Messen mit dem Smartphone

In der Vorwissenschaftlichen Arbeit geht es primär darum, wissenschaftliche Methoden anwenden zu können. Das „Vor-“ wissenschaftliche meint, dass es möglich ist das Gebiet einzuschränken (räumlich, Umfang der Untersuchung, Stichprobenanzahl usw.) Diese Überlegung kann auf die Physik angewendet bedeuten, dass nicht immer hochwertige (= meist sehr teure) Messgeräte für die Untersuchung verwendet werden müssen. Es könnten Apps, welche die Sensoren eines Smartphones ansprechen, zur Messung verwendet werden.
Mögliche Messungen (die Verfügbarkeit der Sensoren ist geräteabhängig):

  • Schalldruckpegel
  • Helligkeit (Helligkeitssensor oder über die Kamera)
  • Beschleunigung / Vibration (G-Sensor)
  • Radioaktivität (über die Kamera)
  • Magnetfeld
  • Temperatur (Gerätetemperatur)
  • Näherungssensor
  • Kreiselsensor
  • Drucksensor
  • Geschwindigkeit

Andorid Apps zum Thema (die meisten Apps gibt es in einer kostenlosen Variante und auch alternative Apps von anderen Programmierern)

Neben den aufgelisteten Apps gibt es noch zahlreiche Alternativen zu den einzelnen Apps. Weiters gibt es neben Google Play >> auch weitere Downloadseiten wie AndroLib >>, AndroidPIT >> usw.

Aus der Verwendung der verschiedenen Senoren ergeben sich viele Möglichkeiten für ein VWA Thema bzw. auch für die Forschungsfrage. Beispiele wären:

  • Wie verändert sich der Lärmbelastung im Laufe eines Tages in der Klasse?
  • Wie genau sind Mess-Apps im vergleich zu Messgeräten?
  • Wie ist die Lärmbelastung an einer Kreuzung / Strasse / …?
  • Welches Fahrzeug (PKW, Fahrrad, Skateboard, …) hat eine größere Beschleunigung?
  • Welche Beschleunigungskräfte wirken im Rettungsauto auf einen Patienten, der auf der Krankentrage liegt?

Für spezielle Messungen kann auch mit Hilfe des App Inventors eine eigene Anwendung erstellt werden.

Kunststoffuntersuchung

Das Thema Kunststoffe ist seit dem Film „Plastic Planet“ bei Schülerinnen und Schülern sehr populär und bietet auch das Potential für eine Vorwissenschaftliche Arbeit.

Eine Möglichkeit wäre den Kunststoffmüll in einer Klasse / Schulstufe / … über einen bestimmten Zeitraum (z.B. einen Tag / eine Woche / …) zu sammeln. Ist der Kunststoff nicht eindeutig identifizierbar könnte er untersucht und analysiert werden. Die Kunststoff-Fraktionen können gewogen und mit Werten von Abfallwirtschaftszentren usw. verglichen werden.

Beispiel für eine Forschungsfrage:

  • Wie unterscheidet sich die Zusammensetzung des Kunststoffmülls der 7. Klasse vom österreichischen Durchschnitt?
  • Wie unterscheidet sich die Zusammensetzung des Kunststoffmülls einer 1. Klasse im Vergleich zu einer 8. Klasse?
  • Wie setzt sich der Kunststoffmüll im 7. Jahrgang zusammen?

Hilfreiche und weiterführende Internetlinks:

Apps für Adroid Smartphones entwickeln

Das Lösen von Forschungsfragen mit Hilfe einer Smartphone-App bzw.  die Entwicklung einer Software als Forschungsfrage könnte Teil einiger Vorwissenschaftlicher Arbeiten sein. Die Einstiegshürde, das Erlernen einer Programmiersprache, kann mit Hilfe des App Inventors übersprungen werden. Durch die Nützung von Blöcken, die in einer visuellen Programmierumgebung platziert werden, kann sich der Programmierer auf die Programmabläufe und Strukturen konzentrieren. Das App Inventor-Projekt wurde von Google mit Hilfe von MIT-Technologie (MIT = Massachusetts Institute of Technology) betrieben. Nach der Einstellung des Betriebs durch Google wird der App-Inventor von MIT weiterbetrieben.
Auf Webseiten und in Büchern, die vor 2012 veröffentlicht wurden, sind Hinweise auf Google und die Google Webseite. Wenn stattdessen die Adresse: http://www.appinventor.mit.edu/ verwendet wird, können die Informationen weiter verwendet werden. Für die Nutzung des App-Inventors wird ein Google-Konto benötigt.

MIT App Inventor >>
MIT App Inventor EDU >>
App Inventor Videoanleitungen (youtube) >>
App Inventor Snippets (Programmbeispiele) >>
– App-Inventor (Wikipedia, veraltet mit Hinweisen zu Google) >>
– Buch: Android-Apps, Programmierung für Einsteiger (amazon*, mit Hinweisen zu Google) >>

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100 Dinge – Die jeder Designer über Menschen wissen muss

Dr. Susan M. Weinschenk ist promovierte Psychologin und beschäftigt sich mit der Gestaltung von Webseiten und Userinterfaces. In ihrem Buch „100 Dinge – Die jeder Designer über Menschen wissen muss“ beschreibt sie verschiedene Fakten, die aus Studien hervorgegangen sind. Behandelt werden folgende Themen: wie wir sehen, wie wir lesen, wie wir uns erinnern, wie wir denken, wie wir uns konzentrieren, was uns motiviert usw.
Für eine Vorwissenschaftliche Arbeit könnte das eine oder andere Fakt herangenommen werden und im Rahmen der VWA untersucht und überprüft werden. Dabei könnte das Thema psychologisch beleuchtet werden, es könnte aber auch spannend sein, die Beispiele aus dem Informatikbereich zu überprüfen oder anzuwenden (z.B. Webseitenerstellung, APP-Programmierung, …)
Für die Literaturanbindung spannend sind die Studien, die immer wieder zitiert werden und einen Ausgangspunkt für die Recherche bilden können.

Buch: Susan M. Weinschenk, 100 Dinge (amazon*) >>

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Physik und Waffen – ein Schreibtischthema

Bücher wie „Schreibtisch Artillerie“ von John Austin und andere bieten Anleitungen für einen „Bürospaß“. Mit Büro- und Haushaltsmaterialien baut man Waffen, Wurfgeräte usw. Da steckt jede Menge Physik dahinter. Aus einem solchen Thema kann eine spannende Forschungsfrage entwickelt werden. Die gebauten Geräte bieten das Potential für Experimente, Messungen und Berechnungen.

Annregungen für eine Forschungsfrage:
– Wie weit stimmen die Messergebnisse bei Katapulten mit den theoretischen Berechnungen überein?
– Wie genau kann auf  die Federkonstante einer Wäscheklammer durch die Auswertung der Messergebnisse zurückgerechnet werden.
– …

Buchtipps:
– John Austin: Schreibtisch Artillerie (amazon*>>)
– Rick Davis: Pause im Papierkorb (amazon*>>)

Internettipps:
Effektive Bleistift Büro Pistole >>
Effektive Mauly Büro Kanone >>
Bürokrieg: Eigenes Mini Kapult bauen >>
Schreibtischkatapult als Bürofalle >>
Stiftpistole (youtube) >>
Kugelschreiberkanone (youtube) >>
Druckluft – Büro Waffe (youtube) >>

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Themenbereich – Statistik, Lügen mit Statistik in Mathematik

Die Erfassung und Visualisierung von Daten wird Bestandteil von Vorwissenschaftlichen Arbeiten sein. Ein Blick auf das Thema „Lügen mit Statistik“ kann für die korrekte Umsetzung eigener Statistiken und Diagramme sinnvoll sein.

Eine Idee für ein Thema und die Forschungsfrage könnte die Analyse von Statistiken und Diagrammen in den Medien sein. Nahezu jede Tages-, Wochen- und Monatszeitung, viele Firmen (Banken, Versicherungen, …), Parteien und Organisationen (AMS, Wirtschaftskammer, …) veröffentlichen Daten über die Entwicklung von Kursen, Risiken, Arbeitslosigkeit, Nutzung von Gegenständen, Preisentwicklung usw. Für eine Vorwissenschaftliche Arbeit könnte in (Lokal-)Medien untersucht werden, welche Fehler bei den Statistiken und Diagrammen gemacht wurden. Ein Statistikthema könnte von einer Betreuungsperson mit Fachkompetenzen aus Mathematik bzw. Geographie und Wirtschaftskunde betreut werden.

Mögliche Forschungsfragen:
– Wie korrekt sind die Diagramme in der Lokalzeitung … im ersten Quartal des Jahres …?
– Wie werden die Arbeitslosigkeitsdaten von verschiedenen Organisationen dargestellt?

Internettipps:
Unsinn in den Medien (Johannes Kepler UNI) >>
Lügen mit Statistik >
Statista-Lexikon: Lügen mit Statistiken >>
Lügen mit Statistkein (Bernd Klein) >>
So lügt man mit Statistik (Anita Maas, PDF) >>
Lügt Statistik? (Waltraud Kahle, PDF) >>
Axt im Wal.de – Lügen mit Statistik >>
Zahlenblog zum Buch Lügen mit Zahlen >>

Büchertipps:
W. Krämer: So lügt man mit Statistik  (amazon*) >>
G. Bosbach, J. Korff: Lügen mit Zahlen (amazon*) >>
H-H. Dubben, H-P. Beck-Bornholdt: Der Hund, der Eier legt (amazon*) >>

A. Lindenberg, I. Wagner, P. Fejes: Statistik macciato (amazon*) >>
D. M. Wong: Die perfekte Infografik >

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VWA Chemie in Comics

Chemie findet man in verschiedenen Arten in Comicheften. Ausgehend von Edelmetallen und Rohstoffen bei Dagobert Duck in den Lustigen Taschenbüchern bis hin zur Chemie der Superhelden oder auch der Chemie der Bösewichte (Verätzungen im Gesicht des Double Face bei Batman) findet man zahlreiche Stellen in denen direkt oder indirekt ein chemischer Bezug auftritt. Das Zaubern und die Alchemie betreibt Gargamel in den Schlümpfen über Gundl Gaukelei und nicht zuletzt die Druiden in Asterix.
 Das Thema Chemie in Comics kann ein Ausgangspunkt für eine entsprechende Forschungsfrage sein. Schülerinnen und Schüler können Hefte ihre Lieblingscomicserie herausgreifen und untersuchen wie weit „Chemie“ als Thema enthalten ist und wie korrekt die Chemie dargestellt wird.

The Periodic Tabele of Comic Books (engl.) >>

Beispiele für Chemie in Comics
– Lucky Luke – Nitroglycerin (amazon >>*)
– Lucky Luke – Goldrausch (amazon >>*)
– Lucky Luke – Im Schatten der Bohrtürme (amazon >>*)
Lucky Luke (Wikipedia) >>
– Superman – Comics (amazon >>*, Wikipedia >>)
– Lustige Taschenbücher (Dagobert Duck (Gold, Rohstoffe), Daniel Düsentrieb, Tick, Trick und Track, Primus von Quack,  usw.)(amazon >>*, Wikipedia >>)
– Asterix (amazon >>*, Wikipedia >>)
– Batman (amazon >>*, Wikipedia >>)
– Spiderman (amazon >>*, Wikipedia >>)
– YPS (amazon >>*, Wikipedia >>, YPS-Homepage >>)
– Schlüpfe (Gargamel) (amazon >>*, Wikipedia >>)

Allg. Links:
Portal Comic (Wikipedia) >> 
Marvel-Comic-Archiv >>


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Wissenschaftliches Schreiben in der Psychologie

Durch einen Hinweis des Benutzers gilbertjaros wurde ich auf die Webseite der Schweizer Fernuni hingewiesen. Die Seite bietet einen kostenlosen e-Learning-Kurs zum Thema „Wissenschaftliches Schreiben in der Psychologie“ an. Der Kurs gliedert sich in 4 Bereiche:
– Manuskript verfassen
– Recherchieren
– Literatur verwalten
– Zitieren nach APA

Wissenschaftliches Schreiben in der Psychologie >>

Themenvorschläge für die Mathematik VWA

Im Mathamaik Wiki zum Schulbuch „thema mathematik“ des Veritas Verlags gibt es Vorschläge zu Themen aus Mathematik. Aus dem Thema entwickelt sich danach mit Hilfe der W-Fragen  die Forschungsfrage. Mathematisch / naturwissenschaftlich interessierte Schülerinnen und Schüler können im Wiki Anregungen für die Vorwissenschaftliche Arbeit holen.

Thema Mathematik – WIKI – VWA >>

siehe auch:
Tipps und Hinweise zur VWA in Mathematik, MMag. Kittel >

Vorwissenschaftliche Arbeit Physik in Film und Fernsehen

In vielen (Kino-)Filmen bzw. Filmen und Serien im Fernsehen kommen physikalische / naturwissenschaftliche Themen vor. Ein mögliches Thema für eine Vorwissenschaftliche Arbeit könnte sich aus einer Analyse eines oder mehrer Filme / Serien ergeben.
Ausgangspunkt soll das Lieblingsfilmmaterial der Schülerin / des Schülers sein.

Beispiele für eine Forschungsfrage:

  • Wie viele Physik findet man im Film …?
  • Welche physikalischen Fehler findet man in der Serie …?
  • Wie korrekt sind die physikalischen Grundlagen im
    Film …?
  • Wie korrekt sind Sprünge von Fahrzeugen über Hindernisse in den Filmen … und …?

Was könnte noch untersucht / erarbeitet werden?

  • Sprünge
  • Würfe
  • Fallen (von Personen, Gegenständen, …)
  • Radioaktivität (z.B. James Bond Dr. No, …)
  • Elektriztität (Hochspannung, Stromschläge, …)
  • EM-Wellen

  •   

Ideen für mögliche Filme / Serien:

Tipps zum Lesen:
– Lawrence M. Krauss: Die Physik von Startrek  (Amazon >>*)
– Stefan Thiesen: Trek Science (Amazon >>*)
– Tolan M., Stolze J.: Geschüttelt, nicht gerührt: James Bond und die Physik (Amazon >>*)
– Tolan Metin: Titanic: Mit Physik in den Untergang (Amazon >>*)
– Praxis der Naturwissenschaften, Oktober/2007: Physik im Film (Aulis-Verlag >>)
Generic Bad Movie Physics (engl.) >> 
Physik im Kino: Amputierte Actionhelden (stern.de) >>
Hermann Kainbacher: Physikalische Ungereimtheiten im Film: Armageddon (Diplomarbeit, PDF) >>
Martin Straub: Die Physik von Star Trek (Fachbereichsarbeit, PDF) >> 

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