naturwissenschaftlich-technologisches und sprachliches Gymnasium.  

Jugend forscht 2017 - Regionalwettbewerb

1. Schulpreis für das Gymnasium Vilshofen

Das Gymnasium Vilshofen war mit zwölf Projekten, die von 17 Schülerinnen und Schüler präsentiert wurden am 32. Niederbayerischen Regionalwettbewerb 2017 Jugend forscht / Schüler experimentieren in Passau wieder stark vertreten. Die Arbeiten der Schülerinnen und Schüler wurden mit zwei ersten Preisen, einem zweiten und einem dritten Preis in der Sparte Jugend forscht und einem ersten und zwei zweiten Preisen in der Sparte Schüler experimentieren ausgezeichnet. Darüber hinaus wurden zwei der begehrten Sonderpreise, ein wertvoller Sachpreis und ein Buchpreis an Projekte des Gymnasiums Vilshofen vergeben. Das Gymnasium Vilshofen erhielt für die Zahl und die Qualität der vorgestellten Arbeiten den ersten Schulpreis und ist damit wie bereits im Vorjahr die erfolgreichste Schule in Niederbayern. Mit dem ersten Schulpreis ist die Nominierung zur Bayerischen Forscherschule 2017 verbunden.

Seit mittlerweile 32 Jahren nehmen Schülerinnen und Schüler des Gymnasiums Vilshofen in großer Zahl und äußerst erfolgreich am Wettbewerb Jugend forscht / Schüler experimentieren teil. Die Schülerinnen und Schüler, aber auch die betreuenden Lehrkräfte investieren viel Zeit, Mühe und Geduld, um neben dem normalen Schulalltag die Projektarbeiten voranzutreiben und die Stände zum Wettbewerbstermin präsentationsfertig zu haben. Ein hohes Maß an Leistungsbereitschaft, wissenschaftlicher Neugier und Kreativität ist nötig, um bei auftretenden Problemen und unerwarteten Schwierigkeiten am Ball zu bleiben und nach Lösungswegen zu suchen. Der Wettbewerb Jugend forscht / Schüler experimentieren ist aus unserer Sicht eine großartige Möglichkeit, Schülerinnen und Schüler gezielt, individuell und ihren Begabungen und Fähigkeiten entsprechend zu fördern. Die in der Vorbereitung und bei der Teilnahme an diesem Wettbewerb erworbenen und gestärkten Tugenden gehen weit über den Bereich der Wissensvermittlung hinaus. Der Wettbewerb auf der intellektuellen Ebene stärkt die Persönlichkeit und fördert den fairen und kameradschaftlichen Umgang miteinander.Das Gymnasium Vilshofen unterstützt seine Schülerinnen und Schüler nachhaltig bei der Teilnahme am Wettbewerb Jugend forscht / Schüler experimentieren und freut sich über die Auszeichnung mit dem ersten Schulpreis. Ein großer Dank gilt den Betreuungslehrkräften, die als Unterstützer und Motivatoren wichtige Begleiter der Schülerinnen und Schüler für deren Erfolge sind.

Im Folgenden werden die Teilnehmer am diesjährigen Regionalwettbewerb Jugend forscht / Schüler experimentieren mit ihren Projekten vorgestellt.

 


Die Vertretungsplan-App

Michael Mayerhofer (9d)

Betreuungslehrer: Markus Würdinger

Jugend forscht - Fachbereich Arbeitswelt

1. Preis beim Regionalwettbewerb, Sonderpreis beim Landeswettbewerb, Jahresabo eines wissenschaftl. Magazins

Mit dieser App können Schüler und Lehrer des Gymnasiums Vilshofen den Vertretungsplan, den Stundenplan sowie Neuigkeiten und Termine komfortabel abfragen. Die App und der Server wurden von Michael in professioneller Weise in Swift3 und C/C++/ObjC programmiert und umfassen mittlerweile ca. 40.000 Zeilen Code! Auch beim Design des Logos und der Gestaltung der grafischen Oberfläche wurde auf jedes Detail geachtet. Bis jetzt wird zwar nur iOS unterstützt, Versionen für Android sowie für Windows-Phone Version sind aber bereits in Planung.

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Die missbrauchte Grafikkarte - Entwicklung einer massiv-parallelen Wellen-Simulation durch den Einsatz von GPGPU

Robin Richtsfeld (Q11)

Betreuungslehrer: Dr. Wolfgang Holzer

Jugend forscht - Fachbereich Mathematik/Informatik

1. Preis beim Regionalwettbewerb, Sonderpreise beim Landeswettbewerb, Teilnahme an der Fraunhofer Talent Scholl

In seinem Projekt simuliert Robin die Bewegung einer eingespannten Membran. Dabei zerlegt er die Membran in kleine Elemente und ordnet jedem Element eine der vielen Recheneinheiten der Grafikkarte zu. Die Bewegung der einzelnen Elemente kann auf diese Weise zeitlich parallel berechnet werden. Robin nimmt bereits zum dritten Mal an diesem Wettbewerb teil. Die Jury bescheinigte Robin in der schriftlichen Ausarbeiten und auch beim Prüfungsgespräch mathematische Argumentations­fähigkeit auf universitärem Niveau.

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Ein künstliches neuronales Netz lernt lesen

Simon Pohmann (Q12)

Betreuungslehrer: Dr. Wolfgang Holzer

Jugend forscht - Fachbereich Mathematik/Informatik

2. Preis beim Regionalwettbewerb

Simon hat ein neuronales Netz in der Programmiersprache JAVA umgesetzt. Dieses ist in der Lage, charakteristische Merkmale von Zahlen, Buchstaben oder Symbolen zu finden und später Zeichen wiederzuerkennen, wenn diese mit den trainierten Vorlagen in den wesentlichen Merkmalen übereinstimmen.

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Deterministisches Chaos in nichtlinearen Systemen

Andreas Dachsberger (Q12)

Betreuungslehrer: Dr. Wolfgang Holzer

Jugend forscht - Fachbereich Mathematik/Informatik

Sonderpreis

Andreas hat einen sog. chaotischen elektromagnetischen Schwingkreis untersucht und dabei im scheinbar ungeordneten Verhalten regelmäßige Strukturen entdeckt und beschrieben. Auch Andreas hat bereits zum dritten Mal am Wettbewerb Jugend forscht teilgenommen.

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Lieblingsfutter der Kaninchen Ginny und Tom

Julian Fischl (5a), Benedikt Eckl (5a)

Betreuungslehrer: Pia Gartmeier, Matthias Nebl

Schüler experimentieren - Fachbereich Biologie

1. Preis beim Regionalwettbewerb, Sonderpreis beim Landeswettbewerb

Im Rahmen ihres Projekts haben Benedikt und Julian untersucht, welches Futter Kaninchen bevorzugt fressen. Dabei wurden die beiden Kaninchen Ginny und Tom stets mit Äpfeln, Karotten und Salat gefüttert. Die drei verschiedenen Nahrungsmittel wurden wiederholt in unterschiedlichen Anordnungen und variierenden Abständen voneinander dargeboten. Anschließend haben die beiden beobachtet, in welcher Reihenfolge die Kaninchen die drei Lebensmittel fressen.

Es hat sich herausgestellt, dass Ginny und Tom keines der zur Verfügung stehenden Lebensmittel klar bevorzugten. Vielmehr fiel ihre erste Wahl meist auf das Lebensmittel, welches am nächsten zu ihrer Ausgangsposition war.

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Geometrie auf dem Würfel

David Gerhardinger (7b), Niklas Trester (7b)

Betreuungslehrer: Markus Würdinger

Schüler experimentieren - Fachbereich Mathematik/Informatik

2. Preis beim Regionalwettbewerb

Neben der euklidischen Geometrie betrachtet man in der Mathematik auch die Geometrie auf der Kugeloberfläche oder auf einem Sattel.

In ihrer Arbeit definieren sich die Schüler eine völlig neue Geometrie auf einem Würfel, dem von ihnen benannten David-Niklas-Würfel. Dazu entwickelten sie ein Koordinatensystem auf der Würfeloberfläche und legten fest, was hier unter Gerade und Strecke zu verstehen sei.

Ihr Fazit: „ihre“ neue Geometrie unterscheidet sich wesentlich von der euklidischen Geometrie. Z.B. gibt es auf dem David-Niklas-Würfel Zweiecke! Auch existieren Punkte, zwischen denen keine Strecke eingezeichnet werden kann.

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Konstruktion und Bau eines Hochbeetes mit elektrischem Zaun und Kupferband zur umweltfreundlichen Schneckenabwehr

Michael Bindereder (7c)

Betreuungslehrer: Pia Gartmeier, Matthias Nebl

Schüler experimentieren - Fachbereich Technik

2. Preis beim Regionalwettbewerb

Nachdem während des letzten Sommer die Anzahl der Nacktschnecken im Garten von Michaels Familie überhand­genommen hat und natürliche Mittel zur Schneckenabwehr meist kaum Wirkung zeigen, die Tiere durch Verwendung von Schneckenkorn aber grausam verenden, hat er eine wirksame und umweltfreundliche Methode zur Schneckenabwehr konstruiert.

Zunächst wurde in mehreren Experimenten herausgefunden, dass eine Absperrung mit einem an eine 4,5-V-Blockbatterie angeschlossenem Kupferband die beste Abwehrwirkung zeigt. Anschließend wurde diese Kombination aus Stromversorgung und Draht am Hochbeet des Gartens angebracht. Für den elektrischen Zaun wurden zwei räumlich getrennte Drahtringe an das Hochbeet angebracht, die jeweils an einen der Pole des Akkus angeschlossen wurden. Kriecht eine Schnecke über die Drahtringe, schließt sich durch den elektrisch leitenden Schleim der Schnecken bei Kontakt zu beiden Drahtringen der Stromkreis. Die Schnecke zieht sich sofort zurück, ohne Schaden zu nehmen.

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Erarbeitung einer Gewinnstrategie für das Spiel Zahlen wegnehmen

Felix Zillinger (10a)

Betreuungslehrer: Markus Würdinger

Jugend forscht - Fachbereich Mathematik/Informatik

Sonderpreis der Universität Passau

Felix hat eine Gewinnstrategie für das mathematische Spiel "Zahlen wegnehmen" erarbeitet, bei dem 100 durchnummerierte Karten von 1 bis 100 aufgedeckt werden und zwei Spieler abwechselnd eine Karte ziehen. Dabei muss die gewählte Zahl ein Vielfaches bzw. ein Teiler der vorher vom Gegenspieler ausgesuchten Zahl sein. Sobald es keine mögliche Karte, also keinen Teiler oder kein Vielfaches mehr gibt, hat derjenige Spieler, der keine Zugmöglichkeit mehr hat, verloren. Durch mathematische Analyse des Spiels fand Felix heraus, dass bestimmte Gruppen von Primzahlen eine entscheidende Rolle spielen. Schließlich gelang ihm der Beweis, dass durch geschickte Wahl der Zahlen der Sieg garantiert ist!

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Computerlogik in der Anwendung

Simon Mittermeier (Q12)

Betreuungslehrer: Dr. Wolfgang Holzer

Jugend forscht - Fachbereich Mathematik/Informatik

Sachpreis Raspberry Pi

Computer bilden die Grundlage der modernen Welt. Dabei wissen viele nicht wie die Technik genau funktioniert und die Rechner stellen daher für viele eine sog. Blackbox dar. Die mathematische Grundlage bildet die Boolesche Mathematik und deren Anwendung in Form von Logikschaltungen. Diese Strukturen Simon in seinem Projekt aufgebaut und untersucht.
Für seine Arbeit „Funktionsprinzip eines Microcomputers – Elementare Schaltungs­logik“ erhielt Simon ein Programmierpakt „Raspberry Pi“ über das er sich besonders freut, da er sich ein solches für sein geplantes Studium der Elektrotechnik ohnehin demnächst anschaffen wollte.

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Messung der Lichtgeschwindigkeit in Flüssigkeiten

Jan-Niklas Knecht, Andreas Krämmer (Q11)

Betreuungslehrer: Matthias Nebl

Jugend forscht - Fachbereich Physik

Sonderpreis der Firma Thyracont

In Form von Licht wird Energie von der Sonne zur Erde transportiert. Ohne diese Energie könnten die meisten Lebensformen auf der Erde nicht existieren. Bereits im 17. Jahrhundert versuchte Galileo Galilei in einem Experiment nachzuweisen, dass die Ausbreitungsgeschwindigkeit des Lichtes endlich ist und sich Licht nicht augenblicklich ausbreitet. Am Ende des 17. Jahrhunderts berechnete Huygens einen Wert von 21400 km/s für die Lichtgeschwindigkeit, er nutzte hierzu die astronomischen Beobachtungen von Roemer. In der Folge wurde die Lichtgeschwindigkeit mit immer komplexer werdenden Versuchsapparaturen gemessen und auch festgestellt, dass die Lichtgeschwindigkeit vom Medium in welchem sich das Licht ausbreitet, abhängt.

Im Rahmen dieses Projektes wurde die Lichtgeschwindigkeit in Flüssigkeiten untersucht. In den Experimenten wurden sowohl der Salzgehalt der Flüssigkeiten als auch die Temperatur variiert. Zum Abschluss der Versuchsreihe wurde die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum mit Hilfe der Versuchsergebnisse ermittelt.

Die Experimente fanden in einem Glasaquarium statt, welches mit Wasser gefüllt wurde. An der Vorderseite des Aquarium wurde ein handelsüblicher Laserabstandsmesser positioniert und an der Rückseite ein Spiegel. Mit Hilfe der vom Laserabstandsmesser angegeben Länge des Aquariums wurde die Lichtgeschwindigkeit im Medium berechnet.

Im Rahmen der Untersuchungen konnte die Lichtgeschwindigkeit im Vakuum mit einer Abweichung von einem Prozent zum Literaturwert bestimmt werden. Die Lichtgeschwindigkeit in Wasser konnte mit einer ähnlichen Genauigkeit ermittelt werden. Des Weiteren konnte gezeigt werden, dass die Lichtgeschwindigkeit im Wasser bei steigender Temperatur zunimmt und bei Erhöhung des Salzgehaltes abnimmt.

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Erfolgsaussichten und Leistungssteigerung beim Torwandschießen mit verschiedenen Schusstechniken

Sebastian Seitz (8d)

Betreuungslehrer: Pia Gartmeier, Matthias Nebl

Schüler experimentieren - Fachbereich Arbeitswelt

Buchpreis

Seit ungefähr 175 Jahren werden sowohl Jung als auch Alt von dem Spiel Fussball begeistert. Während dieser Zeitspanne haben sich mehrere Schusstechniken entwickelt. In diesem Projekt wurde ermittelt, welche der Schussarten Innenrist, Außenrist, Spannschuss und Bauernspitz die besten Erfolgsaussichten beim Torwandschießen verspricht und wie sich die Trefferwahrscheinlichkeit durch regelmäßiges Training des Schützen erhöht. Es konnte eindeutig nachgewiesen werden, dass die Zielgenauigkeit und damit auch die Trefferwahrscheinlichkeit bei Schüssen mit dem Innenrist am höchsten ist. Im Laufe des Trainings erhöhte sich die Anzahl der Treffer stetig. Dieser Trainingseffekt stellt sich bei allen vier untersuchten Schussarten ein.

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Der Wischoboter

Ramona Hesse (8c), Sophia Feig (8c), Miriam Bauer (8d)

Betreuungslehrer: Markus Würdinger

Schüler experimentieren - Fachbereich Arbeitswelt

Anerkennungspreis

Staubsaugen -  eine oft lästige Aufgabe im Haushalt Und das Säubern der Randleisten umso mehr.

Daher entwarfen und program­mierten Ramona, Miriam und Sophia einen Lego-Roboter, der diese Arbeiten für uns übernimmt. Mit Hilfe von Sensoren und einer mobilen Wischvorrichtung kann die programmierte Haushaltshilfe einen Raum inklusive der Randleisten vom Staub befreien!

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