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Erfolgreiche Teilnahme an den Vorentscheidungen zur International Olympiad on Astronomy and Astrophysics (IOAA) 2022

„Dass niemand etwas sicheres von der Astronomie erwartet, denn nichts Wahres bietet sie uns an. Wenn jemand diese Disziplin verlässt, wird er wahnsinniger enden als beim Einstieg.“

Mit diesem Zitat des weltberühmten, revolutionären Astronomen Nicolaus Copernicus begannen die nationalen Vorentscheid-Runden hin zur Ernennung des deutschen Nationalteams für die diesjährige „International Olympiad on Astronomy and Astrophysics“ (IOAA).

Der seit 2007 jährlich stattfindende internationale Schülerwettbewerb, an welchem Deutschland erst seit 2019 als eines von insgesamt 48 Ländern teilnimmt, entstand als Abspaltung von und damit Erweiterung der bereits länger existierenden „Internationalen Astronomie-Olympiade“ (IAO).

Teilnehmen darf jede*r, die*der im Jahr der eigentlichen Olympiade das 20. Lebensjahr noch nicht vollendet hat.

Der deutsche Auswahlprozess zur Bestimmung des Nationalteams für die Olympiade setzt sich aus drei Runden zusammen.

Bei der ersten Runde handelt es sich um eine sogenannte „Hausaufgabenrunde“, bei der die Schüler*innen insgesamt fünf theoretische Aufgaben aus den Bereichen der Astronomie und Astrophysik in Eigenregie zu Hause bearbeiten und lösen müssen, wobei bestimmte Hilfsmittel sowie Recherche erlaubt sind, was jedoch nicht unbedingt einen Vorteil verschafft.

Für die zweite Runde qualifizieren sich lediglich die 50% der besten Teilnehmer*innen deutschlandweit sowie diejenigen, die mindestens die Hälfte der Punktzahl erreicht haben. Auch Teilnehmende der Bundesrunde der „Internationalen Physik-Olympiade“ (IPhO) qualifizieren sich automatisch für die zweite Runde.

Die zweite Runde – das Halbfinale – findet kurz nach der ersten Runde in Form einer Online-Klausur statt. Man bekommt hier nach dem Upload der Klausur einen Zeitraum von ein paar wenigen Stunden zur Verfügung gestellt, um so viele Aufgaben wie möglich so gut wie möglich zu bearbeiten. Auch hier sind zwar wieder Hilfsmittel und Recherche erlaubt, das zentrale Problem ist jedoch die Zeit.

Für die dritte Runde – das Finale – qualifizieren sich die besten 20 Teilnehmenden sowie alle, die mehr als 75% der Punkte erzielt haben. Die Ergebnisse werden bereits einen Tag später veröffentlicht.

Bei der Finalrunde handelt es sich ebenfalls um ein Online-Klausur-Format, sie setzt sich jedoch aus insgesamt zwei Klausuren zusammen, bei welchen man wieder einen Zeitrahmen erhält, dieses Mal jedoch über eine Videokonferenz von den Veranstaltern überwacht wird. Hier sind nun lediglich wenige bestimmte Hilfsmittel zulässig.

Bei der ersten Final-Klausur handelt es sich um eine reine Theorie-, bei der zweiten um eine Data Analysis und Beobachtungs-Klausur, die also auch die praktischen Elemente der Astronomie umfasst, ähnlich wie bei der tatsächlichen Olympiade.

Die besten fünf Teilnehmenden der Finalrunde stellen nun das Nationalteam, welches über die nächsten Monate hinweg in verschiedenen Camps und Seminaren für die Olympiade vorbereitet wird.

Insgesamt erinnert dieser Aufbau stark an den aller anderen Science-Olympiaden, wie etwa in Physik oder Biologie.

Ähnlich wie bei meiner Teilnahme an der Physik-Olympiade gestaltete sich die Teilnahme an der IOAA als recht spontan und kurzfristig.

Bei den Aufgaben der ersten Runde musste ich hierbei etwa mithilfe der heutigen Koordinaten des ehemaligen Polarsterns des Alten Ägyptens – „Thuban“ (α Draco) – die Präzessionsdauer der Erdachse, also die Dauer der Richtungsänderung unserer Erdachse im Raum aufgrund bestimmter Kreiselgesetzte, berechnen.

Des Weiteren sollte man die Effektivität der künftigen ESA-NASA-Mission AIDA (Asteroid Impact and Deflection Assessment) anhand der Veränderung der Umlaufdauer des kleineren Asteroiden Dimorphos um seinen größeren Nachbarn Didymos durch Impulsübertragung beim Einschlag der NASA-Sonde DART (Double Asteroid Redirection Test) prüfen.

Bei einer weiteren Aufgabe ging es darum, zu bestimmen, welche Himmelskörper man am Tag mit dem bloßen Auge sehen könnte, würde sich unser Sonnensystem in eine riesige Gaswolke, genannt die „Lokale Blase“, begeben, und unsere Sonne daher aufgrund der interstellaren Extinktion – also der Abschwächung von Licht beim Durchlaufen interstellarer Materie – zehnmal dunkler erscheinen.

Bei den letzten Aufgaben ging es einmal darum, anhand gegebener Masse und Temperatur sowie Helligkeitsschwankung eine Theorie zu überprüfen, nach der der pulsierende Rote Riese „Y Canum Venaticorum“ („La Superba“) regelmäßig Masse in Form von Schockwellen durch seine Pulsation verliere, sowie durch Spektralanalyse zweier verschiedener Seyfert-Galaxien in Hinblick auf beispielsweise Dopplerverbreiterungen etwa bei Wasserstoff- und Helium-Emissionslinien herauszufinden, bei welchem Spektrum der Inklinations-, also Betrachtungs-Winkel größer war.

Die Teilnahme am Astronomie-Kurs von Herrn Haug hat mir bereits viele Grundlagen zur Bearbeitung dieser Aufgaben geliefert, auch wenn ich sehr vieles noch recherchieren und mir selbst aneignen musste.

Hier merkt man erst einmal, wie umfassend diese Wissenschaftsdisziplin ist.

Die erste Runde habe ich schließlich mit 18,5 von 25 Punkten erfolgreich bestanden und mich so für die zweite Runde qualifiziert, an welcher ich dann auch teilnahm.

Die Aufgaben in dieser Runde jedoch waren deutlich schwerer als die der ersten Runde, und mir fehlten hier leider tatsächlich schlichtweg die Grundlagen.

Äußerst knapp verfehlte ich daher die Qualifikation zum Finale, konnte jedoch extrem viel Neues und Spannendes dazulernen, was mich auch dazu motivierte, Astronomie und hier besonders den praktischen Teil zu meinem neuen Hobby zu machen.

Die IOAA kann ich jedem*jeder wärmstens empfehlen, der*die dazu bereit ist, viel Zeit darin zu investieren, sich in die verschiedensten Bereiche der Astronomie und Astrophysik einzuarbeiten, und so über den Wettbewerb hinaus auch allgemein ein besseres Verständnis dafür zu kriegen, was da draußen im All alles so geschieht; es lohnt sich so oder so!

Daran anknüpfend kann ich auch den Astronomie-Kurs von Herrn Haug für die Kursstufe empfehlen, da man hier die wichtigsten Grundlagen einer großen Bandbreite an Themen abarbeitet.

„Was wir wissen ist ein Tropfen, was wir nicht wissen ist ein Ozean.“ (Isaac Newton)

Dennis Schäfer, JG1

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HCG Team erneut siegreich bei First-Lego-League

Beim diesjährigen Challenge-Wettbewerb der First-Lego-League konnte sich das Team HCG den 1. Platz in der Kategorie „Roboterdesign“ sichern und belegte in der Kategorie „Champion“ den 3. Platz

Der Samstag begann schon früh. Wir, Amy (8b), Jakub (9b), Salea (9c) und unsere Co-Coaches Keano und Felix (beide 11b) trafen uns schon um 8:45 Uhr vor der Experimenta in Heilbronn mit unserem Coach Frau Sauer. Leider konnte Lea (10b) krankheitsbedingt nicht teilnehmen. Um 9 Uhr wurde der Wettbewerb mit einer offiziellen Begrüßung eröffnet. Leider sind aufgrund der aktuellen Lage viele Teams nicht angetreten, sodass kurzfristig drei Wettbewerbe zusammengelegt wurden. Doch auch das Wetter spielte nicht mit, weshalb aufgrund von vereisten Autobahnen nur sechs Teams antreten konnten.

Der Wettbewerb begann für uns mit einer Vorbereitungsrunde, wobei die Wettbewerbsspielfelder und die Schiedsrichter kennengelernt wurden. Dank einem sehr strukturierten Zeitplan konnten wir immer genau verfolgen, was als nächstes anstand. So konnten wir auf zwei Testspielfeldern in unseren Pausen immer wieder unseren Roboter ausprobieren, und bei Bedarf den Programmcode noch einmal anpassen.

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Wir mussten uns in vier Kategorien beweisen.

  • Robot-Game: Alle Teams bekamen zu Beginn der Saison das Spielfeld mit den nötigen Aufbauten zu Verfügung gestellt. Wir entschieden uns dann für eine gewisse Anzahl an Aufgaben und bereiteten unseren Roboter dafür vor. Beim Wettbewerb dauert jeder Durchlauf 150 Sekunden. In dieser Zeit muss der Roboter möglichst viele Aufgaben selbstständig lösen und somit Punkte sammeln. Nach den drei Vorrunden im Robot-Game entscheidet dann die beste Runde darüber, wer in das Halbfinale kommt. Und wir haben es geschafft! Doch leider konnten wir, wie erstaunlicherweise alle anderen Teams auch, im Halbfinale nicht an unsere guten Vorrunden anknüpfen.
  • Roboterdesign: Natürlich musste unser Roboter für die unterschiedlichsten Aufgaben mit unterschiedlichen Werkzeugen ausgestattet sein. Daher mussten wir unseren Konstruktionsprozess, die Programmierung und unserer Strategie des Roboters auch einer Jury vorstellen. Hierbei wurde deutlich, weshalb wir als Team diese Entscheidungen bezüglich unseres Roboters getroffen haben. Unser doch sehr einfach gestalteter Roboter konnte durch die Konzentration auf das Wesentliche und die simplen, aber sehr zuverlässigen Werkzeuge überzeugen. Hierbei nutzen wir Mechanismen, welche auf Seile und Zahnstangengetriebe aufbauten.

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  • Forschung: Ebenso mussten wir zu dem diesjährigen Thema „Cargo Connect“ eine Problemfrage vorbereiten und dafür eine innovative Lösung entwickeln. Wir beschäftigten uns damit, wie wir die Paketboten bei der zunehmenden Paketflut entlasten können. Dabei stießen wir auf eine fahrende Paketstation, welche auch auf der BUGA in Heilbronn schon vorgestellt wurde. Diese Idee entwickelten wir gemeinsam weiter. In einer Präsentation stellten wir unsere Idee vor und begeisterten mit einem sehr anschaulichen Modell.
  • Teamwork: Neben dem technischen Know-how wurden wir in der 30-minütigen Jurybewertung auch auf unsere Zusammenarbeit im Team geprüft. Hierbei sollten wir über unser Vorgehen bei der Vorbereitung berichten. Hierbei wurden wir explizit dafür gelobt, dass jeder in unserem Team von allem Bescheid wusste und auch überall mitwirkte.

Nachdem wir uns im Halbfinale leider geschlagen geben mussten, schauten wir noch bei den Final-Durchgängen zu. Abschließend stand die Siegerehrung an und der abwechslungsreiche, spannende, aber auch anstrengende Tag ging zu Ende.

Ein großes Dankeschön geht an unsere beiden Co-Coaches, die uns an diesem Tag und während der Vorbereitung begleitet haben.

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Fit für MINT

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Das HCG und die Welt der kleinsten Teilchen

Unsere Schule gestaltet die MINT100 des Vereins MINTec an der Experimenta Heilbronn mit

35 Schülerinnen und Schüler und acht Lehrerinnen und Lehrer aus dem süddeutschen Raum treffen sich am Montag, den 27.9.2021 in der Experimenta Heilbronn, um die Welt der kleinsten Teilchen näher kennen zu lernen. Verena Kain erzählt live aus dem Kontrollraum des LHC am Cern bei Genf, wie Milliarden von Protonen in haardünne Pakete verpackt werden, um sie auf 99,999999 % der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt frontal aufeinander zu steuern – Nur um zu sehen, welch seltsame Fetzen danach fliegen. Da kann man schon staunen.

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In Workshops können die Schüler selber Daten vom LHC oder von Teilchen aus dem All mit dem Computer auswerten. Sie können zentrale Experimente der Atom- und Quantenphysik durchführen. Und sie können im vom HCG geleiteten Workshop „Umweltradioaktivität“ Nebelkammern bauen und die Spuren der kleinsten Teilchen selber entdecken. Hier untersuchen sie auch, wie man mit Luftballons strahlende Teilchen aus der gewöhnlichen Raumluft sammelt, und sie messen die Radioaktivität von Zigarettentabak.

Den Lehrern wird derweilen von Prof. Quast vom KIT Karlsruhe die Idee vorgestellt, Teilchenphysik in der Schule zu unterrichten, und am Ende des vollen Programms dürfen sich alle gemeinsam in bequemen Sesseln verdient zurücklehnen. Über ihnen wölbt sich an der Planetariumskuppel des Science-Dome der Experimenta der Heilbronner Sternhimmel. Hier ist Raum für das ganz Große, Sterne, Nebel und Galaxien.

Eine Lehrerin, zwei Lehrer und sechs Schülerinnen und Schüler des HCG waren dabei und meinen: Es hat sich gelohnt.

Wettbewerbsangebote 2021/22

Känguru:                                          Schmelcher/Bitz

Mathe ohne Grenzen                       Boncol

Tag der Kombinatorik:                      Hinko

Tag der Mathematik:                        Wagner

Mathe im Advent:                             Boncol

Vertiefungskurs:                               Hinko

Informatik Biber:                               Lambrecht-Nenner

Physik im Advent                              Haug

Physikolympiade                              Haug

Chemie im Alltag-das Experiment    (noch offen)

FirstLegoLeague-Challenge             Sauer

Solarmobilbau                                  Wernthal

RACI Chemie Wettbewerb               Borner

Be smart, don't start                         Alica Heim

CyberMentor geht in eine neue Runde

Bis 30. September 21 kannst du dich für das nächste CyberMentor-Programm registrieren.

Beginn ist der 13.10.21.

Weitere Informationen findest du unter

 

https://www.cybermentor.de

 

Das Programm richtet sich an MINT-interessierte Schülerinnen der Klassestufen 7-Jg2.

Die Teilnahme kannst du für das MINT-EC-Zertifikat anrechnen lassen.

 

Bei Rückfragen könnt ihr euch gerne an mich wenden.

 

Kirsten Boncol

Abteilungsleiterin MINT

„Jugend präsentiert“

Der Schülerwettbewerb „Zeig her, was du weißt“ startet von November- Februar.

 

So geht`s:        Beantworte in einem max. 5-minütigen Videoclip deiner Präsentation oder

                          einem Erklärvideo eine naturwissenschaftlich-mathematische Fragestellung.

                          Reiche deinen Beitrag ein unter:

 

                          www.jugend-praesentiert.de

 

Hier findest du auch weitere Informationen zum Wettbewerb.

Teilnehmen können Schüler*innen von der Klassenstufe 7-Jg2. Ihr könnt euch als

Einzelperson oder in Teams mit bis zu 2 Personen bewerben.

 

Bei Rückfragen stehe ich gern zur Verfügung.

 

Kirsten Boncol

Abteilungsleiterin MINT

MINT? MINT! Studienorientierung hands-on am HCG

MINT-Studienbotschafter*innen mit Hands-on-Aktivitäten im Gepäck zu Besuch in Klassenstufe 10

Was für Berufsperspektiven gibt es eigentlich im MINT-Bereich und welche Anforderungen bringt ein Studium der Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften oder Technik mit sich? Am 20. Juli 2021 konnten die 62 NwT-Schüler*innen der Klassenstufe 10 nicht nur verschiedene MINT-Studiengänge in Impuls-Vorträgen kennenlernen, sondern in verschiedenen Workshops hands-on ausprobieren, welches Fach zu ihren Interessen (»Will ich das?«) und Fähigkeiten (»Kann ich das?«) passt.

 

Authentische Studieneindrücke: Was zeichnet verschiedene MINT-Studiengänge aus?

Fünf junge Studierende vermittelten zuerst 30 Minuten lang einen persönlichen Einblick in ihr Studium an der Universität Tübingen. Sie räumten mit gängigen Vorurteilen (z. B. »Informatik = Programmieren.«) auf und stellten anhand konkreter Beispiele vor, die sie an ihrem MINT-Fach besonders faszinieren, zum Beispiel Genscheren, Differenzialgleichungen oder neuronale Netze. Besonders aufmerksam hörten die Schüler*innen zu, als die MINT-Studienbotschafter*innen Schnappschüsse aus ihrem Studienalltag zeigten und vom gemeinsamen Lernen an der Universität, dem Arbeiten im Labor, im Team gemeisterten Projekten sowie ihren persönlichen Hobbys berichteten. Dabei wurde deutlich: Physik, Informatik, Biochemie, Kognitionswissenschaft oder Mathematik studieren ganz »normale Leute«.

CRISPR/Cas9 als Gentechnik der Zukunft – Dennis Schäfer (Kl. 11a) besucht das MINT-EC-Camp „Zukunftstechnologien“

 

„CRISPR/Cas9“, Akronym für die „Clustered Regularly Interspaced Short Palindromic Repeats“ sowie für das „CRISPR-associated“ Protein, könnte die größte Entdeckung in der Genetik der Moderne sein. Mit dieser Methode lassen sich heute schon die Verläufe von Demenz oder Krebs auf zellulärer und molekularer Ebene leicht nachverfolgen, beispielsweise indem man das Erbgut erkrankter Mäuse genetisch bearbeitet, um betroffene Zellen biolumineszieren zu lassen.

Doch wie genau funktioniert dieses „CRISPR/Cas9“? Und welche Rolle spielen die sogenannten „Plasmide“?

Darum sowie um noch einige weitere Themen sollte es in dem eigentlich einwöchigen MINT-EC-Camp „Zukunftstechnologien“ vom 14.06.-18.06.2021 an der experimenta Heilbronn gehen, für welches ich angemeldet war. Doch leider machte die Corona-Pandemie einen Strich durch die Rechnung, weshalb letztendlich nur noch ein eintägiger digitaler Ersatzkurs am 16.06.2021 angeboten werden konnte.

So blieb aus einer Vielzahl großartiger und hochmoderner Themen schließlich nur noch das CRISPR/Cas-Verfahren übrig.

Nachdem unsere Klasse dieses Schuljahr im bilingualen Biologieunterricht bei Frau Heim bereits intensiv das Thema Genetik behandelt hatte, unter anderem auch ansatzweise das CRISPR/Cas-Verfahren, war ich mit dem Thema schon etwas vertraut und freute mich, hierüber noch mehr zu erfahren.

Zunächst wurde uns erläutert, was genau CRISPR und was das Cas9-Protein sind, sowie welche Funktionen sie in der Natur haben. So wurde CRISPR/Cas9 erst vor wenigen Jahrzehnten erstmals in Bakterien entdeckt. Diese verwenden dieses Verfahren, um sich vor parasitären Virusinfektionen zu schützen, indem sie einen ersten Befall überleben und Teile der feindlichen DNA im CRISPR speichern, um bei einem weiteren Befall gemeinsam mit dem Cas9-Protein die tödliche Virus-DNA „aufzuspüren“ und durch „Cuts“ unschädlich zu machen. Anschließend erfuhren wir, wie wir Menschen diese natürliche und überaus präzise „Genschere“ für unsere Zwecke künstlich verwenden. So kann man durch das CRISPR/Cas-Verfahren jegliche DNA an bestimmten Stellen „zerschneiden“, um danach entweder schädliche Teile der DNA zu entfernen bzw. unschädlich zu machen, oder sie zu ersetzen. Auch kann man an diesen Stellen die DNA erweitern und dadurch zum Beispiel biolumineszierende Mäuse herstellen. Genetisch veränderte Lebewesen nennt man dann „GMOs“ (Genetically Modified Organisms).

In der zweiten Hälfte befassten wir uns dann noch mit den Plasmiden, ringförmige DNA-Doppelstränge, die sich autonom vervielfältigen und die Träger für Antibiotika-Resistenzen sind.

Das Niveau des Vortrags war ziemlich hoch und so rauchten am Ende des Tages sichtbar alle Köpfe.

In diesem Kurs lernten wir ein Verfahren kennen, das eventuell die Menschheit in ihrer zukünftigen Entwicklung einen deutlichen Schritt voranbringen kann. Die Lebenserwartung könnte dramatisch erhöht werden, allerlei Krankheiten und Pandemien könnten sofort geheilt bzw. verhindert werden oder müssten nicht einmal mehr vorkommen. Menschen könnten die Eigenschaften anderer Tiere übernehmen und dadurch könnte eventuell auch das Leben außerhalb der Erde ermöglicht werden.

Ich bedanke mich bei unserer Schulleitung für die Möglichkeit der Teilnahme und kann dieses MINT-EC-Camp jedem*r Interessierten nur empfehlen.

Dennis Schäfer, Klasse 11a

Linus Kaiser erreicht 2. Runde im Bundeswettbewerb Mathematik

Herzlichen Glückwunsch an Linus Kaiser, Klasse 11a, zum Erreichen der 2. Runde im Bundeswettbewerb Mathematik!

Nach der erfolgreichen Teilnahme am Landeswettbewerb Mathematik im letzten Schuljahr hat er sich nun an die Aufgaben des Bundeswettbewerbs gewagt und nun in der 1. Runde einen großartigen 3. Platz erreicht. 

Linus äußerte sich persönlich zum Wettbewerb:

"In Runde 1 muss man 3 von 4 Aufgaben lösen und einreichen. Ähnlich wie beim LWM kommt es hier besonders auf die exakte Formulierung und Beweisführung an. Mithilfe von GeoGebra lassen sich auch graphische Beweise zusätzlich anschaulich darstellen. Eigene Annahmen sind stets zu beweisen. Bei der Lösung von Aufgabe 2 habe ich eine implizite Annahme getroffen, ohne ihre Richtigkeit zu beweisen und nicht die volle Punktzahl bekommen. Dennoch haben meine Punkte ausgereicht, so dass ich nun an Runde 2 teilnehmen kann. Die neuen Aufgaben sind kniffliger als in Runde 1."

Wir wünschen ihm alle weiterhin gutes Gelingen!

Duke Robots gewinnen den Robot-Design-Preis bei der First Lego League

Beim diesjährigen Challenge-Wettbewerb der First-Lego-League konnte sich das Team Duke Robots vom HCG mit seinem exzellent konstruierten und programmierten Roboter den ersten Platz in der Kategorie Robot Design sichern und gewann in der Kategorie Robot Game die Silbermedaille.