Kategorie: Ideen

Ideen, Beispiele zur Forschungsfrage

Wetter und Wetterbeobachtung

Das Wetter ist Forschungsgegenstand in der Wissenschaft und Wirtschaft und eignet sich auch als Thema für eine Vorwissenschaftliche Arbeit. Im Rahmen der VWA kann das reale Wetter mit verschiedenen Wetterprognosen aus Zeitungen, Internet, Apps usw. verglichen werden. Nach dem Vergleich können die Daten ausgewertet werden (z.B. Abweichungen, …)  Eine Betreuungsperson könnte je nach Fragestellung z.B. eine Fachkompetenz aus Geographie, Biologie oder Mathematik (wenn die Fragestellung eher in Richtung Statistik oder Algorithmen geht) besitzen. Zur Abfrage der Wettervorhersage eignen sich auch die Apps am Smartphone oder Tablet.

Vorschläge für eine Forschungsfrage:

  • Wie unterscheidet sich das Wetter in … von der Wetterprognose des Wetterdienstes …?
  • Wie kann aus den Wetterprognosen des Ortes … und … auf den dazwischen liegenden Ort … gerechnet werden?
  • Wie genau sind die Prognosen der verschiedenen Wetterdienste im Vergleich?
  • …

Weiterführende Links:
– Wetter (Wikipedia) >>
– Wettervorhersage (Wikipedia) >>
– Wetterbeobachtung und -vorhersage (Wikipedia) >>

Österreichwetter:
– ZAMG >>
– wetter.at >>
– wetter.com >>

Apps:
– wetter.com (Google play) >>
– wetter.tv (Google play) >>
– wetterheute.at (Google play) >>
– wetter.net (Google play) >>

Kläranlage bauen und Ergebnisse vergleichen

Wie funktioniert eine Kläranlage? Diese Frage ist vom Kindergarten bis zur Reifeprüfung Thema auf verschiedenen Niveaus. Im Rahmen einer Vorwissenschaftlichen Arbeit könnte das Thema Kläranlage behandelt werden, im Modellexperiment können verschiedene Anordnungen erprobt werden und mit Wasser (welches vorher kontrolliert verunreinigt wurde) kann die Reinigungsleistung von der Modellkläranlage getestet werden.

Anregungen für eine Forschungsfrage:

  • Welche der drei getesteten Kläranlagemodelle arbeitet effektiver?
  • Wie kann eine Filteranlage auf … optimiert werden?
  •  Wie wirkt sich … auf die Wirkung einer Modellkläranlage aus?

Methoden:

  • Experiment / Versuch
  • Analyse (Wasseranalyse)

Links:
– Wasser-Aqualino: Experiment Filteranlage (PDF) >>
– Kinderecke: Die kleine Kläranlage (PDF) >>
– Kidsnet: Bau dir deine Kläranlage selber >>
– Play With Water: Bau einer Mini Abwasser Evapotranspirationsanlage >>
– Play With Water: Wir bauen ein Modell einer Pflanzenkläranlage >>

– Wasseruntersuchung (im Blog) >

Geodäsie mit dem Smartphone

Die Vermessung von Objekten lässt sich mit Hilfe eines Smartphones und Trigonometrie-Apps realisieren. Mit Hilfe der Sensoren (und der richtigen Rechnung) lassen sich verschiedene Vermessungsaufgaben erledigen bzw. im Rahmen einer Forschungsfrage entwickeln. Mögliche Forschungsfragen könnten sich mit der Genauigkeit von Mess-Apps, dem Vermessen von Körpern, Gebäuden beschäftigen. Auch das Aufzeichnen verschiedener Punkte über GPS und die darauffolgende Berechnung bietet das Potential für eine Vorwissenschaftliche Arbeit.

Sensoren:

  • Neigungssensor
  • Magnetfeldsensor (Kompass)
  • GPS-Empfänger (Position, Höhe)

Apps:

Apps mit eigenen Berechnungen lassen sich sehr einfach mit dem App Inventor erstellen.

Weitere Informationen

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:

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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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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Vorwissenschaftliche Arbeit aus Geographie – Verkehrszählung

Eine Vorwissenschaftliche Arbeit aus dem Gebiet der Geographie könnte eine Analyse des Verkehrs im Heimatort des Lernenden sein. Für das Thema wäre eine Lehrperson aus dem Bereich Geographie eine fachkompetente Betreuungsperson.

Beispiele für eine Forschungsfrage (siehe auch W-Fragen>):

  • Wie ändert sich der Verkehr im Verlauf einer Woche an einer bestimmten Stelle / Kreuzung / Straße / … ?
  • Wie verteilt  sich der Anzahl der Fahrzeuge (PKW, LKW, Motorräder, …)?
  • Wie verändert sich die Verkehrsdichte im Laufe eines Tages?
  • Wie viele Personen sitzen in einem Fahrzeug?
  • Wie viele Personen nützen einen Fußgängerübergang?
  • …

Als Methode für die Untersuchung eignet sich eine Zählung mit einer Strichliste.

Verkehrserhebung (Wikipedia) >>
Strichliste (Wikipedia) >>