nation a ler w ettbew erb 2013 - Stiftung Schweizer Jugend forscht
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nation a ler w ettbew erb 2013 - Stiftung Schweizer Jugend forscht
2 B 0 R 1 E NALER O NATI 3 47. ETTBEW W 2 B 0 R 1 E ETTBEW W 47e Concours National 47o ConcorsoNazionale NALER O NATI 3 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 99 – 100 «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. 1 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. 2 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 60 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. 61 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. 62 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. 65 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. 2 0 1 L A 48 OURS CONC 4 e TION NA EPFL, Lausanne, du 1 au 3 mai 2014 www.sjf.ch Donatoren und Organisation Hauptdonatoren 99 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: [email protected] 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: [email protected] 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 W NALER O 3 NATI ETTBEW W ERB 201 NALER O 47. 3 NATI