Roman Nestler, Fachpreis in Geographie 2020

Man sollte sich frühzeitig überlegen, für welches Fach, welchen Bereich und welches Thema wirkliches Interesse besteht. Wenn man für eine „Sache brennt“, kann die Arbeit dann nur gut werden.

Lisa Koch, Fachpreis in Chemie 2020

Der Bereich MINT interessiert mich, aufgrund meiner naturwissenschaftlich-/mathematischen Neigungen. In der aktuellen Corona – Krise wird deutlich, welche Rolle Impfstoffe und Arzneimittel spielen, was wiederum die Bedeutung der Naturwissenschaften unterstreicht. Nur die Naturwissenschaften können uns Wege aus der Krise aufzeigen.

Marlene Riedl, Fachpreis in Mathematik, 2020

Das Netzwerk MINT TANK ermöglicht den Sieger*innen bei regelmäßigen Veranstaltungen eine mathematisch-naturwissenschaftliche Horizonterweiterung und vor allem auch den Austausch mit anderen MINT-begeisterten jungen Menschen. Für mich persönlich hat dies sogar noch einen größeren Wert als das Preisgeld.

Ausgezeichnete wissenschaftliche Arbeiten - Dr. Hans Riegel-Fachpreise

Wir sind stolz auf die herausragenden Beispiele wissenschaftlichen Arbeitens in der Schule und freuen uns, dass wir einige der prämierten Arbeiten an dieser Stelle veröffentlichen können.

Hier finden Schülerinnen und Schüler Ideen und Anregungen für die Bearbeitung eigener vorwissenschaftlicher Themen und Lehrkräfte Hinweise zum Niveau und der fachlichen Tiefe, in der einzureichende Abhandlungen verfasst sein sollten.

Die Kriterien, welche zur Auszeichnung der vorwissenschaftlichen Arbeiten führten, finden Sie im Bereich „Der Wettbewerb“. Diese Sammlung der Arbeiten veranschaulicht, wie kreative Themenwahl, umfassende Quellenrecherche, erkennbarer Eigenanteil oder kritischer Umgang mit eigenen Ergebnissen praktisch aussehen können.

Einzelne Siegerinnen und Sieger der Dr. Hans Riegel-Fachpreise gaben ihr Einverständnis, die Arbeit auf unserer Website zu integrieren. Eine weitere Verbreitung der Dokumente ist nur mit ausdrücklicher Genehmigung der Autorin bzw. des Autors möglich. Gerne unterstützen wir Sie bei der Kontaktaufnahme zu der jeweiligen Gewinnerin bzw. dem Gewinner des Dr. Hans Riegel-Fachpreises.

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2020, Informatik, 1. Platz,
Elias Krainer, Hochschulen Graz

Funktionsweise künstlicher neuronaler Netzwerke: Grundlagen und Programmierung eines Beispiels

Ein Computer ist eine automatisierte Rechenmaschine. Er kann innerhalb von Millisekunden vielstellige Zahlen multiplizieren. Im Rechnen und allen Aufgaben, welche sich durch Rechenoperationen zusammensetzen lassen, ist er uns Menschen unbestreitbar überlegen. Doch gibt es eine Vielzahl von Problemstellungen, in welchen uns ein Computer nur schwer bis gar nicht das Wasser reichen kann. Diese Aufgaben reichen von der Gesichtserkennung bis zur Fahrzeugsteuerung.

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2020, Informatik, 3. Platz,
Marc Brockhaus, Universität Münster

Facebook, Instagram und Co. - Zu offen für Schülerinnen und Schüler? - Modellierung und Implementierung eines Sozialen Netzwerkes zur speziellen Anwendung in der Schule

Diese Facharbeit behandelt die Modellierung eines für Schülerinnen und Schüler angemessenen sozialen Netzwerks. In den folgenden Kapiteln beschäftigt sich der Autor zunächst damit, was ein soziales Netzwerk ist, welche es gibt und wie sie von Kindern und Jugendlichen genutzt werden. Die Arbeit zeigt auf, warum Schülerinnen und Schüler soziale Netzwerke nutzen, wie viel Zeit sie im Internet und in sozialen Netzwerken verbringen, was für Folgen das hat und welche Vorteile ein auf Kinder und Jugendliche zugeschnittenes soziales Netzwerk hätte.

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2020, Biologie, 1. Platz,
Johanna Rathke, Universität Bremen

Inwiefern beeinflusst die Ernährung den Körper und die Psyche und welche Aspekte beeinflussen das Essverhalten?

Im Rahmen der P5-Projektprüfung wurde die Forscherfrage gestellt, inwiefern die Ernährung den Körper und die Psyche beeinflusst und welche Aspekte das Essverhalten beeinflussen. Dabei lag der Fokus vor allem auf dem biologischen Teil, der die komplexen interaktiven Reaktionsvorgänge im Körper, die durch die Nahrungsaufnahme ausgelöst werden, offenlegen soll. Zudem wurde mit dem zweiten Teil der Fragestellung die Psychologie in den Kontext der Frage eingebunden, die sich eher auf soziale Faktoren stützt, in gewissem Maße in dieser Arbeit jedoch auch durch biologische Vorgänge begründet werden soll.

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2020, Mathematik, 2. Platz,
Jannis Hajda, Universität Potsdam

Wie sicher sind heutige Verschlüsselungsmethoden am Beispiel der RSA-Verschlüsselung?

Schon früh in der Geschichte der Menschheit spielte die Verschlüsselung von Informationen und Nachrichten eine entscheidende Rolle, doch besonders im Zeitalter des Internets ist sie von essenzieller Bedeutung für den sicheren Datenverkehr. Online Banking, E-Mail, Bezahl- und Handelssysteme – all dies wäre ohne die Kryptografie in ihrer heutigen Form undenkbar. Man stellt also fest, dass Verschlüsselung nicht nur für einige wenige, sondern vielmehr für jeden Einzelnen von uns einen unfassbaren Wert hat. Eines der bedeutendsten kryptologischen Verfahren unserer Zeit stellt hierbei das RSA-Verfahren dar. Aus diesem Grund wurde sich dazu entschieden, sich in der vorliegenden Arbeit genauer mit diesem Verfahren auseinanderzusetzen. Ziel ist es, die mathematischen Grundlagen zu verstehen, eventuelle Sicherheitslücken zu erläutern und einen Blick in die Zukunft zu wagen, um am Ende die Frage nach der Sicherheit heutiger Verschlüsselungsmethoden beantworten zu können.

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2020, Physik, 1. Platz,
Urs-Felix Meyer, Carl von Ossietzky Universität Oldenburg

Plastik vom Pazifik bis zur Nordsee: Bestandsaufnahme durch Spektren ohne Spektrometer

Plastik ist ein Stoff mit vielfältigen Nutzungsmöglichkeiten. Er ist leicht herstellbar, dementsprechend in großen Mengen vorhanden und widerstandsfähig. Daher wird er auch in großen Mengen entsorgt. Seine Widerstandsfähigkeit ist hier ein großes Problem. Große Mengen des Plastikmülls gelangen in die Ozeane. Dort wird das Plastik nicht abgebaut, sondern verbleibt in den Meeren und hat auf zahlreiche Ökosysteme negative Auswirkungen. Große Teile des Mülls haben eine größere Dichte als Wasser und sinken in die Tiefsee ab, wo sie von den kalten Tiefenströmungen in mikroskopisch kleine Partikel zerrieben werden. Diese Partikel nennt man unterhalb einer Größe von 5mm Mikroplastik.

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2020, Chemie, 1. Platz,
Nikola Schmid, Friedrich-Alexander-Universität Erlangen-Nürnberg

Acetylsalicylsäure: Von der Weidenrinde zum Medikament

In den USA gehört die tägliche Einnahme einer schwach dosierten Aspirintablette, einer so genannten „Baby-Aspirin“ oder auch „Low-Dose-Aspirin“ bereits für 40% der Bevölkerung der Über-50-Jährigen zum Alltag und auch in Deutschland greifen viele zum Beispiel bei Kopfschmerzen auf Medikamente wie Aspirin®, ASS-ratiopharm® oder Alka-Seltzer® zurück. Gemeinsam ist diesen der Wirkstoff Acetylsalicylsäure (kurz: ASS), welcher aufgrund seines großen wirtschaftlichen Erfolges, der vielfältigen Einsatzmöglichkeiten und seiner langen geschichtlichen Verwendung kaum noch aus unserem Leben wegzudenken ist. Die Acetylsalicylsäure wurde bereits 1899 in der Therapie genutzt, Vorläufer der Acetylsalicylsäure sind allerdings schon seit der Antike in Verwendung.

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2020, Physik, 2. Platz,
Annika Schkoda, Universität Augsburg

Die Verwendung eines Drucksensors bei der Skitechnik des Carvens – Die Entwicklung eines digitalen Skilehrers

Sensoren werden in vielen Bereichen immer häufiger eingesetzt und auch bei verschiedenen Wintersportarten werden mit Sensoren unterschiedliche Messungen vorgenommen. Seit der Wintersport-Saison 2018/2019 wird bei den Skisprung-Weltcups eine Sensoren-Technik an den Skiern der Athleten befestigt, die nicht mehr nur die Absprunggeschwindigkeit misst, sondern auch alle 20 Meter Daten zu Geschwindigkeit, den Winkel zwischen den Skiern, die Höhe und die Landungsgeschwindigkeit erfasst. Einige der Daten werden auch den berechtigten TV-Sendern und damit den Zuschauern zugänglich gemacht, um ihnen zu zeigen, wovon die Skisprungweite abhängig ist. Alle Daten werden außerdem den Trainern und Sportlern zu Verfügung gestellt, um ihnen ein gezielteres Training zu ermöglichen.

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2020, Chemie, 1. Platz,
Lisa Koch, Universität Münster

Blut in der forensischen Chemie - Blutnachweis mit Wasserstoffperoxid und Luminol

Wer kennt es nicht: Schaltet man abends den Fernseher an, wird man überhäuft von Kriminalserien wie CSI Miami oder Criminal Minds. Selbst beim beliebten Sonntagabend Krimi in der ARD sind die Kriminalkommissare auf die Hilfe des Forensikers angewiesen, um Gesetzesbrecher hinter Gitter zu bringen. Nach dem Prinzip „Jeder Kontakt hinterlässt eine Spur“, ermitteln heute Kriminologen, um dem Täter auf die Schliche zu kommen. Auch Blutspuren geben aufschlussreiche Hinweise an einem Tatort. Sie können Angaben über Täter, Opfer, Tatort, Tatwaffe sowie die Tatzeit geben. Am Tatort gefundenes Blut scheint auf den ersten Blick nichts Ungewöhnliches zu sein. Aber wie erfolgt ein Nachweis? Handelt es sich tatsächlich um Blut oder ist es eine Täuschung? Könnte es vielleicht auch nur Kunstblut oder rote Farbe sein?

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2020, Geographie, 1. Platz,
Annik Arnold, Rheinische Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn

Smart City unter besonderer Betrachtung der Stadt Bonn

Klimawandel, Bevölkerungswachstum, Urbanisierung und Digitalisierung werden nach derzeitiger Einschätzung zukünftig eine immer größere Bedeutung erlangen und die Menschen vor neue Herausforderungen stellen. Prognosen zufolge wird die Weltbevölkerung bis zum Jahr 2050 auf 9,74 Milliarden Menschen anwachsen. Im Vergleich zu ca. 56,2% heute werden dann voraussichtlich 68,4% im urbanen Raum leben, so dass die Städte einen erheblichen Bedeutungszuwachs erfahren werden. Trotzdem müssen einerseits die Daseinsgrundfunktionen für die Bevölkerung gewährleistet sein. Andererseits sollte die Stadt möglichst modern und lebenswert gestaltet sein. Die Smart City Konzepte sind ein möglicher Ansatz zur Verwirklichung beider Aspekte.

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2020, Geographie, 3. Platz,
Julia Aichele, Universität Münster

Kostenloser Öffentlicher Personennahverkehr als tragfähiges Verkehrskonzept

Momentan ist der kostenlose Nahverkehr in aller Munde. Seit Luxemburg ihn am 1. März landesweit eingeführt hat, ist große Aufmerksamkeit auf dieses Konzept gelenkt worden. Auch in Deutschland ist der kostenfreie öffentliche Personennahverkehr, kurz ÖPNV, groß umstritten. Die deutsche Stadt Templin in Brandenburg hat das Konzept des kostenlosen Nahverkehrs bereits eingeführt gehabt, musste es aber aus Kostengründen wieder abschaffen. Die Hauptuntersuchungsfrage der Autorin in Bezug auf den kostenlosen Nahverkehr lautet, ob dieses Modell ein tragfähiges und umsetzbares Konzept ist, das sowohl, ökonomisch, sozial, als auch ökologisch sinnvoll ist.

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