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Jugend forscht

Mathematik/Informatik – Die Preisträger bei „Jugend forscht" 2017 kommen vom Katharinen–Gymnasium

jufo 2017  Julian Thurner
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Einen besonderen Erfolg konnten die beiden Schüler Julian Thurner (Q12)und Jonas Erl beim Regionalentscheid des diesjährigen Wettbewerbs „Jugend forscht” feiern. Julian Thurner erhielt mit seinem Thema „Computergenerierte und lernfähige Erzeugung abstrakter Grafiken in Java” den 1. Preis und darf damit beim kommenden Landesentscheid antreten. Der 2. Preis ging an Jonas Erl mit seiner Arbeit über verallgemeinerte Fußballmuster. Herzlichen Glückwunsch an beide Preisträger.

Julian Thurner verband sein Können in der objektorientierten Programmierung mit seinem Interesse für die Kunst. Es ist bekannt, dass eine computergestützte Künstliche Intelligenz (KI) im Bereich der Spieltheorie dem Menschen oftmals zumindest ebenbürtig ist – man denke z.B. an Schachcomputer –, und so stellte sich Julian die Frage, ob dem Computer auch eine Form der Intelligenz verliehen werden könne, mit deren Hilfe abstrakte, subjektiv „schöne” Bilder automatisch generiert werden könnten. Ihm gelang ein Programm, das zuerst Grafiken recht willkürlich erzeugt und anschließend aufgrund von Bewertungen des Anwenders mit Hilfe mathematischer Funktionen verändert. So werden gewisse farbliche Eigenschaften von als ansprechend wahrgenommenen Bildern verstärkt bzw. störende Farbkombination verhindert. Gerade beim Aufspüren zur Veränderung der Farbverläufe geeigneter Funktionen bewies Julian großes Durchhaltevermögen sowie eine bemerkenswerte Kreativität, so dass die künstlich erzeugten Grafiken tatsächlich bei den bewertenden Anwendern auf Wohlgefallen stießen. Ein Beispiel eines solchen „schönen Bildes” ist nebenstehend abgebildet.

Jonas Erl beschäftigte sich in seiner Arbeit mit sog. verallgemeinerten Fußballmustern. Der klassische Fußball setzt sich bekanntlich aus 12 regelmäßigen Fünfecken und 20 regelmäßigen Sechsecken zusammen. Die Fünfecke und Sechsecke sind so angeordnet, dass jedes Fünfeck ausschließlich von Sechsecken umgeben ist und jedes Sechseck grenzt mit jeder zweiten Seite an ein Fünfeck. Die Fünfecke sind schwarz und die Sechsecke weiß gefärbt. Während die schwarzen Seitenflächen nicht aneinandergrenzen, stößt jede weiße Seitenfläche an genau drei ebenfalls weiß gefärbte an.

Ein verallgemeinertes Fußballmuster liegt nun vor, wenn der betrachtete Körper aus zwei verschiedenen Sorten von Vielecken besteht und diese nach einem bestimmten Schema aneinandergrenzen und mit den Farben schwarz und weiß eingefärbt werden. Jonas konnte zeigen, dass es insgesamt zwanzig verschiedene solcher Muster gibt und fand für alle Muster einen zugehörigen Körper mit einer minimalen Anzahl an Seitenflächen. Dazu zählen z. B. der Würfelstumpf oder das entkantete Dodekaeder. 

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Im Gegensatz zum Standardfußball können die Seitenflächen beim verallgemeinerten Fußball nicht immer aus regelmäßigen Vielecken bestehen. Bei einem Würfelstumpf ist dies zwar möglich, nicht jedoch bei einem entkanteten Dodekaeder. Ziel der Arbeit war unter anderem, ein möglichst regelmäßiges entkantetes Dodekaeder zu konstruieren. Deshalb sollten die Sechsecke bzw. Fünfecke untereinander kongruent und alle Kanten des Körpers gleich lang sein. Außerdem sollten die Raumwinkel zwischen zwei Sechsecken, bzw. zwischen einem Fünf– und einem Sechseck, stets gleich groß sein. Mit diesen Vorgaben ergibt sich, dass alle (schwarz eingefärbten) Fünfecke auch regelmäßige Fünfecke sind. Bei den weiß eingefärbten Sechsecken handelt es sich allerdings nicht um regelmäßige Sechsecke, auch wenn dies auf den ersten Blick so aussieht. Die Berechnung ergibt, dass vier Winkel ca. 121,7° und zwei Winkel ca. 116,6° groß sind. Mit Hilfe seiner Berechnungen konnte Jonas ein präzises Schnittmuster erstellen und das entkantete Dodekaeder auch herstellen.

Preisträger 2017 „Jugend forscht”

Thurner Julian (1. Preis) Computergenerierte und lernfähige Erzeugung abstrakter Grafiken
Erl Jonas (2. Preis) Über die Klassifikation von Fußballmustern
Eva-Maria Schentarra, Theresa Seifert, Victoria Teßmann (3. Preis) Vom einfachen, biologischen Nagellack zum Kupferkomplex
Kniel Karina Modifikation von Polymilchsäure
Bartl Dominik Breitensuche im Vergleich zur Iterativen Tiefensuche – in der Theorie und umgesetzt in Java
Heim Stefanie Lösen des Färbeproblems mit Backtracking

Drei Mädels entwickeln einen natürlichen Nagellack

"Jugend forscht" - darunter stellt man sich ja eigentlich ein Wahlfach vor, bei dem nur Freaks oder Genies mitmachen. Unsere Erfahrung, die wir in den letzten drei Jahren gesammelt haben, hat aber gezeigt, dass das gar nicht so ist. Anfänglich waren wir nur drei Mädls der neunten Klasse, die das Fach Chemie sehr mochten und zusätzlich zum Experimentierunterricht noch mehr Praxiserfahrung im Labor sammeln wollten. Unser damaliger Chemielehrer Herr Fieber bot uns an, mit uns verschiedenste Experimente auszuprobieren. Im Sommer desselben Jahres überfielen wir ihn dann mit der Idee einen eigenen, natürlichen und leuchtenden Nagellack zu entwickeln. Herr Fieber war sofort bereit, uns bei der Umsetzung unseres Einfalls zu unterstützen und die Schule stellte uns die notwendigen Geräte und Räumlichkeiten zur Verfügung. Seitdem haben wir viele Stunden, auch in den Ferien, im Labor verbracht und sind insgesamt auf drei Jugend–forscht–Regionalwettbewerbe gefahren. Den Wettbewerb „Jugend forscht und Schüler experimentieren” gibt es auf regionaler, landesweiter und bundesweiter Ebene. Die Zuteilung zu den beiden Sparten erfolgt jeweils nach dem Alter der Teilnehmer. Auf dem Regionalwettbewerb stellen diese ihre Projekte zwei Tage lang einer Fachjury sowie der Öffentlichkeit vor. Die 1. Plätze fahren weiter auf den Landeswettbewerb. Wer dort gewinnt, darf auf den Bundeswettbewerb. Dabei gibt es nicht nur die Sparte „Chemie”, sondern außerdem noch Physik, Mathematik und Informatik, Technik, Biologie, Arbeitswelt sowie Geo– und Raumwissenschaften. Am Katherl wird das Wahlfach in den Bereichen Chemie, Biologie und Physik von Herrn Fieber, Herrn Stark und Herrn Winter angeboten. Wir haben uns sehr gefreut, auch in diesem Jahr wieder eine Platzierung, genauer den dritten Platz im Fachbereich Chemie, erreicht zu haben. Wir haben aber das Gefühl, von den Wettbewerben mehr als nur die Urkunden mitgenommen zu haben. Auf den Wettbewerben selbst, aber auch schon in der Zeit der Vorbereitung und der Erforschung unseres Themas haben wir gelernt, selbstständig und systematisch zu arbeiten, wissenschaftliche Arbeiten zu verfassen, mit Rückschlägen im Forschungsprozess richtig umzugehen und selbstbewusster zu werden. Rückblickend können wir über unsere Zeit bei „Jugend forscht” sagen, dass es keineswegs eine langweilige oder gar verschwendete Zeit war. Wir haben diesen Ausgleich zum normalen Schulalltag sehr genossen.

Eva Schentarra, Victoria Teßmann und Theresa Seifert Q 12

Anmerkung: Die Schülerinnen haben mit ihrem Projekt dreimal an Jugend forscht teilgenommen. Dabei erreichten sie zweimal den zweiten Platz (2015 & 2016) und einmal den dritten Platz (2017) jeweils im Fachbereich Chemie. Außerdem erhielten die Schülerinnen im Herbst 2016 den Christa–Habrich–Preis des Inner–Wheel–Clubs Ingolstadt für naturwissenschaftlich begabte und engagierte Mädchen. In der aktuellen Jugend-forscht-Wettbewerbsrunde erzielten außerdem Jonas Erl einen zweiten Platz und Julian Thurner sogar einen Regionalsieg (1. Platz), beide im Fachgebiet Mathematik/Informatik. Insgesamt nahmen in diesem Jahr 7 Arbeiten vom Katherl am Wettbewerb teil.

Preisträger 2017 „Schüler experimentieren”

Drechsler Clara Wasserabweisende Oberflächen

Landeswettbewerb „Jugend forscht” 2014 in München

Landeswettbewerb "Jugend forscht" 2014
Landeswettbewerb "Jugend forscht" 2014
Landeswettbewerb "Jugend forscht" 2014
Landeswettbewerb "Jugend forscht" 2014
Landeswettbewerb "Jugend forscht" 2014
Landeswettbewerb "Jugend forscht" 2014

Zum Artikel im DONAUKURIER

zur Seite des Kultusministeriums

Siegerurkunde des Landeswettbewerbs „Jugend forscht” 2014

Urkunde Jugend forscht 2014
Siegerurkunde: Jugend forscht 2014


Regionalwettbewerb Ingolstadt 2014

Auch 2014 haben einige Schüler wieder Preise gewonnen beim Wettbewerb Jugend forscht und Schüler experimentieren:

Preisträger „Jugend forscht”

Isabella Weiss; Patricia Nicole Giurgi Rund ums Ei
Andreas Kraus; Bastian Kraus 2D Kollisionsengine für Java
Hanna Radetzky; Christian Kliem; Sabine Ramp Linearmotor
Jonas Höcht; Sebastian Weise Ausarbeitung und Prüfung zweier Pyrolyse-Verfahren (Regionalsieger; Chemie)
Ferdinand von Hagen Java Leinwand auf Basis von openGL(Regionalsieger; Mathematik/Informatik)
Simon Werner; Sebastian Knoch Recycling von elektrischen Bauteilen (2. Regionalsieger; Chemie)

Preisträger „Schüler experimentieren”

Isakulov Temur Gras als Lebensmittel
Dominik Falk; Daniel Haselbeck Zähne in Gefahr (3.Regionalsieger Chemie)
Philip Von Perponcher; Johannes Achhammer Energie aus Abgasen
Alexander Cyfka; Georg Bogenberger Experimente mit einem alternativen Bootsantrieb (Regionalsieger Physik)
Maximilian Rottenkolber Wie nah kommt an das Perpetuum mobile
Moritz Hamberger Algen als Energieträger der Zukunft (Regionalsieger; Biologie)
Corinne Evelyn Köck; Jule Kattendick; Teresa Molter-Pehr PinPin-ein Pinsel mit Farbvorrat (Sonderpreis: Pfiffigste Arbeit)
Jugend forscht 2014
Jugendforscht 2014
Jugend forscht 2014
Jugend forscht 2014
Jugend forscht 2014
Jugendforscht 2014

Landeswettbewerb in Dingolfing

Jonas Höcht und Sebastian Weise siegen im Landeswettbewerb
Jonas Höcht und Sebastian Weise siegen im Landeswettbewerb
Jonas Höcht und Sebastian Weise siegen im Landeswettbewerb
Jonas Höcht und Sebastian Weise siegen im Landeswettbewerb
Jonas Höcht und Sebastian Weise siegen im Landeswettbewerb
Jonas Höcht und Sebastian Weise siegen im Landeswettbewerb

Das Katherl-Team war beim diesjährigen Schüler experimentieren Wettbewerb am 23.4.2013 in Dingolfing sehr erfolgreich. 

Jonas Höcht und Sebastian Weise belegten den ersten Platz im Fach Chemie mit ihrem Verfahren, mit dem sie modellhaft das Recycling von Polystyrol zeigen. Gleichzeitg erhielten sie für ihre Arbeit den Sonderpreis des Kultusministeriums.

 zum Artikel des Donaukuriers

Siegerurkunden des Landeswettbewerbs „Schüler experimentieren” 2013

Urkunde Jonas Hoecht - 1. Preis 2013
Urkunde Jonas Hoecht - Sonderpreis 2013
Urkunde Weise Sebastian 1. Platz - 2013
Urkunde Weise Sebastian Sonderpreis - 2013

Regionalwettbewerb Ingolstadt 2013

Bei „Jugend forscht” und „Schüler experimentieren” haben folgende Schüler/innen des Katharinen-Gymnasiums teilgenommen und Preise errungen:

Preisträger „Jugend forscht”

Sophia Bitterwolf Oxalsäure im Rhabarber
Konrad Mäde, Paul Buchberger Bau eines RFID Türöffners
Nicoletta Sabov Milch - ein vollkommenes Nahrungsmittel?
Sebastian Knoch, Dominik Hamberger, Simon Werner Feuerlöscher
Buchberger Paul, Konrad Mäde Steuerung einer Kreiselpumpe

Preisträger „Schüler experimentieren”

Jonas Höcht, Sebastian Weise Recycling von Polystyrol
Hannes Matheis Auf der Suche nach der Öko-Batterie
Moritz Hamberger, Maximilian Nerb Streusalzersatz
Philipp von Perponcher, Florian Zehren Bluetoothnachrichtensystem für Krankenwägen

Landeswettbewerb 2012

Bei der Feierstunde des Landeswettbewerbs von Jugend forscht im Deutschen Museum in München gingen am 28.3.2012 zwei Landessiege an Katherl-Schüler. Als Anerkennung für ihre herausragenden Leistungen wurden die Landessieger vom bayerischen Staatsminister für Wissenschaft, Forschung und Kunst, Dr. Wolfgang Heubisch, stellvertretend für den Ministerpräsidenten Horst Seehofer im Prinz-Carl-Palais mit einem Empfang geehrt.

Clemens Schmid wird Landessieger

Clemens Schmid ist Landessieger bei Jugend forscht
Clemens Schmid - Landessieger bei Jugend forscht
Clemens Schmid - Preisträger bei Jugend forscht

Fachgebiet Physik: Clemens Schmid
Thema: Der Physiker beim Diskuswurf

Clemens Schmid hat die physikalischen Besonderheiten des Diskuswurfs aufgearbeitet. Dazu wurde ein Modell aus Holz angefertigt, mit dem er Versuche im Windkanal durchführte und die Luftwiderstands- und auftriebswerte für den Diskus bestimmte.

Stefan Froschmeir, Thomas Herrmann, Daniel Keller werden Landessieger

Daniel Keller, Thomas Herrmann und Stefan Froschmeir wurden Landessieger bei Jugend forscht
Daniel Keller, Thomas Herrmann und Stefan Froschmeir - Landessieger bei Jugend forscht

Fachgebiet Chemie: Stefan Froschmeir, Thomas Herrmann, Daniel Keller
Thema: Aufbereitung von Gärresten aus der Erzeugung von Biogas

In ihrer Arbeit ging es um die Aufbereitung von Gärrückständen aus der Produktion von Biogas zu Feststoffdüngern für der Landwirtschaft und Reinwasser.

Diese Arbeit bekam die Sonderpreise „Umwelt- und Naturschutz” und „Aufwändigste Arbeit”. Der Preis war die Teilnahme am Jufo-Camp Bayern.

Regionalwettbewerb Ingolstadt 2012

Bei Jugend forscht haben folgende Schüler/innen des Katharinen-Gymnasiums teilgenommen:

Chemie

Thomas Herrmann Isolation und Aufreinigung von Alliin aus Knoblauch
Markus Müller Entwicklung eines Verfahrens zur Pressung von Sonnenblumenkernen
Patrick Nerb Extraktion von Orangen-Öl – Untersuchung des Öls in Abhängigkeit des Alterungsprozesses
Daniel Keller/Stefan Froschmeir/Thomas Herrmann Aufbereitung von Gärresten aus der Erzeugung von Biogas
Anna Horsch Gewinnung und Charakterisierung von Salbeiöl
Nils Burmann Extraktion von Orangenöl aus Orangen verschiedener Herkunftsländer durch Wasserdampfdestillation mit anschließender Qualitätsuntersuchung unter Einbezug von Klima und Böden
Franziska Fahrmeier Extraktion aus Naturstoffen mit Weiterverarbeitung zu naturkosmetischen Hautcremes

Mathematik

Manuel Herrmann Wahrscheinlichkeits- und Optimierungsrechnung beim Elfmeterschießen

Physik

Anna Matheis/Karin Sterler Die Mond- und Sonnenillusion – Optische Täuschungen?
Tim Rügheimer Flächenabdeckung durch einen Reinigungsroboter
Yuki Nojiri Duell zwischen Pitcher und Batter
Clemens Schmid Der Physiker beim Diskuswurf
Daniel Keller Nowak Djokovics Equipment auf dem Prüfstand

Technik

Dorian Herle Die AUSgeschaltete Schaltung

Sieger Jugend forscht/SchüEx 2011

Einen 1. Platz errangen

Rodger Rausch, Q12, im Fach Chemie mit dem Titel „PHUELL-SYNKRON-Reaktionen”,

Franziska Mauter, K13, im Fach Mathematik/Informatik mit dem Titel „Seilkurven”, zudem erhielt Franziska den Sonderpreis für „den schönsten Stand”,

Anna Matheis, 8b und Svenja Hausschmid (Katharinen-Gymnasium, jetzt Gnadenthal), im Fach Physik mit dem Thema „CO2-Gehalt der Raumluft in Klassenzimmern in Abhängigkeit vom Lüftungsverhalten”,

Einen 2. Platz erzielte

Pia Plessow, K13, im Fach Mathematik/Informatik mit ihrer Arbeit unter dem Titel „Die Mathematik des Brückenbaus”.

Einen 3. Platz belegten

Claudia Zimmer, Q12, im Fach Chemie mit dem Thema „Quantitative Bestimmung oxidierbarer Bestandteile in Gewässerproben”, zudem erhielt Claudia den Sonderpreis für ”die aufwändigste Arbeit”,

Jonas Höcht, Sebastian Knoch und Felix Stark, alle 7d, im Fach Biologie mit ihrer Arbeit „Naturfarben”.

Robin Bachl, 5c, und Tobias Reuter, 6f, im Fach Chemie mit dem Thema „Biologische Filzstifte und Leuchtmarker”.

Wir wünschen den Preisträgern viel Glück und Erfolg beim Landeswettbewerb Jugend forscht, Schüler experimentieren.

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