Fünf Schülerinnen und Schüler der Johannisberg-Schule möchten am renomierten und bundesweit bekannten Wettbewerb Jugend-forscht teilnehmen. Die drei Teams haben sich interessante Forschungsziele gesetzt und müssen sich nun mit wissenschaftlichen Arbeitsweisen auseinandersetzen, auch das Verfassen einer Hausarbeit gehört hierzu. Die meiste Arbeit hierfür erledigen die Jungforscherinnen und -forscher weitestgehend selbstständig in ihrer Freizeit Zuhause. Der Kompetenzerwerb ist somit immens hoch.
Unterstützt werden die Schülerinnen und Schüler von ihrem schulischen Projektbetreuer, der im Hintergrund mit Rat und Tat zur Seite steht. Zur schulischen Unterstützung dieses tollen Engagements der Neuntklässlerinnen und Neuntklässler, zählt auch die Organisation eines Forschertages: Heute konnten alle drei Teams gemeinsam im Rahmen des Projekttages den Schulvormittag nutzen, um intensiv an ihren Projekten zu arbeiten. Die Projektideen werden im Folgenden kurz vorgestellt:
Projekt 1: Wirkungsgradsteigerung einer Solarzelle
Damian und Milan aus der 9b untersuchen verschiedene Möglichkeiten, wie man mit einfachen Mitteln den Wirkungsgrad einer Solarzelle steigern kann. Hierfür programmieren sie einen Solar-Tracker, welcher die Solarzelle automatisch der Sonne nachführt, und vergleichen die Energieausbeute mit einer statischen Variante. Auch die Möglichkeit die Leistung durch Reflektoren zu steigern wird untersucht. Basierend auf den Erkenntnissen der Lernenden, ist geplant die schulische Solaranlage auf der Energieterasse zu optimieren.
Projekt 2: Solarheizung als Pflanzenfrostschutz
Im Sommer des vergangenen Schuljahrs hat die damalige 8a eine Solarheizung konstruiert und an die Hütte im grünen Klassenzimmer angebracht. Im Sommer bei strahlendem Sonnenschein hat die Heizung tatsächlich die Sonnenwärme in die Hütte transportiert, wie Aufnahmen einer Wärmebildkamera belegen. Antonette und Isa aus der 8a machen nun den Härtetest: Funktioniert die Heizung auch jetzt im Winter bei -1 °C? Die beiden Jungforscherinnen werten die Daten einer 8 wöchigen Temperaturmessung aus und beziehen auch die Daten der schulischen Wetterstation ein. Am Ende ihrer Analyse wollen die Schülerinnen Optimierungsmöglichkeiten für die Solarheizung herausarbeiten, die evtl. von zukünftigen Lerngruppen auch umgesetzt werden können.
Projekt 3: Eine sprachgesteuerte Roboter-Hand
Fred – So nennt Robert aus der 9a seine Roberthand. Sein Ziel ist ambitioniert: Er möchte es schaffen, dass die Roboterhand mithilfe einer KI-gestützten Sprachsteuerung, eine Auswahl gesprochener Worte in Gebärdensprache übersetzt. Hierfür hat er sich mehrere Teilziele gesetzt. Das erste Ziel ist erreicht: Die Roboterhand ist zusammengebaut und die Beweglichkeit der Finger ist gewährleistet. Die Teile hierfür konnten größtenteils mithilfe der schulischen 3D-Drucker hergestellt werden. Als Ersatz für menschliche Sehnen dient Angelschnur, welche mithilfe von Servomotoren die gewünschte Bewegung überträgt. Nun geht es an den Mikrocontroller. Die ersten Programmierversuche waren bereits erfolgreich. Als nächstes werden einige spzifische Gesten einprogrammiert. Anschließend sollen diese in einem Zwischenschritt zunächst Appgesteuert (per Knopfdruck) aufgerufen werden. Der letzte Schritt wird dann die Sprachsteuerung sein, sodass “Fred” in der Lage ist Kommunikation in Echtzeit zu unterstützen.
