Im März haben wieder knapp 200 Schülerinnen und Schüler geforscht und experimentiert
Energie lässt sich klimaneutral durch Wind, Sonne oder Muskelkraft erzeugen, fließt nicht nur durch Stromleitungen, sondern auch durch unser Gehirn und selbst Kuhpüpse können in Energie umgewandelt werden.
Im jährlich stattfindenden MINT-Wettbewerb ExperiWatt widmen sich Schülerinnen und Schüler der 9. Klassen zwei Wochen lang wissenschaftlichen Fragen und Experimenten aus dem spannenden Themenfeld der Energie.
Vom 4. bis 15. März 2024 sind die diesjährigen MINT-Teams wieder gegeneinander angetreten, haben die Energieerzeugung mit Muskelkraft oder aus Solarzellen berechnet, radelnd Wasser zum Kochen gebracht oder die Energieströme im Gehirn unter die Lupe genommen.
Krönender Abschluss des Wissenschaftswettbewerbs war für alle Teilnehmenden die lustige, spannende und naturwissenschaftliche Preisverleihung mit Jack Pop, dem CIRCUS of SCIENCE Entertainer, die am 27. März 2024 im Nieper-Bau der HTWK Leipzig stattgefunden hat.
MINT-WETTBEWERB
Für den ExperiWatt-Wettbewerb können sich jedes Jahr Schülerinnen und Schüler der 9. Klassen einer Oberschule oder eines Gymnasiums in Leipzig und Umgebung anmelden. In den letzten Jahren wurden die Teilnehmenden in 4er-Teams zu vier verschiedenen Modulen an die verschiedenen Wissens-Standorte in Leipzig geschickt. In diesem Jahr konnte der MINT-Wettbewerb viel mehr Bewerberinnen und Bewerber zulassen, denn es konnten gleich zwei weitere Module und Standorte dazu gewonnen werden.
MODULE & STANDORTE
HTWK Leipzig | FitForFuture
Muskelkraft, Solarenergie oder Kohlekraft? Welche Formen der elektrischen Energieerzeugung wollen wir für unsere Zukunft?!
Im Labor der Fakultät Ingenieurwissenschaften der HTWK Leipzig wartete auf die Teams insgesamt sechs verschiedene Experimente zur Energieerzeugung. Die Teams lernten an den Stationen verschiedene Formen der Energie praktisch kennen und mussten Antworten zu Fragen finden wie:
Wie kann man Pumpspeicherkraftwerke als Energiespeicher weiterdenken?
Warum verbrauchen LED weniger Energie als Glühlampen?
Weshalb befüllt man den Wasserkocher nicht bis zur „max“ Markierung?
Wieviel Schweiß steckt in einer Tasse Tee? Oder: Wie fit bist Du?
Beim ersten Experiment durften die Schülerinnen und Schüler auf dem Fahrrad-Ergometer radelnd Energie erzeugen, die Daten auswerten und anschließend Berechnungen beispielsweise zur Wärme-Energie vornehmen. Beim Experiment „Nabendynamo“ sollten unter anderem die Leistungsunterschiede von LED und Glühlampe ermittelt werden.
VDI GarGe Leipzig | Sonnenenergie
Energie aus der Sonne – Sie ist die Grundlage allen Lebens, indem sie uns Licht und Wärme liefert. Doch wie können wir die Sonne technisch nutzen und was passiert, wenn sie mal „nicht scheint“?
In der VDI GaraGe lernten die Schülerinnen und Schüler den Aufbau und die Funktionsweise von Siliziumsolarzellen kennen. Anschließend untersuchten sie, wie Verschattung die Leistung von Solarzellen beeinflusst, was passiert, wenn man Solarzellen auf unterschiedliche Weisen zusammenschaltet und welche Wirkungsgrade verschiedene Energieumwandlungsschritte haben. Darüber hinaus simulierten sie ein Inselsystem mit Solaranlage und untersuchten Kondensatoren als Speichermöglichkeit von elektrischem Strom aus Solarzellen.
INSPIRATA Leipzig | Windenergie
Der Wind, der Wind, das himmlische Kind… – Wie viel Energie steckt drin und wie können wir sie sinnvoll nutzen? Finde es heraus!
Wie kann man die Energie des Windes effizient nutzen? Und was passiert, wenn es mal eine Flaute gibt? Solche Fragen galt es beim Modul der INSPIRATA Leipzig zu beantworten. Die Wissens-Challenge zum Thema Windenergie war nur ein Teil der Herausforderungen, die sich die Teams stellen mussten. Die Teilnehmerinnen und Teilnehmer lernten ebenfalls verschiedene Arten von Rotoren und deren unterschiedliche Formen kennen, sie mussten sich mit dem Fachjargon und themenrelevanten Statistiken auseinandersetzen und konnten durch eigene Experimente das Thema Windenergie selbst erfahren.
UFZ Schülerlabor | Die Brennstoffzelle
Brennstoffzellen im Auto? Was wird uns in Zukunft antreiben, wenn wir CO2-neutral mobil bleiben wollen?
Im UFZ Schülerlabor erhielten die Teams zu Beginn des Moduls eine Einführung in die Arbeitsweise von Brennstoffzellen, den Umgang damit und einen Einblick in den inneren Aufbau. Sie haben erfahren, was es mit dem Phänomen der „Zitronenbatterie“ auf sich hat und was die Wasserspaltung mit einer galvanischen Zelle eigentlich ist.
Theoretisch beantwortet und praktisch erarbeitet wurden im Modul folgende Fragen: Wird die Brennstoffzellentechnologie die Lösung dieser Frage sein? Was „brennt" in einer Brennstoffzelle? Mit welchen Brennstoffen kann ich diese Energiewandler betreiben? Wie sieht eine Brennstoffzelle von innen aus?
Die Teams haben im Modul darüber hinaus verschiedene Brennstoffzellen auf ihre Leistung vermessen und eine Brennstoffzelle komplett auseinandergenommen und wieder zusammengebaut.
Universität Leipzig | Brennbares Eis
Wie können wir das Treibhausgas Methan aus Kuhpupsen speichern und als Energiequelle nutzen?
Brennbares Eis und Kuhpups? Was hat das wohl mit dem Thema Energie zu tun? In diesem Modul wurden die Geheimnisse des brennenden Eises beleuchtet und aufgezeigt, welcher Zusammenhang zum Kuh-Pups besteht. Dabei haben die Teilnehmenden erfahren, welche Rolle Methan beim Umweltschutz und bei der Entwicklung von Energiespeichern der Zukunft spielt. Mit spannenden Experimenten entdeckten die Teilnehmenden die Wirkung des Kuhpups auf unsere Umwelt, wie man brennbares Eis als Energiespeicher nutzen kann und designten einen innovativen Kuhstall der Zukunft.
Max-Planck-Institut für Kognitions- &Neurowissenschaften | Auf der Spur von Effizienz und Leistung des menschlichen Gehirns
Das Modul gab einen Einblick in die Hirnforschung und den Energieverbrauch des menschlichen Gehirns. Die Teams haben erfahren, was eine Elektroenzephalografie (EEG) ist und wie man damit den Energieverbrauch des Gehirns in verschiedenen Situationen (entspanntes Träumen oder eine schwierige Matheaufgabe lösen) messen kann. Im praktischen Teil konnten die Teilnehmenden eigene EEG-Experimente durchführen und lernten, wie sie mit Hilfe eines Computerprogramms ihre Gehirnaktivität erforschen können.
WAS DABEI GELERNT?
Frau Schulisch, Lehrerin des Schiller-Gymnasiums, antwortete auf die Frage, welche Vorteile ExperiWatt im Vergleich zur Schule bietet und ob es allen gefallen habe, mit den Worten:
„Es gibt besondere Gerätschaften, über die Schulen nicht verfügen. Außerdem stehen die betreuenden Personen viel tiefer im Stoff und können so viel mehr zu den bestimmten Fachgebieten erklären. […] Alle Schüler waren durchweg sehr begeistert von ExperiWatt. Sie haben viel Neues erlebt und gelernt.“
Für Shania, Schülerin des BIP Gymnasiums und ExperiWatt-Teilnehmerin 2024, zeichnet sich der MINT-Wettbewerb im Vergleich zu anderen Wettbewerben vor allem durch folgende Aspekte aus:
„Ich habe oft an Olympiaden teilgenommen, aber ExperiWatt ist einfach anders. […] Bei Olympiaden ruft man das gelernte Wissen einfach ab, es gibt keine Anwendung und es ist ziemlich anstrengend, weil die Wettbewerbe manchmal 6 Stunden dauern. […] Bei ExperiWatt wird die Theorie echt interessant erklärt und man kann das Wissen direkt in coolen Experimenten anwenden. Das ist nicht so langweilig wie bei einer Olympiade. […] ExperiWatt hat Naturwissenschaften für mich viel interessanter gemacht. […] Physikolympiaden wecken kein tieferes Interesse und helfen Schülern nicht dabei, Orientierung zu finden. Die Experimente bei ExperiWatt machen den Themenbereich viel spannender und man bekommt eine gute Vorstellung davon, was möglich ist.“
DIE GEWINNER-TEAMS
Gymnasien
Platz 1 | Geschwister Scholl Gymnasium Taucha
Platz 2 | Gymnasium Brandis
Platz 3 | Neue Nikolaischule
Oberschulen
Platz 1 | OS am Weißeplatz
Platz 2 | Lene-Voigt-Schule
Platz 3 | 56. Oberschule
BACKSTORY | ExperiWatt
Mit ExperiWatt bieten seit 2020 die Fakultät Ingenieurwissenschaften der HTWK Leipzig, die INSPIRATA – Zentrum für mathematisch-naturwissenschaftliche Bildung e.V., das UFZ - Helmholtz-Zentrum für Umweltforschung GmbH und die VDI GaraGe gemeinnützige GmbH den MINT-Wettbewerb an. Er richtet sich an Schülerinnen und Schüler der 9. Klassen aus Oberschulen und Gymnasien in Leipzig und Umgebung. Im Fokus von ExperiWatt stehen Forschungsdrang und die Auseinandersetzung mit MINT-Themen zu Energie. Inhaltlich und organisatorisch wird ExperiWatt von den vier Kooperationspartnern durchgeführt.
Im Jahre 2024 konnten als weitere Standorte das Max-Planck-Institut für Kognitions- und Neurowissenschaften Leipzig sowie das Institut für Didaktik der Physik der Universität Leipzig dazu gewonnen werden.
Finanziell unterstützt wird der Wettbewerb von der Stadt Leipzig und der L-Gruppe sowie Sponsoring & Unterstützung von der Techniker Krankenkasse und der Firma ANT.
Ursprünglich wurde der MINT-Wettbewerb mit dem Titel experiNat von 2006 bis 2019 von den Leipziger Stadtwerken (der heutigen L-Gruppe) finanziert und organisiert. Nach der 13. Auflage im Jahre 2019 verabschiedete sich die L-Gruppe von dem Format, um sich künftig „auf andere Maßnahmen fokussieren" zu können. Die vier Modulpartner des einstigen experiNat-Wettbewerbs entschieden sich, den mittlerweile etablierten und beliebten MINT-Wettbewerb mit leicht veränderten Rahmenbedingungen unter dem neuen Titel ExperiWatt fortzusetzen.