ihrer Komplexität adäquat darzustellen.
Prädikat: Sehr gut
58
Die Unterdrückung der Uiguren – Probleme
und Spannungsfelder
Fragestellung
Die Uiguren leben als ethnische Minderheit im Nordwesten Chinas in
Xinjiang, einer autonomen Region, welche einen Sechstel des Landes
ausmacht und in welcher diverse elementare Bodenschätze (Öl, Kohle
etc.) vorkommen. Um diese Bodenschätze für das ganze Land nutzbar zu
machen, ist Xinjiang von grosser strategischer Bedeutung für die Volksrepublik, während es gleichzeitig immer wieder zu Aufständen und
Protesten durch die indigenen Uiguren kommt. Dennoch ist in der westlichen Welt wenig über diesen Konflikt bekannt.
Ziel der Arbeit ist ein Aufzeigen der Mechanismen mittels derer sich die
Han-Chinesen die regionale Dominanz sichern. Es wird ein unparteiischer
Blick auf die Herrschaftsstrukturen und deren Auswirkungen angestrebt.
Daraus lassen sich für diesen Konflikt Zukunftsprognosen und mögliche
Lösungsansätze ableiten.
Methodik
Vorweg musste die Frage nach der Anwendbarkeit des Sezessionsrechts
und der realen Durchführbarkeit geklärt werden. Zur Aufbereitung des
Netzwerkes wurde eine ökonomische Technik benutzt und eine Anspruchsgruppenanalyse erstellt sowie Spannungsfelder herausgearbeitet.
Die Arbeit nimmt diese Analyse in drei Konfliktfeldern vor: Politik, Ökonomie und Medien. Das Netzwerk (eine Weiterentwicklung des MindMapping) soll die Abhängigkeiten und die Dynamik des Konflikts visuell
darstellen.
Die zuvor gewählten Sphären sind durch einen inneren zentralen, den
Prozess antreibenden Motor miteinander verbunden. Die Erläuterungen
beziehen sich in einem ersten Schritt auf die einzelnen Sphären, bevor
in einem zweiten Schritt das Netzwerk in seiner Gesamtheit vorgestellt wird.
Innerhalb der Sphären wurde eine weitere Unterteilung vorgenommen:
Die einzelnen Elemente werden als Hebel, Indikator oder externer Effekt
etikettiert, um ihre Funktionsweise darzustellen.
Ergebnisse
Kernstück ist ein eigens erstelltes Diagramm, welches die Komplexität
und Dynamik des Konfliktes adäquat widerspiegeln soll.
Daraus können sich folgende Zukunftsprognosen ableiten lassen:
- Eine Sezession der Autonomen Region und somit eine staatliche Sou veränität ist aufgrund der dominierenden wirtschaftlichen Interessen
unwahrscheinlich, obwohl viele Uiguren auf die Gründung eines unab hängigen Staates namens Ostturkestan hoffen.
- Kulturelle Repressalien erzeugen eine überbetonte Identität, was zuer höhter Gewaltbereitschaft führt.
- Eine Verschlechterung der Situation für die Uiguren ist
wahrscheinlicher als eine Erholung, da die Immigration der Han
Chinesen nach Xinjiang nicht abnimmt.
Diskussion
Das Ziel der ganzheitlichen Darstellung mit Fokussierung auf die oben
genannten Bereiche wurde erreicht, trotzdem handelt es sich dabei
um eine eingeschränkte Arbeit. Auch die externen Effekte, welche zur
Komplexitätsreduktion beigetragen haben, könnten die differenzierte
und detaillierte Sichtweise verwässert haben.
Die Quellenarbeit war durch eine bemerkbare Zensur erschwert. Dadurch basiert die Arbeit mehrheitlich auf Quellen aus der westlichen
Welt, welche der Volksrepublik China mit einer kritischen Grundhaltung
begegnen.
Schlussfolgerungen
Die Arbeit konnte die Komplexität eines herrschenden Konfliktes angemessen darstellen. Zudem könnte die Arbeit zu einer Analyse der gesamten Chinesischen Machtstruktur genutzt werden. Weitergehende
völkerrechtliche Fragenstellungen nach der Rolle und Verantwortung der
internationalen Gemeinschaft bleiben noch offen.
Geschichte | Geografie | Gesellschaft
Gymnasium Klosters Disentis
Alberto Palaia
Würdigung durch die Expertin Fachreferentin für Film/Video
Irene Genhart
Jessica Venzin beweist mit ihrer Arbeit einen wachen Blick für Themen,
welche die Gesellschaft zur Zeit beschäftigen. Sie hat für ihre Untersuchung ein der Fragestellung entsprechendes, zu eindeutigen Resultaten
führendes Schema erstellt. Sie hat das benötigte Knowhow bei ausgewiesenen Fachpersonen abgeholt, entsprechende Fachliteratur beigezogen und die Quellen (Filme) mit Engagement bearbeitet. Es handelt
sich um eine solide Arbeit, die sich bereichernd in den Kanon der aktuellen film- und sozialwissenschaftlichen Forschung eingliedert.
Jessica Venzin, 1994
Curaglia, GR
Prädikat: Sehr gut
Sonderpreis Academia Engelberg
Wissenschaftskonferenz
Der arabische/islamische Terrorist im US-Amerikanischen
Film 1991–2011
Sechs Filme sind aufgrund wahrer Begebenheiten gedreht worden:
Bei den zwei vor 2001 gedrehten stimmt nur der historische Hintergrund,
bei den anderen fünf beruht die ganze Handlung auf faktischen
Ereignissen.
Auch der Aspekt der Rekrutierung wird in den Filmen thematisiert. In drei
der zehn Filme nach 9/11 werden Kinder und Jugendliche radikalisiert
und zu Tötungsmaschinen ausgebildet.
Die Emanzipation des Volkes im Nahen Osten spielt ebenfalls eine Rolle:
Während das Volk in den Filmen vor 2001 alles über sich ergehen lässt,
fangen die Menschen in den Filmen nach 2001 an, sich zu wehren und
den Amerikanern und ihrem eigenen Land zu helfen. Dennoch ist die
Anwesenheit der USA nicht immer erwünscht; in sechs Filmen ist die US
Army nicht willkommen.
Nach dem 11. September 2001 wendet sich das Schicksal: In drei Filmen
sind nicht mehr die Islamisten die Bösen, im Gegenteil: Die Kriegspolitik
des ehemaligen Präsidenten Bush wird immer mehr kritisiert.
59
Fragestellung
Am 11. September 2001 passierte das Undenkbare: In den USA wurden
vier Flugzeuge von radikalen Islamisten entführt. Zwei der vier Flugzeuge
wurden nacheinander in das World Trade Center in New York City
gelenkt, ein weiteres traf das Pentagon. Das vierte Flugzeug stürzte bei
Shanksville, Pennsylvania, ab.
In meiner Arbeit geht es um die Reaktion der Filmbranche auf diese
Ereignisse. Ich habe mich mit den Auswirkungen des 11. Septembers auf
die Darstellung von islamischen Terroristen im US-amerikanischen Film
beschäftigt.
Methodik
Ich habe insgesamt 16 Filme analysiert, sechs davon wurden vor
9/11, zehn nach 9/11 veröffentlicht. In Zusammenarbeit mit zwei
Filmwissenschaftlern und mit Hilfe des Buches Film verstehen (James
Monaco) habe ich ein Schema für die Analyse der Filme entwickelt: Aus
welcher Perspektive wird der Film erzählt? Ist der Terrorist einfach nur
der Böse oder wird er als Charakter gezeichnet? Werden Gründe für sein
Handeln erläutert? Aufgrund welcher äusserlichen Merkmale wird er als
Terrorist erkennbar?
Ergebnisse
Die Analyse brachte folgende Ergebnisse: Indirekt zogen die Anschläge
in den USA zwei Auswirkungen nach sich: Erstens wurden mehr
Superheldenfilme gedreht und zweitens veränderte sich das Feindbild.
Seit 2001 stammt der Bösewicht meist aus dem Nahen Osten, während
er früher vorwiegend russischer Herkunft war.
Ein wichtiger Aspekt bei der Darstellung der Terroristen ist der Charakter:
Während die radikalen Islamisten in den Filmen vor 9/11 als eiskalte Killer
gezeigt werden, sind die Terroristen nach 9/11 menschlicher dargestellt.
Mit dem Charakter verändern sich auch die angewandten Methoden:
Im Gegensatz zu den Terroristen nach 9/11, welche die Welt «nur» mit
Maschinengewehren terrorisieren, hantieren die Terroristen vor 9/11 mit
Atombomben.
Bei den Foltermethoden verhält es sich umgekehrt: Vor 9/11 wird mit
Stromanwendung und Schlägen gefoltert, nach 2001 werden härtere
Massnahmen getroffen (z.B. Waterboarding, massive Körperverletzungen,
Schlafentzug). Man erkennt sogar eine wichtige Strategie der Al-Qaida:
Entführungen mit Enthauptung vor laufender Kamera. Das heisst, dass
die Filme immer realistischer und damit auch brutaler werden.
Diskussion
Dass es einen Wandel geben musste, war mir klar. Ich hatte jedoch nicht
damit gerechnet, dass die Anschläge des 11. Septembers 2001 eine so
grosse Wirkung auf die Filmbranche haben könnten. Ausserdem bin ich
erstaunt darüber, dass die Terroristen nach 9/11 menschlicher dargestellt
und die USA immer mehr kritisiert werden.
Schlussfolgerungen
Fest steht, dass Medien und somit Filmen bei der Aufarbeitung kollektiver
Traumata eine wichtige Rolle zukommt. Das konnte ich in meiner
Arbeit anhand der veränderten, nämlich realistischeren Darstellung
der islamischen Terroristen in nach 9/11 entstandenen US-Filmen gut
nachweisen. Die Aufarbeitung von 9/11 ist allerdings noch lange nicht
abgeschlossen. Einer der bisher besten Filme zum Thema ist Kathryn
Bigelows im Januar 2013 erschienener Zero Dark Thirty. Mit der Analyse
dieses, sowie zukünftiger weiterer Filme oder einer weiterführenden
Analyse zum Beispiel der Darstellung islamischer Terroristen in der TVBerichterstattung im Vergleich zu ihrer Darstellung im Film, liesse sich
meine Arbeit sinnvoll weiterführen.
Histoire | Géographie | Société
Léa Zinsli, 1994
Zürich, ZH
Kantonsschule Rämibühl
Dana Antoniadis
Würdigung durch den Experten
Mathias Knauer
Die Verfasserin untersucht Texte französischer Raps nach den eingeschriebenen Frauenbildern. Ihre Darstellung spiegelt den soziokulturellen Kontext einer Musikpraxis, die in den Banlieues verankert ist und
sich, ob geldmacherisch oder politisch engagiert, vorab an deren Publikum richtet. Zinslis Arbeit beruht auf ihren Recherchen nach den
schwer zugänglichen Quellen; sie fördert eine Vielfalt von sozialen wie
von Sprachaspekten zutage und lässt erkennen, wie sich widerständig
gebende Raps in die dominanten Ideologien verstrickt bleiben.
Prädikat: Gut
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L'image de la femme dans le rap – Un travail à base
d'analyses de chansons de rap français
Problématique
Intéressée par le rap, j’ai toujours été déçue de constater que, hormis
les CD de Diam’s, il soit si difficile de trouver des CD de rappeuses dans
les rayons des grands magasins de musique de type FNAC. De même,
j’ai remarqué que la plupart des femmes dans les clips de rappeurs
étaient souvent à moitié nues. Ces observations m’ont poussée à vouloir
répondre aux questions suivantes:
- Quelles sont les différentes images de la femme dans les textes
des rappeurs?
- Y a-t-il aussi des rappeurs qui ont un rapport «normal» avec
les femmes?
- Quelle est la proportion de rappeuses dans le rap et comment ces
dernières réagissent-elles aux textes des rappeurs?
Méthode
Une partie très importante de mon travail a consisté à faire des recherches.
Avant de commencer, j’ai séjourné une semaine à Paris pour aller à la
recherche de rappeuses et de textes de rappeurs traitant des femmes. J’ai
beaucoup parlé au spécialiste du rap de la FNAC et je suis allée dans tous
les petits magasins de CD pour trouver les albums rares des rappeuses.
Après avoir écouté les chansons, j’ai sélectionné un certain nombre de
thèmes qui me semblaient importants et je les ai analysés. Dans le même
temps, j’ai eu la chance de rencontrer une rappeuse ivoirienne en studio
et de l’interviewer lors de son passage à Zurich.
A la fin de mon travail, je suis retournée à Paris et dans sa banlieue pour
me plonger dans l’atmosphère où une grande partie de ces textes avaient
été écrits. Comme la rue y joue un rôle important, j’ai cherché dans les
rues des graffitis et autres sujets qui pouvaient servir d’illustration à mon
travail.
Résultats
Les femmes sont très souvent présentes dans les textes de rappeurs.
Malheureusement, la plupart du temps, seulement en tant que femmesobjet et les clips sont fréquemment encore plus caricaturaux en la matière.
Beaucoup de chansons traitent par ailleurs de la figure de la mère ou de
la sœur. Apparaissent donc deux images totalement antagonistes de la
femme dans les chansons des rappeurs: les femmes de la famille sont en
quelque sorte «sacrées», on les respecte et on se doit de les protéger,
alors que les autres sont décrites comme faciles et superficielles.
Quelques rappeurs abordent frontalement les problèmes de la femme
d’aujourd’hui, ce qui fait de leurs textes une sorte de miroir de la société
française.
Les quelques rappeuses que l’on trouve, non sans difficulté, sont
conscientes du côté assez machiste du rap. Elles réagissent de différentes
façons, en utilisant par exemple l’humour ou l’intelligence.
La langue utilisée est une langue spéciale, qui n’était pas toujours facile
à comprendre. Les analyses des textes m’ont montré un français différent
de celui que j’entends depuis toujours à la maison.
Discussion
Pour rendre mon travail encore plus riche, j’aurais aimé rencontrer un
rappeur. J’ai essayé d’organiser une interview avec Stress mais son
manager n’était pas d’accord. J’avais aussi l’intention d’écrire moi-même
un texte de rap, mais j’ai vite remarqué que la tâche n’était pas aisée. Par
ailleurs, il aurait fallu que je travaille intensément la langue, car la langue
utilisée dans le rap est très éloignée du français que je parle. Et si j’avais
eu plus de temps à ma disposition, j’aurais peut-être aussi pu analyser
une chanson qui parle de la mère, comme par exemple «Mamy…» de
Joey Starr, sortie l’année dernière.
Conclusions
Ce travail m’a beaucoup plu parce qu’il m’a permis de découvrir un côté
du rap que je ne connaissais pas, il m’a également donné l’occasion de
mieux connaître Paris, en cherchant les graffitis sur les murs parisiens
qui illustrent mon travail ou en allant à la recherche de CD de rappeuses
presque «introuvables».
J’ai particulièrement apprécié les rencontres avec les vendeurs de CD et
surtout mon interview avec Nash, la rappeuse ivoirienne, car il m’a aussi
permis d’assister à un enregistrement.
Il était important pour moi d’illustrer ce travail d’analyses de textes au
style très urbain, très «parlé» et très citadin par un autre aspect de cette
culture urbaine: les messages que l’on trouve sur les murs des villes.
Gestaltung | Architektur | Kunst
Gymnasium Immensee
Res Röösli
Würdigung durch die Expertin
Daniella Gerszt
In dieser Arbeit wird zum ersten Mal die Sonatine für Klarinette und
Klavier von Joseph Horovitz analysiert. Trotz fehlender Sekundärliteratur
gelingt Beeler eine sehr gute und äusserst sorgfältige Analyse. Anhand
anderer Werke, und gestützt auf Aussagen von Horovitz, werden im
Weiteren die Jazz- und Klassikeinflüsse in der Sonatine untersucht, was
zu hervorragenden Resultaten führt. Beeler beweist – sowohl in der Jazzharmonik als auch in der klassischen Formen- und Harmonielehre - ein
sehr grosses Fachwissen.
Maurus Beeler, 1994
Merlischachen, SZ
Prädikat: Hervorragend
Sonderpreis Schweizer Jugend forscht
Kultur
Elemente des Jazz in der Sonatine für Klarinette
und Klavier von Joseph Horovitz
- Ausspielen von Akkorden (sog. Arpeggieren)
- Chromatische Annäherungen zu einem Zielton hin,
sog. Approach Notes.
- ein Break; meint eine kurze Solopassage von ein oder zwei Takten
der Melodiestimme, welche Überleitungsfunktion besitzt.
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Fragestellung
In meiner Arbeit versuchte ich herauszufinden, welche Elemente des Jazz
Joseph Horovitz in seiner Sonatine für Klarinette und Klavier verwendet
und welcher Jazzepoche sich diese zuordnen lassen. Untersucht wurden
zwei Ausschnitte des dritten Satzes.
Methodik
Phase 1: Das Ziel der ersten Phase bestand darin, mittels Spielen und
Hören sowie durch das Erstellen einer formalen Analyse, eine Übersicht
über den dritten Satz der Sonatine zu gewinnen.
Phase 2: In einer zweiten Phase eignete ich mir durch Studium von
Sekundärliteratur die Fertigkeiten des musikwissenschaftlichen Arbeitens
an. Nebenbei vertiefte ich mein Wissen bezüglich Jazztheorie und
Jazzgeschichte. Im Anschluss an die Lernphase traf ich mich mit Dr.
Olivier Senn von der Hochschule Luzern, um mit ihm über Probleme der
musikalischen Analyse im Allgemeinen zu sprechen.
Phase 3: Die dritte Phase umfasste die eigentliche analytische Arbeit. Durch
intensive Auseinandersetzung mit der Partitur gelangte ich zu meinen
Erkenntnissen, welche ich anschliessend mit stereotypischen Jazzelementen verglich. Abschliessend versuchte ich, die gefundenen Elemente
in einen jazzgeschichtlichen Kontext einzuordnen.
Ergebnisse
Aufgrund meiner Analyse der zwei Ausschnitte von Takt 22 bis 34 (Teil
B) und von Takt 112 bis 128 (Teil A‘‘) bin ich zu folgenden Ergebnissen
gekommen:
Jazzharmonische Elemente:
-II-7-Erweiterung, bei welcher eine Zwischendominante mit der
dazugehörigen zweiten Stufe erweitert wird.
-Tritonussubstitution, bei welcher eine Dominante oder eine
Zwischendominante durch die um ein Tritonusintervall versetzte
Substitutionsdominante ersetzt wird.
- Quintenparallelbewegungen, auch Block Chords genannt, welche
in der klassischen Harmonielehre untersagt sind.
- Quintenzirkelprogressionen, auch Extended Dominants genannt.
- Modal Interchange; Austausch von Stufenakkorden zwischen
modalen Skalen, die auf demselben Grundton aufgebaut sind.
- Bitonalität; meint die Überlagerung zweier Tonarten.
Jazzmelodische Elemente:
Jazzrhythmische Elemente:
- Bossa-Nova-Rhythmen
- Walking Bass, bezeichnet das Fortschreiten des Basses in
Sekundenabständen.
- Comping, meint eine rhythmische, aber non-melodische
Klavierbegleitung.
- swing-feel, (je nach Interpretation).
Diskussion
Meiner Auffassung nach lehnt sich Joseph Horovitz mit seiner Sonatine
an zwei grosse Jazzepochen an: So lassen sich die gefundenen Elemente
Tritonussubstitution, II-7-Erweiterung, Parker Hinge und andere Formen von Approach Notes, Akkorderweiterungen und ein schneller
harmonischer Rhythmus dem Bebop aus den 40er Jahren oder generell
formuliert, dem Modern Jazz zuordnen. Durch das Comping in der
rechten Hand und den Walking Bass der linken Hand des Pianisten in A‘‘
lässt sich so etwas wie eine Bebop-Jazz-Combo bilden; zugleich entsteht
aber insofern ein Widerspruch, als dass die Klarinette ein Hauptvertreter
des Old Time Jazz darstellt. Nebenbei erscheinen mit Synkopen und der
teilweise stark durch Arpeggien gekennzeichneten Melodik in B weitere
Stilmerkmale des alten Jazz.
J. Horovitz orientiert sich harmonisch an der modernen Jazzharmonik,
gleichzeitig stellt er durch melodische Elemente auch Bezüge zum alten
Jazz her.
Neben den Jazzeinflüssen gilt es noch anzumerken, dass sich J. Horovitz
auch an klassische Komponisten wie Darius Milhaud, Claude Debussy
und Robert Schumann anlehnt.
Schlussfolgerungen
Das Produkt meiner Arbeit beurteile ich mit einer gewissen Skepsis:
Schliesslich stellt eine musikwissenschaftliche Analyse immer ein Folgeprodukt einer Komposition dar. Dementsprechend dürfen die gewonnenen Erkenntnisse bezüglich ihrer Korrektheit nicht überbewertet
werden.
Viel mehr betrachte ich meine Arbeit als hervorragendes musiktheoretisches, kompositionstechnisches Lernprogramm, da durch die intensive
Auseinandersetzung mit dem Werk Zusammenhänge der verschiedensten
musikalischen Parameter ersichtlich werden.
Gestaltung | Architektur | Kunst
Valentina Ehnimb, 1994
Thalwil, ZH
Die symbolistische Verehrung des Weiblichen –
von Femme fleur bis Femme fatale: Darstellungen
der Frau in der Schmuckkunst des Art Nouveau
Fragestellung
Das 19. Jh. war ein Jahrhundert einschneidender Veränderungen in Gesellschaft, Ökonomie und Kunst. Die Industrialisierung führte zu
steigendem Wohlstand, die Frauenemanzipation kam ins Rollen, die
Künstler lehnten sich gegen die Jahrhunderte lang gültige Akademie auf.
Kurz: Das Zeitalter der Moderne brach an. In diesen spannungsgeladenen
geschichtlichen Rahmen setze ich das Thema meiner Arbeit. Mich
interessiert das Verhältnis zwischen Kunst und Gesellschaft, das Motiv
der Frau im Art Nouveau und ihrer sozialen Position. Meine zentrale
Fragestellung lautet: «Welche Symboliken wurden in der Schmuckkunst
des Art Nouveau mit Frauendarstellungen verbunden und wie hingen
diese mit der damaligen gesellschaftlichen Wahrnehmung der Frau
zusammen?» Daran – so meine These – kommt ein Spannungsverhältnis
zum Ausdruck, das für die gesellschaftliche Rolle der Frau im 19. Jh.
exemplarisch ist.
Methodik
Bei meiner Arbeit handelt es sich um eine kunsthistorische Recherchearbeit.
Ich musste mir zuerst Wissen über die Epoche des Art Nouveau und über
die um 1900 herrschenden gesellschaftlichen Zustände aneignen, um
daraus meine eigenen Schlüsse und Interpretationen ziehen zu können.
Dies war ein sehr langwieriger, wie lehrreicher Prozess. Ich habe über 50
Kataloge und Fachbücher studiert, aber auch Originaltexte aus jener Zeit.
Neben eine reine Stil- und Motivanalyse der Frau in der Schmuckkunst
des Art Nouveau setze ich eine gesellschaftlich-politische und versuche
jene beiden methodischen Ansätze zu verbinden. In dieser Verbindung
wird das Spannungsverhältnis am deutlichsten ersichtlich.
Ergebnisse
Femme fatale, Sphinx, Sirene, Naturwesen, entrückt von der realen Welt –
die Frau wurde in der Kunst die Verkörperung von Verführung, Laster und
Tod. Und doch, von dieser gleichsam gefährlichen und unberechenbaren,
wie schönen Frau, ging ein faszinierender Reiz aus. Es herrschte eine
Ambivalenz zwischen Angst und Bewunderung, Befürwortung und
Ablehnung. Oft wurde die Femme fatale als biblische Figur inszeniert,
am häufigsten als Eva, der «Urmutter der Sünde». Die Femme fatale war
nicht bloss Konstrukt männlicher Fantasien, sondern ebenso Sinnbild der
neuen, emanzipierten Frau. Gefährlich und verführerisch, aber eigentlich
intellektuell nicht fähig sich zu emanzipieren. Das Spannungsfeld
zwischen dem gesellschaftlichen Bild der Frau und deren Emanzipation
Kantonsschule Freudenberg
Ute Bieri-Maass
Würdigung durch den Experten
Dr. Christian Spies
Frau Ehnimb verfolgt und erreicht mit ihrer Arbeit zur Schmuckkunst des
Art Nouveau ein sehr ambitioniertes Ziel. Ausgehend von einer differenzierten historischen, stilistischen und motivischen Analyse erörtert
sie die Frage, ob und wie die Schmuckstücke für ein spannungsgeladenes Rollenbild der Frau im Frankreich des späten 19. Jh. stehen. Damit
schafft die Arbeit eine methodisch sehr anspruchsvolle Verbindung zwischen einer stilgeschichtlichen und einer gesellschaftspolitischen Analyse, in der sie zu klaren Ergebnissen kommt.
Prädikat: Hervorragend
Sonderpreis Schweizer Jugend forscht
GENIUS-Art Olympiade
wurde in der Schmuckkunst besonders deutlich: Die Darstellungen
der Künstler sprachen sich deutlich gegen eine Emanzipation aus. Da
dieser Schmuck ausschliesslich von Männern für Frauen gekauft wurde,
beweisen diese auch die Position der damaligen Männerwelt. Die Frau
trug diesen Schmuck und wurde automatisch zu dessen Verkörperung.
So liess sich mit dem Schmuck – zumindest symbolisch – die erstarkende
sexuelle und soziale Macht der Frau in Schach halten.
Diskussion
Der Untersuchungskreis meiner Arbeit beschränkt sich auf die belgischfranzösische Tradition. Man kann sich fragen, ob diese Gesellschaft
stellvertretend für die ganze Belle Époque angesehen werden darf.
Ebenso ist die Frage berechtigt, inwiefern die Gattung Schmuckkunst
allein universal gültige Ergebnisse hervorbringt, welche das Spannungsverhältnis zwischen der Frau als Motiv und ihrer Emanzipation zeigen.
Solchen Schmuck konnten sich nur wenige Frauen leisten und fraglich ist,
ob jene überhaupt an einer Emanzipation Interesse hatten.
Schlussfolgerungen
Mein Ziel war es, eine Arbeit auf akademisch-kunsthistorischen Niveau
zu verfassen, die neben der Analyse stilistischer Merkmale des Motivs der
Frau in der Kunst, Querverbindungen zur Gesellschaft jener Zeit herstellt.
In meinen Ergebnissen kommt zum Ausdruck, dass ein ausgeprägtes
Spannungsfeld zwischen dem Motiv der Frau in der Kunst des Art Nouveau,
ihrer Stellung in der Gesellschaft und deren Emanzipation bestand. Man
könnte die Motivanalyse auf weitere Kunstgattungen ausweiten, um die
Aussagekraft meiner Resultate zu untermauern. Allerdings sehe ich in
der Schmuckkunst die exemplarische Kunstgattung für das Aufzeigen
dieses Spannungsverhältnisses, da in ihr die Degradierung der Frau auf
ein Motiv, auf ein Ornament, auf die Spitze getrieben wurde. Keine
andere Kunst wurde so unmittelbar von der Frau selbst getragen, gelebt,
verkörpert – und ist deswegen derart bezeichnend.
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Gestaltung | Architektur | Kunst
Neue Kantonsschule Aarau
Michel Hauswirth
Würdigung durch den Experten
Robert Müller
«Screen it – Ein Filmlehrgang» überzeugt durch den Ansatz, Wissen
durch praktisches Ausprobieren zu erlangen und gleichzeitig die neuen
digitalen Möglichkeiten und Netzwerke für den Austausch, die Reflexion
und den theoretischen Diskurs zu nutzen. Besondere Aufmerksamkeit
wurde der Gestaltung der Inhalte gegeben. Mit der qualitativ hochstehenden und der spezifisch auf das Metier Film ausgerichteten Umsetzung bestehen gute Chancen, bei der Zielgruppe der «Digital Natives»
eine hohe Akzeptanz und damit eine Beteiligung an der Lernplattform zu
erreichen.
Sacha Fuchs, 1994 Timon Oberholzer, 1993
Gränichen, AG
Suhr, AG
Prädikat: Sehr gut
Screen It – Ein Filmlehrgang
Ergebnisse
Das wichtigste pädagogische Ziel ist die Erziehung zur Selbsttätigkeit.
Diese spielt eine zentrale Rolle beim Lernen mit neuen Medien. Die «Digital
Natives» verfügen über eine deutlich schnellere Informationsverarbeitung
als die vorherige Generation. Der Lernprozess wird zusätzlich durch
mediale Inhalte wie Grafiken, Visualisierungen und audio-visuelles
Material unterstützt. Das Web 2.0 vereint alle diese Ansprüche.
Zudem haben die Autoren zwei Kurzfilme gedreht, die sie anschliessend
auf verschiedenen Online-Plattformen veröffentlicht haben. Die einzelnen
Entstehungsschritte hat man in die Plattform Screen It eingebunden und
dokumentiert. Sie dienen als Praxisbeispiel und sollen den Benutzer zum
Start eigener Projekte anregen. Die Plattform findet man online unter der
URL «www.screenit.infcom.ch».
63
Fragestellung
Das Ziel dieser Arbeit ist es, die pädagogischen Veränderungen im Bezug
zu neuen Medien zu untersuchen. Durch die fortlaufende Technisierung
der Wissensvermittlung ist eine neue Generation Lernender entstanden,
die «Digital Natives». Die Autoren haben deren Eigenschaften vor
allem auf Unterschiede im Lernverhalten untersucht und sich folgende
Leitfrage gestellt: «Wie haben sich die pädagogischen Ansprüche im
Zuge der neuen Medien verändert?». Aus den Resultaten versuchte man
Möglichkeiten aufzuzeigen, um diesen neu entstandenen pädagogischen
Ansprüchen gerecht zu werden. So entstand eine Plattform, welche
Filmbegeisterte zu einem Einstig in die Videoproduktion animieren sollte.
Dies führte zur zweiten Leitfrage: «Wie muss eine Plattform zum Thema
«Video/Film» inhaltlich und grafisch aufgebaut sein, damit sie auf die
Generation der Digital Natives zugeschnitten ist?» Zudem untersuchten
die Autoren die typischen stilistischen Elemente eines Kinofilms und
versuchten diese in zwei eigenen Filmen zu implementieren, was mit der
letzten Leitfrage aufgegriffen wurde: «Wie imitiert man den typischen
Kinolook?»
Methodik
Um sich tiefer mit pädagogischen Zielen auseinanderzusetzen, haben die
Autoren die Ansätze von Pestalozzi, Kerschensteiner und Klafki analysiert.
Zudem wurden Begriffe rund um die mediale Welt geklärt: Die Generation
der «Digital Natives», «Web 2.0» und das Prinzip der «kollektiven
Intelligenz» waren von höchster Wichtigkeit für die Arbeit. Die Autoren
haben die neuen pädagogischen Ansprüche mit den Zielen der oben
erwähnten Pädagogen verglichen. Mit diesem gewonnenen Wissen hat
die Konzipierung einer Plattform für Filmbegeisterte begonnen. Dafür
stellte sich eine Website als optimales Gefäss für die Vermittlung neuer
Medien heraus. Das Prinzip der kollektiven Intelligenz konnte auf diese
Weise optimal genutzt werden. Um die Plattform aufzuwerten, hat man
selber zwei Filme produziert und die Entstehung kommentiert. Der Erste
wurde mit eigenen Mitteln realisiert und der Zweite wurde mit Hilfe einer
professionellen Produktionsfirma und Schauspielern produziert.
Diskussion
Es ist wichtig, neue pädagogische Methoden zu entwickeln, um das
Potenzial der neu entstandenen Generation der «Digital Natives» zu
fördern. Dabei spielen mediale Inhalte eine zentrale Rolle. Zudem
könnte das Prinzip der «Kollektiven Intelligenz» noch umfangreicher
eingesetzt werden. In Zukunft wird reines Auswendiglernen vermehrt in
den Hintergrund gedrängt, weil diese Informationen bequem aus dem
Internet abgerufen werden können. Deshalb wird das Wissen darüber,
wo man Informationen holen kann, immer wichtiger. So gewinnt das
Ausbilden von Denkschemen immer mehr an Bedeutung.
Screen It versucht, eine mögliche Umsetzung aufzuzeigen, im Wissen
darum, dass noch lange nicht das ganze Potential ausgeschöpft wurde.
Schlussfolgerungen
Mit dem Projekt Screen It haben die Autoren eine Möglichkeit aufgezeigt,
wie die neuen Medien zur Wissensaneignung genutzt werden können.
Die Ergebnisse können als Beispiel dienen, weitere Lernmethoden zu
entwickeln, welche den neuen pädagogischen Ansprüchen gerecht
werden und auf die heutige Generation der «Digital Natives» zugeschnitten sind.
Gestaltung | Architektur | Kunst
Carola Gloor, 1992
Brugg, AG
Das Streichquartett in E-Dur von Friedrich Theodor
Fröhlich: Zum ersten Mal verlegt
Fragestellung
Friedrich Theodor Fröhlich war ein Schweizer Komponist der Frühromantik,
der 1803 in Brugg geboren wurde und sich im Alter von nur 33 Jahren
das Leben nahm. Er hinterliess ein umfangreiches Werk, welches in den
Kellern der Universitätsbibliothek Basel lagert und einem Grossteil der
Musikliebhaber bis heute unbekannt geblieben ist. In meiner Arbeit geht
es darum, diesen Komponisten wieder vermehrt ins Bewusstsein der
Gegenwart zu rücken. Deshalb wurde Fröhlichs Streichquartett in E-Dur
aus den Quellen in der Universitätsbibliothek Basel transkribiert und zum
ersten Mal verlegt. Zu Beginn meiner Arbeit stellte ich mir folgende Fragen:
- Was muss ich alles beachten, wenn ich Musiknoten verlegen möchte?
- Weshalb wurden Fröhlichs Streichquartette zu seinen Lebzeiten
nicht verlegt?
- Wie beurteilen die Mitglieder eines professionellen Streichquartetts
Fröhlichs Streichquartett in E-Dur?
Methodik
Für die Transkription von Fröhlichs Notenhandschrift mittels des Notenschreibprogramms Sibelius war das einwandfreie Beherrschen dieses
Programms nötig, wozu ich mir das Rüstzeug im Programmhandbuch
und bei meinem Vater holte. Während meiner Arbeit war es mir wichtig,
von verschiedenen Personen Rückmeldungen in Bezug auf die erste
Fassung meiner Abschrift zu erhalten. So befragte ich die Mitglieder
eines professionellen Streichquartetts nach ihrer Meinung bezüglich
verschiedener Aspekte des Quartetts. Weiter kontaktierte ich zur Klärung
aufkommender Fragen auch einen professionellen Musikverlag.
Für meine eigene Werkbetrachtung nahm ich Fachliteratur in Form von
Büchern, Artikeln und Dissertationen zur Hilfe. Für das Verlegen des
Werks war ich auf Recherchen im Internet wie auch auf Tipps von vielen
netten Menschen angewiesen, die mir Schritt für Schritt zum Gelingen
meines Vorhabens verholfen haben. Mit den Verlagen und potenziellen
Sponsoren nahm ich brieflich Kontakt auf. Zusammengefasst bin ich
methodisch wie folgt vorgegangen:
- Recherche im Internet, in Büchern, Schriften, Handschriften
und Notenhandschriften
- Transkription mit dem Musikschreibprogramm Sibelius
- Interview mit einem professionellen Streichquartett
- Befragung von Fachpersonen zu spezifischen Fragen
- Briefliche Verlags- und Sponsoringsuche
Kantonsschule Wettingen
Rudolf Remund
Würdigung durch den Experten
Dr. Antonio Baldassarre
Die Arbeit erfüllt in inhaltlicher als auch formaler Hinsicht hohe wissenschaftliche Ansprüche. Sie erörtert und löst zahlreiche quellenkritische
und editionspraktische Probleme und diskutiert Fröhlichs Streichquartett
breit im Kontext seiner Zeit. Neben der hohen Wissenschaftlichkeit
ist der Praxisbezug zu erwähnen: Fröhlichs Streichquartett liegt erstmals
in einer modernen Edition vor, was der Fähigkeit der Autorin geschuldet
ist, erfolgreich mit Verlagen zu verhandeln und die notwendigen
Finanzmittel für die Drucklegung einzuwerben.
Prädikat: Hervorragend
Sonderpreis Schweizer Jugend forscht
Kultur
Ergebnisse
Das wichtigste Ergebnis meiner Arbeit ist die seit Dezember 2012 im
Amadeus Verlag (Winterthur) erhältliche Notenausgabe des Streichquartetts in E-Dur von Friedrich Theodor Fröhlich. Die für den Druck
benötigten finanziellen Mittel konnten durch meine erfolgreiche
Sponsoringsuche, bei der insgesamt 5000 Franken zusammen kamen,
bereitgestellt werden. Weitere Ergebnisse meiner Arbeit sind die
analytische Werkbetrachtung aller vier Sätze des Streichquartetts und
der damit verbundenen Interpretation, die Analyse der Bedeutung der
musikalischen Handschrift Fröhlichs, insbesondere der «Keile» und
«Punkte», und die Auseinandersetzung mit der Frage, warum nur
wenige Werke Fröhlichs zu seiner Zeit verlegt und aufgeführt wurden.
Diskussion
Die Realisierung meiner Arbeit war zeitlich intensiver, als im Voraus
erwartet. Auf Unvorhergesehenes, wie die zeitlichen Abläufe in den
Verlagen und bei der Vergabe von Sponsorengeldern, musste ich
Rücksicht nehmen. Für meine Arbeit konnte ich mich nicht auf eine
breite Fachliteratur über Fröhlich und sein Werk stützen. Mit meiner
Werkbetrachtung erhebe ich deshalb keinen Anspruch auf Vollständigkeit;
doch ist durch die Auseinandersetzung mit dem Quellenmaterial und
verschiedener Fachliteratur eine Analyse entstanden, die das Werk in
seinen verschiedenen Aspekten beleuchtet. Meine Arbeit behandelt
zwar hauptsächlich nur ein einziges Werk aus dem reichen Korpus an
Kompositionen von Fröhlich, aber durch meine Transkription konnte
dieses Einzelwerk zum ersten Mal der breiten Öffentlichkeit zugänglich
gemacht werden.
Schlussfolgerungen
Abschliessend kann ich sagen, dass ich mit meiner Arbeit sehr zufrieden
bin. Es würde mich freuen, wenn meine Arbeit Anlass für weitere
Publikationen von Fröhlichs Kompositionen wird. Denn je mehr seiner
Werke im Druck erscheinen, desto wahrscheinlicher werden mehr
Menschen die Musik dieses Schweizer Komponisten kennen und
schätzen lernen.
64
Gestaltung | Architektur | Kunst
Gymnasium Münchenstein
Jeanette Baur
Würdigung durch den Experten
Dr. Marco Brandazza
Cornelia Jäschke hat das Thema gründlich erforscht und studiert. Die
modernste Fachliteratur hat sie berücksichtigt und zusammengefasst.
Die schriftliche Arbeit bietet einen ausführlichen und klar verständlichen
Einblick in die komplizierte und extrem vielfältige Welt der Orgeln. Der
praktische Teil mit dem absolut selbständig ausgeführten Bau eines Portativs lässt staunen, mit welcher Ausdauer die Kandidatin ihre handwerklichen Fertigkeiten selber geschult und somit ihr Ziel sehr erfolgreich erreicht hat. Das spielbare und klingende Schlussresultat von Frau Jäschkes
Forschungsprojekt sollte dazu ermutigen, auch heute solche Versuche im
handwerklich-künstlerischen Bereich anzugehen.
Cornelia Jäschke, 1993
Arlesheim, BL
Prädikat: Gut
Das Grundprinzip der Orgel am Beispiel
eines selbstgebauten Portativs
Dieses Grundprinzip setzte ich für den Bau eines eigenen Instrumentes
um. Es gelang mir, eine funktionierende Orgel zu bauen. Sie hat einen
Tonumfang von gut zwei Oktaven (c’-cis’’’) und entspricht annähernd
einem Portativ, einer kleinen, tragbaren Orgelform aus dem Mittelalter
mit einem Balg, der vom Spieler selbst bedient wird. Da ich jeweils die
einfachste Form der Elemente baute, ist die Traktur jedoch derjenigen
einer antiken Orgel ähnlich.
Mit meiner Orgel lässt sich vor allem einstimmige Musik spielen, da die
zweite Hand für die Bedienung des Balgs benötigt wird.
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Fragestellung
Ausgehend von der Vielfalt an Orgeln und ihrer Historie, stellte ich mir die
Frage, was diesen unterschiedlichen Orgeln gemeinsam ist. Das führte
mich zu der Fragestellung, aus welchen grundsätzlichen Elementen eine
Orgel besteht, die zusammengesetzt ihr Grundprinzip bilden.
Vor allem wollte ich dieses Prinzip umsetzen und eine eigene Orgel
bauen. Dabei interessierte mich die Frage, ob es mir als Laie möglich ist,
selbstständig ein funktionierendes Instrument zu bauen, d.h. nicht bei
einem Orgelbauer in dessen Werkstatt. Aus diesem Grund sollte es denn
auch die einfachste Form des Instruments sein.
Methodik
Zunächst betrachtete ich die verschiedenen Orgelformen, die in den
vergangenen Jahrhunderten entstanden sind. Aus dieser vergleichenden
Analyse von Portativ, Positiv und feststehender Orgel konnte ich die
Elemente definieren, die für eine Definition als Orgel meiner Ansicht nach
unabdingbar sind.
Diese Grundelemente betrachtete ich anschliessend in ihrer historischen
Entwicklung und machte mich so mit den unterschiedlichen Formen
vertraut, in welchen sie auftreten können.
Mit dem Wissen aus der vorangegangenen theoretischen Auseinandersetzung und einer von einem Orgelbauer ausgeliehenen kleinen Orgel
als Vorbild, machte ich mich daran, mein eigenes Instrument zu bauen.
Dabei orientierte ich mich beim Bau der Pfeifen vor allem an der
ausgeliehenen Orgel, bei den anderen Teilen des Instrumentes dienten
mir Bilder historischer Orgeln als Vorbild.
Ich arbeitete hauptsächlich mit dem Werkstoff Holz, ergänzte dieses
Material für einige Details durch Karton und Leder.
Ergebnisse
Definition des Grundprinzips der Orgel: Grundsätzlich besteht eine
Orgel aus den vier Elementen Pfeifen, Gebläse, Windlade und Traktur.
Zusammengesetzt bilden diese die einfachste funktionierende Orgel:
Im Gebläse wird ein Luftstrom erzeugt, der über die Windlade auf die
unterschiedlichen Pfeifen verteilt wird und sie zum Klingen bringt. Über
die Traktur bestimmt der Organist, welche Pfeifen geöffnet werden.
Diskussion
Grundsätzlich habe ich meine Ziele erreicht: Ich habe die zentrale
Fragestellung beantwortet und eine funktionierende Orgel gebaut.
Das entstandene Instrument funktioniert zwar, ist aber keineswegs
perfekt. Während der Arbeit musste ich meine Bauweise immer wieder
mittels «try and error» anpassen. Die grössten Probleme tauchten beim
Bau der Pfeifen auf. Dort wäre es wohl hilfreich gewesen, vor Baubeginn
einen Orgelbauer um Rat zu fragen.
Andererseits war gerade durch die selbstständige Arbeit der Prozess am
besten erlebbar.
Schlussfolgerungen
So verschieden die Orgelarten in den Jahrhunderten waren und sind: Sie
haben vier Grundelemente gemeinsam.
Beim Bauen meines eigenen Instrumentes habe ich viel über die Orgel
gelernt. Vor allem aber lernte ich, mir selbst Fähigkeiten beizubringen
und ein ganzes Projekt mit all seinen Problemen und Lösungsversuchen
zu verwirklichen.
Immer wieder zeigte sich, dass ich die Fertigkeit, ein Bauteil herzustellen,
meist erst nach einigen Versuchen beherrschte. Daher hätte ein
Übungsstück vor dem eigentlichen Instrument sicher zu einem besseren
Ergebnis geführt. Doch die Erkenntnis, dass es, neben dem nötigen
Wissen und der richtigen Planung, vor allem Übung in den manuellen
Fertigkeiten braucht, erlangte ich erst durch den Arbeitsprozess.
So wuchs durch die gesamte Arbeit, insbesondere durch die Schwierigkeiten beim praktischen Teil, meine Achtung vor dem Orgelbau enorm.
Création | Architecture | Art
Lycée Jean-Piaget
Nicolas Marcone
Charlotte Krämer, 1994
Auvernier, NE
Appréciation Appréciation de l'experte
Marietta Mucedola
La candidate a fourni un travail artistique considérable. Elle a écrit une
nouvelle et créé une bande dessinée originale sur la base de cette histoire. Elle a su relever le défi de confronter sa démarche intuitive à une
réflexion théorique rigoureuse autour de la traduction de l’émotion en
texte et en image. Elle a fait une analyse approfondie des techniques
utilisées. Dans son travail, elle a fait preuve de beaucoup d’indépendance et d’un excellent esprit critique. La démarche de lier création artistique et considération théorique d’une œuvre en mettant l’accent sur
les émotions est tout à fait novatrice et encore peu explorée.
Mention: Très bien
66
Promenons-nous dans le moi
Problématique:
La transmission des émotions en art et la communication visuelle sont
encore largement inexplorées, à l’heure où pourtant nous nous trouvons
sollicités de toute part par des stimuli visuels en tout genre, champions de
la mondialisation. Ce travail est axé sur la bande dessinée, les possibilités
qu’elle offre de traduction d’émotions, relatives à sa structure particulière.
Méthode:
Ce travail s’articule en deux parties : premièrement, l’expérience à proprement parler, c’est à dire l’écriture d’une nouvelle et sa traduction en
bande dessinée. La deuxième partie est une recherche théorique, destinée
à tirer des conclusions de la partie expérimentale. L’enjeu consistait donc
à faire une recherche bibliographique axée sur la structure et le langage
de la bande dessinée, puis à tracer des parallèles entre la théorie et ma
bande dessinée.
Résultats:
Le résultat au niveau brut est cette bande dessinée que j’ai réalisée et qui
correspond parfaitement aux recherches que j’ai effectuées par la suite.
Mon travail a donc été mené à l’inverse d’une recherche scientifique
conventionnelle, dans le sens où j’ai appliqué la loi avant même de la
découvrir, en faisant jouer pour cela le côté instinctif, inconscient et intuitif
de ma réalisation artistique. De ce fait, je n’ai pas influencé le résultat de
l’expérience par une posture de chercheuse. Ce qui est intéressant, c’est
que j’ai traduit des émotions de la même manière, mais sans le savoir,
que les autres dessinateurs et scénaristes de bande dessinée.
Discussion:
La communication n’est donc pas une donnée théorique à appliquer
après en avoir pris connaissance. Il s’agit d’une capacité intrinsèque
présente chez la majorité d’entre nous, car les moyens que nous
développons pour transmettre nos émotions sont similaires d’un individu
à l’autre. Ce qui apparaît très clairement dans cette recherche, c’est que
la structure même de la bande dessinée exprime les angoisses originelles
de l’homme. Elle permet à la fois de conforter l’homme dans son déni
de séparation et de mort, en l’emmenant dans son cycle éternel de
renouveau, en lui permettant d’arrêter le temps, en le contenant de
toutes les manières possibles (phylactère, dessin, case, planche), et, en
même temps, elle lui offre la possibilité de guérir de ses angoisses, en
rejouant cette séparation, en lui permettant un retour en arrière, afin
de surmonter le traumatisme de base. Ce qui est étonnant, c’est que
le dessinateur est animé par toutes ces émotions, mais c’est aussi le cas
du lecteur. La transmission est donc totale, les sentiments communs
se rejoignent et lient l’émetteur et le récepteur. Or, la particularité de
ma bande dessinée est que mon héros vit exactement, et de manière
violente, la confrontation qu’apporte la bande dessinée.
Mon travail apporte également des éclaircissements sur le rôle de la mise
en page, dans l’appréhension de la planche, qui, selon son agencement,
va influencer la lecture, la signification des différents plans, le rôle du
texte, de la couleur, les lignes de forces qui régissent les pages, et surtout,
la difficulté d’allier l’espace narratif en 3D, censé représenter le temps, et
l’espace de représentation en 2D, censé créer une unité tableau-planche.
Conclusion:
La structure de la bande dessinée au grand complet est narratrice. Elle
est entièrement calquée sur le psychisme et le physique de l’homme. Sa
structure est là pour nous représenter. Le héros de ma bande dessinée
présente les mêmes émotions qui animent le dessinateur et le lecteur et
fait donc le lien entre eux deux. Ma bande dessinée, originale quant à sa
mise en page, permet, dans son éclatement des cadres, un mélange de
l’espace métaphorique et de l’espace réel, afin de mettre le lecteur face
à ses propres démons.
Littérature | Philosophie | Langue
Neue Kantonsschule Aarau
Claudia Fabel
Appréciation Appréciation de l'experte
Aurore Schwab
L’auteure de ce travail a réussi avec finesse à relever les principaux enjeux
de la pratique du crime d’honneur. Méthodologiquement, elle a d’abord
établi un corpus de sources clair (le discours journalistique francophone
sur le crime d’honneur), puis écarté l’étude de pratiques analogues, telles
que le duel et la vendetta. Enfin, elle s’est basée sur une définition pour
souligner la diversité des rôles (famille, communauté, Etat) et montrer la
tension entre la multiplicité des pratiques et l’universalité de la violence
envers les femmes.
Aurore Donati, 1994
Muhen, AG
Mention: Très bien
Prix spécial HUMANITIES, Université de Bâle
Stage de recherche
Quand l'honneur tourne au crime
Discussion
Il est évident que le problème des crimes d’honneur est dû à l’inégalité
entre l’homme et la femme que l’on retrouve dans majeure partie des
pays concernés. Un certain sentiment de rivalité naît entre les hommes
qui voient leur honneur mis en jeu dans les relations qu’ils entretiennent.
On peut en déduire que leur honneur est «sali» seulement dans le cas où
la nouvelle est propagée publiquement. Cet homme devient donc victime
des pressions extérieures et se doit de purifier son image en tuant la
présumée coupable. Son honneur étant «sali», cela implique qu’il a failli
à son devoir de contrôle sur les membres, en particulier féminins, de sa
famille. De là naissent des tensions entre l’homme et la femme et entre
l’homme et sa communauté. Ces formes de violences envers les femmes
sont universelles (Ertürk), bien que des différences subsistent lorsque l’on
compare les cultures.
67
Problémathique
Le crime d’honneur est associé à une forme de violence domestique
contre les femmes, cependant, les hommes sont également touchés
par cette pratique. Partant de la question principale «D’où vient cette
tradition et dans quel pays d’origine des personnes immigrées est-elle la
plus pratiquée?», je désire informer et sensibiliser le public sur la pratique
du crime d’honneur en proposant un approfondissement de la nature et
des enjeux des crimes d’honneur ainsi que son développement.
Méthodes
Mes recherches se basent sur différents articles s’étalant de 1997 à 2012,
parus dans les journaux francophones (français, suisses et canadiens)
suivants Le Parisien, L’Express, Le Monde, Revues Plurielles, Le Point, Le
Temps, Le Matin, Le Cri, 20 Minutes, l’Illustré, Le Nouvelliste, Le Journal
du Jura, JOL Press, Point de bascule et Bouviac. En outre, j’ai effectué
des interviews de personnes issues de pays potentiellement touchés par
ce phénomène pour avoir un point de vue plus personnel. Les archives
de trois associations non gouvernementales, telles que la Fondation
suisse Surgir, l’Association Papatya et la Campagne Internationale contre
les Crimes d'Honneur (ICAHK), des documentaires et témoignages tirés
d’internet ainsi que des articles scientifiques écrits par Douglas M., Ertürk
Y. et Giordano C., m’ont fourni une base théorique pour rédiger mon
travail.
Résultats
Les «crimes d’honneur», tradition étant peut-être d’origine babylonienne
qui considère la virginité d’une femme comme la propriété de toute sa
famille, englobent toute forme de violences familiales envers les femmes
au nom de traditionnels codes d’honneur. Ils sont perpétrés pour laver
la honte d’une famille «salie» à cause de comportements et/ou d’actes
(réels ou supposés) inappropriés de jeunes femmes et, par-là, rétablir son
honneur. En effet, l’idée de souillure représente un danger qui demande
à être purifié (Douglas, M.), ce qui nous amène à considérer le fait de
tuer pour des questions d’honneur comme un rite de purification. Cette
pratique, répandue dans les sociétés patriarcales du Moyen-Orient et
dans certaines régions d’Amérique latine, s’est installée dans certains
pays d’Europe par le biais de l’immigration. Elle se base sur trois éléments
fondamentaux: le contrôle de la conduite des femmes, la honte ressentie
par un homme qui a perdu ce contrôle et une pression extérieure qui
contribue à aggraver cette honte et pousse à vouloir l’effacer.
Conclusion
Le crime d’honneur étant un sujet extrêmement large et complexe, j’ai
dû restreindre ma recherche en mettant de côté, par exemple, les crimes
commis pour des raisons d’honneur ou s’y associant dans les traditions
occidentales, tels que la vendetta en Italie ou en Corse, le crime dans
la mafia, les duels, les crimes passionnels. J’ai aussi écarté une étude
approfondie sur l’aspect juridique du crime d’honneur. N’ayant pu
répondre de manière exhaustive à mes questions dans le temps imparti
et pour le type de travail demandé, je me suis limitée à donner quelques
pistes de réflexions relatives aux questions soulevées.
Literatur | Philosophie | Sprache
Damian Gautschi, 1993 Sandra Lanfranchi, 1992
Gränichen, AG
Meisterschwanden, AG
Neue Kantonsschule Aarau
Francisca Ruiz
Würdigung durch den Experten
Philipp Obrist
In der Didaktik des Zweitsprachenerwerbs ist die Verwendung von
Popmusik zur Unterstützung und Motivation des Lernprozesses ein
hochaktuelles Thema. Daneben gibt es eine lange Tradition der Sprachlehre, die sich der Ästhetik künstlerischer Texte bedient, um eine «kulturelle Immersion» vor allem fortgeschrittener Lernenden zu erreichen.
Damian Gautschi und Sandra Lanfranchi bringen diese Ansätze auf innovative Weise zusammen und präsentieren hier einen kompakten,
kompetent und liebevoll zusammengestellten Sprachkurs, der auch
Anfänger dort abholt, wo sich Leidenschaft für das Spanische oft
entzündet – bei der Musik.
Prädikat: Sehr gut
68
Al ritmo del español
Fragestellung
Im Rahmen dieses Projektes kreierten wir ein spanisches Lehrmittel. Es
ist für AnfängerInnen gedacht, welche im Selbststudium die Sprache
zusammen mit spanischer und lateinamerikanischer Musik kennenlernen
möchten. Wir haben uns folgende Teilziele gesetzt:
-Das Buch soll speziell für junge Erwachsene mit der Lernfähigkeit eines
Mittelschülers gestaltet und aufgebaut sein.
-Es soll sich von anderen Lehrmitteln unterscheiden, indem man
nebst Spanisch auch bekannte spanische/hispanoamerikanische Lieder
kennenlernt.
-Die grammatikalischen Themen sollen dem Niveau A1 (GER)
angepasst sein.
-Die Auswahl der Lieder soll möglichst viele verschiedene Musikstile
abdecken.
Ergebnisse
Das Ergebnis unseres Projekts präsentiert sich in einem 66-seitigen Buch
(A4 Format) mit 11 Lektionen sowie Lösungen und Lexikon im Anhang.
Jede Lektion beginnt mit einem Liedtext auf der linken Seite mit dem
dazugehörigen Vokabular. Darauf folgt der grammatische Teil mit seinen
Ausführungen zum jeweiligen Thema. Passend dazu endet die Lektion
meistens mit Übungen, um die Theorie anzuwenden. Die Lösungen dazu
sind im Anschluss auf einer Seite zusammengefasst. Das Buch endet mit
einem Lexikon der 381 gelernten Wörter.
Die schlichte und übersichtliche Gestaltung ermöglicht ein strukturierteres
Lernen. In Verbindung mit gestalterischen Elementen wurde die rote
Farbe als Leitfaden durch das ganze Buch hinweg verwendet.
Diskussion
Unsere Teilziele haben wir weitgehend erreicht. Wir erreichten eine
weniger grosse Vielfalt an Musikstilen, als wir es uns erhofft hatten.
Ob Anfänger mit unserem Produkt wirklich Spanisch im Selbststudium
lernen können, wird sich längerfristig im Praxistest zeigen müssen.
-Es soll ein ansprechendes, modernes Design haben.
-Das Buch soll dem Selbststudium dienen.
Methodik
Wir einigten uns mit unserer Betreuungsperson auf 11 Lerneinheiten
mit grammatikalischen Themen, welche wir daraufhin in eigenen
Worten zusammenfassten. Zeitgleich stellten wir eine Liste mit allen
wichtigen Musikstilen der spanischen/hispanoamerikanischen Musik
zusammen und sammelten Lieder dazu. Wir wählten daraufhin 11 zu
den grammatikalischen Themen passende Lieder aus und transkribierten
deren Liedtexte. Der Grundwortschatz, welcher in diesem Lehrbuch
vermittelt wird, basiert auf dem Vokabular der Liedtexte. Mit diesen
schlussendlich 381 Wörtern schrieben wir daraufhin die Übungen zu den
grammatikalischen Themen.
Damit das Buch seine Zielgruppe anspricht, musste dafür ein modernes
Design gefunden werden. Wir einigten uns Fertigkeiten im Umgang mit
Adobe InDesign an und entschieden uns für ein schlichtes Design.
Schlussfolgerungen
Wir sind zufrieden mit unserer Arbeit, obwohl sich unser Produkt
wahrscheinlich nicht mit professionell erstellten Lehrmitteln vergleichen
lässt. Einer kommerziellen Veröffentlichung stehen die Urheberrechte
der Liedtexte im Weg. Diese Angelegenheit müsste man mit der SUISA
(Schweizer Genossenschaft der Urheber und Verleger von Musik)
genauer abklären.
Literatur | Philosophie | Sprache
Alte Kantonsschule Aarau
Andreas Hunziker
Würdigung durch den Experten
Prof. Dr. Clà Riatsch
Mit ihrer Frage nach der möglichen Objektivierbarkeit der Indizien und
Verfahren, die literarischen Wertungen zugrunde liegen, wagt sich Frau
Gutmann an eines der schwierigsten Probleme der Literaturwissenschaft
und Literaturkritik. Der Versuch, prominente Indizien literarischer Qualität aufzulisten, die Grenzen ihrer Objektivierbarkeit und ihre Abhängigkeit von Textsorten und literarischen Gattungen zu reflektieren, bedeutet einen grossen theoretischen Aufwand. Die Analysen am grossen
Textcorpus sind durchwegs transparent, die Zuschreibungen von Punkten nachvollziehbar, die Darstellung der Ergebnisse und die Schlussfolgerungen sehr einleuchtend.
Rahel Gutmann, 1993
Suhr, AG
Prädikat: Sehr gut
Jan Michalski Preis 2012 – Eine Bewertung
von neun zeitgenössischen literarischen Werken
Diskussion
Die Fragestellungen und Hypothesen wurden der Komplexität des
Themas nicht gerecht und konnten nicht klar beantwortet werden. Sie
scheiterten vor allem daran, dass nicht ein Buch allein gewonnen hat.
Doch trotz dieser Tatsache ist die Arbeit gelungen. Es gelang, neun
Bücher ziemlich umfassend zu bewerten und dabei Indizien aus der
Litertaturkritik zu verwenden. Die Aufspaltung der Bewertung in einzelne
Gebiete zeigte, dass auch ein insgesamt als eher schlecht empfundenes
Buch seine Qualitäten hat. Beispielsweise hat Franz Schubert bei
Originalität/Authentizität drei Punkte. Der Blick wird für die Feinheiten
jedes Werkes geschärft. Auch in der Frage der Subjektivität kam ich
weiter. Ich musste eingestehen, dass trotz der gewählten Indizien und der
Punktevergabe immer eine subjektive Wertung mitschwang. Doch dank
der beigefügten Berichte und der mehrmals überdachten Punktevergabe
konnte sie stark eingeschränkt werden. Zudem wird die Bewertung
nachvollziehbar. Dies steht im starken Gegensatz zum Auswahlverfahren
der Jury des Jan Michalski Preises. Sie gab nur äusserst kurze Statements
zu ihren Entscheidungen ab, die den dahinterstehenden Prozess für
Aussenstehende nicht nachvollziehbar machten.
69
Fragestellung
Seit drei Jahren verleiht die Stiftung Jan Michalski jährlich den Jan
Michalski (Literatur-)Preis an ausgesuchte, zeitgenössische Werke. Im
Jahr 2012 hat die Jury neun internationale Bücher in den Sprachen
Deutsch, Französisch, Englisch und Russisch nominiert. Ich wollte diese
Werke lesen und bewerten. Dabei interessierte ich mich für die in der
Literaturkritik angewandten Indizien und dafür, ob die Subjektivität bei
der Bewertung eingeschränkt werden kann. Mit diesem Hintergrund
formulierte ich zwei Fragestellungen und zwei Hypothesen:
Frage 1: Ist es möglich, dass ein Buch besser als die anderen Bücher ist?
Hypothese I: Mithilfe eines Bewertungsschemas ist es möglich,
die Bücher sowohl objektiv zu bewerten, als auch einen klaren
Sieger zu bestimmen.
Frage 2: Wird die Jury dasselbe Buch auswählen wie ich?
Hypothese II: Die Jury wird dasselbe Buch küren.
Methodik
Zuerst wurden die neun Bücher gelesen, und zwar in den Originalsprachen,
sofern noch keine Übersetzungen erhältlich waren. Das russische Buch
wurde von einer Drittperson gelesen, die dann in einem Interview ihre
Erkenntnisse weitergab.
Von elf in den theoretischen Grundlagen vorgestellten Bewertungsindizien
wurden sieben für die Bewertung ausgewählt. Die sieben Indizien wurden
zu fünf Bewertungspunkten zusammengefasst und in eine Tabelle, das
Schema, eingefügt. Die ausgewählten Indizien Stimmigkeit, Expressivität,
Welthaltigkeit, Originalität/Authentizität und Interessantheit/Komplexität
erlauben es, jedes Werk unter verschiedenen Perspektiven zu betrachten.
Den Büchern wird für jeden Bewertungspunkt zwischen einem und vier
Punkten verliehen (eins=schwach; 4=sehr gut). Die Punktewahl wird
jeweils mit einem kurzen Bericht begründet. Dank der Punktevergabe
kann eine klare Rangordnung erstellt werden.
Ergebnisse
Die Punkteauswertung hat ergeben, dass mit jeweils sechzehn von
zwanzig möglichen Punkten die folgenden vier Bücher an der Spitze
stehen: Bloodlands; Thabo Mbeki: The dream deferred; The Opium War;
Kampuchéa. Auf dem letzten Platz liegt mit neun Punkten das Buch Franz
Schubert. Die Jury des Jan Michalski Preises hat als Sieger das Buch The
Opium War gewählt. Das stimmt mit dem Ergebnis dieser Arbeit insofern
überein, als dass The Opium War auch hier zu den vier Siegern gehört.
Schlussfolgerungen
Es war möglich, neun Bücher zu lesen und tiefgründig zu bewerten. Das
erhaltene Resultat ist grundsätzlich erfreulich, da es die hohe Qualität der
Bücher bestätigt. Zudem kann es als Beweis dafür genommen werden,
dass das Bewerten von Literatur und somit die gesamte Literaturkritik
ein äusserst herausforderndes wissenschaftliches Gebiet ist, in dem nicht
nur die Definition von klaren Indizien zu Schwierigkeiten führt, sondern
auch die stets vorhandene Subjektivität der Lesenden. Weiter kann
meine Arbeit hoffentlich dazu beitragen, dass Jurys von Literaturpreisen
mehr Einblick in ihre Entscheidungsfindung gewähren und genauere
Begründungen für ihre Auswahl angeben.
Literatur | Philosophie | Sprache
Michael Lüchinger, 1993
Winterthur, ZH
Kantonsschule Rychenberg
Frank Gerber
Würdigung durch den Experten
Prof. Dr. Rudolf Wachter
M.L. legt eine sehr gut konzipierte und durchgeführte Arbeit vor, die
zeigt, dass erfolgreiche politische Redner westlicher Prägung nach wie
vor die schon in der griechisch-römischen Antike beobachteten und beschriebenen Grundsätze der Rhetorik anwenden. Einem Abriss der antiken Rhetorik folgt eine Analyse der 1. Catilinarischen Rede Ciceros und
der Rede «Yes, We Can» Barack Obamas und ein sehr erhellender
Vergleich der beiden. Der praktisch denkende junge Mann hat zudem
die gefundenen Grundsätze in einem Experiment mit seiner Klasse
umgesetzt.
Prädikat: Sehr gut
Sonderpreis Academia Engelberg
Wissenschaftskonferenz
Preis für junge LinguistInnen
70
Mit Cicero ins Weisse Haus. Eine rhetorische Analyse von Ciceros
«I. Catilinarischer Rede» und Obamas Rede «Yes, we can»
Fragestellung
Zwischen Cicero und Obama liegen über 7000 Kilometer und mehr
als 2000 Jahre. Obamas rhetorische Fähigkeiten und politische Erfolge
sind bekannt. Cicero gilt als der beste Vertreter der antiken Rhetorik in
lateinischer Sprache. Mittels welcher Stilmittel ziehen sie das Publikum in
ihren Bann? Gibt es markante Parallelen oder Unterschiede zwischen der
Oratio Ciceros und Obamas Rede? Sodann gehe ich der Frage nach, ob
man Obama als «New Cicero» bezeichnen darf. Des Weiteren interessiert
es mich, wie man eine eigene Rede möglichst persuasiv gestalten kann.
Darüber hinaus suche ich nach dem Nutzen einer Rhetorikausbildung an
Mittelschulen.
Methodik
Zuerst gebe ich einen Überblick über die Geschichte der Rhetorik von
der Antike bis zur Gegenwart und stelle das antike rhetorische System
vor. Daraus wähle ich die aristotelische Trias von Logos, Ethos und Pathos
als wichtigstes Werkzeug zur Analyse der «1. Catilinarischen Rede» von
Cicero sowie der Rede «Yes, We Can» von Obama. Dann unterziehe ich
die Reden einem stilistischen Vergleich. Anschliessend erprobe ich die
gefundenen Stilmittel in einer eigenen Rede auf ihre entsprechende
Wirkung beim Publikum. Mittels sogenannter Schlagwortmatrizen mache
ich alle drei Reden auch visuell greifbar. Dabei zeigt die Schriftgrösse der
Wörter deren Häufigkeit im Text an.
Ergebnisse
Die Analysen bestätigen, dass Cicero und Obama alle drei aristotelischen
Persuasionsmittel wirksam verwenden. Je nach Intention gewichten
sie die Mittel in den einzelnen Redepassagen unterschiedlich. Wir
finden in den beiden Reden eine Vielzahl von Stilmitteln. Besonders
augenfällig ist der häufige Gebrauch der Anapher, der Apostrophe und
des Trikolons. Das überraschende Resultat ist, dass Obama in seiner
Rede vorwiegend Stilmittel aus der römischen Rhetorik und von deren
Hauptvertreter, Cicero, verwendet. Überdies zeigt eine Erhebung der
Pronomina in Obamas Rede, dass er mit 63,5% grosses Gewicht auf
die Pronomina der 1. Person Plural (we, our, us) setzt. Cicero arbeitet
ähnlich gezielt und häufig mit denselben Pronomina. Damit bauen sie
ein Zusammengehörigkeitsgefühl zwischen sich und ihrem Publikum auf,
Cicero isoliert mit diesem Mittel sogar seinen Gegenspieler Catilina.
Die Recherchen über Leben und Umwelt der beiden Redner fördern
zutage, dass sie sich nicht nur stilistisch, sondern auch persönlich ähneln.
Beide sind Anwälte, Schriftsteller und politische Emporkömmlinge.
Diskussion
Der Titel meiner Arbeit, «Mit Cicero ins Weisse Haus», erlangt durch
die Parallelen der Reden und Redner seine Gültigkeit. Dies rechtfertigt
es meines Erachtens auch, Obama den Titel des «Neuen Cicero» zu
verleihen. Die frappanten Ähnlichkeiten der beiden Redner bestätigen
auch, dass sich das eingehende Analysieren und der Vergleich gelohnt
haben.
Meine Rede, die ich anlässlich der Wirtschaftswoche der Kantonsschule
Rychenberg gehalten habe, stellt eine praktische Selbstreflexion der
Ergebnisse dar. Hierbei haben meine Erkenntnisse aus den Analysen
als Strukturierungshilfe gedient. Die überzeugende Wirkung der Rede
auf das Publikum unterstreicht für mich die fortwährende Wirkkraft der
antiken Stilmittel.
Die Schlagwortmatrix als computerbasiertes Analysemittel hat sich als
Visualisierungsmethode von Inhalt und Gestaltungsgrad einer Rede gut
bewährt.
Schlussfolgerungen
Meine Analysen zeigen auf, dass die antike und moderne Rhetorik
näher beieinander liegen, als man gemeinhin denkt. Sie stehen dafür,
dass die Trias der aristotelischen Persuasionsmittel ein geeignetes
Analyse-Tool für die Charakterisierung beliebiger Reden aus beliebigen
Kulturkreisen darstellt. Anhand weiterer Redeanalysen von Cicero und
Obama fände man wohl noch viele weitere Überlappungen. Die Trias
eignet sich aufgrund ihrer Schlankheit und Allgemeingültigkeit bestens
zur Vermittlung der rhetorischen Grundlagen an Mittelschulen. Dadurch
werden jungen Menschen Instrumente mitgegeben, um ihre Meinung
schriftlich wie mündlich überzeugend auszudrücken.
Literatur | Philosophie | Sprache
Kantonsschule Zürcher Oberland
Dorothee Kohler
Würdigung durch die Expertin
Leena Schmitter
Pia Schneider untersucht in ihrer Maturitätsarbeit feministische Deutungen der Pornographie seit den 1980er Jahren bis heute. Sie interessiert
sich dabei insbesondere für die feministischen Pro- und Anti-Pornographie
Positionen und die mutmassliche «Sexualisierung der Gesellschaft». Als
Quellen dienten ihr überwiegend gedruckte Quellen und drei Interviews.
Die Arbeit reiht sich in ein breit diskutiertes gesellschaftspolitisches Thema
ein und zeichnet plausibel die Vielfalt feministischer Positionen nach. Besonders hervorzuheben ist der kritische Umgang mit dem schwierig zu
definierenden Begriff Pornographie und die Berücksichtigung aktueller
Debatten.
Pia Schneider, 1993
Grüt, ZH
Prädikat: Sehr gut
Sonderpreis Academia Engelberg
Wissenschaftskonferenz
Pornografie aus Sicht des Feminismus
Die Zukunft von Pornos könnte sich einerseits in einem Sättigungseffekt
manifestieren, andererseits vermehrt im Schwarzmarkt stattfinden oder
in einer Abkehr vom herkömmlichen und einer neuen Art von Porno
resultieren.
71
Fragestellung
In der Arbeit werden die feministischen Pornografiedebatten der 1980er
Jahre bis heute verfolgt. Dabei steht der Anti-Porno-Feminismus dem
Pro-Porno-Feminismus gegenüber. Es wird versucht, die jeweiligen Aussagen und Argumentationen auf ihre Richtig- und Sachlichkeit hin zu
überprüfen, bestätigen und auch zu widerlegen. In einem ersten Teil
werden die feministischen Positionen der 1980er Jahre nachgezeichnet.
Der zweite Teil befasst sich mit der aktuellen Situation der Pornografie
und den feministischen Deutungen dieser sowie den Veränderungen, die
sich in Zwischenzeit ergeben haben. Im Fokus liegt dabei die Frage, ob
von einer «Sexualisierung» der Gesellschaft gesprochen werden kann. Die
Arbeit endet mit einem Ausblick, wie sich die Pornografiebranche sowie
die feministische Diskussion darüber zukünftig entwickeln könnten.
Methodik
Für die wissenschaftliche Analyse der Anti-und Pro-Porno-Literatur wurden
die jeweiligen Quellen mit psychologischer und sexualwissenschaftlicher
Fachliteratur verglichen. Zusätzlich dienten empirische Befunde und
Statistiken zur Stützung resp. Widerlegung der Argumente. Daneben
spielten vor allem Internetbeiträge eine Rolle. Zusätzlich wurden
mündliche und schriftliche Interviews mit Fachpersonen, aber auch mit
KlassenkollegInnen geführt.
Ergebnisse
Es können einige Hauptargumente, besonders jene des Anti-PornoFeminismus, eindeutig gestützt werden: Das erniedrigende Frauenbild
in Pornos scheint eine Tatsache zu sein, was somit die Gleichstellung
der Geschlechter verhindert. Der Pro-Porno-Feminismus argumentiert
indessen utopisch und kann nur im Bezug auf wenige Punkte bestätigt
werden. Insgesamt kann festgehalten werden, dass der Anti-PornoFeminismus mit seiner Kritik bzw. seinem Bild von Pornografie eher der
Wirklichkeit entspricht als seine Gegenposition.
Die heutige, florierende Pornobranche bewegt sich je länger je mehr im
illegalen Bereich, die Praktiken und Arbeitsbedingungen sind teilweise
unmenschlich und bestätigen die Anti-Porno-Vorwürfe der achtziger
Jahre. Dabei gilt es, den Blick nicht nur für die Pornografie, sondern für
die generelle Sexualisierung unserer Gesellschaft zu schärfen: Sei es in der
Musik- /Modeindustrie oder in der Werbung – sexualisierte Darstellungen
sind alltäglich und omnipräsent. Feministinnen, PsychologInnen und
ForscherInnen warnen besonders Jugendliche und deren Eltern, da im
frühen Jugendalter, vor ersten sexuellen Kontakten, konsumierte Pornos
gravierende Auswirkungen haben können.
Diskussion
Grundsätzlich kann man die Vorgehensweise der Literaturanalyse
bzw. des Literaturvergleichs von Quellen mit Fachliteratur als nützlich
bewerten. Dadurch, dass die Vergleichsliteratur von ExpertInnen stammt,
wird eine Wissenschaftlichkeit sichergestellt, welche den beiden PornoEinstellungen fehlte. Auch die Analyse von Quellen aus den 1980er
Jahren anhand aktueller Literatur war sinnvoll für die Fragestellung.
Einzig die Interviews mit KlassenkollegInnen hätten vertiefter und mit
mehr ProbandInnen durchgeführt werden können, da die wenigen
Antworten keine generalisierenden Aussagen und Hypothesen zulassen.
Schlussfolgerungen
Die meisten Schlussfolgerungen wurden schon bei den Ergebnissen
vorgestellt, welche die mehrheitlichen Argumente widerlegen sowie
die Aktualität der anti-porno-feministischen Hauptkritikpunkte bestätigen. Ebenso wichtig erscheint mir die Feststellung, dass der ProPorno-Feminismus oftmals sehr oberflächlich argumentiert, was ihn an
Glaubwürdigkeit verlieren lässt. Offen bleiben noch viele Fragen zum
Einfluss von Pornokonsum auf das (Sexual-)Verhalten, womit diese Arbeit
den drängenden Forschungsbedarf in diesem Gebiet aufzeigt.
Gerade im Bezug auf die aktuelle und zukünftige Situation sowie
die allgegenwärtige Sexualisierung konnten sich einige Risiken und
Gefahren herauskristallisieren, wie beispielsweise den negativen Einfluss, den Pornokonsum im frühen Jugendalter auf das Sexualleben
ausüben kann. Jenen Gefahren sollte in Zukunft mit entsprechenden
Vorbeugemassnahmen begegnet werden. Pornografie sollte beispielsweise schon früh von den Eltern/der Schule thematisiert und der Internetkonsum von Kindern und Jugendlichen kontrolliert werden.
Mathematik | Informatik
Kantonsschule Freudenberg
Thomas Hiltbrunner
Jasmin Allenspach, 1995
Adliswil, ZH
LSLLSLSLLSLLSLS – Komplexität islamischer Kachelkunst
Fragestellung
«Islamische Baumeister 500 Jahre vor westlichen Mathematikern.» Diese
Schlagzeile war 2007 weltweit zu lesen, als die Physiker Lu und Steinhardt
einen Science-Artikel publizierten, in dem sie islamische (Girih-)Mosaike
untersuchten.
Diese waren ihnen zufolge als Parkettierungen konzipiert worden. Fünf
Kacheltypen dienen als Schablonen, die darauf eingezeichneten Linien
bilden das sichtbare Muster. Gewisse dieser Muster haben laut Lu
bemerkenswerte Eigenschaften: Sie sind quasiperiodisch – ihre Struktur
ist lokal periodisch, jedoch über die gesamte Ebene nicht repetitiv. Als
Beweis dafür dienen die fünf- und zehnzählige Rotationssymmetrie und
die Existenz zweier Grössenskalen, die mit der irrationalen goldenen Zahl
1.618... verknüpft sind.
Solche komplexe Parkettierungen sind erst in den Siebzigerjahren
von Mathematikern wie Penrose und Ammann untersucht worden.
Haben islamische Künstler bereits viel früher quasiperiodische Muster
geschaffen? Anhand neuen Bildmaterials ging ich dieser Frage auf den
Grund.
Methodik
Die grundlegenden Kenntnisse im Bereich der Parkettierungen wurden
anhand der Bücher von Grünbaum und Shephard sowie von Gardner
und Penrose erarbeitet.
Die Bilddateien von Dekors islamischer Bauten stammen aus dem Archiv
von Prof. Markus Ritter (Universität Wien). Ich untersuchte insgesamt 6
verschiedene Muster; 3 davon «quasiperiodische» im Stil von Lu.
In einem ersten Schritt korrigierte ich die verzerrte Perspektive der Fotografien und überdeckte sie anschliessend mit Kacheln. Dafür verwendete
ich die Grafiksoftware Gimp sowie CorelDraw. Rotationssymmetrie
und Periodizität veranschaulichte ich grafisch mithilfe der Fast-FourierTransformation.
Ergebnisse
Lus These, wonach Parkettierungen zur Konstruktion islamischer Muster
dienten, wird durch meine Analysen bestätigt. Die Konstruktionstechnik
mittels Kacheln ist befriedigend und funktioniert ohne Ausnahme.
Seine Ergebnisse bezüglich der Quasiperiodizität hingegen sind stark
zu relativieren: Die Muster haben viele «Fehler», die lokale Symmetrien verunmöglichen. Das verhindert die erforderlichen symmetrieerhaltenden Unterteilungen der Kacheln. Ausserdem fehlen in den
Würdigung durch den Experten
Mathias Bernhard
Die Arbeit ist sehr gut aufgebaut. Im ersten Teil werden gut gewählt, verständlich beschrieben und übersichtlich illustriert die notwendigen Grundlagen erarbeitet, um im Hauptteil die analysierten Muster mit treffendem
Vokabular diskutieren und bewerten zu können. Die Fragestellung ist klar
formuliert und wird von der Autorin mutig aus mathematischer und kulturhistorischer Richtung angegangen. Die gewählten Methoden umfassen
anspruchsvolle Technologien und werden sehr sorgfältig und gewissenhaft auf das eigens beschaffte Bildmaterial angewandt.
Prädikat: Hervorragend
Sonderpreis Schweizer Jugend forscht
European Union Contest for young Scientists (EUCYS)
Parkettierungen grosser Kacheln die Hexagone, so dass es sich nicht um
Ähnlichkeitsparkettierungen handelt, wie Lu behauptete. Zudem können
die Ausschnitte in eine periodische Parkettierung eingebettet werden,
was weitere Zweifel an der Quasiperiodizität entstehen lässt.
Neu entdeckte ich Geradengruppen, welche eng verwandt mit den
Ammann-Linien der Penrose-Parkettierungen sind. Diese Geraden gelten
als klares Indiz für Quasiperiodizität: Die Abfolge ihrer Abstände beruht
auf der Fibonacci-Folge; das Verhältnis von langen zu kurzen Abständen
ist in etwa 1.618...
Aus kunsthistorischer Sicht weist der Science-Artikel grobe Unstimmigkeiten auf. In Zusammenarbeit mit Herrn Ritter konnte ich
zeigen, dass besagte Muster keineswegs 500 Jahre alt sind – sie sind
erst auf das 18./19. Jahrhundert zu datieren. Lu beging den Fehler, die
jeweiligen Baudaten zu verwenden; die Dekors wurden aber erst viel
später hinzugefügt.
Diskussion
Es hat sich gezeigt, dass die Science-Thesen hinterfragt werden müssen.
Lus Quasiperiodizitätsbeweis ist nicht stringent. Daher postuliere ich,
dass es den islamischen Künstlern in erster Linie um die Ästhetik ihrer
Werke – und nicht deren geometrische Perfektion – ging.
Im Widerspruch dazu stehen die von mir erstmals beschriebenen
Ammann-Linien der Girih-Mosaike; sie deuten auf Quasiperiodizität hin.
Die Diskrepanz ist vielleicht dadurch zu erklären, dass es sich bei den
betrachteten Parkettierungen jeweils nur um einen Ausschnitt handelt.
Schlussfolgerungen
«Islamische Baumeister 500 Jahre vor westlichen Mathematikern» –
nein! Anhand neuer Beispiele konnte ich zeigen, dass die Thesen des
Science-Artikels relativiert werden müssen. Die Entdeckung der GirihAmmann-Linien ist ein neuer Gesichtspunkt in der Diskussion islamischer
Mosaike. Diese wird – auf mathematischer und kunsthistorischer Ebene
– sicher fortgesetzt, zum Beispiel durch Ausweiten der Analyse auf
gewölbte Flächen. Ob die Frage nach der Quasiperiodizität je restlos
geklärt werden kann, bleibt offen. Eine Antwort könnten uns wohl nur
die islamischen Baumeister geben.
72
Mathematik | Informatik
Kantonsschule Zürcher Oberland
Tobias Kohn
Würdigung durch den Experten
Guillaume Simon
Die Herren Roman Brunner und Dominik Schilling haben selbstständig
eine Hardwareplattform und ein Touchscreen entwickelt. Sie haben dabei
eine beachtliche Eigeninitiative und profunde Kenntnisse der eingesetzten
Informatikmittel bewiesen (Linux, ARM Prozessoren …). Der Kontakt zum
professionellen Umfeld hat ihnen erlaubt eine Lösung zu entwickeln, die
den Bedürfnissen der Gebäudeautomation sehr gut entspricht. Trotz der
anspruchsvollen Technologie und der Aufgabenstellung ist es ihnen auch
gelungen, ein alternatives User Interface zu realisieren.
Roman Brunner, 1994 Dominik Schilling, 1993
Tann, ZH
Tann, ZH
Prädikat: Sehr gut
Shiro Project – Homemade Tablet
Diskussion
Für unsere Software ist nun wichtig, dass sie sich weiter den oben
genannten Punkten annähert. Alle zu der Software Befragten äusserten
sich aber sehr positiv über den Ansatz, welchen es aber noch konsequenter
umzusetzen gilt. So muss die Software weiter vereinfacht werden, da
sie noch immer gewisse komplexe Strukturen bietet, welche nicht direkt
selbsterklärend sind. Das eben erst vorgestellte ‘Ubuntu for Touch’ besitzt
einen sehr ähnlichen Ansatz wie unsere Software, was nun natürlich
weitaus grösser angelegte Nachforschungen zur Benutzerfreundlichkeit
ermöglicht, welche dann natürlich auch in unsere Software einfliessen
sollen.
73
Fragestellung
Programmierung einer Benutzeroberfläche, welche auf verschiedene
Gerätetypen angepasst ist. So soll die Software auf Tablets, Laptops und
vollständigen Computern laufen. Um die Software auch auf einem Tablet
zu testen, wurde ein eigener Tablet gebaut.
Das Ziel des Projektes ist es, eine möglichst einfach bedienbare Benutzeroberfläche auf verschiedene Endgeräte zu bringen. Dabei sollen
die Oberflächen an die entsprechende Bedienung angepasst werden, in
sich aber ein homogenes Benutzererlebnis bieten. Abgerundet wird dies
mit einem Synchronisationstool, welches die Einstellungen über mehrere
Geräte hinweg synchron hält und dem Benutzer somit ermöglicht, auf all
seinen Geräten dieselbe Arbeitsumgebung vorzufinden.
Methodik
Software: Unsere Software baut grundsätzlich auf der Gnome Shell und
den zugrunde liegenden Bibliotheken auf. Die Programmierung erfolgte
über die direkte Modifizierung des Quellcodes in Gedit. Da grosse Teile
der Software in JavaScript geschrieben sind, musste die Software nicht
dauernd neu kompiliert werden. Für den Kompiler zur Gnome Shell
verweisen wir auf das Gnome Developer Center (https://developer.gnome.org/)
Um die Funktionalität und das Design festzulegen, analysierten wir
kommerzielle Produkte und verglichen Stärken und Schwächen der
einzelnen Systeme. Daraus entwickelten wir eine Skizze einer idealen
Benutzeroberfläche.
Hardware: Der Tablet wurde aus alten Laptops zusammengebaut. Das
Gehäuse wurde von der Firma Astromec nach einem von uns erstellten
CAD-Modell erstellt. Zudem sind an der Hardware dahingehend Anpassungen vorgenommen worden, dass es den Zweck eines Tablets
besser erfüllt.
Ergebnisse
Betriebssysteme, welche von den Benutzern als einfach bedienbar und
praktisch angesehen werden, müssen folgende Punkte erfüllen: Einfache
Struktur, d.h. möglichst wenige verschiedene Ebenen, alle wichtigen
Informationen auf einen Blick anzeigen und wichtige Mitteilungen (Chat,
Kalendererinnerung etc.) sollen den Arbeitsfluss nicht stören. Nach diesen
Kriterien sind wir dann auch bei der Programmierung unserer Software
vorgegangen. Insgesamt sind wir mit dem Resultat sehr zufrieden, auch
wenn es sicher noch einige zu verbessernde Punkte gibt. So sind noch
weitere Funktionen geplant und auch das Design steht noch nicht in
endgültiger Version da.
Schlussfolgerungen
Je länger, desto mehr verlangen die Benutzer von ihren Systemen, dass
sie sich daran setzen können, ohne sich in das System hineindenken zu
müssen, um es zu verstehen. Keines der bisherigen Systeme, welches
sich auf dem Markt befindet, bietet auf allen Geräten ein homogenes
Benutzererlebnis, welches auf das jeweilige Gerät angepasst ist. An
diesem Punkt setzen wir an und sind mit dem erreichten Standard überaus
zufrieden. Allerdings ist eine solche Entwicklung nie abgeschlossen und
muss sich laufend den Umständen anpassen.
Die nächsten Schritte in der Entwicklung sind sicher die Implementierung
von weiteren Funktionen sowie das Debuging, damit wir die Software in
absehbarer Zeit in einer stabilen Version veröffentlichen können.
Mathématique | Informatique
Radu Cotofrei, 1993
Neuchâtel, NE
Lycée Denis de Rougement
Jean-Marc Ledermann
Appréciation de l'expert
Claude Fuhrer
Dans ce travail, le candidat s'est intéressé au développement d'un jeu pour
XBox en utilisant l'environnement de développement de Microsoft XNA. Il
a aussi dû résoudre des problèmes de portabilité du jeu sur différentes
plateformes et développer certains outils nécessaires à la conception de
jeux vidéos (par exemple un programme de gestion des niveaux). Le résultat obtenu est une application tout à fait utilisable et digne de figurer sur
des plateformes de téléchargement d'applications.
Mention: Bien
74
Space Buster : de la conception à la réalisation
d'un jeu vidéo en C#
Problématique
Le but de ce projet est de développer un jeu vidéo en 2D basé sur le
célèbre concept du casse-briques, mais se détachant de celui-ci par son
côté dynamique dû au mouvement des cibles et à son thème spatial. Le
projet inclut également un générateur de niveaux, un site web officiel,
une identité visuelle et une jaquette de boîte réaliste.
Méthodologie
Le développement du jeu a été réalisé en utilisant l’architecture Microsoft
XNA dans l’environnement de programmation Visual Studio Express.
Le langage standard de programmation utilisé avec XNA est le C Sharp
(langage orienté-objet).
Le modèle de base du moteur de jeux inclus dans XNA dispose de
méthodes prédéfinies pour la gestion des ressources, l’affichage
graphique et le contrôle de la logique du jeu (LoadContent, Update,
Draw). L’adaptation du modèle de base pour le contexte particulier
du jeu Space Buster (en incluant ici la logique des évènements ou les
interactions entre les éléments actifs) a été réalisée par la création de
classes spécifiques : Balle (pour modéliser une balle rebondissant), Player
(pour modéliser un vaisseau spatial contrôlé par le joueur) ou Target (pour
modéliser les différentes types de cibles).
Pour faciliter la gestion des différents paramètres qui définissent un
niveau du jeu (types de cibles, position et vitesse initiale de chaque
cible, musique et image de fond), un éditeur dédié (GameEditor) a été
développé, permettant de générer (soit dans une approche supervisée,
soit dans un mode aléatoire) un fichier de données en XML contenant
toutes les informations relatives à un niveau.
Résultats
Le but du jeu Space Buster, développé dans ce projet, est de finir chaque
niveau sans endommager le vaisseau (contrôlé par le joueur) et sans
perdre la balle. La destruction des cibles rapporte des points et permet
d’établir un classement des joueurs à la fin du jeu. Le vaisseau peut
se déplacer horizontalement et (en partie) verticalement. Il est muni
d’une barre servant à repousser la balle dans la direction opposée pour
l’empêcher de franchir la partie inférieure de la fenêtre du jeu. Si elle
la franchissait, le joueur perdrait une vie. Toute la difficulté est donc
de rattraper la balle lorsqu'elle se déplace rapidement, en évitant les
différentes cibles. La partie prend fin si le joueur arrive au dernier niveau
ou s’il perd toutes ses vies.
L’objectif de ce projet ne se résume pas au développement du jeu, mais
consiste également à mettre en place un marketing proche de la réalité.
Il est donc proposé dans une boîte de format DVD avec une jaquette,
une notice d’utilisation et un site web officiel pour sa promotion. Tout
cet univers autour du produit à proprement parler contribue à lui donner
de la valeur et à l’enrichir.
Discussion
La gestion des collisions dans un casse-briques est l’un des aspects
les plus importants du jeu. On distingue plusieurs types de collisions,
notamment entre la balle et des surfaces planes (les bords de la zone de
jeu ou la barre), la balle et des surfaces régulières (les cibles ou les bonus)
ou entre les cibles/bonus et la barre. La problématique majeure qui a dû
être surmontée a été la reproduction du phénomène physique sous les
contraintes imposées par une simulation numérique (écoulement discret
du temps, approximation des contours des objets, arrondissement des
calculs). Même un contrôle très précis des paramètres de la simulation
n’a pas encore permis d’éliminer toutes les situations physiquement
impossibles (assez rares toutefois), comme la balle « coincée » dans un
bord.
Conclusion
La création d’un jeu vidéo, depuis l’idée initiale jusqu’au produit final, est
un processus complexe qui exige de multiples décisions et compétences
dans de nombreux domaines autres que la simple programmation. Space
Buster fait plonger le joueur dans un univers imaginaire au sein duquel il
est aux commandes d’un vaisseau spatial, qu’il doit protéger contre les
menaces de l’espace. Les images, les explosions, les rebondissements de la
balle ou la musique ont nécessité un long processus de développement :
conception des classes-objets, simulation des collisions, éditeur de niveaux. Le site web permet la diffusion et la promotion du jeu à l’égard du
grand public.
Mathematik | Informatik
Gymnasium Münchenstein
André Studer
Würdigung durch den Experten
Prof. Dr. Dominik Gruntz
Herr Kapfhammer hat in seinem Projekt ein eigenes Computer- Algebrasystem (CAS) entwickelt, welches mit Symbolen rechnen kann. Im Gegensatz zu herkömmlichen CAS muss bei seinem System für die Symbole
kein Definitionsbereich definiert werden, das System legt diese wenn
nötig selber fest und findet so Resultate, die andere CAS nicht auf
Anhieb finden. Neben dem Kern, der in C++ implementiert ist, hat Herr
Kapfhammer auch eine eigene Sprache definiert, mit der die Mathematikregeln formuliert werden können. Die Menge an Software, die im Rahmen dieser Arbeit geschrieben worden ist sowie die Komplexität der Aufgabenstellung sind ausserordentlich.
Johannes Kapfhammer, 1993
Münchenstein, BL
Prädikat: Hervorragend
Sonderpreis Maetrohm
Expo Sciences International (ESI)
Computeralgebrasysteme – Programmierung und Analyse
eines Computeralgebrasystems
- 123456789^987654321 mod 3: Reckna löst es sofort, die anderen
rechnen sehr lange. Alle ausser dem TI Voyage ermöglichen alternative,
wenn auch weniger intuitive Eingaben, welche den passenden
Algorithmus verwenden.
75
Fragestellung
Computeralgebrasysteme (CAS) können mathematische Probleme
mechanisch lösen und sind ein beliebtes Hilfsmittel in Industrie und
Schule. Diese Systeme sind in erster Linie auf Mächtigkeit und Leistung
ausgerichtet, obwohl für den Einsatz in der Schule die mathematische
Korrektheit von nicht minderer Bedeutung wäre.
Ziel dieser Arbeit ist es, ein eigenes CAS zu entwickeln, das sich
mathematisch möglichst exakt verhält. Dazu werden die grundlegenden
Konzepte gängiger CAS unter einem akademischem Blickwinkel verglichen. Im Fokus stand dabei die Allgemeingültigkeit von Umformungen mit Spezialfällen.
Die präzise Fragestellung lautet: Welche Schwächen haben herkömmliche
CAS mit der mathematischen Korrektheit und wie können diese behoben
werden?
Methoden
Wissenschaftliche Artikel vermitteln ein Bild über den Aufbau gängiger
CAS und liefern einen ersten Vergleich. In einem Praxistest ausgewählter
CAS werden Eingaben gesucht, die falsche oder ungenaue Ausgaben
liefern. Die Funde werden auf mögliche Lösungen analysiert. Auf dieser
Basis wird eine Architektur für ein eigenes CAS entworfen.
Der praktische Teil besteht aus der Programmierung. Hierfür wird C++
verwendet. Die Features werden stufenweise hinzugefügt, damit das
Programm immer getestet werden kann.
Eine Analyse des erhaltenen Programms bildet den Abschluss der Arbeit.
Ergebnisse
Das entwickelte CAS mit dem Namen Reckna (für Regelbasierter, Erweiterbarer Computer-Kalkulator, Nutzbringend für Algebraaufgaben)
kann Gleichungen lösen, Terme ableiten, Polynome kürzen und unterstützt die in der Schulmathematik benutzten Funktionen.
Im Test wurde Reckna mit dem TI Voyage/TI-Nspire, Mathematica/
WolframAlpha, Axiom und Maxima verglichen. Bei manchen Rechnungen
ist Reckna überlegen:
- solve(x=x/x-1,x): Reckna sieht keine Lösung, die anderen CAS behaupten
x=0 (was nicht stimmt, da dann x/x undefiniert).
- sqrt(x)*sqrt(1/x): Reckna sagt 1 wenn x>0. WolframAlpha macht es wie
Reckna, Maxima gibt immer 1 aus und die anderen CAS vereinfachen
nur, wenn vorher x>0 angegeben wird.
Reckna erledigt die Umformungen mit einer eigenen Programmiersprache,
die vom Hauptprogramm in C++ interpretiert wird. Der Ansatz ist
regelbasiert mit reinem Term-Rewriting. Die wichtigsten Features
sind Unterstützung für variadische Funktionen, Lazy Evaluation und
Fallunterscheidungen. Objektorientierung und Exceptions werden aus
der Sprache heraus definiert.
Diskussion
Der Versuch, ein CAS zu entwickeln, ist geglückt. Es konnten Schwächen
bezüglich der mathematischen Korrektheit an anderen CAS aufgezeigt
werden. Die Alternativvorschläge wurden in der Praxis umgesetzt.
Ob sie von bestehenden CAS übernommen werden können ist fraglich,
da die Änderungen tiefgreifend und nicht ohne Nachteile sind. Die
Lazy Evaluation verhindert einige Optimierungen und bringt deshalb
Laufzeiteinbussen mit sich. Fallunterscheidungen vervielfachen den
Rechenaufwand und können zu unverständlichen Resultaten führen.
Eine eigene Programmiersprache, um die Termumformungen zu entwickeln, hat das CAS universell erweiterbar gemacht. Der reine TermRewriting-Ansatz stellte sich als erstaunlich umfassend heraus. Er ist
jedoch weniger geeignet um Algorithmen performant umzusetzen.
Heutige CAS bieten eine Hybridlösung von imperativem und regelbasiertem Stil an.
Auf die Geschwindigkeitsoptimierung wurde noch wenig Energie
investiert. Das reine Anwenden von Regeln ist um Faktor 10 langsamer
als in industriell verwendeten CAS. An dieser Stelle wäre noch viel Spielraum vorhanden.
Der Umfang in unterstützten Rechnungen ist noch relativ klein. Um
konkurrenzfähig zu werden, müsste hier am meisten Aufwand hineingesteckt werden.
Schlussfolgerungen
Mit dem Projekt konnte gezeigt werden, dass es prinzipiell möglich ist,
mit begrenztem Aufwand ein brauchbares CAS zu entwickeln.
In Bezug auf mathematische Korrektheit haben viele CAS noch Verbesserungspotenzial. Lösungen würden existieren.
Liceo Cantonale di Locarno
Christian Ferrrari
Fisica | Tecnica
Valutazione del lavoro espressa dall'esperto
Prof. Dr. Gian Michele Graf
Mattia Bacchetta-Cattori, 1993
Minusio, TI
Entanglement e visibilità
Argomento
Le interferenze a una particella sono uno tra i fenomeni più intriganti della fisica quantistica. Queste interferenze, i cui risultati sono sorprendenti
e apparentemente incomprensibili, sconvolgono la fisica classica. Molti
modelli ed esperimenti, conosciuti come which-way experiments,
mostrano una complementarietà tra interferenze quantistiche e
conoscenza del «cammino» della particella quantistica. Lo scopo di
questo lavoro è quello di illustrare questa relazione proponendo un
Gedankenexperiment al fine di generalizzare questa relazione attraverso
due grandezze: la visibilità e il grado di entaglement.
Metodologia
Il lavoro qui esposto è una ricerca in fisica teorica. Esso è stato sviluppato
nelle seguenti fasi: inizialmente ho studiato la teoria matematica alla
base della fisica quantistica, fondamentale per poter matematizzare gli
esperimenti presenti nel lavoro e per creare alcuni Gedankenexperimente.
Ho poi analizzato esperimenti presenti nella letteratura, esponendone i
risultati attraverso una descrizione matematica corredata da riflessioni e
considerazioni fisiche. Nella parte finale del lavoro, quella più creativa, ho
proposto un modello che generalizzasse quanto descritto in precedenza
al fine di illustrare la relazione tra visibilità e grado di entaglement.
Risultati e discussione
In questo lavoro viene presentato un esperimento che illustra effetti
interessanti sulle interferenze a una particella. Le interferenze quantistiche
hanno luogo quando una particella giunge all’uscita dell’interferometro
dopo aver potuto «scegliere» tra due cammini differenti e indistinguibili.
Questi due cammini non sono necessariamente due percorsi reali nello
spazio, ma possono essere, come nel caso di questo lavoro, rappresentati
da differenti stati di spin. Quando questa condizione è soddisfatta, il
principio di indiscernibilità è applicabile e le interferenze hanno luogo.
Quando non lo è – i due cammini differenti sono perfettamente
indistinguibili – non si osservano gli effetti delle interferenze a una
particella. Attraverso un entaglement tra la particella dell’esperimento e
un atomo spia generato da un’interazione si acquisisce un’informazione
sul cammino intrapreso dalla particella. Questa conoscenza, che
dipende dal tipo di interazione con l’atomo spia, ha un influsso sulle
interferenze, che possono non avere luogo, essere parziali o totali. Per
quantificare l’entanglement generato dall’interazione tra particella e
Il lavoro di fisica teorica tratta dei fondamenti della meccanica quantistica
e li sviluppa sulla base di esperimenti concettuali relativi ai fenomeni di
interferenza. La ricerca prende avvio dal dato sperimentale, verte poi
sull'elaborazione dei principi fisici, per infine passare all'impianto matematico e al suo uso. Si discutono gli interferometri (Mach-Zehnder e
Ramsey), la complementarietà tra cammino e destinazione, nonché
l'interpolazione tra i due mediante le nozioni di correlazione quantistica
(entaglement) e di visibilità. Il testo documenta un serio e corposo lavoro
di apprendimento e di riformulazione autonoma di un tema di fisica di
non facile comprensione.
Menzione: Eccellente
Premio speciale Fondazione Gebert Rüf
European Space Camp (ESC)
atomo spia, e quindi la conoscenza acquisita sullo stato della particella,
viene introdotto il grado di entaglement (dall’entropia di von Neumann).
La visibilità dà invece un’indicazione sulla presenza delle interferenze. La
relazione tra grado di entaglement e visibilità mostra che, aumentando
il grado di entaglement (da uno stato fattorizzato a uno massimamente
intrecciato), la visibilità diminuisce (da una situazione di massime
interferenze a una progressiva scomparsa di esse). La complementarietà
tra interferenze quantistiche e conoscenza del cammino in questo
modello è visibile chiaramente: le interferenze quantistiche corrispondono a uno stato fattorizzato con grado di entanglement nullo per
il quale la conoscenza del cammino è pure nulla, mentre nel caso di una
conoscenza massima del cammino della particella abbiamo uno stato
massimamente intrecciato e le interferenze non hanno luogo.
Conclusioni
Lo scopo di questo lavoro è quello di esporre un modello nel quale
vengono illustrate le interferenze a una particella introducendo i
concetti di visibilità e di grado di entaglement, quest’ultimo con lo scopo
di quantificare l’informazione sul cammino della particella. Attraverso
queste due grandezze viene focalizzato il principio di indiscernibilità
e il motivo della presenza o meno di interferenze a una particella. Il
modello qui esposto è prettamente teorico e l’interazione tra particella
e atomo non è stata realizzata empiricamente. In fisica quantistica le
implementazioni sperimentali di una stessa teoria sono però molteplici.
Interazioni simili sono state sviluppate in diversi esperimenti, tra cui
quelli di Wineland e Haroche che sono stati premiati con il Nobel 2012
per la fisica.
76
Bündner Kantonsschule
Giacomo Walther
Physik | Technik
Würdigung durch den Experten
Michael Burri
Diese Arbeit besteht aus zwei Teilen. In einem ersten Schritt wurde ein
eigener Quadrocopter entwickelt und programmiert. Obwohl diese Aufgabe extrem komplex ist und Wissen in diversen Gebieten der Regelungs-technik, Informatik und Elektrotechnik voraussetzt gelang es dem
Jugendlichen am Ende der Arbeit damit zu fliegen.
Als mögliche Anwendung wird die Aufnahme von Luftbildern vorgestellt,
welche schon von mehreren Firmen eingesetzt wird. Dabei wurde eine
Homepage entwickelt, die ein Video des Fluges, georeferenzierte hochaufgelöste Bilder und den Pfad auf einer Karte darstellt.
Michael Baumann, 1994
Bonaduz, GR
Prädikat: Sehr gut
Sonderpreis Metrohm
London International Youth Science Forum (LIYSF)
Bau und Programmierung eines Quadrocopters
die zuvor theoretisch erklärt worden sind, mit dem Ergebnis verglichen.
Beispielweise wird der Funktionsgraph einer idealen PID-Regelung mit
demjenigen des sich im Flug befindenden Quadrocopters verglichen und
die Unterschiede analysiert.
Mit dem dritten Quadrocopter und der dazugehörigen Auswertungssoftware können mit verschiedenen Kameras gute Luftaufnahmen
für unterschiedliche Anwendungen gemacht werden. Dieses System
kann nun auch kommerziell eingesetzt werden. In der Arbeit wurde
zudem gezeigt, dass mit dem Aufnehmen der Bilder der Prozess
noch nicht abgeschlossen ist. Die Aufbereitung und Organisation des
Bildmaterials wird als ebenso wichtiger Schritt aufgezeigt.
77
Fragestellung
Täglich verkehren mehr Drohnen am Himmel und machen der bemannten
Luftfahrt zunehmend Konkurrenz. Aus diesem Grund habe ich mir als
Maturaarbeit die Aufgabe gestellt, einen Quadrocopter selbst zu bauen
und zu programmieren. Mehrere Aspekte waren interessant:
- Wie funktioniert ein Quadrocopter?
- Warum werden diese so häufig verwendet?
- Realisierung einer sinnvollen Anwendung
Diese Anwendung fand ich mit einigen Freunden in Luftbildern. Im
Auftrag der ARW Ingenieure machten wir es uns zur Aufgabe, Flussläufe
effizient per Drohne zu filmen.
Methodik
Analog zu den Leitfragen habe ich die Arbeit in zwei Teile gegliedert.
Der erste Teil beschäftigt sich mit Quadrocoptern im Allgemeinen und
wie diese gebaut und programmiert werden können, der zweite Teil
beschäftigt sich mit der Luftbildaufnahme und einer Möglichkeit, die
Bilder auszuwerten.
Um die grundlegenden Fragen der Maturaarbeit zu beantworten, wurde
ein Quadrocopter selber gebaut und in Arduino eine funktionierende
Software für die Handsteuerung entwickelt. Auf dieser Basis wurden
wesentliche Konzepte wie die Kinematik des Quadrocopters oder PIDRegelungen erforscht.
In einem zweiten Schritt wurde zusammen mit Oliver Kirsch und
Stefan Lippuner eine grössere und stabilere Drohne gebaut, um die
Luftbilder zu realisieren. Als Software für das Projekt wurde nicht mehr
die Eigenentwicklung eingesetzt, sondern der ausgereifte ArduCopter.
Um die Bilder und Videos auszuwerten, wurde ein Online-Tool in PHP
und Javascript geschrieben, welches die abgeflogene Route in einer
GoogleMaps-Karte darstellt und das Bildmaterial, die Standbilder und ein
Video damit synchronisiert.
Ergebnisse
Im Rahmen der Arbeit entstanden drei Quadrocopter, zwei für
Testzwecke der Software und einer, der produktiv eingesetzt werden
kann. Der erste Teil der Arbeit zeigt die Theorie des Quadrocopters und
wie diese in der Praxis umgesetzt werden kann. Dazu werden Dinge,
Diskussion
Der Bau und die Programmierung des Quadrocopters verliefen problemlos. Damit konnte gezeigt werden, dass für den Bau eines solchen
Gerätes kein Studium nötig ist. Speziell ist, dass durch den Einsatz von
Open Source Hardware und Software der Preis wesentlich kleiner ist als
bei vielen kommerziellen Modellen. Eine grosse Einschränkung ist die
fehlende Funktionsvielfalt. Eine selbst programmierte Firmware bietet
zwar die nötigen Mittel, um stabil zu fliegen, eine ausgereifte Software
wie der ArduCopter bringt jedoch viel mehr Möglichkeiten für eine
erweiterte Benutzung mit sich.
Das zweite Ziel, jenes der Bildauswertung, wurde grösstenteils ebenfalls
erreicht. Es können aus der Luft stabile Bilder gemacht werden, welche
am PC durch geografische Kopplung effizient verwaltet werden. Leider
konnten die Auftraggeber, ARW Ingenieure, das Produkt aus zeitlichen
Gründen noch nicht in der Praxis einsetzen, wodurch die Eignung für den
realen Einsatz noch nicht garantiert ist.
Schlussfolgerungen
Während besonders der erste Teil der Arbeit keine neuen wissenschaftlichen Erkenntnisse bringt, ist er für Anfänger in der Drohnenentwicklung wertvoll und auch eher als Grundlage für den zweiten Teil
zu verstehen.
Der zweite Teil verfolgt mit der Darstellung und Auswertung des
Bildmaterials ein Aspekt der Luftaufnahmen mittels Drohnen, der recht
häufig vernachlässigt wird. In vielen Fällen gibt man sich mit rohen
Aufnahmen zufrieden, ohne sich zu überlegen, was man mit ihnen
anfangen will. Hier konnte ich zeigen, dass sowohl die Datenaufnahme
als auch die Auswertung sehr wichtig sind und keiner der beiden Schritte
vernachlässigt werden darf.
Kantonsschule Zug
Thomas Roesch
Physik | Technik
Würdigung durch den Experten
Prof. Heinz Domeisen
Andreas Biri, 1994
Zug, ZG
Andreas Biri hat die Fortbewegungsmöglichkeiten von Hexapoden akribisch analysiert. Er hat dazu umfangreiche Recherchen durchgeführt und
die verschiedenen Gangarten systematisch theoretisch und praktisch
untersucht. Die Ergebnisse hat er anschliessend auf die Anwendung bei
Laufrobotern unter verschiedenen äusseren Bedingungen erweitert. Mit
dieser Arbeit hat er gezeigt, dass er fähig ist, sich in ein anspruchsvolles
interdisziplinäres Gebiet einzuarbeiten und die Erkenntnisse für die
praktische Anwendbarkeit sehr gut umzusetzen.
Prädikat: Sehr gut
78
A Hexapod's Gaits – How a cockroach moves
Introduction
For most people, robots and other machines are simply things that work
and keep working. They can accomplish astonishing things and surprise
people time after time. Therefore, peeking behind this curtain and
understanding how robots are designed and programmed is even more
interesting. For these revelations, I concentrated on the movement of sixlegged robots (hexapods) and set myself the following goals:
- Theoretical study of the three hexapod gaits (moving mechanisms)
- Writing of a review about this research for novices
- Building my own, simple six-legged robot with Lego Mindstorms
- Implementation of all three hexapod gaits on a robot
Methods
For the theoretical basis, I familiarized myself with the extensive biological
work that had been done in the field of hexapod locomotion. I further
examined different projects that were done in the recent past or are
under construction at the moment. Throughout multiple universities,
possibilities were created to talk with several engineers and roboticists
and interview them.
For the construction of my own robot, two Lego Mindstorms NXT 2.0
sets, including two NXT Intelligence bricks and six motors, were used.
Regarding programming, the provided NXT-G programming environment
only sufficed for the most primitive tests and was quickly replaced by the
Java-based Operating System LeJOS version 0.9. Connection between
the two NXTs was established via Bluetooth as wires proved to lack
important functionalities that were essential for controlling the motors.
Results
With the summarised content of over 30 papers on the topic, the written
work gives proper and easily understandable insight into hexapod
locomotion, as well as robots and their complexity in general. The
three gaits of a six-legged robot are presented, discussed and analysed.
The work further shows the concept behind the built robot and its
development.
After two generations and eight prototypes, a working implementation
of a hexapod was designed and assembled. With one motor per leg, the
robot is capable of all three standard gaits, as well as its own adaptation,
using the specific design of the robot. The gaits can be changed during
movement by an operator and have its velocity adapted. Curved walking
is another implemented feature.
Discussion
Because the theory and development behind legged walking was the
central issue, other robotic projects were touched upon only briefly as
examples of certain mechanics and not given further attention.
Even though three different robots for each gait were originally planned,
the technical implementation with only one degree of freedom for
the three legs proved impossible. Furthermore, a lack of power and
strong friction resistance drove the decision to add four more motors.
This enabled a change on the move, because of which only one robot
design went further into development. With more experience and better
planning from the beginning, these excesses could have been avoided.
LeJOS was an excellent choice and offered easy communication with a
built-in connection library. However, the program’s beta-state (0.9) also
strongly limited the extension of the project. Together with the weak
and imprecise electrical Lego motors, the robot was very hard to steer
and quickly desynchronized. With better hardware, the reliability of
the conducted tests could have been greatly improved and speed and
stability would have been significantly higher.
Conclusion
The resulting review is a balanced mixture between the biological
background and theoretical and practical reflections on legged robots,
walking and gaits. Interested people can easily get an overview of
hexapods and their gaits, as well as their individual strengths and flaws,
which were herein tested experimentally.
The robot was built modularly and quickly assembled. By simply
uploading the written program from this work, enthusiasts will be able
to play around with the gaits and obtain proper insight into this topic.
Schweizerische Alpine Mittelschule Davos
André van der Graaff
Physik | Technik
Würdigung durch den Experten
Prof. Heinz Domeisen
Wie weit können blinde Personen von technischen Hilfsmitteln Unterstützung erhalten? Sarah Chékifi hat den Markt beharrlich recherchiert,
mit Betroffenen gesprochen, ein System auf Ultraschallbasis selbst
aufgebaut und praktisch ausgetestet – und dort wo nötig Unterstützung
geholt. Sie hat mit dieser sehr gut dokumentierten Arbeit eine Übersicht
über verfügbare Systeme und ihre Möglichkeiten und Grenzen zusammengestellt und auch die Akzeptanz bei betroffenen Personen untersucht. Sie
konnte dabei auch Bereiche mit Optimierungspotential aufzeigen.
Sarah Dorina Chékifi, 1993
Davos Wolfgang, GR
Prädikat: Sehr gut
Sonderpreis Academia Engelberg
Wissenschaftskonferenz
Umbau eines Einparksystems zur Blindensehhilfe
oder wie man mit Tönen sieht
Bei den vorhandenen Systemen gibt es unterschiedliche Ansätze. Die
Sensoren werden in die Hand genommen oder sind im Blindenstock
oder sogar in einer Brille integriert. Die Signalausgabe erfolgt entweder mit Tönen oder mittels Vibration, welche auch Personen mit
Hörschädigungen weiterhilft. Im Allgemeinen haben sich diese Geräte
jedoch nicht durchgesetzt, da der Informationsgewinn für viele Blinde
relativ klein ist.
Weiter wird nämlich oft natürlicher Schall zur Orientierung genutzt,
beispielsweise mit dem sogenannten Klick-Sonar. Dabei produziert die
blinde Person Klicklaute mit der Zunge. Über das Echo können Lage und
Beschaffenheit von Objekten bestimmt werden.
79
Fragestellung
Ein Blindenstock kann die Orientierung und Mobilität blinder Menschen
sehr erleichtern, jedoch ist seine Reichweite beschränkt. Das Ziel
dieser Arbeit war, aus einem Einparksystem auf Ultraschallbasis eine
funktionsfähige Blindensehhilfe zu bauen, die den Stock ergänzen kann.
Anschliessend wurde diese getestet und Verbesserungsmöglichkeiten
sowie der Nutzen eines solchen Gerätes diskutiert.
Methodik
Mit einer leichten Anpassung der Schaltung konnte eine herkömmliche
Einparkhilfe für Autos von vier Sensoren auf einen reduziert werden. Das
System wurde durch eine systematische Positionierung verschiedener
Hindernisse getestet, wobei für jede Position die Detektion oder NichtDetektion des Objekts vermerkt wurde. Da das Gerät zu langsam reagierte,
wurde eine eigene Signalauswertung erstellt. Dies geschah mit Hilfe
eines Programmierboards und der Entwicklung eines entsprechenden
Programmes.
Ein neuerlicher Test zeigte die Auswirkungen der neuen Auswertung.
Zusätzlich wurde die Reichweite in allen drei Dimensionen ermittelt. Bei
Spaziergängen mit verbundenen Augen konnte das System in der Praxis
evaluiert werden.
Eine Internetrecherche zu bereits vorhandenen Systemen schloss die
Arbeit ab. Um ein möglichst objektives Bild zu erhalten, wurde Kontakt
zu verschiedenen Blindenorganisationen und interessierten blinden
Personen aufgenommen.
Diskussion
Um das Ultraschall-System in der Praxis zu verwenden, müsste es kleiner
werden und eine witterungssichere Verpackung erhalten. Weitere Verbesserungsmöglichkeiten wären beispielsweise das Einstellen von
verschiedenen Reichweiten.
Im Gegensatz zum Klicksonar liefert Ultraschall nur Informationen über
die Lage, nicht aber über die Art eines Hindernisses. Trotzdem besteht
Bedarf an elektronischen Sehhilfen, da das Erlernen der Klick-Methode
mit zunehmendem Alter schwierig wird und viel anstrengender ist, als
der Umgang mit einem Gerät. Laute Umgebung oder ein schlechtes
Gehör erschweren das Auswerten der Echos und manchmal fehlt schlicht
die soziale Akzeptanz.
Eine solche Sehhilfe muss allerdings leicht, preisgünstig und unauffällig
sein und vor allem sehr zuverlässig arbeiten. Wie das optimale System
aussieht, hängt von der Situation des Blinden ab. Grundsätzlich empfehlen
sich aber die Unterbringung im Stock und eine taktile Signalausgabe.
Ergebnisse
Das Endprodukt verfügt über einen einzigen batteriebetrieben Sensor, den
man beliebig ausrichten kann. Der Abstand zum Hindernis wird über die
Tonhöhe angezeigt. Der Erfassungsbereich des Sensors beträgt ca. 3m.
Die verschiedenen Tests haben ergeben, dass das Gerät durchaus
funktionsfähig ist. Die neue Signalauswertung ist insgesamt besser
und vor allem schneller. Auch auf den Spaziergängen gab es keine
Nichtdetektionen oder falsche Abstandsmessungen. Bei ungünstigen
Bedingungen kann es allerdings zu Tonschwankungen kommen, die
schwierig zu interpretieren sind.
Schlussfolgerungen
Natürlich ist das Endprodukt nicht marktreif, aber das Ziel, eine funktionsfähige Sehhilfe zu bauen, ist erreicht worden.
Die Arbeit hat auch kein System hervorgebracht, das besser ist als
schon vorhandene Geräte. Sie hat jedoch aufgezeigt, dass bei Blinden
und Blindenorganisationen oft Informationsbedarf besteht, und dass
die vorhandenen Systeme teilweise optimiert werden können. Sowohl
Methoden wie Klick-Sonar als auch Ultraschall-Sehhilfen müssen stärker
bekanntgemacht werden und Blinden zum Ausprobieren zur Verfügung
stehen. Denn nur jemand, der ein System wirklich kennt, kann beurteilen,
ob er es benutzen möchte oder nicht.
Kollegium St. Fidelis
Urs Zellweger
Physik | Technik
Würdigung durch den Experten
Dr. Hans Kammer
Vitus Durandi, 1995
Stans, NW
Mit grossem Einsatz hat Vitus Durandi mehrere Geräte entwickelt, die
Luftstösse zur Erfrischung der Gäste einer Diskothek erzeugen. Das
beste Gerät besteht aus einem verschweissten PP-Rohr mit Sicherheitsventil (4 bar, Drucktest 8 bar), Manometer, Einlassventil und Kugelhahn
zum Erzeugen der Luftstösse. Der Behälter wird mit einem Kompressor
gefüllt. Die Leistungsfähigkeit wurde durch Messung und Auswertung
der Strömungsgeschwindigkeit (Anemometer) und des physikalischen
Kraftstosses (drehbares Messbrett) der Luftstösse im Abstand von 2 m
bestimmt. Eine Stärke dieser Arbeit ist die neue Idee, ein solches Gerät
in einer Disko einzusetzen.
Prädikat: Gut
80
Airfist – Die Entwicklung eines neuen Discoeffekts
Fragestellung
Das Ziel der Arbeit bestand darin, ein Luftstossgerät als Discoeffekt zu
entwickeln und zu bauen. Die Fragestellung lautet:
Wie kann ich am besten ein Gerät bauen, welches einen starken Luftstoss
erzeugt, der mechanisch, evtl. elektrisch ausgelöst werden kann?
Nach Experimenten mit drei unterschiedlichen Funktionsprinzipien habe
ich mich für ein mit Druckluft betriebenes Gerät entschieden und zwei
Prototypen gebaut.
Methodik
Zuerst schrieb ich ein Pflichtenheft, in welchem ich das Gerät nach
meinen Vorstellungen skizzierte. Zur Umsetzung habe ich mir drei
Funktionsprinzipien zur Erzeugung von Luftstössen ausgedacht: Beim
ersten wird ein Kolben in einem Rohr rasch nach vorne geschoben,
beim zweiten erfolgt der Luftstoss durch Ausdehnung infolge einer
chemischen Reaktion und beim dritten wird der Luftstoss durch
das Öffnen einer Druckluftkammer ausgelöst. Nach verschiedenen
Experimenten habe ich mich für die Druckluftmethode entschieden.
Ich habe zwei Geräte gebaut und die Geschwindigkeit deren Luftstösse
mit einem Anemometer im Abstand von 2 m gemessen. Daneben habe
ich den Kraftstoss dieser Luftstösse ermittelt. Dazu liess ich die Luft auf
ein Brett ausströmen, welches an der oberen Kante drehbar befestigt
ist, ermittelte den Auslenkwinkel und rechnete diesen in den
physikalischen Kraftstoss um. Die zugehörige Formel habe ich auf der
Grundlage der Newton’schen Mechanik hergeleitet.
Ergebnisse
Entstanden sind zwei Prototypen nach dem Druckluftprinzip. Der erste
besteht aus einem 14-Liter-PE-Drucktank mit einem Manometer, der
über einen Stecknippel von einem Kompressor gefüllt wird. Der Luftstoss
wir durch ein selbst gebautes Ausflussventil ausgelöst, welches mit einem
Hammerschlag geöffnet werden muss. Bei 2 bar Überdruck beträgt
der Median der Geschwindigkeitswerte eines Luftstosses 6.5 m/s, der
Kraftstoss 1.7 Ns. Da die Luft durch das Ausflussventil nicht optimal
austreten kann, wurde beim zweiten Prototypen ein anderer Ventiltyp
verwendet.
Der zweite Prototyp hat eine Druckkammer derselben Art, jedoch ein
grösseres Volumen (70 Liter) und ein Überdruckventil, das auf 4 bar
eingestellt ist. Das Ausflussventil ist ein 3 Zoll Kugelhahn mit einem
30 cm langen Führungsrohr. Dieser lässt sich genügend schnell öffnen
und hat einen sehr grossen, geraden Ausfluss. Die Geschwindigkeit
eines Luftstosses beträgt bei 2 bar Überdruck ca. 21.5 m/s, der Kraftstoss
13.9 Ns.
Bei beiden Prototypen strömt die Luft mit einem lauten Knall aus dem
Druckbehälter.
Diskussion
Bei den Angaben über die Geschwindigkeit ist zu beachten, dass das
Anemometer, welches zur Messung verwendet wurde, eine gewisse
Trägheit aufweist und die Messwerte somit systematisch ein wenig
verfälscht. Zur Beurteilung der Leistungsfähigkeit der Druckgeräte
ist die anemometrisch ermittelte Geschwindigkeit aber nicht allein
auschlaggebend; sie muss zusammen mit dem Kraftstoss betrachtet
werden. Bei der Ermittlung des Kraftstosses wurde die Reibung im
Drehlager des Bretts vernachlässigt.
Aus den Messresultaten ist ersichtlich, dass der Prototyp Nr. 2 deutlich
«bessere» Luftstösse liefert als der Prototyp Nr. 1. Der Kugelhahn hat
eine grössere Nennweite als das selber gebaute Ausflussventil. Deshalb
wird beim Auslösen bei gleichem Druck ein grösseres Luftvolumen mit
grösserer Kraft ausgestossen. Das grössere Volumen des Drucktanks
erlaubt länger dauernde Luftstösse. Ein weiterer Grund ist das
Führungsrohr hinter dem Ausflussventil. Dieses gewährleistet, dass der
Luftstoss besser gebündelt wird.
Schlussfolgerungen
Ein Luftstoss nach meinen Vorstellungen lässt sich mit dem Druckluftprinzip am besten erzeugen. Im Verhältnis zu seiner Grösse hat dieses
Luftstoss-Gerät die grösste Wirkung. Leider ist die Auslösung eines Luftstosses vom Prototyp Nr. 2 im Augenblick nur von Hand möglich und noch
mit Lärm verbunden. Um das Gerät diskothekentauglicher zu machen,
müsste es elektromechanisch ausgelöst und mit einer Schalldämmung
versehen werden.
Kantonsschule Musegg
Gabriela Muff
Physik | Technik
Würdigung durch den Experten
Prof. Albert Fässler
Nirgends zuvor habe ich auch nur den Ansatz einer mathematisch-physikalische Analyse der Luftschraube gefunden. Herr Eppenberger ist es
gelungen, seine Fragestellung, ob die durch Menschenkraft angetriebene
Luftschraube flugfähig gewesen wäre, klar mit nein zu beantworten! Damit hat er da Vinci’s Ansicht relativiert, um nicht zu sagen widersprochen.
Mit seiner phys. Modellierung ist Herr Eppenberger dabei konfrontiert
worden, kompliziertere Integrale über die parametrisierte Schraubenfläche
zu berechnen. Er hat sich die anspruchsvolle Mathematik dazu selbst
angeeignet. Seine naturwissenschaftlich fundierte Antwort auf die Frage
ist auch eine kultur-historische Leistung!
Thomas Eppenberger, 1993
Meggen, LU
Prädikat: Hervorragend
Sonderpreis Metrohm
Expo Sciences International (ESI)
Funktionsweise von Leonardo Da Vinci's Luftschraube /
Eine mathematisch-physikalische Betrachtung
Ergebnisse
Die Berechnungen ergaben, dass die Luftschraube bei einer Umdrehungszeit von einer Sekunde eine Auftriebskraft von 8882.5N liefert. Die
Luftschraube hat gemäss Schätzungen (Leonardo da Vinci überlieferte
nur eine Skizze) einen maximalen Radius von 5.4m, eine Höhe von 4.9m
und eine Masse von rund einer Tonne. Die berechnete Auftriebskraft liegt
also in der Grössenordnung der Gewichtskraft.
Wenn vier Menschen zusammen die Luftschraube antreiben, wie das
da Vinci vorgesehen hat, dann muss jeder Mensch die Leistung von
4.25kW erbringen, um die erforderliche Auftriebskraft zu erreichen.
Ein Profisportler kann nur eine maximale Leistung von etwa 520W
erbringen. Des Weiteren werden durch die Umdrehungszeit eine Laufgeschwindigkeit der antreibenden Menschen von 22.6km/h und eine
Kraftaufwendung von 675.8N vorausgesetzt.
81
Fragestellung
Einer der ersten in der Geschichte der Menschheit, der sich mit der
Kunst des Fliegens auseinander gesetzt hatte, war im 15. Jahrhundert
das Universalgenie Leonardo da Vinci. Die von ihm skizzierte Luftschraube
gilt als erster Entwurf eines Hubschraubers. Interessanterweise fand ich
keine genauen Informationen zur Flugtauglichkeit der Luftschraube:
lediglich die Aussage «nicht flugfähig», ohne jegliche Begründung.
Ich beschloss, die Luftschraube genauer zu analysieren, um eine auf
Berechnungen fundierte, gut begründete Aussage über ihre Flugtauglichkeit machen zu können:
Wäre die durch Menschenkraft angetriebene Luftschraube von Leonardo
da Vinci flugfähig gewesen?
- Welchen Auftrieb erbringt die Luftschraube?
- Wie gross ist die benötigte Antriebsleistung für einen Menschen?
- Kann die Konstruktion mit dem heutigen Wissen optimiert werden?
Methodik
Für meine Arbeit musste ich mir die Integralrechnung und deren
Anwendung sowie die Grundlagen der Aerodynamik von Grund auf
erarbeiten. Vor der physikalischen Analyse der Schraube beschäftigte ich
mich zuerst mit der mathematischen Beschreibung einer Wendelfläche.
Die Formel der Auftriebskraft der Aerodynamik konnte nicht direkt auf die
Luftschraube angewandt werden. Um die notwendigen Berechnungen
durchführen zu können, musste ein mathematischer Weg über ein
komplizierteres Integral gefunden werden. Das dazu ebenfalls durch
Integration errechnete Drehmoment ermöglichte es, die Beziehung zur
Widerstandskraft und der Antriebsleistung herzustellen.
Die Webseite Wolfram Alpha führte die Berechnungen der Integrale
durch. Microsoft Mathematics und das Animationsprogram Cinema4D
ermöglichten mir die Darstellung von Graphen und die Konstruktion von
Modellen der Luftschraube.
Diskussion
Die erforderliche Antriebsleistung von 4.25W, um die Luftschraube
steigen zu lassen, liegt etwa um den Faktor 8 über der maximalen Leistung
(520W), welche ein Mensch aufbringen kann. Die Laufgeschwindigkeit
von 22.6km/h auf einer Kreisbahn mit dem Radius von 1 m und die
Antriebskraft von 675.8N der antreibenden Menschen zeigen ebenso
die Unmöglichkeit des Fliegens mit der Luftschraube. Dies, obwohl die
Auftriebskraft von 8882.5N in der Grössenordnung der Gewichtkraft der
Luftschraube von ca. 10'000N liegt.
Moderne Hubschrauber besitzen einen Seitenrotor, welcher die Rotation
des Rotors ausgleicht und so das Fliegen überhaupt ermöglicht. Bei der
Betrachtung der Konstruktion der Luftschraube fällt auf, dass dieser
Konstruktionsteil, welcher dem Seitenrotor entspräche, fehlt. Die
Konstruktion von Leonardo da Vinci ist also an sich schon fehlerhaft.
Im Weiteren mussten in der Arbeit viele Idealzustände angenommen
werden. So konnten Faktoren, wie z.B. die Wirbelbildungen der Luft
am Rande der Luftschraube, Reibungskräfte und die begrenzte Stabilität
der Konstruktion nicht mit berücksichtigt werden. Das Miteinbeziehen
solcher Faktoren verschärft die Aussage der Flugunfähigkeit noch.
Schlussfolgerungen
Die Flugunfähigkeit von da Vinci’s Luftschraube konnte mit meiner
mathematischen und physikalischen Analyse klar begründet werden.
Kantonsschule Zofingen
Stefan Müller
Physik | Technik
Würdigung durch den Experten
Albert Wenk
Nadine Feiger, 1991
Zofingen, AG
Die Arbeit ist ausgezeichnet recherchiert. Sie beweist den Vorteil des FB
Klemmknotens & FB Bandklemmknotens gegenüber den heute in der
Schweiz gebräuchlichen Klemmknoten (Prusik-, Prohaska-, Kreuzklemmknoten) im Alpin-Bereich. Diskussionen mit Entscheidungsträgern
des SAC (Schweizer Alpenclub) und Komp Zen Geb D A (Kompetenzzentrum Gebirgsdienst Schweizer Armee) haben Interesse ausgelöst. Praxisversuche dieser Organisationen können bei entsprechender Bestätigung
Änderungen in Alpinlehrbüchern auslösen.
Prädikat: Sehr gut
82
Der FB-Klemmknoten & FB-Bandklemmknoten-Test
von Rutschfestigkeit und Praxistauglichkeit
Fragestellung
Diese Arbeit untersucht einen Klemmknoten, der mit einer Reepschnur
oder mit einer Bandschlinge ausgeführt werden kann. Klemmknoten
werden im Alpinismus für improvisierte und organisierte Rettungen, den
Selbstaufstieg oder beim Abseilen verwendet. Der Klemmknoten ist nach
dem Erfinder Franz Bachmann benannt und wird je nach verwendetem
Material FB-Klemmknoten oder FB-Bandklemmknoten genannt.
Das Ziel dieser Arbeit ist herauszufinden, wie rutschfest und praxistauglich
diese Knoten sind und ob der FB-Klemmknoten/FB-Bandklemmknoten
eine Alternative zu anderen Klemmknoten darstellen könnte.
- Wie gross ist der Reibungskoeffizient µ bei der Umschlingungsreibung
von Seil auf Seil?
- Haben die verschiedenen Seiltypen (Durchmesser/Material) Einfluss auf
die Rutschfestigkeit des FB-Klemmknotens/FB-Bandklemmknotens?
-Wie gut hält der FB-Klemmknoten/FB-Bandklemmknoten im Vergleich
zum Prusik Klemmknoten, Prohaska und Kreuzklemmknoten?
-Wie gut eignet sich der FB-Klemmknoten/FB-Bandklemmknoten in der
praktischen Handhabung?
Methodik
Nach dem Literaturstudium und einigen Treffen mit Franz Bachmann wurde
je eine Versuchsanordnung zur Ermittlung des Reibungskoeffizienten
μ und eine zur Rutschfestigkeit entwickelt. Die gewonnenen Daten
wurden anschliessend analysiert und auf ihre Plausibilität geprüft. Die
Rutschfestigkeit wurde mit anderen Klemmknoten verglichen, indem
Vergleichsmessungen an einer Zugmaschine durchgeführt wurden.
Zur Beurteilung der Praxistauglichkeit wurde mit Probanden untersucht,
welcher Knoten für Anfänger einfacher zu knüpfen und wieder zu
lösen ist.
Ergebnisse
Reibungskoeffizient μ
Der gemessene Reibungskoeffizient µ betrug je nach Versuchsanordnung
zwischen 0.25 und 0.40 oder die Ergebnisse waren unbrauchbar.
Rutschfestigkeitsmessungen
Bei der Firma Mammut in Seon wurde an einer Zugmaschine die
Rutschfestigkeit für die Klemmknoten gemessen. Unter Rutschfestigkeit
wird die Kraft verstanden, ab welcher ein Klemmknoten nicht mehr
klemmt, weil sämtliche Reibungskräfte überwunden werden. Für den
FB-Bandklemmknoten variieren die Werte, je nach Webart der Bandschlinge zwischen 100 daN bis 1100 daN. Dabei wurde der Knoten mit
verschiedener Anzahl Umschlingungen geknotet und war nach dem
Versuch gut lösbar. Beim FB-Klemmknoten (3 Umschlingungen) liegen
die Werte bei einer 4 mm Reepschnur um 600 daN bis die Reepschnur
reisst. Bei der 6 mm Reepschnur ist die Rutschfestigkeit zwischen 400 daN
und 1000 daN. Verkehrt geknüpft (4 Umschlingungen) hält er 400 daN
bis 800 daN. Wie beim FB-Bandklemmknoten ist er nach der Belastung
gut verschieb- und lösbar, sofern das Material nicht angeschmolzen ist.
Ein Prusikknoten rutscht zwischen 180 daN und 400 daN.
Bei den Vergleichsmessungen zwischen Prohaska, Prusikknoten, Kreuzklemmknoten und FB-Klemmknoten mit verschiedenen Materialien und
400 daN Belastung während einer Minute bei nassen und trockenen
Bedingungen, haben der FB-Klemmknoten und Prohaska am besten
geklemmt.
Praxistauglichkeit
75% aller Probanden ohne Vorkenntnisse beurteilten den FB-Klemmknoten als einfacher anwendbar als den Prusikknoten.
Diskussion
Reibungskoeffizient µ
Bei den Messungen bezüglich des Reibungskoeffizienten μ, konnte zwar
ein Wert ermittelt werden, jedoch sind in diesem Wert noch andere
Komponenten enthalten, die nicht isoliert werden konnten.
Rutschfestigkeitsmessungen
Beim FB-Klemmknoten ist die Rutschfestigkeit unabhängig vom verwendeten Material sehr hoch. Beim FB-Bandklemmknoten hat die Breite
und die Steifigkeit der Bandschlinge einen deutlichen Einfluss auf die
Rutschfestigkeit.
Vergleichsmessungen
Der FB-Klemmknoten weist bei verschiedensten Bedingungen eine
höhere Rutschfestigkeit als die anderen getesteten Klemmknoten auf.
Desweitern ist seine Lös- und Verschiebbarkeit, wenn er nicht angeschmolzen ist, gleich gut oder besser.
Praxistauglichkeit
Zur Praxistauglichkeit wurde festgestellt, dass sich der FB-Klemmknoten
sehr gut eignet. Er ist einfach handhabbar und lässt sich ausserdem sehr
gut lösen und verschieben.
Schlussfolgerungen
Die Arbeit zeigt, dass der FB-Klemmknoten absolut gebirgstauglich ist.
Durch seine hohe Rutschfestigkeit, gute Verschiebbarkeit, gute Lösbarkeit
und einfache Handhabung steht dem Gebrauch nichts im Wege.
Kantonsschule Rämibühl
Samuel Byland
Physik | Technik
Würdigung durch den Experten
Roman Mani
In der Arbeit wurde das Auftreten von diversen Mustern in einem mechanisch angeregten Schüttgut untersucht. Insbesondere wurde ein spezifisches Muster, der sog. Faraday Heap, nicht nur qualitativ sondern auch
quantitativ beschrieben. Julia Glaus hat das sehr anspruchsvolle und
zugleich faszinierende Thema der vibrierten granularen Materie behandelt,
eigene Erklärungen und Rechnungen mit einbezogen und die Arbeit mit
schönen Illustrationen ergänzt. Es wurden Ergebnisse geliefert, die ein
tieferes Verständnis der Dynamik von Granulaten erlauben.
Julia Glaus, 1993
Thalwil, ZH
Prädikat: Sehr gut
Sonderpreis Metrohm
I-SWEEEP
Faraday Heaping – Pattern formation in a vertically
vibrated granular bed
Discussion
As it was my goal, I succeeded in reproducing different patterns. But
I could not observe one pattern, the so-called undulations, which
are mentioned in literature, for which I would have needed smaller
spheres. My experimental results were correlating with my theory with
a coefficient of determination around 95%. I had to consider an error
range, because there are various factors, which falsify my results slightly,
like measurement errors. In the end I can say that the results were really
good, considering the simple set-up and materials I had. I did not make
a specific quantitative phase diagram, because the already existing ones
in literature are contradicting, since every phase diagram depends on the
initial conditions. Therefore, I found a solution by making a qualitative
one.
83
Introduction
I report on the evolution of the Faraday heap and various other patterns
that occur when a granular bed is vibrated vertically. A Faraday heap is a
stable accumulation of granular matter formed under specific conditions
of vertical vibration. The aim of the work was to define the conditions
under which the phenomenon occurs. Further, I wanted to explain the
yet hardly understood hexagonal patterns qualitatively.
Methods
With the enquiry of current literature the experiments for our investigations
were designed. The experiments were conducted by using a basic setup consisting of a container filled with glass spheres of a diameter of
around 0.3 mm and filmed it with a high-speed camera at 500 fps. The
sinusoidal motion was produced by an in-house built vibration device
that was driven by a signal generator, which set the amplitude and the
frequency. The theory for the description of the necessary conditions for
the pattern formation and the relations between the parameters was
based on dimensional analysis and the laws of energy and momentum
conservation. In order to have a look inside the system a very thin
container was used to simulate a quasi two-dimensional system. To
investigate the motion of singe particles, coloured sand was added which
aligned in the flow. To find a qualitative explanation of the hexagons, an
analogue phenomenon, the so-called ‘Granular Splash’, was used.
Results
In the course of these experiments I succeeded in finding and reproducing
patterns like the flat bed, the positive and the negative Faraday heap,
the rolls, the hexagons, the vertical columns and the random motion
(the relative magnitude of the frequency is according to the position in
the listing, the flat bed at the lowest one). Further, I set up a model
to describe the formation of a single stable heap based particularly on
airflow in the system upon the vertical motion as the driving force for
particle movement.
I observed a linear relation between the amplitude and the frequency
of the vertical motion as predicted by my theory. I described a minimum
layer thickness N, which is needed for the formation of the Faraday heap
by the use of the dimensionless layer thickness. In the end I set up a
qualitative phase diagram, which shows the regions in which patterns
could occur.
Conclusion
I was able to reproduce and describe the patterns quantitatively and
qualitatively. Even though this phenomenon includes many parameters
I found approaches to describe the patterns, which were confirmed by
appropriate experiments. Further, I made a dimensional analysis to better
corroborate our model. I recognised that the air in the system is the acting
force causing the flow, which forms the patterns, especially the Faraday
heap. To improve and complete this work, it would be interesting to
describe the rolls or write a computer simulation of the phenomenon. For
our society nowadays it is important to investigate the granular dynamics
further, as it is relevant to our everyday life and especially to the industry.
Kantonsschule Ausserschwyz
Sandro Friedrich
Physik | Technik
Würdigung durch den Experten
Andreas Reinhard
Stephan Hauser, 1992
Siebnen, SZ
Akustische Grenzschichtbeeinflussung am Flügelmodell
Fragestellung
Die Grenzschicht bildet den Übergang zwischen Luftströmung und
Tragfläche. Vortex-generatoren sind die meist angewandte Methode
zur Grenzschichtbeeinflussung. Erforderlich sind sie lediglich im langsamen Flug, während der längsten Flugphase erzeugt dieses nicht
adaptive System Luftwiderstand, der sich negativ auf die ökonomische
wie auch ökologische Bilanz auswirkt. In meiner Arbeit konstruierte
und untersuchte ich ein adaptives System zur aktiven / situativen
Strömungsbeeinflussung an Tragflächen. Mittels akustischen Signalen
soll die Grenzschicht beeinflusst werden, so dass sich die Strömung auch
bei hohen Anstellwinkeln und kleinen Fluggeschwindigkeiten nicht von
der Tragfläche ablöst. Mit diesem System könnten die Flugsicherheit
erhöht sowie Treibstoffeinsparungen und Lärmminderungen ermöglicht
werden.
Folgende Punkte wurden untersucht:
- Ist eine akustische Grenzschichtbeeinflussung möglich?
- Wie können akustische Schwingungen in die Grenzschicht eingebracht
werden?
- Welche Materialien sind geeignet?
- Mit welchen Methoden können die Komponenten getestet werden?
- Wie ist ein Versuchsmodell zu konstruieren, das viele Abänderungs möglichkeiten bietet?
- Welcher Frequenzbereich ist für eine Beeinflussung der Grenzschicht
geeignet?
- An welcher Stelle der Tragfläche ist eine Beeinflussung am ergiebigsten?
Methodik
Das Konzept sieht vor, dass sich im Inneren der Tragfläche ein
Lautsprecher befindet, der das akustische Signal erzeugt und somit eine
darüber liegende Membran, welche die Oberfläche der Tragfläche bildet,
in Schwingung versetzt. Um das geeignete Material für die Membran
bestimmen zu können, untersuchte ich verschiedene Materialien in
einer selbst konstruierten Versuchseinrichtung mittels Beschallung
auf ihr Schwingungsverhalten. Im nächsten Schritt konstruierte ich
eine grosse Tragfläche, um zu überprüfen, ob akustische Signale eine
Strömungsveränderung hervorrufen. Um quantitative Ergebnisse zu
erhalten, wurde ein selbst konstruiertes Windkanalmodell im Grenzschichtwindkanal der ETHZ untersucht. Druckbohrungen auf der
Sein Ziel war ambitös, der Weg unorthodox, komplex und gesäumt mit
potentiellen Stolpersteinen. Doch Stephan Hauser gelang es in seiner
Arbeit über eine neuartige Beeinflussung der aerodynamischen
Grenzschicht mittels akustischem Energieeintrag hervorragend, hartnäckigen Widerständen zum Trotz die grundsätzliche Wirksamkeit dieses Prinzips nachzuweisen, sei es im Windkanal der ETHZ oder – als Rückfalloption
und Plan B – am selbstgebauten Strömungssimulator im Wohnzimmer und
der Turnhalle. Und immer wieder befreite er sich als überaus engagierter
Einzelkämpfer von der typischen Gefahr eines wissenschaftlichen Tunnelblicks, indem er den Diskurs mit Aussenstehenden pflegte.
Prädikat: Hervorragend
Sonderpreis Metrohm
Expo Sciences International (ESI)
Tragflächenoberseite des Modells ermöglichten die Messung des
statischen Druckes. Zur genaueren Analyse des Schwingungsverhaltens
der Membran konstruierte ich einen eigenen Windkanal mit Stroboskop. Im weiteren Verlauf der Arbeit entschloss ich mich, als
Versuchserweiterung die Membran direkt mit dem Lautsprecher zu
verbinden und das Spektrum der zu untersuchenden Frequenzen zu
erweitern.
Ergebnisse
Bezüglich der Positionierung der Membran liess sich feststellen, dass
die der Profilnase nächste Membran die Grenzschicht am stärksten zu
beeinflussen vermochte. Betreffend die Frequenz wurden mit Frequenzen
nahe 60 Hz die besten Resultate erzielt. Die direkte mechanische
Anbindung an den Lautsprecher bewirkt bei gleicher Leistung eine
deutlich stärkere Schwingung der Membran. Zudem wird der Einfluss der
Strömung auf die Membran und ihr Schwingungsverhalten minimiert.
Da sich während der letzten Testreihe zu starke Abweichungen von
den Messresultaten der ETHZ zeigten, konnten keine verwertbaren
quantitativen Resultate zum überarbeiteten Konzept ermittelt werden.
Diskussion
Die Hypothese, dass eine akustische Grenzschichtbeeinflussung an
einer Tragfläche möglich ist, konnte mittels quantitativer Versuche
verifiziert werden. Des Weiteren bestätigte sich die Annahme, dass
durch eine mechanische Ankopplung des Lautsprechers an die
Membran eine verbesserte Übertragung der Schwingungen erreicht
werden kann. Das etappenweise Vorgehen ermöglichte dank den
jeweils gewonnenen Resultaten eine schrittweise Verbesserung des
Konzepts. Die Untersuchung des Verhaltens der Strömung mittels
Druckmessungen erwies sich als präziser, da Windfäden und Rauch
geringe Druckschwankungen nicht in genügendem Masse darstellen.
Die Abweichungen der zuletzt gemessenen Resultate der ETHZ lassen
eine Problematik innerhalb der Messeinrichtung oder eine mögliche
Inhomogenität in der Strömung vermuten.
Schlussfolgerungen
Die Ergebnisse zeigen auf, dass die Einbringung akustischer Signale über
eine Membran in die Grenzschicht und eine damit verbundene positive
Beeinflussung des Flugverhaltens möglich ist. In weiteren Schritten wären
weitere quantitative Versuche erforderlich.
84
Alte Kantonsschule Aarau
Martina Vazquez
Physik | Technik
Würdigung durch den Experten
Andreas Reinhard
Professionell breitbandig untersuchten Alex Hönger und Nicolas Mesot die
autonome Rückführung von Messsonden, wie sie zur meteorologischen
Datengewinnung weltweit täglich eingesetzt werden. Auf dem Grundstock ihres breiten know hows aus dem experimentellen Modellflug
kreierten die beiden einen Arduinobasierten Ansatz, um die Sonde nach
dem Platzen des Ballons mit einem Gleitflieger selbstständig zum
Startpunkt zurückkehren zu lassen. Ein Schwerpunkt bildete dabei die
Programmierung eines Autopiloten unter besonderer Berücksichtigung
sehr grosser Dichteunterschiede, doch fanden auch luftfahrtrechtliche
Abklärungen und kommerzielle Überlegungen Eingang in die reife Arbeit.
Alex Hönger, 1993 Nicolas Mesot, 1994
Rothrist, AG
Gansingen, AG
Prädikat: Hervorragend
Sonderpreis Schweizer Jugend forscht
European Union Contest for young Scientists (EUCYS)
Arduino-basierte Rückführung von Radiosonden
aus der Stratosphäre
Ergebnisse
Im Bereich der Untersuchung der Umsetzbarkeit gelang es uns, die
verschiedenen Aspekte, die ein Hindernis hätten darstellen können,
zu erörtern und Lösungen dafür zu finden. Wichtige Faktoren sind die
niedrigen Temperaturen um ca. -60° C, der niedrige Luftdruck von ca.
0.03 bar oder die damit zusammenhängende Wärmeabfuhr.
Im Hauptteil der Arbeit, die Programmierung eines Autopiloten im
Sichtbereich, konnten wir einen vollen Erfolg verbuchen. Das Modellflugzeug des Typs SuperZoom flog präzise nach einer vorgegebenen
Route.
85
Fragestellung
Um das Wetter heutzutage vorhersagen zu können, ist man auf sogenannte Radiosonden angewiesen. Dabei handelt es sich um Messgeräte,
welche mit einem Ballon bis in etwa 30 Kilometer Höhe aufsteigen. Nach
diesen Messungen fällt die Sonde ziellos zu Boden und wird meist nicht
wiedergefunden. Dieser Ablauf erscheint uns nicht optimal. Vor allem
bezüglich Umwelt und Kosten besteht Verbesserungsbedarf. In dieser
Arbeit haben wir es uns als Ziel gesetzt, diesen Ablauf zu optimieren.
Um die Arbeit in einem Rahmen einer Maturaarbeit zu halten, haben wir
uns folgende Ziele gesetzt:
1. Umsetzbarkeit von autonom zurückfliegenden Radiosonden unter suchen. Dieses Ziel beschäftigt sich mit der grundsätzlichen Frage,
ob ein Flugmodell, wie es weiter oben beschrieben wird, überhaupt in
der Realität umsetzbar ist.
2. Ein Modellflugzeug per Autopilot im Sichtbereich autonom Zielpunkte
ansteuern lassen. Dieses Ziel umfasst die Programmierung der grund legenden Funktionen und Anforderungen eines Autopiloten, wie er
für eine automatisch zurückkehrende Radiosonde gebraucht wird.
Methodik
Ein Kunstmodellflugzeug des Typs SuperZoom war unser Testobjekt. Unser
Programm (den Autopiloten) schrieben wir in der Programmiersprache
Arduino mit der gleichnamigen Programmieroberfläche. Die nötigen
Programmierkenntnisse erlangten wir über Internetrecherchen und Fachliteratur. Das Board für den Autopiloten war ein ArduPilot Mega 2.0.
Zusätzlich kauften wir noch ein Pitot-Rohr zur Bestimmung der relativen
Fluggeschwindigkeit.
Um die Umsetzbarkeit zu analysieren, kontaktierten wir das BAZL
(Bundesamt für zivile Luftfahrt). Internetrecherchen und Fachliteratur
gehörten auch zu unserer Methodik.
Diskussion
Der Hauptteil unserer Arbeit, das Programmieren eines Autopiloten,
ist sehr zufriedenstellend verlaufen. Trotz anfänglicher Probleme beim
Auslesen der Sensoren gelang es uns, alle Schwierigkeiten aus dem
Weg zu räumen. Unser Ziel in diesem Bereich wurde erfüllt. Auch die
Zusatzfunktion, eine abgeflogene Route zu speichern und auf GoogleMaps darzustellen, konnte erfolgreich umgesetzt werden.
Die Untersuchung der Umsetzbarkeit wurde ebenfalls erfüllt. Viele
Aspekte konnten beleuchtet werden. Die Umsetzbarkeit unserer anfänglichen Idee, also Radiosonden mittels Autopiloten wieder einzusammeln, konnte anhand unserer Untersuchung bestätigt werden.
Schlussfolgerungen
Durch das Projekt konnten wir unsere Kenntnisse im Bereich der Informatik
enorm steigern. Als nächste Schritte könnte man die Weiterführung
unseres Projekts als wirtschaftliche Idee weiterverfolgen. Der Grundstein
dafür wurde gelegt. Aber auch in anderen Bereichen können Autopiloten
eingesetzt werden, z.B. in der Landwirtschaft, in der Sicherheit usw.
Liceo di Lugano 2
Nicolas Cretton
Valutazione del lavoro espressa dall'esperto
Dr. Mauro Pravettoni
Fisica | Tecnica
I candidati hanno dimostrato la fattibilità ingegneristica di un concentratore parabolico a due assi (solar dish) utilizzando materiali di recupero.
Allo studio e progettazione dell'ottica di concentrazione sono seguite
con successo la posa in opera della struttura di sostegno, la realizzazione
e la messa a fuoco del ricevitore e la progettazione del software per
l'inseguimento del sole. Alcuni test sul campo hanno poi permesso di
analizzare gli aspetti più critici che potrebbero portare al malfunzionamento del manufatto. Tali aspetti sono stati risolti e la validità del dispositivo è stata infine attestata scientificamente.
Janina Kick, 1994 Matteo Nicoli, 1994
Breganzona, TI
Massagno, TI
Chiara Knecht, 1994
Breganzona, TI
Menzione: Molto Buono
86
Concentratore solare parabolico ad inseguimento
automatico
Argomento
Il nostro progetto consiste nella costruzione di un disco parabolico che
concentra la luce del Sole nel suo punto focale. Il concentratore segue
il movimento apparente del Sole sui due assi, affinché i raggi incidano
sempre perpendicolarmente. Nel fuoco è istallato un ricevitore, all’interno
del quale scorre un fluido che permette di trasferire calore all’acqua
contenuta in un boiler utilizzata per il riscaldamento domestico.
Metodologia
Dop l’acquisto e alla pulizia dell’intera struttura abbiamo ricoperto i
sei petali costituenti l’antenna parabolica con del Mylar, un materiale
altamente riflettente. Successivamente abbiamo fissato al disco una
coppia di motori che permette una rotazione su due assi. Dopo aver
scavato un buco nel terreno abbiamo colato la base di cemento armato
dove verrà collocata la struttura portante dell’antenna.
Per quanto riguarda l’inseguimento solare, abbiamo realizzato un circuito
elettrico dotato di un sistema H-bridge capace di pilotare i due motori.
Alla base si trova Arduino, un hardware flessibile e programmabile che
grazie a cinque sensori individua la posizione esatta del Sole e muove il
disco di conseguenza.
Nel punto focale abbiamo posto un ricevitore nel quale è avvolto un tubo
di rame al cui interno scorre un fluido termovettore che, arrivato al boiler,
trasferisce calore all’acqua che vi è contenuta.
Per verificare l’effettivo funzionamento del nostro impianto e in
particolare caratterizzare l’ottica e il posizionamento del ricevitore sul
fuoco, abbiamo eseguito due test. L’acqua presente in una bacinella è
stata fatta circolare nel ricevitore grazie ad una pompa: la concentrazione
dei raggi solari ne ha permesso il riscaldamento, misurato con una sonda
termica.
Risultati e discussione
Entrambi i test hanno fornito efficienze abbastanza contenute, 24.8%
e 25.2%.
Il risultato è tuttavia promettente poiché dimostra che l’ottica di
concentrazione è correttamente funzionante. Ciò che può aver provocato
delle inesattezze è il fatto che sia il tracking che l’isolazione sono
stati eseguiti manualmente. L’inseguimento automatico e l’isolazione
professionale permetteranno quindi di ottenere risultati migliori.
Bisogna inoltre considerare che il Mylar non è stato applicato su
una superficie perfettamente liscia, cosa che ha provocato ulteriori
imprecisioni.
Conclusioni
Abbiamo quindi costruito un sistema che mira a rendere l'energia solare
ancora più competitiva e attraente.
Liceo di Lugano 2
Nicolas Cretton
Fisica | Tecnica
Valutazione del lavoro espressa dall'esperto
Dr. Mauro Pravettoni
Il lavoro svolto dai candidati mostra che con del materiale facilmente reperibile sul mercato è possibile realizzare un dispositivo tecnologicamente
complesso come un concentratore solare perfettamente funzionante. I
candidati hanno dimostrato di possedere notevoli doti ignegneristiche,
dalla meccanica, all'ottica, alla termodinamica e all'elettronica. Con test
indoor e outdoor hanno verificato la validità scientifica del manufatto.
Hanno infine redatto un rapporto con sinteticità ed esaustività, dimostrando di conoscere lo stato dell'arte, di avere raggiunto gli obiettivi
prefissati, e indicando prospettive future del loro lavoro.
Stanley Kunnakatt, 1994 Sandro Marcotullio, 1994
Cadempino, TI
Comano, TI
Menzione: Molto Buono
Concentratore parabolico solare a forma di gronda
con inseguimento automatico
Risultati e discussione
La gronda è stata costruita con successo, i problemi di costruzione e di
materiale sono stati risolti. Il sistema di cuscinetti, che trasferisce il peso
della gronda dal tubo ad una struttura portante, permette una rotazione
fluida.
L’elettronica responsabile del movimento del motore è funzionante e gli
permette di girare in due sensi. Il fotosensore riesce a intrattenere una
comunicazione con Arduino.
Il test indoor ha dimostrato che i raggi vengono effettivamente riflessi
sul tubo e che quindi la proprietà ottica della parabola è funzionale al
nostro obiettivo.
Il test outdoor ha illustrato una differenza sostanziale tra il riscaldamento
del tubo e della gronda. Concretamente la pendenza della temperatura
della gronda è di 3.6 volte superiore a quella del tubo.
87
Argomento
Il progetto consiste nello studio e nella costruzione di un sistema in
grado di concentrare l’energia solare tramite gronde lineari paraboliche.
Per sfruttare la proprietà ottica della parabola è necessario avere i raggi
sempre perpendicolari alla sua direttrice e ciò è possibile con l’aiuto della
programmazione e dell’elettronica che permettono un pilotaggio su un
asse ortogonale. Il progetto è adatto alla produzione di energia nei mesi
invernali da utilizzare nel riscaldamento di unità abitative.
Metodologia
A livello preliminare abbiamo studiato i principi che stanno alla base
della parabola e del movimento del Sole che sono poi stati applicati nella
realizzazione del progetto. Abbiamo costruito una gronda in grado di
ruotare sulla linea focale a partire da materiali reperibili sul territorio.
Abbiamo prestato particolare attenzione alle perdite di energia ad
esempio attraverso l’uso di tubi sottovuoto che vantano un ottimo
isolamento ma nel contempo risultano molto fragili. Questo ci ha portati
ad adattare la gronda e la sua struttura portante con un complesso di
cuscinetti affinché il tubo si mantenga costantemente come asse di
rotazione ma non supporti il peso della gronda.
Abbiamo quindi sviluppato un sistema di inseguimento solare automatico
basato su Arduino, il microprocessore che, tramite informazioni fornite
da un fotosensore, determina la posizione del Sole e si occupa di pilotare
il motore elettrico. Il movimento del motore lungo due direzioni, cruciale
per l’inseguimento del Sole, è realizzato tramite un apparato elettronico
da noi costruito, chiamato H-bridge. Nello sviluppare l’elettronica
abbiamo prestato attenzione ad ogni singolo componente testando e
trovando i valori ottimali prima di inserirlo nel circuito.
Abbiamo effettuato due test finali. Il primo test, indoor, verifica che i
raggi perpendicolari alla direttrice convergono sul tubo, utilizzando raggi
laser in una camera oscurata.
Il test outdoor invece verifica direttamente l’andamento della temperatura
del fluido di lavoro della gronda e la sua resistenza strutturale. Per fare
questo abbiamo posizionato la gronda e il singolo tubo sottovuoto nelle
stesse condizioni. Tramite una sonda termica collegata al programma
Pasco Data Studio abbiamo ottenuto due grafici che indicano l’andamento
delle temperatura in funzione del tempo nei due casi.
Conclusione
Abbiamo accertato che è possibile costruire da zero un collettore senza
particolari conoscenze tecniche iniziali e senza materiali specifici e
sofisticati. I costi si sono mantenuti a livelli ragionevoli, molto inferiori a
quelli industriali e il collettore funziona nel complesso.
In futuro pensiamo di aumentare il numero di gronde, inoltre si potrebbe
permettere un movimento sull'asse verticale per inseguire anche
l'elevazione del Sole manualmente.
Kantonsschule Zug
Thomas Jenni
Würdigung durch den Experten
Michael Burri
Physik | Technik
In der Arbeit wurde eine komplette Lageregelung mit zwei bürstenlosen
Motoren entwickelt, die an den zwei Enden einer Stange befestigt sind.
Dabei wurde die gesamte Elektronik selber gebaut und programmiert.
Dies ermöglichte den Jugendlichen nicht nur einen tiefen Einblick in die
Grundlagen der Elektrotechnik, sondern lässt sich in einem nächsten
Schritt hervorragend zu Schulungszwecken einsetzen. Die Arbeit ist sehr
gut dokumentiert und bietet eine ideale Starthilfe dafür. Das komplexe
und vielseitige Problem wurde von den Jugendlichen erstklassig gelöst.
Adrian Peloso, 1995
Cham, ZG
Nico Lüthi, 1994
Zug, ZG
Prädikat: Sehr gut
88
Mikrocontrollergestützte Lageregelung
durch Brushless Motoren
Fragestellung
Seit der Entwicklung der Quadrokopter finden diese immer mehr Anwendungen. Diese setzen ständig höhere Anforderungen an die
Elektronik bezüglich Präzision und Reaktionszeit. Doch auch der von ihnen
verwendete Brushless Motor – ein äusserst kompakter Elektromotor,
der sich durch einen niedrigen Verschleiss, hohe Drehzahlen und hohe
Drehmomente auszeichnet – verbreitet sich rasend.
Da kaum je Unternehmen ihre Schaltpläne oder Programmcodes veröffentlichen, ist es schwer, gut dokumentierte Beispiele zu finden und
die erwerblichen Modelle sind so ausgereift, dass eine Schulung damit
nicht möglich ist. Hier kommt unsere Lageregelung ins Spiel, welche von
Grund auf gut dokumentiert ist und aus elektronischen Grundbausteinen
zusammengebaut wurde. Sie ermöglicht das Verständnis der MotorSteuerung und der Lageregelung. Gleichzeitig lässt sie sich auch jederzeit
ausbauen und Algorithmen in einer sicheren Umgebung testen. Auf das
erlangte Wissen kann für komplexere Anwendungen aufgebaut werden.
Zum Aufbau haben wir uns folgende Leitfragen gestellt:
- Wie funktioniert ein Brushless Motor?
- Wie wird der Betrieb realisiert, überwacht, ausgewertet und gesteuert?
- Wie wird eine Lageregelung realisiert?
- Wie funktioniert der Datenaustausch zwischen den Komponenten und
zu einem Computer?
Methodik
Zuerst wurden die einzelnen Schaltungen und die Konstruktion realisiert.
Anschliessend wurden die Komponenten verbunden, die Kommunikation
verwirklicht und die Lageregelung etabliert. Für die Messungen und zur
Steuerung des Regelungsmoduls bzw. der Brushless Controller wurden
drei Applikationen für den PC entwickelt.
Ergebnisse
Die beiden Brushless Motoren laufen bis 4000 RPM ohne Probleme und
liefern je 2.65N Schub bei 45 Watt Leistungsaufnahme. Die Steuerung
erreicht die Stromstärke-Sollwerte im Durchschnitt in 0.6 Sekunden. Das
Aufstarten des Motors, was der wohl schwierigste Teil ist, funktioniert in
unter einer halben Sekunde. Ausserdem übermitteln die beiden Brushless
Controller im 100ms-Takt Drehzahl, Stromstärke und Spannung. Das
Config Tool erlaubt den Export zu Excel-Dokumenten.
Das Regelungsmodul liest Werte im 2ms-Takt vom Beschleunigungssensor
und berechnet den absoluten Winkel zum Boden. Die Regelung arbeitet
zuverlässig und erreicht Winkel-Sollwerte innert kurzer Zeit.
Auch die Kommunikation zwischen den Komponenten und zum PC
wurde mit unterschiedlichen Protokollen realisiert und läuft stabil.
Diskussion
Die Brushless Controller funktionieren und erlauben die erwünschten
Messungen. Die Bestimmung des Winkels arbeitet ebenfalls zuverlässig,
genauso wie die Kommunikation zwischen den Komponenten und
zum PC.
Negativ fällt der Mikrocontroller auf, der für die Anforderungen eines
Brushless Controllers über zu wenig Rechenleistung verfügt. Zudem
fehlen auch einige Möglichkeiten (z.B. Interrupt-Controller, interne
Zeitreferenz etc.), was die Messungen und auch das präzise Steuern bei
Drehzahlen über 4000 RPM erschwert.
Das Regelungsmodul musste zum Schluss der Arbeit ohne Gyro-Sensor
auskommen. Dieser enthielt bereits von Herstellerseite her Fehler
und sorgte für Abstürze des ganzen Systems. Da ohne Gyro-Sensor
jedoch eine präzise Winkelgeschwindigkeit fehlt, fällt dieser Teil der
Winkelbestimmung weg, was sie insgesamt etwas instabiler macht.
Zudem könnte man die Konstruktion ein wenig verbessern.
Durch das Projekt haben wir im Detail verstanden, wie ein Brushless
Motor angesteuert werden muss. Der Betrieb wird von der entwickelten Firmware überwacht und zur Auswertung werden Daten
an den PC gesendet, welcher die Brushless Controller auch separat
steuern kann. Die Regelmechanismen, welche zur Lagestabilisierung
notwendig sind, wurden ebenfalls verstanden und angewandt.
Verschiedene Datenaustausch-Variationen wurden zur Realisierung der
Balanceautomatik verwendet.
Schlussfolgerungen
Auch wenn noch einzelne Fehler vorhanden sind, funktioniert das
Endprodukt. Die schriftliche Arbeit dokumentiert die Erkenntnisse und
das Knowhow, welche in der Entwicklung stecken. Diese können für
schulische Zwecke verwendet werden. Auch könnten die Fehler behoben
und die einzelnen Komponenten beliebig erweitert werden. Dies wäre
Bestandteil einer weiterführenden Arbeit.
Liceo di Lugano 2
Mattias Venzi
Fisica | Tecnica
Valutazione del lavoro espressa dall'esperto
Alessandro Rigazzi
Il lavoro di Sandro è molto curato, sia sul piano scientifico che su quello
della programmazione. Lo studio storico e teorico riassume i principali
fenomeni fisici legati alle onde, mentre la parte informatica è un ottimo
esempio di educazione e intrattenimento di alto livello.
La modularità della struttura del codice sorgente, l’interfaccia pulita e la
perizia nei dettagli, rendono il programma accattivante, utilizzabile ed
estendibile da studenti e professori che vogliono avvicinarsi alle scienze
computazionali già al liceo e lo rendono uno strumento che può accompagnare gli esperimenti realizzati in laboratorio.
Sandro Marcon, 1994
Comano, TI
Menzione: Molto Buono
Le onde in fisica. Simulazione di fenomeni fisici tramite
programmazione informatica.
Discussione
Complessivamente il prodotto finale ha superato ogni mia aspettativa
iniziale, nonostante presenti ancora alcuni aspetti che a mio avviso
potrebbero essere migliorati. Un problema che potrebbe riscontrare
l'utente può probabilmente essere legato all'installazione di Octave,
indipendente da quella del programma in Java. L'editor di codici
funziona, ma eventuali errori dell'utente non vengono segnalati, quindi
la programmazione può risultare difficoltosa.
I risultati delle singole simulazioni sono soddisfacenti, l'unico limite
è rappresentato dal fatto che le semplificazioni adottate per alcune
animazioni ne distanziano i risultati dalla realtà.
89
Argomento
La prima parte di questo lavoro consiste in una ricerca teorica sulle onde,
che tiene conto di svariati ambiti, sia prettamente teorici sia più concreti,
come ad esempio la storia dello studio delle onde e varie applicazioni
nella vita di tutti i i giorni.
L’altra è rappresentata dalla programmazione informatica, tramite cui
vengono ricavati grafici e filmati inerenti i vari fenomeni fisici.
Il risultato è dunque un ibrido tra simulazione e teoria. Praticamente
guardando le varie simulazioni si possono riconoscere gli elementi citati
nella parte teorica e si può confrontare la simulazione con una situazione
reale. In questo modo si possono approfondire notevolmente le nozioni,
rendendole più concrete.
Metodologia
Dapprima ho ampliato le mie conoscenze teoriche sui vari argomenti.
Dopodiché ho programmato le varie simulazione tramite Java. Con
l'ausilio di Octave ho poi ottenuto vari grafici con cui in alcuni casi ho
creato dei video tramite Windows (Live) Movie Maker. In seguito ho
verificato i risultati con ragionamenti logici e con riscontri reali. In caso
di necessità ho poi corretto il codice ripetendo il procedimento appena
descritto. Per concludere ho raggruppato i vari codici in un unico
programma dotato di interfaccia grafica ed ho automatizzato i vari
processi necessari ad ottenere i grafici.
Risultati
Alla fine ho così ottenuto un programma con un' interfaccia grafica user
friendly che a mio avviso potrebbe risultare molto utile a livello scolastico
per rendere le idee più chiare agli allievi. A questo scopo ho anche
implementato un editor in modo che gli utenti possano personalizzare
o scrivere nuovi codici.
A livello delle singole simulazioni ho ottenuto diversi grafici ed animazioni
riguardanti fenomeni come l’interferenza, la diffrazione, il movimento
del fronte d'onda, il principio di Huygens e il movimento generale di
un'onda.
Conclusioni
Il programma è completo e funzionale ma naturalmente si potrebbero
sempre aggiungere ulteriori simulazioni. Con l'introduzione dell'editor di
codici si permette all’utente di creare nuove simulazioni o di modificarne
una esistente. Secondo me possibili sviluppi del programma vanno
identificati in questa direzione, cioè verso una migliore usabilità e facendo
in modo che il programma possa essere man mano ulteriormente espanso
dagli utenti stessi.
Kantonsschule Alpenquai
Verena Dubacher-Noger
Physik | Technik
Würdigung durch den Experten
Mario Vögeli
Olivia Püntener, 1994 Patrizia Püntener, 1994
Ebikon, LU
Ebikon, LU
Der Bericht von Olivia und Patrizia Püntener über das Bremsverhalten von
Velos mit Carbonlaufrädern beruht auf vertieften wissenschaftlichen
Überlegungen, wurde aber bewusst für den allgemeinen Leser und Fachinteressenten verständlich formuliert. Unabhängige Prüfberichte über
technische Produkte ermöglichen der Käuferschaft sich ein objektives und
transparentes Bild des Angebotes zu machen. Dies kann bei der Anschaffung solcher Produkte sehr hilfreich sein. Obwohl eine umfassende
Analyse der Problematik den Rahmen der Arbeit gesprengt hätte, wurden
Detailaspekte sehr genau analysiert und die Arbeit stellt eine solide Basis
dar für mögliche weitere Folgeprojekte.
Prädikat: Sehr gut
90
Bremsverhalten von Rennvelos mit Carbonlaufrädern
Fragestellung
Immer mehr Rennvelofahrer, ob Hobby- oder Profisportler, leisten sich
teure Carbonlaufräder, statt der herkömmlichen Aluminiumlaufräder,
obwohl sie einen schlechten Ruf bezüglich ihres Bremsverhaltens
haben. Ziel dieser Arbeit war es, die Bremskräfte von Carbon- und
Aluminiumlaufrädern zu vergleichen und zu untersuchen, wie sich
verschiedene Bremsbeläge auf ein- und derselben Felge verhalten. In
Zusammenarbeit mit der Hochschule für Technik in Horw wurde ein
Bremsenprüfstand aufgebaut, um die Bremskräfte zu messen. Getestet
wurden 2 Aluminiumlaufräder, ein Carbonlaufrad, sowie insgesamt
6 verschiedene Bremsbeläge.
Methodik
Die Basis zur Ermittlung der Bremskräfte auf dem Bremsenprüfstand
liegt bei der Messung des Drehmomentes an einem Rad. Dazu wird das
Hinterrad des Rennvelos auf einer Kupplung positioniert, welche von
einem Elektromotor in Drehung versetzt wird. Ein Frequenzumrichter
sorgt dabei für eine konstante Geschwindigkeit. Das durch eine
Bremsung erzeugte Bremsmoment auf der Kupplung wird durch eine
Drehmomentmesswelle gemessen.
Das Messverfahren verhält sich so, dass die Handkraft am Bremshebel
mittels eines Kraftmessgerätes auf 70N erhöht- und anschliessend wieder
bis zur Ausgangslage reduziert wird. Das Drehmoment wird mit Video
und die Handkraft dabei gleichzeitig und im selben Video akustisch
aufgezeichnet. Aus diesen Drehmoment- und Handkraftwerten wird nun
eine Bremskraftkurve erstellt.
Zusätzlich zur genaueren Untersuchung der Laufräder- und Bremsbelagoberflächen wurden mikroskopische 3D-Aufnahmen erstellt.
Ergebnisse
Die Messungen am Bremsenprüfstand haben ergeben, dass der Prototyp
Bremsbelag von SwissStop mit der Sonic Carbonfelge mit 330N die
höchste Bremskraft von allen Bremsbelägen erreicht hat. Der Yellow
King Bremsbelag von SwissStop und die Sonic Carbonfelge erreichte
mit 280N die zweithöchste- und die Vuelta Aluminiumfelge mit dem
Ultegra Bremsbelag mit 265N die dritthöchsten Bremskraft. Im Mittelfeld
mit 230N befindet sich der Discobrake Bremsbelag mit der Sonic
Carbonfelge, wobei der Zipp Bremsbelag mit der Sonic Carbonfelge
mit 200N eher im unteren Mittelfeld liegt. Die niedrigsten Bremskräfte
unter den Testbedingungen hatte die Shimano Aluminiumfelge durch
den Ultegra Bremsbelag (137N) und den Dura-Ace Bremsbelag (120N)
ergeben.
Diskussion
Wider Erwarten liegen die Bremskräfte der Aluminiumlaufräder unter
unseren Testbedingungen im Vergleich mit den Carbonlaufrädern nur
im oberen Mittelfeld bzw. im Falle der Shimano Aluminiumfelge sogar
an letzter Stelle. Eine Möglichkeit für dieses Ergebnis ist, dass die
Bremsbeläge der Aluminiumlaufräder aufgrund des fortgeschrittenen
Alters in der Konsistenz zu hart sind und sich dadurch nicht mehr optimal
in die Rillen der Bremsoberfläche verkeilen können. Insgesamt zeigt sich
also, dass dem schlechten Ruf der Carbonlaufräder in unserem Test nicht
gefolgt werden kann.
Verbesserungsmöglichkeiten bestehen unter anderem bei der Auswahl
der Bremsbeläge und der Laufräder. Während die Bremsbeläge für
Carbonlaufräder allesamt neu und unbenutzt waren, waren die
Bremsbeläge der Aluminiumlaufräder schon älter und benutzt. Um
gleiche Testbedingungen zu schaffen und vergleichbare Daten zu
erhalten, müssen alle Bremsbeläge die gleiche Abnutzung aufweisen.
Aus finanziellen Gründen war ein Test mit komplett neuen Materialien
nicht durchführbar. Die Genauigkeit der Ergebnisse hätte erhöht
werden können. durch eine gleichzeitige elektronische Aufzeichnung
der Drehmomente und Handkräfte sowie durch zehn durchgeführte
Messungen, statt je deren zwei pro Kombination.
Schlussfolgerungen
Summa summarum sind Carbonlaufräder nicht schlechter als Aluminiumfelgen. Der Test weist darauf hin, dass es grosse Unterschiede
zwischen verschiedenen Kombinationen gibt, denn die Bremsbeläge
verhalten sich different auf verschiedenen Felgen. Daher ist es nicht
erwägenswert, eine Empfehlung eines einzelnen Bremsbelages für
alle Carbonlaufräder auszusprechen. Eine individuelle Beurteilung ist
daher von Vorteil. Dies ermöglichen Zeitschriften wie «Tour-Magazin»,
die hin und wieder die neusten Carbonlaufräder in unabhängigen
Prüfunternehmen testen lassen. In unserem Test wird klar, dass sich der
Prototyp- und der Yellow King-Bremsbelag von SwissStop für unsere
Carbonfelge Sonic Tour de France am besten eignet.
Für die vollständige Bewertung des Bremsverhaltes der Carbonlaufräder
müssten in weiteren Tests zusätzliche Faktoren wie Hitzeentwicklung,
Verschleiss und Nässeverhalten untersucht werden.
Kollegium St. Fidelis
Andreas Traber
Physik | Technik
Würdigung durch den Experten
Ernst Kleiner
Der von Stephan Räss entwickelte muskelkraftbetriebene PET-Verdichter
kann PET-Flaschen wesentlich platzsparender pressen als herkömmliche
Modelle. Dies verringert nebst dem Platzbedarf für die Lagerung auch die
Transportkosten. Eine Marktanalyse hat gezeigt, dass Organisationen wie
der SAC Interesse haben. Die zeitintensive Arbeit zeichnet sich durch
wissenschaftsorientiertes Vorgehen, praxisgerechte Abklärungen und die
Realisierung eines marktfähigen technischen Produktes aus. Der gesellschaftliche Nutzen wird mit einem Lösungsansatz zum aktuellen Problem
«Recycling / Rohstoffe» erfüllt. Der Innovationscharakter ist durch eine
anzunehmende Erfindungshöhe gegeben.
Stephan Räss, 1994
Stans, NW
Prädikat: Sehr gut
Sonderpreis Metrohm
I-SWEEEP
Die Entwicklung eines PET-Verdichters
betriebenen Verdichtern konkurrenzfähig ist und diese teilweise sogar
übertrifft. Mit dem Handverdichter können alle PET-Flaschengrössen bei
optimalem Pressungsverlauf auf etwa 25 – 30 Prozent des Anfangsvolumens verdichtet werden.
Die Sicherheitsanforderungen sind gemäss SUVA bei diesem Verdichter
alle erfüllt, ein Markt vorhanden und eine Patentierung aufgrund der
Verdichtungsrate als Erfindungshöhe theoretisch möglich.
91
Fragestellung
PET-Recycling ist aus unserer Welt kaum mehr wegzudenken. Ständig
werden neue Maschinen entwickelt, welche das Recycling erleichtern
und optimieren. Dabei finden heute hauptsächlich elektrisch betriebene
Verdichter Verwendung. Im Gegensatz dazu zeigt diese Arbeit die
Entwicklung eines ohne Strom funktionierenden PET-Verdichters auf,
welche sich auf folgende Leitfragen stützt:
1. Mit dieser Arbeit soll überprüft werden, ob ein ohne Energie
funktionierender, universaler PET-Verdichter, der gute Verdichtungs resultate erzielt, realisierbar ist.
2. Ausserdem soll herausgefunden werden, ob dieser möglichst einfach
und kostengünstig gebaut werden kann, sodass der Verdichter
wirtschaftlich interessant ist.
3. Nach Vollendung der Maschine ist zu ermitteln, ob sie trotz einfacher
Umsetzung leicht bedient und gebaut werden kann oder nicht.
Methodik
Zunächst wurde die Zerkleinerungsart mittels einer Versuchsreihe
ermittelt. Dabei wurden verschiedene Press- und Schneidversuche
durchgeführt. Anschliessend wurde derjenige Versuch ausgewählt,
welcher in Bezug auf die Einfachheit und die Verdichtung der beste war.
Dabei handelte es sich um eine achsiale Pressung ohne den Einsatz von
Schneidwerkzeugen.
Im Anschluss dazu wurden diverse Prototypen aus Holz gebaut.
Dabei bewährte sich ein aus Kolben, Zylinder und einem zweiteiligen
Hebelsystem bestehender Prototyp.
Nachdem verschiedene Experimente zur Pressungsoptimierung (z.B.
Konstruktion von Pressköpfen) durchgeführt wurden, konnte der
Prototyp aus Stahl gebaut und teilweise erneut verbessert werden. Damit
ist der Prototyp nun annähernd tauglich für die Serienproduktion.
Der restliche Teil der Arbeit umfasst Presskraftberechnungen, die Rentabilitätsberechnung, Sicherheitsabklärungen, Adaptionsmöglichkeiten
sowie Markt- und Patentrecherchen.
Ergebnisse
Es konnte gezeigt werden, dass ein einfacher, ohne Strom betriebener
Handverdichter in Bezug auf die Pressresultate tatsächlich mit elektrisch
Diskussion
Die Leitfragen konnten alle erfüllt werden. Durch die Einfachheit des
Handverdichters entstehen aber auch Nachteile.
Vom Benützer des Verdichters wird ein gewisser körperlicher und zeitlicher
Aufwand verlangt. Zudem führt Ersteres dazu, dass die Pressresultate
kleinen Toleranzschwankungen unterworfen sind.
Da es sich um einen universalen Handverdichter handelt, ist dieser
weitgehend ein Kompromiss, der sich beispielsweise auf die Funktionalität
des Auswurfes auswirkt. Der automatische Auswurf funktioniert nur
dann, wenn die Flaschen genügend verdichtet wurden, bleiben aber
teilweise bei zu starker Pressung im Presskopf hängen.
Schlussfolgerung
Diese Arbeit zeigt, dass elektromechanische PET-Verdichter durch
einfache mechanische Handverdichter ersetzt werden könnten. Auch der
Preisunterschied lässt sich sehen, da der Kaufpreis eines Handverdichters
etwa zehn Prozent einer elektromechanischen Presse beträgt und tiefere
Betriebskosten aufweist.
Der Handverdichter ist hauptsächlich auf Betriebe und Einsatzgebiete
ausgerichtet, denen kein Strom und wenig Platz zur Verfügung stehen.
Dies gilt auch für Sammelstellen, welche den PET-Transport auf eigene
Kosten organisieren. Mit dem Verdichter können zwei Drittel der
Transportkosten eingespart werden, weil die Flaschen direkt an der Basis
verdichtet werden. Dies gilt jedoch nicht für Ladenketten, welche die
Flaschen in einem Umlaufverfahren abtransportieren. Das heisst, dass die
Lastwagen auf einem Weg Nahrungsmittel und auf dem Rückweg die
Recyclinggüter transportieren.
Mit Vollendung der Marktrecherche wurde die Grundlage für die
Vermarktung geschaffen. In Wirklichkeit hat aber diese nicht annähernd
begonnen, da zuerst Produzenten gefunden werden müssen. Die letzte
Etappe ist folglich noch zu Beschreiten und wird voraussichtlich weitere
interessante Schritte mit sich bringen.
MSW Winterthur
Willi Fink
Physik | Technik
Würdigung durch den Experten
Tobias Klauser
Aurelio Schellenbaum, 1992 Martin Steiner, 1992
Watt, ZH
Niederglatt, ZH
Diese Arbeit verfolgt das Ziel, ein einfach zu installierendes und zu bedienendes System zur Hausautomatisierung zu entwickeln. Statt auf vorgefertigte Komponenten zurückzugreifen, haben Aurelio Schellenbaum
und Martin Steiner sowohl die elektronischen Schaltungen als auch einen
Grossteil der Software selbst erstellt und sich dabei mit den unterschiedlichsten Aspekten der Entwicklung von eingebetteten Systemen auseinandergesetzt. Die vorliegenden Resultate zeigen überzeugend das
persönliche Engagement und die fachliche Kompetenz der Autoren.
Prädikat: Sehr gut
92
Embedded Webserver
Fragestellung
Wie verwaltet man ein Gebäude möglichst benutzerfreundlich? Der
Embedded Webserver, zu Deutsch: «Eingebetteter Webserver», ist eine
Antwort darauf. Es ein Projekt, welches den Anspruch hat, die technische
Verwaltung von Gebäuden einen Schritt nach vorne zu bringen. Unter
technischer Verwaltung versteht man z.B. die Überwachung von Raumtemperaturen, Kontrolle des Energieverbrauchs und Steuerung von
Geräten. Dies alles soll von verschiedenen internetfähigen Geräten aus
möglich sein, so zum Beispiel vom Computer oder Smartphone aus. Doch
wie kann man die Funktionalität sicherstellen? Das ist in dieser Arbeit
die vorrangige Frage, denn ähnliche Systeme wie das unsere existieren
bereits. Allerdings lässt sich die Ausführung der Befehle nur kontrollieren,
wenn man direkt neben dem angesteuerten Gerät steht. Doch gerade
bei Haussteuerungen sollten solche Fehler nicht vorkommen.
Methodik
Wir haben uns kein Beispiel an anderen, ähnlichen Produkten genommen,
sondern es wurde von Anfang an ein eigenes Konzept erdacht. Zuerst
wurde die grobe Befehlsstruktur festgelegt. Wir verwenden hauptsächlich
Mikrokontroller vom Hersteller Microchip aus der PIC-Familie. Diese
Familie zeichnet sich besonders durch günstige Preise und leistungsstarke
Mikrokontroller aus. Programmiert wurde mit der Firmensoftware von
Microchip MPLAB. Die Prototypen wurden auf Lochrasterprints gelötet.
Wir liessen uns ausserdem zehn Zimmersteuerungsprints herstellen, um
zu beweisen, dass wirklich mehrere Zimmersteuerungsprints angesteuert
werden können. Um die Schemas zu erstellen und für das Layout
der Zimmersteuerungsprints wurde die Software Altium 6 verwendet.
Die Prototypen wurden von Hand gelötet, für die professionelle Herstellung der Zimmersteuerungsprints zeichnet sich die msw-winterthur
verantwortlich.
Ergebnisse
Dadurch, dass die einzelnen Geräte Rückmeldungen geben, ob die
getätigten Eingaben ausgeführt wurden, unterscheidet sich der Embedded Webserver von anderen Produkten. Die Funktionalität ist
jederzeit überprüfbar und führt zu keiner wahrnehmbaren Verzögerung.
Zusätzlich ist der Embedded Webserver leicht in Betrieb zu nehmen und
kann sowohl von vornherein in ein Haus eingebaut, als auch nachträglich
noch aufgebaut werden.
Diskussion
Das Ziel, ein System zu entwickeln, welches die Ausführung eines Befehls
überprüfbar und sicher macht, wurde erreicht. Allerdings führt diese
Sicherheit dazu, dass eine kleine, jedoch immer noch wahrzunehmende
Verzögerung eintritt. Ausserdem lässt sich das System problemlos in ein
Haus einbauen oder nachträglich Hinzufügen. Diese zweite Variante hat
jedoch den Nachteil, dass man statt einer Steckdose dann eine Steckleiste
hat und somit die Steuerung sichtbar ist.
Schlussfolgerungen
Für Sicherheit muss man meistens Konsequenzen in Kauf nehmen. Bei
diesem System ist diese Konsequenz jedoch nur eine kleine Verzögerung.
Wir haben ein System erarbeitet, das umfassender als manche ähnliche
Produkte auf dem Markt ist. Noch zu tun wäre, alle Prototypen professionell herzustellen und sie in ansprechende Gehäuse zu verpacken.
Gymnasium Thun Seefeld
Eduard Wyss
Physik | Technik
Würdigung durch den Experten
Dr. André Masson
Mirjam Schmid errechnet den Ton eines Donners. Annahmen werden
getroffen, wie die Geometrie des Blitzes, die Wahl diskreter Anfangsfrequenzen, der Verzicht auf Reflexionen im Gelände. Die Schalldrücke
werden aufsummiert – von unten bis oben im Blitzkanal, von den tiefsten bis zu den höchsten Tönen, mit der frequenzabhängigen Dämpfung
in der Luft, mit/ohne Dispersion, mit/ohne Zackung des Blitzes. Die z.T.
sehr langen Berechnungen des Donners können bei 16 Klangmustern in
Echtzeit abgehört werden: Die Natur-Donner sind noch eine Spur
kräftiger!
Mirjam Schmid, 1994
Wattenwil, BE
Prädikat: Gut
Simulation eines Donners
Ergebnisse
Durch Veränderungen innerhalb der verschiedenen Berechnungen
entstanden so unterschiedliche Entladungsklänge. Anhand dieser Klänge
konnte erkannt werden, welche Faktoren grundlegend für den Klang
des Donners sind. In einem Entladungsklang über eine Entfernung von
1km sind mehr hohe Frequenzen zu hören, als in einem Klang über eine
Distanz von 10km. Weiter ergaben die Berechnungen, dass die Höhe
des Blitzes einen grossen Einfluss auf die Dauer des Klanges hat. Ein
Blitz mit einer Höhe von 5km und einem Horizontalabstand von 10km
ergibt einen Klang von 4,908s Dauer, bei einer Höhe von 8’000m sind
es 9,601s.
93
Fragestellung
In dieser Arbeit wurde rechnerisch untersucht, wie ein Donner entsteht.
Die gesamte Arbeit ist darauf ausgerichtet, wesentliche Faktoren bei der
Ausbreitung von Schallwellen zu erkennen, die den Donner grundlegend
beeinflussen.
So ergibt sich eine Leitfrage, welche folgendermassen lautet:
Wie kann der Entladungsklang eines Blitzes durch Berechnungen am
Ort eines Zuhörers simuliert werden und welches sind dabei die bedeutendsten physikalischen Faktoren, die den charakteristischen Klang
eines Donners ausmachen?
Weitere Fragen, an welchen sich meine Arbeit orientiert, sind:
- Wie genau erfolgt die Ausbreitung eines Donners durch die Luft?
- Wie ist ein Donner aufgebaut und wie kann dieser Klang untersucht
und simuliert werden?
Methodik
Mit dem Computeralgebrasystem Mathcad in der Version 15.0 wurde
ein Programm erstellt, mit welchem ein Klang hergestellt wurde. Als
ein mögliches Frequenzspektrum wurden 120 Frequenzen gewählt,
welche exponentiell zwischen 20Hz und 20’000Hz verteilt sind. Durch
das Einfliessen einiger Faktoren in das Rechnungsprogramm konnte
deren Wichtigkeit auf den Klang eines Donners untersucht werden.
Am Ort des Empfängers wurden die Amplituden aller Frequenzen
addiert. Die Faktoren, welche berücksichtigt wurden, sind die Laufzeit,
die geometrische Verdünnung und die frequenzabhängige Dämpfung.
Als horizontale Entfernung zum Blitz wurden verschiedene Werte
gewählt. Diese horizontale Distanz liegt zwischen 500m und 10’000m.
Auch die Höhe des Blitzes wurde laufend während den Berechnungen
verändert und liegt zwischen 2’000m und 8’000m. In den gesamten
Berechnungen wurden nur vertikale Blitze zwischen einer Wolke und
dem Boden untersucht. Horizontale Blitze zwischen Wolken wurden
nicht berücksichtigt.
Diskussion
Man hört gelegentlich die Meinung, dass das Grollen des Donners
von der Dispersion in der Luft stamme, obgleich bekannt ist, dass Luft
kaum Dispersion besitzt. Somit war dies ein wesentlicher Punkt, welcher
untersucht werden sollte.
Anhand meiner Arbeit kann bewiesen werden, dass die Dispersion keinen
wesentlichen Unterschied zum charakteristischen Klang eines Donners
beiträgt. Denn ein Klang, bei welchem die Dispersion im Rechnungsweg
vorhanden ist, unterscheidet sich bezüglich des Grollens nicht von einem
Klang ohne Dispersion. Vielmehr wird dieses Grollen durch die Blitzform
ausgebildet. Eine Entladung zwischen Wolke und Boden erfolgt in
einer Zickzack-Bewegung. Durch diese Zickzack-Bewegung entstehen
Lautstärkeveränderungen, welche wir als Grollen wahrnehmen. Sicherlich
wird der charakteristische Klang eines Donners auch durch zusätzliche
Faktoren ausgebildet, welche nicht berücksichtigt wurden, sowie zum
Beispiel durch die Reflexion an Hindernissen. Jedoch kann durch das
Einfliessen der Bewegung des Blitzes in den Rechnungsweg schon ein
wesentlicher Unterschied im Klang des Donners wahrgenommen werden.
Schlussfolgerungen
Aus Zeitgründen konnten niemals alle in der Natur vorkommenden
Faktoren beachtet werden, welche den Donner grundlegend beeinflussen. Dies sind Faktoren wie zum Beispiel Reflexion, Brechung
oder auch Beugung. Denn um diese Faktoren einzubauen, müsste ein
genaues Landschaftsbild erfasst und verwendet werden. Vermutlich
haben einige dieser vernachlässigten Faktoren einen starken Einfluss
auf den Donner. Jedoch konnten auch schon anhand des vereinfachten
Modells Erkenntnisse gewonnen werden. Wichtig ist aber zu erwähnen,
dass meine Resultate wegen diesen Vereinfachungen nur für bestimmte
Untersuchungszwecke geeignet sind und nicht etwa verallgemeinert
werden dürfen.
Schule Uitikon Schulhaus Schwergrueb
Nadine Steuble
Physik | Technik
Würdigung durch den Experten
Philipp Aregger
Evann Treceño, 1998
Uitikon, ZH
Evann hat sich im Alter von erst 14 Jahren in das komplexe Gebiet der
Atmosphärenphysik eingearbeitet und ein Projekt zur Erforschung der
Atmosphäre mittels eines Stratosphärenballons entwickelt. Die Planung,
Ausführung und Analyse der Ballonflüge hat Evann absolut selbständig
durchgeführt. Er simulierte die voraussichtliche Flugroute der Wetterballone, liess die Ballone mit Messgeräten versehen steigen und verglich
die Messdaten mit den simulierten Prognosen. Seine Selbständigkeit
und Zielstrebigkeit sind angesichts seines Alters aussergewöhnlich.
Prädikat: Sehr gut
94
Am Rande des Weltalls: Over Stratosphere Balloon
Fragestellung
Ich war schon immer von Astronomie begeistert. Somit wollte ich so
nahe wie möglich ans Weltall kommen. Ich stellte mir die Frage, wie
nahe kann ich dem Weltall kommen? Ich fand heraus, dass ich bis zur
Stratosphäre (15'000m–30'000m) vorstossen kann, welche sich am Rand
des Weltalls befindet. Daraus entwickelte ich meine Leitfragen:
einteilen: einer ersten Phase von unmittelbar nach dem Start bis zu einer
Höhe von 11'000m, in welcher der Ballon mit durchschnittlich 3.65m/s
aufstieg. Die zweite Phase reicht von 11'000m bis zum Platzen des
Ballons auf einer Höhe von 28'000m. In dieser Phase stieg der Ballon
um geringe 0.65m/s langsamer als in der ersten Phase. Der Vergleich
zwischen den Simulationen vor dem Flug und dem realen Flug wies
eine grosse Differenz in der Distanz auf. Während die Simulation einen
Flug von 97 Kilometer vorhersagte, flog die Sonde in der Realität 155
Kilometer, was einer Differenz von 59.7% zur Vorhersage entspricht.
- Wie lässt sich die Stratosphäre filmen?
- Wie verhält sich ein Wetterballon während eines Fluges durch
die Stratosphäre?
- Wie kann eine Wettersonde, welche wieder auf die Erde gefallen ist,
geortet werden?
Methodik
Um die Stratosphäre zu filmen (Near Space Photography) muss eine
Kamera hinauf gesendet werden. Am besten eignet sich das Prinzip des
Wetterballons. Eine kleine Sonde, in der die Kamera platziert wird, wird
an einem grossen mit Helium gefüllten Wetterballon in die Stratosphäre
gesendet. Wetterballone können eine Höhe von 20-30 km erreichen und
dehnen sich dabei wegen des mit zunehmender Höhe nachlassenden
Luftdrucks auf einen Durchmesser von bis zu zwölf Metern aus, bevor sie
platzen und die Wettersonde samt Kamera mit einem Fallschirm zur Erde
zurückkehrt. Nachdem die Sonde auf der Erde gelandet ist, wird anhand
eines GPS Senders die genaue Position der Wettersonde ermittelt. Darauf
kann sie geborgen werden, um die Videoaufnahmen zu interpretieren.
Damit das Verhalten des Ballons während des Fluges aufgezeichnet wird,
sind in der Sonde ein Höhenmesser sowie ein GPS zu finden, welche
dafür verantwortlich sind, eine dreidimensionale Fluglinie des ganzen
Fluges aufzuzeichnen.
Ergebnisse
Nachdem ich den Flug erfolgreich durchgeführt habe, wertete ich die
gesammelten Daten aus. Ich stellte fest, dass die Aussentemperatur bis
zu einer Höhe von 15'000m stetig abnahm, um danach bis 30'000m
wieder zuzunehmen. Der Flug des Ballons war ziemlich stabil und wies
keine grösseren Richtungsveränderungen auf. Der Ballon flog immer
nach Nordost-Ost, von Zürich bis nach Nesselwang im deutschen Allgäu.
Die Aufstiegsgeschwindigkeit blieb ebenfalls ziemlich konstant. Man
kann die Aufstiegsgeschwindigkeit während des Fluges in zwei Phasen
Diskussion
Die Zunahme der Temperatur ab einer Höhe von 15'000m ist auf die
Ozonschicht zurückzuführen. Die Ozonschicht, welche sich etwa auf
14'000m Höhe befindet, absorbiert die UV-Strahlung und verwandelt
dabei elektromagnetische Strahlung in Wärme um. Diese Wärme ist für
die Zunahme der Temperatur oberhalb der Ozonschicht verantwortlich.
Die stabile Flugrichtung der Sonde ist von den Winden, welche konstant
nach Nordost-Ost gingen, verursacht.
Die zwei verschiedenen Aufstiegsgeschwindigkeiten werden durch die
Archimedische Kraft (Vbewegt × MGas × gSchwerkraft) beeinflusst. Je mehr Luft
sich im gleichen Volumen wie dem des Ballons befindet, desto schneller
steigt er. In den höheren Atmosphärenschichten ist die Luft sehr dünn,
somit müsste der Ballon in der zweiten Phase deutlich langsamer als
in der ersten Phase steigen. Jedoch ist nur eine Differenz von 0.65m/s
nachweisbar. Diese kleine Differenz ist durch einen anderen Faktor
verursacht. Je höher die Sonde steigt, desto grösser wird der Ballon und
desto grösser wird sein Volumen. Somit wird die geringe Dichte der Luft
(M) durch das grosse Volumen des Ballons (V) kompensiert.
Schlussfolgerungen
Das Projekt beweist, dass es möglich ist, eine Kamera in die Stratosphäre
zu schicken und sie erfolgreich wiederzufinden. In Zukunft werden
sicherlich grössere Wetterballone produziert, welche Wettersonden und
Kameras noch näher zum Weltall bringen werden und noch präzisere
Messungen dieser Atmosphärenschichten machen werden.
Sonderpreise, Prix spéciaux, Premi sepciali
95
Sonderpreis Metrohm
London International Youth Science Forum (LIYSF)
Teilnahme an einem Wissenschaftscamp für wissenschaftsbegeisterte
Jugendliche aus der ganzen Welt in London (England). Über 300
Jugendliche aus 60 Ländern tauschen während zwei Wochen ihre Ideen
und Erfahrungen aus. Ausserdem besuchen sie Vorlesungen von führenden Forschern, besichtigen Firmen, Museen sowie bekannte Forschungszentren Englands.
Premio speciale Metrohm
EXPO Sciences International (ESI)
Partecipazione alla Expo Sciences Europe a Abu Dhabi (Emirati Arabi
Uniti) dove vengono presentati lavori di ricerca scientifici realizzati da
bambini e giovani di tutta l'Europa. L'esposizione si svolge dal 1987 ogni
due anni ed è organizzata dall'associazione internazionale per la
promozione dei giovani talenti MILSET.
Prix spécial Metrohm
London International Youth Science Forum (LIYSF)
Participation à un camp scientifique pour jeunes passionnés, à Londres
(Angleterre). Plus de 300 jeunes de près de 60 pays s'y rencontrent pendant deux semaines pour échanger leurs idées et expériences. En outre,
ils assistent à des conférences de chercheurs de premier plan, visitent
des entreprises, des musées et de célèbres centres de recherche
d'Angleterre.
Sonderpreis Metrohm
Olympiade für nachhaltige Projekte (I-SWEEEP)
Teilnahme an einem internationalen Projektwettbewerb für nachhaltige
Entwicklungen aus den Bereichen Energie, Engineering und Umwelttechnologie in Houston (USA). Rund 500 Projekte von Nachwuchsforschenden aus 70 Ländern werden ausgestellt und von einer Fachjury
prämiert.
Premio speciale Metrohm
London International Youth Science Forum (LIYSF)
Partecipazione a un campo per giovani appassionati di scienze provenienti da tutto il mondo che si svolgerà a Londra (Inghilterra). Più di 300
giovani provenienti da quasi 60 paesi si incontrano per due settimane
per scambiarsi idee ed esperienze e per seguire lezioni tenute da ricercatori di punta, dibattere e discutere in seminari e visitare ditte, musei e
famosi centri di ricerca inglesi.
Sonderpreis Metrohm
Stockholm International Youth Science Seminar (SIYSS)
Teilnahme an einem einwöchigen internationalen Wissenschaftsseminar
in Stockholm (Schweden). 25 Jugendliche aus 25 Ländern besuchen
wissenschaftliche Institutionen und führen Workshops durch. Zum krönenden Abschluss besuchen die Jugendlichen die Nobelpreisverleihung.
Prix spécial Metrohm
Stockholm International Youth Science Seminar (SIYSS)
Participation à un séminaire international d'une semaine à Stockholm
(Suède). 25 jeunes de 25 pays visitent des institutions scientifiques et
organisent des ateliers. Pour couronner la manifestation en beauté, les
jeunes assistent à la cérémonie de remise des prix Nobel.
Premio speciale Metrohm
Stockholm International Youth Science Seminar (SIYSS)
Partecipazione ad un seminario scientifico internazionale della durata di
una settimana a Stoccolma (Svezia). 25 giovani provenienti da 25 paesi
diversi visitano insieme istituti scientifici e prendono parte a workshop.
Punto culminante della settimana è la partecipazione alla cerimonia di
consegna dei premi Nobel.
Sonderpreis Metrohm
EXPO Sciences International (ESI)
Teilnahme an der Expo Sciences International in Abu Dhabi (Vereinigte
Arabische Emirate). Wissenschaftliche Projekte von Jugendlichen aus der
ganzen Welt ausgestellt. Die seit 1987 organisierte Ausstellung findet
alle zwei Jahre statt und wird durch den internationalen Förderverein
MILSET organisiert.
Prix spécial Metrohm
EXPO Sciences International (ESI)
Participation à l'Expo Sciences International à Abu Dhabi (Émirats arabes unis). Des projets scientifiques d'enfants et de jeunes du monde
entier y sont exposés. Organisée par l'association internationale
d'encouragement scientifique MILSET, l'exposition se déroule tous les
deux ans depuis 1987.
Prix spécial Metrohm
Olympiade pour des projets durables (I-SWEEEP)
Participation à un concours de projet international dédié aux évolutions
durables dans les domaines de l'énergie, de l'ingénierie et de la technologie environnementale à Houston (Etats-Unis). Environ 500 projets de
chercheurs de la relève de 70 pays sont exposés et primés par un jury
spécialisé.
Premio speciale Metrohm
Olimpiade per progetti sostenibili (I-SWEEEP)
Partecipazione a un concorso internazionale per lavori di ricerca sullo
sviluppo sostenibile negli ambiti dell'energia, dell'ingegneria e delle
tecnologie ambientali a Houston (USA). Circa 500 progetti realizzati da
giovani leve della ricerca di 70 paesi vengono presentati al pubblico e
premiati da una giuria di esperti.
Sonderpreis Schweizer Jugend forscht
European Union Contest for young Scientists (EUCYS)
Teilnahme am europäischen Wettbewerb in Prag (Tschechische Republik). Diese Initiative der Europäischen Kommission wurde ins Leben
gerufen um den internationalen Austausch zwischen jungen Wissenschaftlern aus insgesamt 32 Europäischen Ländern zu fördern und ihnen
die Möglichkeit zu bieten, sich unter den besten Gleichaltrigen aus ganz
Europa zu messen.
Prix spécial La Science appelle les jeunes
European Union Contest for young Scientists (EUCYS)
Participation au concours européen pour jeunes chercheurs à Prague
(République tchèque). Cette initiative de la Commission européenne a
été lancée pour favoriser les échanges internationaux entre jeunes scientifiques et leur offrir la possibilité de se mesurer avec les meilleurs jeunes
du même âge venus de toute l'Europe. 96 projets de 32 pays européens
sont en compétition.
Premio speciale Scienza e gioventù
European Union Contest for young Scientists (EUCYS)
Partecipazione al concorso europeo per giovani ricercatori a Praga (Repubblica Ceca). Questa iniziativa della Commissione Europea persegue
gli obiettivi di favorire lo scambio internazionale tra giovani scienziati e
offrire loro la possibilità di misurarsi con coetanei provenienti da tutta
l'Europa. Concorrono 96 progetti in rappresentanza di 32 paesi europei.
Sonderpreis Schweizer Jugend forscht
Intel International Science and Engineering Fair (Intel ISEF)
Intel ISEF ist der weltweit grösste Projektwettbewerb für Nachwuchsforschende. Über 1500 Jugendliche aus 65 Nationen nehmen an diesem
Grossanlass in Pittsburgh (USA) teil und stellen ihre Projektarbeiten vor
Prix spécial La Science appelle les jeunes
Intel International Science and Engineering Fair (Intel ISEF)
Intel ISEF est le plus grand concours de projet mondial des chercheurs de
la relève. Plus de 1500 jeunes de 65 pays participent à cette grande
manifestation à Pittsburgh (Etats-Unis) et y présentent leurs travaux de
projet.
Premio speciale Scienza e gioventù
Intel International Science and Engineering Fair (Intel ISEF)
Intel ISEF è il concorso per progetti di giovani leve della ricerca più grande del mondo. Nell'ambito di questa enorme manifestazione più di 1500
giovani provenienti da 65 paesi si incontrano a Pittsburgh (USA) e presentano i propri lavori di ricerca.
Sonderpreis Schweizer Jugend forscht
Internationaler Projektwettbewerb (GENIUS-Art Olympiade)
Teilnahme an einer internationalen Wissenschafts-Olympiade, welche
durch die New York State University in Oswego (USA) organisiert wird.
Rund 400 Jugendliche aus 30 Ländern nehmen an der Veranstaltung
teil. Die vorgestellten Projekte sollen mittels künstlerischer Medien die
öffentliche Wahrnehmung für globale Umweltprobleme steigern.
Prix spécial La Science appelle les jeunes
Concours de projet international (Olympiade GENIE de l'art)
Participation à des olympiades scientifiques internationales, organisées
par la New York State University à Oswego (Etats-Unis). Environ 400
jeunes de 30 pays participent à la manifestation. Les projets présentés
devront, aux moyen de supports artistiques, accroître la perception du
public quant aux problèmes environnementaux du monde.
Premio speciale Scienza e gioventù
Concorso internazionale per lavori di ricerca (Olimpiade GENIUS-Art)
Partecipazione ad un'olimpiade scientifica organizzata dalla New York
State University a Oswego (USA). Circa 400 giovani provenienti da 30
paesi partecipano a questa manifestazione presentando progetti di
ricerca che utilizzano mezzi artificiali per aumentare nell'opinione pubblica la percezione dei problemi ambientali.
Sonderpreis SCIENCE, Universität Basel
Internationaler Projektwettbewerb (GENIUS-Science Olympiade)
Teilnahme an einer internationalen Wissenschafts-Olympiade, welche
durch die New York State University in Oswego (USA) organisiert wird.
Die Projekte aus den Themenbereichen Ökologie-Biodiversität, Umwelt
(Luft, Wasser, Boden) und Energie werden von Nachwuchsforschenden
aus 30 Ländern präsentiert.
Prix spécial SCIENCE, université de Bâle
Concours de projet international (Olympiade GENIE de la science)
Participation à des olympiades scientifiques internationales, organisées
par la New York State University à Oswego (Etats-Unis). Les projets de
différents domaines, écologie-biodiversité, environnement (air, eau, sol)
et énergie, sont présentés par des chercheurs de la relève de 30 pays.
Premio speciale SCIENCE, Università di Basilea
Concorso internazionale per lavori di ricerca (Olimpiade GENIUS-Science)
Partecipazione ad un'olimpiade scientifica organizzata dalla New York
State University a Oswego (USA). Giovani leve della ricerca provenienti
da 30 paesi presentano progetti di ricerca su temi come la biodiversità e
l'ecologia, l'ambiente (aria, acqua, terra) e l'energia.
Sonderpreis Schweizer Jugend forscht
Taiwan International Science Fair (TISF)
TISF hat zum Ziel, das Bewusstseins für die Forschung und den Austausch der wissenschaftlichen Erkenntnisse zu steigern. Jugendliche aus
der ganzen Welt präsentieren alljährlich ihre Arbeiten an diesem Projektwettbewerb in Taipeh (Taiwan).
Prix spécial La Science appelle les jeunes
Taiwan International Science Fair (TISF)
TISF a pour objectif de sensibiliser à la recherche et à l'échange de
découvertes scientifiques. Des jeunes du monde entier participent
chaque année à cette grande manifestation à Taïpeh (Taïwan).
Premio speciale Scienza e gioventù
Taiwan International Science Fair (TISF)
TISF persegue l'obiettivo di incentivare la coscienza per la ricerca e lo
scambio delle scoperte scientifiche. Ogni anno giovani provenienti da
tutto il mondo partecipano a questa grande manifestazione che si svolge
a Taipei (Taiwan).
Sonderpreis Gebert Rüf Stiftung
European Space Camp (ESC)
Teilnahme an einem wöchigen Wissenschaftscamp, das sich der Raumfahrt widmet. An der auf der Andøya Rocket Range (Norwegen)
durchgeführten Veranstaltung nehmen rund 350 Jugendliche aus ganz
Europa teil. Neben einer Vortragsreihe zu astronomischen Themen bauen
die Teilnehmenden selbständig eine Rakete.
Prix spécial Fondation Gebert Rüf
European Space Camp (ESC)
Participation à un camp scientifique d’une semaine consacré à
l’astronautique. Environ 350 jeunes de toute l’Europe ont participé à la
manifestation organisée sur le site de la rampe de lancement d’Andøya
Rocket Range (Norvège). En plus d’une série d’exposés sur des thématiques relatives à l’astronomie, les participants ont construit, de manière
autonome, une fusée.
Premio speciale Fondazione Gebert Rüf
European Space Camp (ESC)
Partecipazione a un campo scientifico di una settimana dedicato
all’esplorazione spaziale. La manifestazione si svolge presso la rampa di
lancio Andøya Rocket Range (Norvegia) con la partecipazione di 350
giovani provenienti da tutta l’Europa. I partecipanti seguiranno una serie
di conferenze su temi astronomici e costruiranno autonomamente un
razzo.
Sonderpreis Schweizer Jugend forscht
Brazilian International Science and Technological Fair (Mostratec)
Teilnahme am grössten internationalen Projektwettbewerb in Südamerika
in Novo Hamburgo (Brasilien). Die Projekte aus den Themenbereichen
Life Science, Engineering, Energie und Umwelttechnologie werden von
Nachwuchsforschenden aus 20 Ländern präsentiert.
Prix spécial La Science appelle les jeunes
Brazilian International Science and Technological Fair (Mostratec)
Participation au plus grand concours de projet international en Amérique
du Sud à Novo Hamburgo (Brésil). Les projets des domaines des sciences
de la vie, de l’ingénierie, de l’énergie et de la technologie environnementale sont présentés par des chercheurs de la relève de 20 pays.
Premio speciale Scienza e gioventù
Brazilian International Science and Technological Fair (Mostratec)
Partecipazione al più grande concorso internazionale per progetti di
ricerca del Sud America a Novo Hamburgo (Brasile). Vi partecipano
progetti sui temi Life Science, Engineering, Energia e Tecnologie Ecologiche realizzati da giovani leve della ricerca provenienti da 20 diversi
Paesi.
96
Sonderpreis EDA
Einblick in internationale Beziehungen und in den diplomatischen Dienst
Mehrwöchiges Praktikum an einer Schweizer Vertretung im Ausland
(Botschaft oder konsularische Vertretung), organisiert durch das Eidgenössische Departement für ausswärtige Angelegenheiten (EDA).
Sonderpreis Academia Engelberg
Wissenschaftskonferenz Academia Engelberg
Barpreis und Teilnahme an der dreitägigen Wissenschaftskonferenz in
Engelberg. Die Teilnehmenden aus verschiedenen Nationen, Kulturen
und Religionen diskutieren 2013 über «die Zukunft des Sozialstaates».
Prix spécial DFAE
Aperçu des relations internationales et du service diplomatique
Stage à l'étranger de plusieurs semaines auprès d'une représentation
suisse (ambassade ou consulat), organisé par le Département fédéral des
affaires étrangères (DFAE).
Prix spécial Academia Engelberg
Conférence scientifique Academia Engelberg
Participation à la conférence scientifique de trois jours à Engelberg. Les
participants de différentes nations, cultures et religions débattent, en
2013, sur le thème «L'avenir de l'état social».
Premio speciale DFAE
Stage nell'ambito delle relazioni internazionali e del servizio diplomatico
Stage all'estero di diverse settimane presso una rappresentanza diplomatica svizzera (ambasciata o consolato) organizzato dal Dipartimento
federale degli affari esteri (DFAE).
97
Sonderpreis HUMANITIES, Universität Basel
Forschungspraktikum
Individueller Forschungsaufenthalt bei einer internationalen Partnerorganisation der Universität Basel, welche sich mit Geistes- und Kulturwissenschaftlichen Themen beschäftigt.
Prix spécial HUMANITIES, université de Bâle
Stage de recherche
Séjour de recherche individuel auprès d’une organisation partenaire
internationale de l’université de Bâle s’occupant de sciences humaines et
culturelles.
Premio speciale HUMANITIES, Università di Basilea
Stage di ricerca
Soggiorno individuale di ricerca presso un’organizzazione partner
dell’Università di Basilea che si occupa di temi legati alle scienze sociali e
umane.
Sonderpreis Simply Science
Forschungspraktikum und Preisgeld
Forschungsaufenthalt bei einer der 250 Mitgliederfirmen des Verbands
«science industries switzerland» und Barpreis.
Prix spécial Simply Science
Stage de recherche et prix en numéraire
Séjour de recherche dans l'une des 250 entreprises membres de
l'association «science industries switzerland» et prix en numéraire.
Premio speciale Simply Science
Stage di ricerca e premio in denaro
Soggiorno di ricerca presso una delle 250 ditte associate a «science
industries switzerland» e premio in denaro.
Premio speciale Academia Engelberg
Conferenza scientifica Academia Engelberg
Partecipazione alla conferenza di tre giorni a Engelberg. Nell'ambito
dell'edizione 2013 giovani di nazioni, culture e religioni diverse discutono
sul tema «Il futuro del stato sociale».
Prix des jeunes linguistes – Preis für junge LinguistInnen
Einladung zu den Tagen der Schweizer Linguistik und Preisgeld
Teilnahme an den, durch die Schweizerische Sprachwissenschaftliche
Gesellschaf SSG/SSL organisierten «Tagen der Schweizer Linguistik», an
denen die wichtigsten linguistischen Forschungsrichtungen in der
Schweiz und auf internationaler Ebene thematisiert werden.
Prix des jeunes linguistes – Preis für junge LinguistInnen
Invitation aux Journées suisse de Linguistiques et prix en numéraire
Participation aux «Journées de la linguistique suisse» – organisées par la
Société Suisse de Linguistique (SSL/SSG) – axées sur les principales orientations de la recherche linguistique en Suisse et sur le plan international.
Premio per i giovani linguisti – Preis für junge LinguistInnen
Invito ai giornate svizzere della Linguistica e premio in denaro
Partecipazione alle «Giornate svizzere della Linguistica» organizzate
dalla Società Svizzera di Lunguistica SSG/SSL nell’ambito delle quali si
discutono i più importanti argomenti della ricerca linguistica in Svizzera
e a livello internazionale.
Sonderpreis Schweizer Jugend forscht
Kultur
Konzertbesuch an einer Veranstaltung nach Wahl für zwei Personen.
Prix spécial La Science appelle les jeunes
Culture
Concert à un événement au choix pour deux personnes.
Premio speciale Scienza e gioventù
Cultura
Invito a un concerto di un evento a scelta per due persone.
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EPFL, Lausanne, du 1 au 3 mai 2014
www.sjf.ch
Donatoren und Organisation
Hauptdonatoren
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Träger
Internationale Kooperationspartner
BASF Schweiz AG, Basel
Clariant International AG, Muttenz
Conférence intercantonale de l'instruction publique (CIIP)
Eidg. Anstalt für Wasserversorgung, Abwasserreinigung und
Gewässerschutz (Eawag), Dübendorf
Eidg. Forschungsanstalt für Wald, Schnee und
Landschaft (WSL), Birmensdorf
Eidg. Institut für Geistiges Eigentum (IGE), Bern
Eidg. Materialprüfungs- und Forschungsanstalt (EMPA),
Dübendorf
ETH-Rat, Zürich
F. Hoffmann-La Roche AG, Basel
Hans Gutjahr Stiftung, Orpund
Metrohm Stiftung, Herisau
Novartis International AG, Basel
Paul Scherrer Institut (PSI), Villigen
Schweizerische Konferenz der kantonalen
Erziehungsdirektoren (EDK), Bern
Schweizerischer Nationalfonds (SNF), Bern
Syngenta Crop Protection AG, Stein
MILSET Europe, Mouvement International pour le Loisir
Scientifique et Technique
I-SWEEEP, International Sustainable World (Energy, Engineering
& Environment) Project Olympiad
EUCYS, European Union Contest for young Scientists
Genius Olympiad, International High School Environmental
Project Olympiad
Intel ISEF, International Science and Engineering Fair
Administrative und organisatorische Unterstützung
Lia Sartori, Gabriele Cugno, Damian Steiger, Fitore Salahaj,
Linus Flammer, Nevzet Khasanov, Henry Twerenbold,
Julián Cancino
IT-Unterstützung
Daniel Abegglen­
Stifter von Sonderpreisen
Academia Engelberg, Engelberg
Eidgenössisches Departement für auswärtige Angelegenheiten
(EDA), Bern
Gebert Rüf Stiftung, Basel
Metrohm Stiftung, Herisau
Stiftung SimplyScience, Zürich
Universität Basel, Basel
Weitere Donatoren
100
Stiftungsrat
Geschäftsstelle: Deutsche Schweiz / Suisse romande
Ivo Bischofberger, Ständerat (AI)
Isabelle Chassot, Präsidentin EDK
Monica Duca Widmer, CEO EcoRisana SA
Martin Hilb, Präsident des Stiftungsrates
Alexander Krebs, VR und Partner Verium
Francis Kuhlen, Leiter Wettbewerbskommission SJf
Nathalie Pichard, Stv. Generalsekretärin «Academic Affairs» EPFL
Albin Reichlin, Direktor Fachhochschule Nordwestschweiz, FHO
Schweizer Jugend forscht
Gebäude 59G
Stauffacherstrasse 65
CH-3014 Bern
Tel. +41 (0)31 377 71 00
Fax +41 (0)31 377 71 01
E-Mail / Courriel: info@sjf.ch
Fachrat
Svizzera italiana
Andres Binder, Syngenta
Karin Blumer, Novartis
Marcel Braun, F. Hoffmann-La Roche
Ulrich Geiger, Clariant
Thorsten Künnemann, Technorama Science Center
Marcel Kugler, Eidgenössische Hochschule für Berufsbildung
Martin Leuenberger, Schweizerische Konferenz der kantonalen
Erziehungsdirektoren EDK
Daniel Margot, Hans Gutjahr-Stiftung
Thierry Strässle, Paul Scherrer Institut
Stefanie Schellhorn, BASF (Schweiz) AG
Daniel Sebastiani, Schweizerischer Nationalfonds SNF/FNS
Fondazione Scienza e gioventù
Ferdinando Lehmann
Liceo di Lugano 2
CH-6942 Savosa
Tel. +41 (0)91 815 38 11
Fax +41 (0)91 815 38 19
E-Mail: ferdinado.lehmann@edu.ti.ch
Wettbewerbskommission
Francis Kuhlen, Vorsitz
Dr. Rainer Fretz-Männel und Roger Dobler,
Fachgruppenleiter: Biologie, Umwelt
Dr. Philipp Obrist
Fachgruppenleiter: Literatur, Philosophie, Sprache
Dr. Josef Kunz und Dr. Fritz Franz Vogel
Fachgruppenleiter: Geschichte, Geografie, Gesellschaft
Beat Pfenniger
Fachgruppenleiter: Gestaltung, Architektur, Kunst
Markus Schmidiger, Francis Kuhlen
Fachgruppenleiter: Physik, Technik
Peter Schweizer
Fachgruppenleiter: Mathematik, Informatik
Dr. Paul Svoboda und Dr. Mathias Gempeler
Fachgruppenleiter: Chemie, Biochemie, Medizin
Ferdinando Lehmann
Repräsentant der italienischen Schweiz
Lukas Sutter
Vertreter Berufsbildung
www.sjf.ch
ERB 201
ETTBEW
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NALER
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