Fights unter Physikern - Pro Physik

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Fights unter Physikern - Pro Physik
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     Fights unter Physikern
     Unter der Schirmherrschaft der DPG fand in Bad Saulgau das 25. International Young Physicists‘
     Tournament (IYPT) statt.
     Stefan Jorda

D     eutschland trifft in der ers­

                                                                                                                                          SFZ
      ten Runde auf Neuseeland
und Tschechien – so hat das Los
entschieden. Noch stehen die
Mannschaften in kleinen Gruppen
beisammen. Die Anspannung ist
ihnen anzusehen, denn in weni­
gen Minuten beginnt der Weltcup.
Nein, von Sport ist hier nicht die
Rede, sondern von Physik und rhe­
torischen Fähigkeiten. Statt Trikots
tragen die jugendlichen Teilneh­
merinnen und Teilnehmer Schul­
uniformen in ihren Landesfarben
oder treten im dunklen Anzug bzw.
Kostüm auf. Und der Wettkampf
findet auch nicht im Stadion statt,
                                        Bei der Eröffnung des 25. IYPT in Bad            schaftskapitäne der 28 teilnehmenden
sondern in einem Klassenzimmer
                                        Saulgau präsentierten sich die Mann-             Länder mit ihren Flaggen.
im oberschwäbischen Bad Saulgau.
Dort haben die Kontrahenten ihre        seine Lösung einer Aufgabe („Re­                 er, wie durch das Verkanten des
Notebooks aufgebaut, Kabel liegen       porter“), hinterfragt kritisch die               Holzrings auf der Stange der perio­
kreuz und quer über den Tischen.        Präsentation eines anderen Teams                 dische Wechsel zwischen Rutschen
Vor dem neuseeländischen Team           („Opponent“) und beurteilt die                   und Klopfen zustande kommt, prä­
steht ein Stofftier als Maskottchen,    Rolle von Reporter und Opponent                  sentiert Messdiagramme, betrachtet
ein Kiwi; den Deutschen soll of­        („Reviewer“).                                    die elastische Energie der Feder
fenbar ein Pinguin Glück bringen.           Das deutsche Team eröffnet als               sowie die Gravitationsenergie, dis­
Neben den fünfköpfigen Mann­            „Opponent“ die erste Runde. „Wir                 kutiert die Frage, ob das Hookesche
schaften drängen sich noch eine         fordern Euch heraus zur Aufgabe                  Gesetz auch gilt, wenn die Feder
Jury sowie zahlreiche neugierige        6“, wendet sich der deutsche Kapi­               nicht gestreckt, sondern gebogen
Zuschauer in den kleinen Raum.          tän Michael Kern vom Schülerfor­                 wird und analysiert verschiedene
   Fast ein Jahr lang haben sich        schungszentrum Südwürttemberg                    Parameter. Auf einem großen Mo­
die Schülerinnen und Schüler auf        (SFZ) an das neuseeländische                     nitor läuft eine Uhr, nach neun Mi­
diesen Moment vorbereitet. Sie          Team, das nach kurzer Beratung                   nuten wechselt ihre Farbe von Grün
haben an zahllosen Nachmittagen         akzeptiert – dreimal darf jede                   auf Orange, nach zwölf Minuten auf
und Wochenenden versucht, 17            Mannschaft während des gesamten                  Rot. Auf die Sekunde genau kommt
Aufgaben aus der Physik zu kna­         Turniers ohne Punktabzug pas­                    Hughes mit seiner Präsentation
cken.+) Aus 28 Ländern, darunter        sen. Genau fünf Minuten haben                    zum Ende.
Australien und Brasilien, Nigeria       die Neuseeländer jetzt Zeit, ihre                    Nun ist das deutsche Team an
und Südkorea, China und Russland,       Präsentation vorzubereiten. Dann                 der Reihe. Zwei Minuten sieht das
sind sie Ende Juli nach Bad Saulgau     tritt Oliver Hughes vor mit einem                strenge Reglement vor für kurze
gekommen, um beim 25. Internati­        Spielzeug in der Hand: Ein höl­                  Rückfragen („Ist die rote Kurve
onal Young Physicists’ Tournament       zerner Specht ist mit einer Spiral­              gemessen oder gerechnet?“), da­
(IYPT) ihre Lösungen zu präsen­         feder an einem Holzring befestigt,               nach drei Minuten zur Vorberei­
tieren und gegenüber kritischen         der auf einer Stahlstange gleiten                tung des eigenen Auftritts. Tobias
Nachfragen zu verteidigen, auf          kann. Die Aufgabe dazu lautet kurz               Schemmelmann vom phaenovum
                                                                                                                                                +) Unter http://iypt.org/­
Englisch natürlich. Fünf Runden         und knapp: „Der Specht führt eine                in Lörrach, der erstmals an einem                      Tournaments/Bad_
(„Fights“) tragen die Teams in den      oszillierende Bewegung aus. Unter­               IYPT teilnimmt, tritt nach vorne,                      Saulgau#Problems sind
                                                                                                                                                alle 17 diesjährigen Auf­
nächsten Tagen aus. Dabei besteht       suche und erkläre die Bewegung.“                 lobt kurz die Präsentation und holt                    gaben zu finden, unter
jeder „Fight“ aus drei einstündigen     Hughes hebt den Specht an und                    dann zu seiner Kritik aus, immer                       http://kit.ilyam.org/ eine
                                                                                                                                                pdf-Datei mit einer
Abschnitten mit wechselnden Rol­        zeigt, wie dieser klopfend an der                freundlich im Ton, aber durchaus                       ­ausführlichen Material­
len: Jedes Team präsentiert einmal      Stange herabrutscht. Dann erläutert              hart in der Sache: Er vermisst Feh­                     sammlung dazu.

                         © 2012 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim 1617-9439/12/1010-19   Physik Journal 11 (2012) Nr. 10   19
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                                                                                                                               Perlenkette geht, die in einem

M. Steinert, Stuttgarter Zeitung
                                                                                                                               Becher liegt. Wird die Kette über
                                                                                                                               den Becherrand gezogen, fällt
                                                                                                                               sie immer schneller und löst sich
                                                                                                                               schließlich sogar vom Becherrand.
                                                                                                                               Die zugehörige Aufgabe 3 lautet la­
                                                                                                                               pidar: „Untersuche und erkläre das
                                                                                                                               Phänomen“. Damit tut sich Son Ha
                                                                                                                               Xuan als tschechischer „Reporter“
                                                                                                                               schwer. Er führt das Phänomen
                                                                                                                               zwar vor und zeigt Messreihen mit
                                                                                                                               unterschiedlichen Höhen über dem
                                                                                                                               Boden, verschiedenen Bechern
                                                                                                                               oder Perlenketten, Kaylie Potaka
                                                                                                                               aus Neuseeland vermisst als „Op­
                                                                                                                               ponent“ aber eine überzeugende
                                   Oliver Hughes vom neuseeländischen               dessen Bewegung im Mittelpunkt des         Erklärung dafür, dass sich die Kette
                                   Team präsentiert den Spielzeugspecht,            6. IYPT-Problems stand.                    vom Becherrand löst. Am Flipchart
                                                                                                                               skizziert Son die Kräfte, zeichnet
                                   lerbalken an den Messpunkten,                    ist, sodass keine richtige Diskussion      an die Perlenkette im Becher einen
                                   fragt Hughes, wie groß diese wohl                zustande gekommen ist. „Oppo­              Pfeil für die Schwerkraft – in die
                                   wären und kommentiert dessen                     nent ist die schwierigste Rolle, weil      falsche Richtung. Kaylie hakt sofort
                                   Antwort mit: „Hast Du geraten?“.                 man überhaupt nicht weiß, was das          nach: „Behauptest Du, dass auf
                                   Er kritisiert die geringe Zahl der               andere Team präsentiert“, erläutert        dieser Seite die Schwerkraft nach
                                   Messpunkte, durch die Hughes eine                er. Im Gegensatz dazu kann ein             oben zeigt?“ Son kommt mächtig
                                   Sinus-Funktion gelegt hat. Schem­                Team seine eigene Präsentation in          ins Straucheln, bevor ihn die Uhr
                                   melmann springt von einer Folie                  allen Details vorbereiten – wenn es        schließlich erlöst. Als einer der
                                   zur anderen und hakt nach. Mi­                   nicht aus Zeitmangel einige Aufga­         Juroren die Frage nach den wir­
                                   chael Kern bringt ihm auf Post-It-               ben ganz ausklammert. Aus genau            kenden Kräften aufgreift, zeigt sich,
                                   Zetteln weitere „Munition“. Auf die              diesem Grund muss die deutsche             dass auch Kaylie und der deutsche
                                   Frage, wie das Phasendia­gramm des               Mannschaft nach der Pause zu­              „Reviewer“ keine überzeugende
                                   Systems ausschaut, muss Hughes                   nächst passen, bevor es Aufgabe 12         Antwort haben. „Das war noch
                                   passen: „Sorry, ich bin mit dem                  akzeptiert: „Entwerfe und baue             nicht optimal“, fasst Michael Kern
                                   Begriff Phasendiagramm nicht ver­                einen Lampion, der mit einem               den ersten „Fight“ zusammen, „im
                                   traut.“ So geht es weiter, bis die Uhr           einzigen Teelicht angetrieben wird         Report haben wir mit dem Lampi­
                                   nach 14 Minuten auf Rot springt. In              und möglichst rasch zweieinhalb            on ein schwaches Projekt erwischt,
                                   einer weiteren Minute fasst Schem­               Meter aufsteigt.“ Wieder haben             und bei der Perlenkette lagen wir
                                   melmann seine Kritik zusammen.                   die drei Teams ihre Einsätze nach          alle falsch.“
                                   Nun hat das tschechische Team                    dem strengen Reglement, bevor                 Eine echte Herausforderung
                                   das Wort und führt aus, wo es bei                es in der dritten Runde um eine            sind diese oder die anderen IYPT-
                                   den beiden anderen Stärken und
                                   Schwächen gesehen hat. Fünfzig
                                                                                                                                                                       SFZ
                                   Minuten sind inzwischen ver­
                                   gangen. Abschließend können auch
                                   noch die sechs Juroren nachfragen,
                                   bevor sie jedes Team bewerten. Da­
                                   zu hält jeder wie beim Eiskunstlauf
                                   eine Karte hoch mit einer Note zwi­
                                   schen 1 (sehr schlecht) bis 10 (sehr
                                   gut). Alle drei Teams haben sich
                                   wacker geschlagen und erhalten
                                   Noten zwischen 5 und 8.
                                       Die sich anschließende zehn­
                                   minütige Pause bietet Gelegenheit
                                   für eine erste Manöverkritik. Björn
                                   Miksch, der 2010 selbst am IYPT
                                   teilgenommen hat und seit 2011 das
                                   deutsche Team betreut, bemängelt,                Die deutschen Teammitglieder (v. l.) Mi-   haben sich an den Schülerforschungs-
                                   dass Schemmelmann von einem                      chael Kern, Tobias Schemmelmann, Lars      zentren Südwürttemberg, Lörrach, Erlan-
                                   Punkt zum nächsten gesprungen                    Dehlwes, Clemens Borys und Paul Hege       gen sowie Nordhessen vorbereitet.

                                   20   Physik Journal 11 (2012) Nr. 10   © 2012 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
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      Kaylie Potaka aus Neuseeland (links) und Son Ha       warum sich eine Perlenkette vom Rand eines Be-
      Xuan aus Tschechien diskutieren über die Frage,       chers löst, aus dem heraus sie auf den Boden fällt.

      Aufgaben selbst für gestandene                vorgegangen. Lehn war es auch, der            Stattdessen haben sie begonnen,                  $) vgl. den Meinungs­
                                                                                                                                                   beitrag auf S. 3 in diesem
      Physiker. Zwar klingen sie häufig             das 25. IYPT in die schwäbische               Physiker zu sein.“$)                             Heft.
      einfach, ihre Bearbeitung setzt aber          Kleinstadt geholt hat – nach Groß­                Am Ende des ersten langen
      zunächst voraus, zu vereinfachen              städten wie Teheran, Wien oder                Wettkampftags belegen die Teams
      und die relevanten Effekte zu iden­           Seoul – und dafür über 400 000                aus Südkorea und Singapur die bei­
      tifizieren; sie erfordert das Studium         Euro Spenden bei Unternehmen,                 den ersten Plätze. Diese geben sie
      der Fachliteratur, den Aufbau eines           Stiftungen und der öffentlichen               in den nächsten vier Runden, die in
      Experiments, die theoretische Mo­             Hand locker gemacht hat. Seine                den folgenden Tagen ausgetragen
      dellierung – kurz die Bearbeitung             Begeisterung für das IYPT ist unge­           werden, auch nicht mehr ab, sodass
      eines richtigen Forschungsprojekts.           brochen: „Ich kenne keinen Schü­              sie ungefährdet ins Finale der letz­
      Die Idee zu diesem ungewöhn­                  lerwettbewerb in Naturwissenschaft            ten Drei einziehen. Das deutsche
      lichen Schüler­wettbewerb hatte               und Technik, der in so umfassender            Team muss den zwischenzeitlich
      der russische Physiklehrer Evgeny             Weise fachliche und kommunika­                errungenen dritten Platz an das ira­
      Yunosov 1979. Anders als bei                  tive Kompetenz fördert“, sagt er bei          nische Team abgeben und beendet
      der damals bereits existierenden              der offiziellen Eröffnung des IYPT            das Turnier auf Platz 5. Rudolf Lehn
      Physik-Olympiade legte er Wert auf            am Samstagmorgen. Ihm pflichtet               ist mit dem Ergebnis sehr zufrieden,
      ergebnisoffene Aufgaben, bei de­              Alan Allinson, Physiklehrer aus               zumal durch das Losverfahren auch
      nen es nicht darum geht, die einzig           Australien und Präsident der IYPT-            immer ein bisschen Glück dabei sei:
      richtige oder vollständige Lösung             Organisation, in seiner Eröffnungs­           „Wenn man gegen ein schwaches
      zu finden – selbst wenn sich die              ansprache bei. Er erinnert daran,             Team antreten muss, erhält man
      Schüler noch so intensiv damit aus­           dass er durch die Beschäftigung               eher weniger Punkte als bei einem
      einandersetzen, können sie unter­             mit dem IYPT eigentlich ein bes­              starken Gegner, bei dem man sein
      schiedliche Wege einschlagen, und             serer Lehrer werden wollte – mit              ganzes Wissen anbringen kann.“
      immer bleiben Detailfragen offen.             dem Ergebnis, dass er sich nicht                  Das Finale findet vor groß­
      Zunächst auf den Großraum Mos­                mehr als Lehrer sieht, sondern als            em Publikum im Bad Saulgauer
      kau begrenzt, nahmen sukzessive               Forschungsassistent seiner Schü­              Stadtforum statt. Anders als in der
      auch Teilnehmer aus der Sowjet­               ler: „Die Schüler haben aufgehört,            Vorrunde dürfen die Teams nun
      union teil, bevor 1988 das erste              in Physik unterrichtet zu werden.             eine Aufgabe ihrer Wahl präsentie­
      internationale Turnier stattfand.
      Die Regeln stellte Yunosov bereits
                                              SFZ

      früh auf. Dazu zählt auch, dass alle
      denkbaren Hilfen erlaubt sind. So
      suchen die Teams beispielsweise
      Unterstützung an Universitäten,
      oder sie schreiben Unternehmen
      an, damit diese ihnen spezielle
      Messinstrumente überlassen.
          Deutschland hat seit 1995 an je­
      dem IYPT teilgenommen. Betreuer
      der ersten Stunde ist der Physikleh­
      rer Rudolf Lehn aus Bad Saulgau,
      auf dessen Initiative 1999 das SFZ
      gegründet wurde. Aus dieser Nach­
      wuchsschmiede für Technik und
      Naturwissenschaften sind schon                Im Finale präsentiert WuHuyn Sohn aus         schen Kanone“, die Jie Yeo aus Singapur
      zahlreiche IYPT-Teilnehmer her­               Korea (rechts) seine Lösung zur „Gauß-        kritisch hinterfragt.

                                                       © 2012 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim   Physik Journal 11 (2012) Nr. 10   21
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                                                                                                                              gesichts des allgemeinen Mangels

                                                                                                                        SFZ
                                                                                                                              an Absolventen der MINT-Fächer
                                                                                                                              könne sich die Gesellschaft diese
                                                                                                                              Konzentration auf wenige Orte gar
                                                                                                                              nicht leisten, ist Lehn überzeugt.
                                                                                                                              Daher macht er sich stark dafür,
                                                                                                                              auch in Deutschland einen natio­
                                                                                                                              nalen Wettbewerb durchzuführen,
                                                                                                                              ein German Young Physicists’
                                                                                                                              Tournament, und damit Schüle­
Beim Finale be-
                                                                                                                              rinnen und Schüler bundesweit
werten gleich elf
Juroren die Teams
                                                                                                                              für die Physik zu begeistern. „Die
aus Korea, Singa-                                                                                                             Aufgaben zeigen unseren Schülern
pur und Iran.                                                                                                                 alle Facetten der Forschung und
                                                                                                                              sind eine hervorragende Quelle
                             ren. Korea entscheidet sich für die              deren Bildungskultur und Drill                  für mehr forschungsorientiertes
                             „Gaußsche Kanone“, eine Aufgabe,                 haben wollen“, sagt er. So nimmt                Lernen im Klassenzimmer“, ist
                             die in ihrer Komplexität charakte­               das Land zwar erst seit rund zehn               Lehn überzeugt, der im Vorstand
                             ristisch ist für die IYPT-Probleme:              Jahren an dem Turnier teil, hat                 der DPG für das Ressort Schule
                             „Eine Reihe von identischen Stahl­               in den letzten Jahren aber immer                zuständig ist. Das gelte sogar schon
                             kugeln enthält eine magnetische                  hervorragende Platzierungen er­                 für die Mittelstufe, in der man sich
                             Kugel. Rollt von einem Ende eine                 reicht. Dies liegt auch daran, dass             den IYPT-Aufgaben rein experi­
                             weitere Stahlkugel auf diese An­                 die koreanischen Verantwortlichen               mentell nähern könne. „Da sind
                             ordnung, so schießt die Kugel am                 einen nationalen Ausscheidungs­                 aber natürlich auch die Lehrer
                             anderen Ende mit überraschend                    wettbewerb durchführen und daher                gefordert, die sich an die Aufga­
                             hoher Geschwindigkeit weg. Op­                   aus dem Vollen schöpfen können.                 ben heran trauen müssen“, betont
                             timiere die Position der Magnet­                 „Im harten Wettbewerb wählen wir                Lehn. Zweifellos erfordert es einige
                             kugel, um den größtmöglichen                     aus 500 Schülern die fünf Team­                 Überwindung, im Physikunterricht
                             Effekt zu erzielen.“ WuHyun Sohn                 mitglieder aus, für die es eine große           ausgetretene Pfade zu verlassen und
                             startet seine perfekte Powerpoint-               Ehre ist, unser Land vertreten zu               sich zum Beispiel mit der Frage zu
                             Präsentation. Er zerlegt den Ablauf              dürfen“, berichtet Delega­tionsleiter           beschäftigen, warum Honig auf
                             in die drei Phasen von Anziehung,                Hong Jung.                                      dem Brot eine Spirale formt, wenn
                             Kollision und Abstoßung, disku­                     Im Gegensatz dazu gehen                      er vom Löffel fließt, oder wie ein
                             tiert die auftretenden Kräfte und                in Deutschland gerade einmal                    Tisch­tennisball vom Boden zu­
                             die Energiebilanz, vergleicht                    25 Schüler ins Rennen, die sich                 rückspringt, wenn er teilweise mit
                             experimentelle Ergebnisse und                    an einigen wenigen Schüler­                     Wasser gefüllt ist. Dies sind zwei
                             Modellierung und präsentiert das                 forschungszentren (Erlangen,                    der Aufgaben für das IYPT 2013
                             Ergebnis: Am schnellsten fliegt die              Lörrach-Dreiländereck, Nordhes­                 in Taipeh, an deren Lösung bereits
                             Kugel weg, wenn die magnetische                  sen und Süd-Württemberg) auf                    Schülerinnen und Schüler auf der
                             Kugel ganz vorne liegt und sich                  das Turnier vorbereitet haben. An­              ganzen Welt tüfteln.&)
                             hinter ihr genau drei Stahlkugeln
                             befinden. Korea gewinnt das Finale
                                                                                                                                                                         SFZ
                             schließlich souverän, Iran landet
                             knapp vor Singapur auf dem zwei­
                             ten Platz.#) Anders als bei Olympia
                             erhalten alle drei Finalisten eine
                             Goldmedaille, die Teams auf den
                             Plätzen vier bis acht eine Silber­
#) Unter http://iypt.org/­   medaille. Bronze gibt es für die
Tournaments/Bad_             Ränge neun bis vierzehn. Mit seiner
Saulgau sind die Ergeb­
nisse zu finden sowie        Silber­medaille bleibt Deutschland
­Videos des Finales.         die bislang erfolgreichste Nation
&) Einzelpersonen oder       beim IYPT: Bei 18 Teilnahmen
Teams, die an einer Teil­
nahme am IYPT2013 in­
                             erhielten die deutschen Teams sie­
teressiert sind, können      ben Gold-, acht Silber- und zwei
sich bis zum 30. Oktober
zum Auswahlverfahren
                             Bronze­medaillen.
anmelden unter info@            Rudolf Lehn überrascht der Aus­
sfz-bw.de. Die DPG hat       gang des Turniers nicht. „Korea ist
die Schirmherrschaft
über das Auswahlverfah­      uns weit voraus. Das sollte uns zu               Unter den Augen des IYPT-Präsidenten            Lehn (rechts) den „Staffelstab“ an Chih-
ren übernommen.              denken geben, auch wenn wir nicht                Alan Allinson (Mitte) übergibt Rudolf           Ta Chia, den Organisator des IYPT 2013.

                             22   Physik Journal 11 (2012) Nr. 10   © 2012 Wiley-VCH Verlag GmbH & Co. KGaA, Weinheim
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