Begabtenförderung

Wenn im Internet individualisierte Werbeanzeigen erscheinen, wenn das Smartphone per Gesichtserkennung entsperrt wird, wenn via App von einer Sprache in eine andere Sprache gedolmetscht wird, wenn ein Navigationsgerät nach einer verpassten Abfahrt automatisch die nächstbeste Route berechnet, um nur einige Beispiele zu nennen, dann steckt „Künstliche Intelligenz“ (KI) dahinter. Mit dieser „artificial intelligence“, wie sie im englischsprachigen Raum genannt wird, haben wir uns diese Woche beschäftigt – und hatten Dr. Rainer Hoffmann zu Besuch, der bei der EnBW, einem der größten Energieversorger Deutschlands, den Bereich „Künstliche Intelligenz“ leitet. Wir haben uns dabei zum Beispiel mit diesen Aspekten befasst: Was KI überhaupt ist. Seit wann es sie gibt und wie sie sich entwickelt hat. Wie sie funktioniert und wie eine KI programmiert und trainiert wird. Was maschinelles Lernen oder Deep Learning ist. Was eine „narrow artificial intelligence“ von einer „general artificial intelligence” und diese wiederum von einer „superintelligence“ unterscheidet. Wie es sich mit künstlichen neuronalen Netzen verhält. Wie KI mit Robotik zusammenhängt. Was das deutsche „Aleph Alpha“ vom amerikanischen „ChatGPT“ unterscheidet. Wie fehlerhaft KIs sind, welche Risiken sie mit sich bringen und wie KI-Entwicklungen ethisch beurteilt werden können. Unser Nachmittag war also ein Streifzug rund um dieses komplexe Thema und eine Mischung aus einem Vortrag, Praxisphasen und einer Fragerunde mit Diskussion. So haben wir im Vortrag beispielsweise erfahren, dass es bei ChatGPT allein über 100 Millionen US-Dollar gekostet hat, diese KI zu trainieren. Oder dass KIs auf Basis verschiedener Vorgaben inzwischen gute Bilder erstellen können (links ist zum Beispiel ein Bild zu sehen, das an diesem Nachmittag mit Blick auf unsere AG-Veranstaltung entworfen wurde). Im Rahmen der Praxisphasen haben wir dann selbst eine KI trainiert und anschließend getestet, wie präzise sie verschiedene Personen unserer AG oder auch verschiedene Bewegungen einzelner Personen unterscheiden kann. Das Ergebnis: Ziemlich präzise. Den Abschluss bildete schließlich eine Fragerunde mit Diskussion. Es ging hier beispielsweise um die folgenden Fragen: Ist eine „superintelligence“ möglich – und was wären die Konsequenzen? Wie gut kann eine KI andere KIs programmieren? Was genau unterscheidet „normale Algorithmen“ von einer KI? Wie gut ist Chat-GPT bereits? Sind menschliche Emotionen für eine KI schwer zu erlernen? Warum ist, wenn die Politik den Umgang mit KI regulieren will, der militärische Bereich meistens ausgenommen? Wie ist ein verantwortungsvoller Umgang der Menschheit mit KI möglich? Wie lassen sich Dilemma-Situationen rund um „Autonomes Fahren“ ethisch beurteilen und lassen sie sich gesellschaftlich überhaupt lösen? Kurzum: Es war ein wirklich spannender, tiefgehender und umfassender Einblick in dieses so aktuelle, „alltagsnahe“ und gleichzeitig so komplizierte Thema. Dafür an dieser Stelle nochmals ganz herzlichen Dank an Dr. Rainer Hoffmann!

Forschung in der Archäologie

„Archäologie“ ist die Wissenschaft, die sich mit der kulturellen Entwicklung der Menschheit beschäftigt und die dafür sämtliche Hinterlassenschaften der Menschen untersucht (zum Beispiel Werkzeuge, Knochen oder Kunstwerke). In der AG haben wir uns diese Woche vor allem mit der Frage beschäftigt, wie die Archäologie denn forscht – wie sie also zu ihren Erkenntnissen kommt. Dafür waren wir im Badischen Landesmuseum und haben uns gemeinsam mit der Archäologin Kira Kokoska mit verschiedenen Funden aus der Menschheitsgeschichte auseinandergesetzt – von einem Unterkiefer des „homo heidelbergensis“ aus der Alt-Steinzeit (ca. 600.000 v. Chr.) bis hin zu Schmuckkästchen aus der Karolinger-Zeit (ca. 750 n. Chr.). Um einmal drei Aspekte herauszugreifen: Wir haben zum Beispiel erstens erfahren, dass die Archäologie ihre Funde in verschiedene Kategorien einteilt. So sind „Grabfunde“ einfach Grabbeigaben und liefern vor allem Informationen zu Ritualen oder zu religiösen Vorstellungen einer Kultur, während „Siedlungsfunde“ meistens nur den Abfall von Siedlungsbewohnern darstellen und damit eher Aufschluss über die Ernährung oder allgemein die Lebensweise dieser Menschen geben. Bei „Einzelfunden“ dagegen ist es schwerer, sich ihnen wissenschaftlich zu nähern, weil hier jeweils ein Kontext fehlt. Zweitens haben wir gelernt, dass die Archäologie über diverse Forschungsmethoden verfügt. In der „Archäometallurgie“ beispielsweise werden uralte Metall-Werkzeuge genau unter dem Mikroskop untersucht, um dadurch typische Spuren zu finden, die sich durch die damalige Bearbeitung mit einem „Hammer“ ergeben haben. Diese typischen Spuren können wiederum mit Metall-Werkzeugen an anderen Orten in Verbindung gebracht werden, die dieselben typischen Spuren aufweisen; so können dann Rückschlüsse etwa zu den Handelsbeziehungen verschiedener Kulturen gezogen werden. Anders arbeitet die „Experimentelle Archäologie“: Hier werden rätselhafte Funde einfach nachgebaut, um herauszufinden, welche Funktion dieser Fund in einer früheren Kultur gehabt haben könnte. So kann zum Beispiel eine Steinaxt originalgetreu nachgebaut werden, um damit einen Baum zu fällen. Funktioniert das tatsächlich, ist man der Frage, wozu dieser Fund früher benutzt wurde, einen Schritt näher. Drittens ging es auch darum, dass sich die Forschungsmethoden im Laufe der Zeit zwar immer mehr verfeinert haben (von DNA-Analysen bis hin zur Auswertung von Satellitenbildern), dass es aber trotzdem bis heute etliche Rätsel gibt, die nicht gelöst sind. So wurde noch im 20. Jahrhundert die Fälschung eines uralten Ton-Bechers dadurch entlarvt, dass die Zunge an diesen Becher gehalten wurde. Blieb sie leicht kleben, handelte es sich um keine Fälschung; das liegt daran, dass Ton-Becher früher nicht so heiß gebrannt werden konnten wie heute. Heute ist ein solcher „Zungen-Test“ nicht mehr nötig, weil detaillierte Analysen des Materials durchgeführt werden können. Trotz des mittlerweile so breiten Forschungs-Instrumentariums der Archäologie gibt es aber, wie gesagt, nach wie vor etliche rätselhafte Funde: Wir haben in diesem Rahmen einen sogenannten „Lochstab“ begutachtet; das ist ein Rentierknochen, der mehrere tausend Jahre alt ist und in dessen Ende von den damaligen Menschen ein Loch gebohrt wurde. Es ist aber bis heute unklar, warum dieses Loch gebohrt wurde. Geschah dies aus religiösen Gründen? Handelte es sich um ein Schmuckstück? Wurde damit getestet, ob ein Speer gerade ist? Kurzum: Der Mittag war ein Streifzug durch die Archäologie und vor allem durch die Forschung in der Archäologie. An dieser Stelle nochmals herzlichen Dank an Frau Kokoska für die lehrreiche Zeit!

Bau eines Elektromotors

Ob Waschmaschinen, Ventilatoren, Föhne, E-Autos, E-Motorräder oder E-Roller – alle werden mit einem Elektromotor betrieben. Diese Motoren sind weit verbreitet und haben inzwischen einen Anteil von über 50 % am gesamten Stromverbrauch in Deutschland. Im Vergleich zu den „klassischen“ Verbrennungsmotoren, die mit Benzin oder Diesel betrieben werden, haben sie einige Vorteile: Sie sind beispielsweise kleiner, verursachen keine schädlichen Emissionen und haben außerdem geringere Betriebskosten (es gibt aber auch Nachteile wie etwa die hohen Anschaffungskosten oder die temperaturabhängige Leistung). Kurzum: Wir haben uns im Rahmen der AG diese Woche mit solchen Elektromotoren beschäftigt. Zunächst ging es im „Theorie-Teil“ darum, wie Elektromotoren überhaupt funktionieren; wir betrachteten dabei physikalische Grundlagen wie die Maxwell-Gleichungen oder die Lorentzkraft. Vereinfacht gesagt ist es so: Eine feststehende Spule (Stator) und eine drehbare Spule (Rotor) erzeugen Magnetfelder, wenn sie unter Strom gesetzt werden (der Strom kommt zum Beispiel aus einer Batterie). Die magnetischen Pole der Stator-Spule und der Rotor-Spule ziehen sich dabei an beziehungsweise stoßen sich ab. Ein Stromwender (Kommutator) polt die Rotor-Spule nun bei jeder halben Umdrehung der Spule um, so dass sich die magnetischen Pole des Stators und des Rotors immer wieder abstoßen. Damit dreht sich der Rotor permanent und der Motor läuft; es wird hier also elektrische Leistung in mechanische Leistung umgewandelt. Aufbauend auf diesen theoretischen Überlegungen ging es dann „in die Praxis“: In Zweier-Teams wurde jeweils ein Elektromotor gebaut. Mit Hilfe verschiedener Werkzeuge wurden Stator-Spulen, Rotor-Spulen, Stromwender, Drehachsen, Polschuhe, Lötösen, Kupferstifte, Schleifstifte und Antriebsrädchen verbaut – und nach intensiven Stunden hatten wir laufende Elektromotoren vor uns liegen! Lief ein Motor noch nicht, gingen die Teams auf Fehlersuche: Waren alle Drahtenden richtig abisoliert? War der Kontakt zwischen Stator und Stromwender vorhanden? Lagen die Schleifkontakte zu eng an? Konnte sich der Rotor frei bewegen? Saß der Rotor schräg im Vergleich zum Stromwender? Um nur ein paar Fehlerquellen zu nennen. Schließlich surrten im ganzen Raum die Elektromotoren. Ein schönes Gefühl nach wirklich herausfordernder Kopf- und Handarbeit – und letztlich auch faszinierend, weil prinzipiell ein genau solcher Motor in beispielsweise jedem E-Auto, E-Motorrad oder E-Roller „sitzt“, die einem auf der Straße begegnen. Für diesen gelungenen Tag auf dem KIT-Campus an dieser Stelle noch einmal besten Dank an Frau Dr. Heike Puzicha-Martz und ihr Team!

KIT-Mathe-Labor

Wir waren aktuell am Mathe-Labor des KIT und haben uns dort mit mathematischen Problemen beschäftigt. Unser „Mathe-Nachmittag“ bestand dabei aus zwei Teilen. Im ersten Teil gab es einen „Streifzug“ durch verschiedene Phänomene der Analysis, der Linearen Algebra und der Stochastik. Die Schülerinnen und Schüler konnten diese Phänomene selbst ergründen, ausprobieren und verstehen. Es ging beispielsweise um das Galton-Brett und den Chefalo-Knoten, um Rautenspiegel und Fraktale Teppiche oder um das Penrose-Parkett und das Conway-Puzzle. Wir befassten uns also „spielerisch“ mit Mathematik. Das war sehr unterhaltsam und sehr interessant. Danach gingen wir im zweiten Teil detailliert einer einzigen mathematischen Frage nach: Was ist die vierte Dimension? Physikalisch betrachtet ist das die „Zeit“. Aber mathematisch gesehen? Hier liegt in der nullten Dimension ein Punkt vor, die erste Dimension ist eine Gerade, die zweite Dimension eine Fläche und die dritte Dimension ein Raum – etwa ein Würfel. Während ein normaler Würfel (ein „3D-Würfel“ also) bekanntlich 12 Kanten und 6 Flächen hat, sind es beim vierdimensionalen Würfel letztlich 32 Kanten und 12 Flächen. Diesem komplizierten Phänomen näherten wir uns dabei Schritt für Schritt – was immer spannender und immer schwieriger wurde. Schließlich landeten wir dann beim besagten „4D-Würfel“, einem überaus komplexen Würfel. Man kann hier auch von einem „Hyper-Raum“ sprechen. „Nebenbei“ erfuhren wir noch allerlei Interessantes rund um „Dimensionen“: Dass in der zweiten Dimension „Leben“ schon rein mathematisch gesehen gar nicht möglich sein kann oder dass die Winkelsumme im Dreieck (die in der zweiten Dimension ja immer 180 Grad ist) bereits in der dritten Dimension auch 270 Grad betragen kann – um nur zwei Beispiele zu nennen. Kurzum: Ein anstrengender, erkenntnisreicher, herausfordernder und schöner Nachmittag am KIT. Herzlichen Dank an dieser Stelle nochmals an Dr. Peter Kaiser für diesen Einblick ins „Vierdimensionale“!

Unternehmen ‚1&1‘

Für unsere aktuelle Veranstaltung waren wir beim TecDAX-Unternehmen ‚1&1‘, das beispielsweise für Internetdienste wie Gmx oder Web.de bekannt ist. Unser Besuch bestand dabei aus zwei Teilen: Einer Führung durchs Rechenzentrum und daran anschließend einem Vortrag zu ‚IT-Sicherheit‘. Die Führung begann auf dem Dach des Unternehmens. Dort befinden sich die Kühlsysteme, um die Server im Rechenzentrum zu kühlen; so stehen beispielsweise für den Fall eines Stromausfalls fünf Dieselgeneratoren mit jeweils grob 40 Tonnen Gewicht auf diesem Dach. Im Rechenzentrum selbst, das sich im Keller befindet, stehen ungefähr 25.000 Server, auf denen beispielsweise die E-Mail-Konten von Gmx oder Web.de „liegen“, die wiederum via Glasfaserkabeln „mit der Welt“ verbunden sind. Nach einem detaillierten Einblick in die Infrastruktur und Funktion des Rechenzentrums bekamen wir einen Vortrag zu ‚IT-Sicherheit‘. Hier ging es um Fragen wie: Was ist damit überhaupt genau gemeint? Warum ist es ein wichtiges Thema? Was sind typische Bedrohungen? Welche Gegenmaßnahmen sind möglich? So erfuhren wir etwa, dass es allein im Jahr 2021 über 144 Millionen neue Schadprogramme gab und dass darunter das ‚Ransomware‘ eine typische Bedrohung ist. Darunter ist zu verstehen, dass wichtige Daten eines Unternehmens oder einer Privatperson gehackt und dann verschlüsselt werden. Möchte das Unternehmen oder die Privatperson wieder Zugang zu diesen Daten, muss dafür Lösegeld bezahlt werden. Kurzum: Es war ein interessanter Nachmittag bei ‚1&1‘, für den wir uns hier noch einmal ganz herzlich bei Sophie Kirchenwitz und ihrem Team bedanken möchten!

Englisch-Dolmetschen

Diese Woche fand der dreistündige Workshop ‚Englisch-Dolmetschen‘ statt. Durchgeführt wurde er von Frau Willner, die als selbstständige Englisch-Dolmetscherin arbeitet. Nach einem Theorie-Teil und Tipps und Tricks rund um das Dolmetschen durften die Schülerinnen und Schüler selbst praktisch ausprobieren: Zunächst konsekutives Dolmetschen (Person B dolmetscht, nachdem Person A gesprochen hat), danach simultanes Dolmetschen (Person B dolmetscht, während Person A spricht). Gerade das simultane Dolmetschen, das mit einer professionellen Personenführungsanlage und damit technischer Unterstützung ausprobiert werden konnte, war sehr spannend: Bereits das Dolmetschen von ‚Deutsch‘ in ‚Deutsch‘ gestaltete sich als herausfordernd; von ‚Englisch‘ in ‚Deutsch‘ dann noch mehr. So wurde zum Beispiel eine Rede von Meryl Streep simultan gedolmetscht (mehrfach unterbrochen dadurch, dass wir einfach zusammen lachen mussten; bei jedem und jeder ging hier einmal etwas ‚komisch daneben‘). Kurzum: Es war eine sehr interessante und lehrreiche Veranstaltung, die mit Erzählungen Frau Willners aus der Praxis und dem ‚Nähkästchen‘ sowie vielen Fragen der Schülerinnen und Schüler abgerundet wurde, auf die Frau Willner gerne einging. An dieser Stelle noch einmal vielen Dank für den schönen Workshop (und dafür, dass er zweimal angeboten werden konnte, so dass die 30 Schülerinnen und Schüler auf zwei Tage und damit kleinere Gruppen verteilt werden konnten).

Geschichte der Schrift

Diese Woche waren wir in der Badischen Landesbibliothek und haben uns einen Nachmittag lang mit dem Thema „Schrift“ beschäftigt. Zunächst erhielten wir hier einen Vortrag rund um die Geschichte der Schrift – vom Anfang der Schrift über unterschiedliche Alphabete dieser Welt bis hin zur Entwicklung konkret unserer deutschen Sprache. Danach übersetzten wir selbst einen kleinen Ausschnitt aus dem „Nibelungenlied“, das aus dem 12. Jahrhundert stammt und das in „Mittelhochdeutsch“ geschrieben ist; es ist der allererste „Roman“ überhaupt in deutscher Sprache. Zwar ist das Mittelhochdeutsche ein Vorläufer unseres heutigen Deutsch, aber doch sehr anders, so dass eine solche Übersetzung herausfordernd war, gleichzeitig aber auch lehrreich und letztlich einfach „spaßig“. Daran anschließend durften wir in einem speziell dafür präparierten Raum „echte“ Handschriften anschauen: Zum Beispiel die Geschichte des Kaisers Barbarossa oder eine Abschrift des besagten Nibelungenliedes (das Original des Nibelungenliedes konnten wir nicht begutachten, es liegt in einem anderen Raum in einem hochgesicherten Tresor und hat inzwischen als UNESCO-Weltdokumentenerbe einen geschätzten Wert im dreistelligen Millionenbereich). Dieser „Blick“ in uralte Bücher war sehr interessant: Uns wurde erklärt, wie solche jahrhundertealte Werke langsam verfallen und warum, was man dagegen tun kann, wie und warum sie damals verfasst wurden oder welchen Wert sie heute haben – um nur ein paar Beispiele zu nennen. Wir hatten viele Fragen und bekamen viele Antworten; an dieser Stelle noch einmal ganz herzlichen Dank an Frau Ellen Stöckle und Frau Dr. Annika Stello für die Mühe und die Offenheit für alles! Zum Abschluss unseres Nachmittags durften wir noch selbst in „alter Schrift schreiben“ – mit Vogelfedern oder Bambusfedern und Tintenfässchen; so wurde zum Beispiel auch das Nibelungenlied verfasst. Auch das war eine interessante Erfahrung, weil ein solches Schreiben ungewohnt ist und eine bestimmte Technik erfordert (zum Beispiel wurde früher die Hand und der Arm beim Schreiben nicht auf dem Tisch abgelegt, wie es heute üblich ist). Selbstverständlich ist dabei am Ende noch ein kleines Tintenfässchen umgestürzt, viel Blau überall, was aber zum Glück schnell wieder behoben war; nochmals besten Dank für die schönen Stunden in der Bibliothek und die tiefgehenden Einblicke rund um „Schrift“!

Rund um Geld

Carina Urbiczek von der Deutschen Bank war bei uns; es ging dieses Mal rund um „Geld“. Zunächst erhielten wir einen Vortrag zu diesem Thema. Hier ein kleiner Auszug der Inhalte: Geschichte des Geldes (inklusive Falschgeld und Geldwäsche). Bankensystem (Geschäftsbanken, Deutsche Bundesbank, Europäische Zentralbank). Inflation und Währungsreform. (Negativ-)Zinsen und Leitzins. Investmentmarkt und Börse. Aktien und Fonds. Kryptowährungen. Nach diesem Vortrag konnte dann gefragt und diskutiert werden. Das taten die Schülerinnen und Schüler auch: Sind Verkaufsläden dazu verpflichtet, Bargeld anzunehmen? Warum schwanken die Kurse von Kryptowährungen so stark? Was genau macht eigentlich „Paypal“? Wäre es gut, wenn es eines Tages kein Bargeld mehr gibt? Wie sieht die Zukunft des Geldes aus? Wie sicher sind ETFs wirklich? Wann genau wird Geld „nachgedruckt“ und warum? Ist eine Währungsreform in der EU denkbar? Wie sähe das dann konkret für die Euro-Länder aus? Dies einfach ein paar Beispiele. Herzlichen Dank an dieser Stelle an Frau Urbiczek für den tiefgehenden Vortrag und für das interessante Gespräch!

Klimabewusste Ernährung

Aktuell haben wir uns mit „Klimabewusster Ernährung“ beschäftigt. Im Rahmen dieses Workshops erhielten wir zunächst einen grundlegenden Vortrag zu diesem Thema, arbeiteten danach in kleinen Gruppen an verschiedenen Stationen und tauschten uns abschließend im Plenum darüber aus. Dabei ging es um Fragen wie: Wie kommt es überhaupt zum Klimawandel? Wie funktioniert der Treibhauseffekt genau und welche Rolle spielt CO2 dabei? Was ist der CO2-Fußabdruck und was das CO2-Äquivalent CO2e? Welche Treibhausgase sind in der Landwirtschaft wichtig? Wie steht es um die Klimabilanz ausgewählter Lebensmittel? Wie unterscheidet sich die Klimabilanz von Erdbeeren, wenn sie aus Südafrika oder alternativ aus Italien importiert werden? Inwiefern belastet 1 Kg „Tiefkühlkost“ das Klima? Und inwiefern 1 Kg „frisch geerntetes Gemüse“? Welche Gemüsearten sind im Anbau besonders klimabelastend? Wie machen Unternehmen mit „Klimaaspekten“ Werbung? Was heißt genau „klimaneutral“ oder gar „klimapositiv“? Welche Kriterien werden genutzt und worauf sollte man als Verbraucherin und Verbraucher achten? Was ist dabei „Green Washing“? Dies einfach einmal exemplarisch einige der Fragen, mit denen wir uns auseinandersetzten und über die wir nachdachten. Ganz herzlichen Dank an dieser Stelle nochmals an Stefanie Unser von der Verbraucherzentrale für die Mühe und auch die zahlreichen „Utensilien“, die an den Stationen ausgelegt waren, um immer wieder praktische Einblicke in theoretische Überlegungen zu bekommen.

Programmieren von Musik

Diese Woche haben wir das ZKM besucht. Unser Besuch bestand dabei aus zwei Teilen. Im ersten und kleineren Teil bekamen wir eine Führung durch die Ausstellung „gameplay“, in der es um die Geschichte des Computerspiels von den Anfängen in den 1970er Jahren bis heute geht. Was dabei schön war: Wir hatten die Ausstellung ganz für uns allein und konnten daher viel selbst ausprobieren: Seien es „aesthetic games“ (wie „wobble garden“) oder seien es „political games“ (wie „the democratic game“) – um nur zwei Beispiele zu nennen. Den zweiten Teil, den Hauptteil, bildete danach ein Workshop rund um das Programmieren von Musik (mit dem Programm „Sonic Pi“); es ging also darum, wie man mit „Code“ Musik produziert. Hier erhielten wir zunächst eine Einführung in das Programm und die zugrunde liegende Programmiersprache „Ruby“. So lernten wir zum Beispiel, wie Töne programmiert werden, wie sie verkürzt oder verlängert werden, wie Wiederholungen generiert, wie verschiedene Instrumente oder „Hintergründe“ integriert oder wie Pausen gecodet werden. Auf dieser Grundlage programmierten die Schülerinnen und Schüler dann eigene Musikstücke; das war herausfordernd, aber die Ergebnisse waren klasse – von allseits bekannter Weihnachtsmusik bis hin zu völlig neuen Eigenkompositionen. Kurzum: Wir bedanken uns ganz herzlich bei den ZKM-Mitarbeitenden für diesen interessanten und lehrreichen Einblick in die Schnittstelle zwischen „Informatik“ und „Musik“!

KIT-Physik-Labor

In dieser Woche haben wir uns im mathematisch-naturwissenschaftliche Bereich bewegt: Wir haben das Physiklabor des KIT besucht und dort einen Nachmittag lang zentrale Experimente ausgewählter Physik-Nobelpreisträger „nachgebaut“. Jeweils zwei Schülerinnen und Schüler wurden dabei von einer oder einem KIT-Mitarbeitenden betreut und erhielten zunächst eine Einführung in die jeweiligen theoretischen Grundlagen, um dann im praktischen Teil das „Nobelpreis-Experiment“ selbst aufzubauen und durchzuführen; daran anschließend ging es um die heutige Anwendung im Alltag, die auf das jeweilige Experiment zurückgeht. Ein Beispiel für ein solches Experiment war die optische Interferometrie, für die der Physiker Albert A. Michelson den Nobelpreis erhielt (in diesem Experiment werden Lichtwellen in zwei Teile aufgeteilt, was dann letztlich für Hochpräzisionsmessungen genutzt werden kann). Dieses Experiment ist zum Beispiel die Basis für die optische Kohärenztomographie (OCT), die heute bei Augenärzten und in Augenkliniken standardmäßig genutzt wird, um das Auge genau anschauen und Krankheiten am Auge feststellen zu können. Jedes Schüler-Team durfte dabei zwei solcher „Nobelpreis-Themen“ bearbeiten (weitere drehten sich beispielsweise um elektromagnetische Wellen und die heutige Anwendung in 3D-Kinos oder um die Glasfaser-Technologie und die heutige Anwendung bei der Übertragung von Musik). Kurzum: Es war komplex und anspruchsvoll, aber sehr lehrreich und spannend! An dieser Stelle nochmals besten Dank an Frau Dr. Antje Bergmann und ihr Team für die Offenheit für alle Fragen und die so individuelle Betreuung!

Sicherheits-/Außenpolitik

Wir hatten Offizier Patrick Hehmann zu Besuch. Er ist Jugend-Offizier bei der Bundeswehr und war für einen Vortrag und ein Gespräch zur Sicherheits-/Außenpolitik sowie (aus leider aktuellem Anlass) zum Ukraine-Krieg bei uns. Die Schülerinnen und Schüler stellten während des Vortrages und danach etliche interessante Fragen, so dass wir zwar die vorgesehene Zeit deutlich überzogen haben, dadurch aber auch verschiedenste Themenbereiche ansprechen und diskutieren konnten. Hier ein kleiner Auszug: Bundeswehr. Sicherheitspolitische Strategien. Völkerrecht. (Neuer) Kalter Krieg. Psychische Belastungen für Soldatinnen und Soldaten. Geopolitische Überlegungen. Atomwaffen und Sperrverträge. Cyber-Kriege. Künstliche Intelligenz im Militär. Gerade auch der Ukraine-Konflikt wurde aus verschiedenen Perspektiven betrachtet (von der Perspektive der NATO und Russlands über die Rolle Chinas und Indiens bis hin zu Szenarien für den weiteren Verlauf). Herzlichen Dank an dieser Stelle nochmals an Herrn Hehmann für viele Informationen, offene Antworten und Einblicke sowie verschiedene Sichtweisen!

Konstruktion von Flugzeugen

Wir haben uns diese Woche mit der Konstruktion von Flugzeugen befasst und waren dafür am KIT-Forschungszentrum am Campus Nord. Unser Tag war dabei in einen theoretischen und einen praktischen Teil gegliedert. Im Theorie-Teil haben wir uns mit zwei Fragen beschäftigt: Warum fliegen Flugzeuge überhaupt? Und wie bleiben sie stabil in der Luft? Bei der ersten Frage sind verschiedene physikalische Effekte relevant – wir haben vor allem den Coanda-Effekt betrachtet (Strömungen folgen der Oberfläche eines Objekts und passen entsprechend ihre Fließrichtung an) und den Bernoulli-Effekt (der Druck in einer Strömung ist umso niedriger, je höher die Strömungsgeschwindigkeit ist). Beide zusammen münden im sogenannten Magnus-Effekt, der die Kraft beschreibt, die ein Objekt in einer Strömung erfährt. Im Detail waren diese Effekte sehr kompliziert, vereinfacht gesagt ist es vor diesem Hintergrund bei Flugzeugen aber so, dass die Luft die Tragflächen an der Oberseite schneller passiert als an der Unterseite, so dass an der Oberseite der Tragflächen ein Unterdruck entsteht (weil die Strömungsgeschwindigkeit dort höher ist) – und die so entstehende Kraft, auch „Auftriebskraft“ genannt, führt letztlich dazu, dass Flugzeuge fliegen können. Daran anknüpfend schauten wir uns im Rahmen der zweiten Frage an, wie Flugzeuge stabil in der Luft bleiben. Hier ging es hauptsächlich um „Aerodynamik“ und entsprechend Aspekte wie die Leitwerke, die Winglets, die Tragflächen oder auch den „Schwerpunkt“ eines Flugzeugs. So werden beispielsweise Verkehrsflugzeuge so konstruiert, dass ihr Schwerpunkt etwas vor ihrem Auftriebspunkt und damit den Tragflächen liegt; bei Kampfjets wiederum ist dies anders (dort liegt der Schwerpunkt exakt unter den Tragflächen). Auf Basis all dieser theoretischen Überlegungen ging es mit dem Praxis-Teil weiter: Wir konstruierten selbst Flugzeuge aus Balsa-Holz und Styropor. Jede Schülerin und jeder Schüler erstellte dazu ein Konzept (Bleistift und Geodreieck halfen dabei), das dann mit Hilfe verschiedener Arbeitsmittel umgesetzt wurde – es gab zum Beispiel Scheren, Cutter-Messer, Holz-Kleber, Kunststoff-Kleber, Knetmasse, Wolle oder Röhrchen. Dabei entstanden sehr verschiedene „Flugzeug-Typen“, die immer wieder getestet und danach verbessert wurden – weil etwa der Schwerpunkt noch nicht exakt gesetzt war oder die Tragflächen zu einem leichten „Links-Drall“ führten. Am Ende hatten wir etliche gute Flugzeuge gebaut und es war ein schönes Gefühl, intensiv daran getüftelt zu haben und schließlich beim „finalen Flug“ zu sehen, dass das eigene Flugzeug jetzt tatsächlich lange, stabil und geradeaus fliegt. Kurzum: Unser Tag am Forschungszentrum war eine Mischung aus komplexer Theorie und praktischem Handwerk. Herzlichen Dank an dieser Stelle an Frau Dr. Heike Puzicha-Martz und ihr Team für diesen „Flugzeug-Tag“ und die individuelle Betreuung!

Flughafen Stuttgart

Nachdem wir uns zuletzt am KIT-Forschungszentrum mit der Konstruktion von Flugzeugen beschäftigt haben, waren wir nun diese Woche am Stuttgarter Flughafen und haben, sozusagen als „Einblick in die Praxis“, eine ausführliche Führung erhalten – von den vier Terminals und den Sicherheits-Schleusen über den Zoll und die Gepäck-Abfertigung bis hin zum Vorfeld und der Flughafen-Feuerwehr. Es war ein überaus interessanter Blick hinter die Kulissen eines Flughafens. Wir haben dabei zum Beispiel erfahren: Dass es jährlich ungefähr 10 Millionen Passagiere in Stuttgart gibt und dass etwa 10.000 Menschen am Flughafen arbeiten. Dass die beiden häufigsten Flugzeugtypen in Stuttgart der Airbus A320 und die Boeing 737 sind. Dass bei den genannten Flugzeugen nach 80 bis 100 Flügen die Reifen komplett erneuert werden müssen (wegen des immensen Gummi-Abriebs beim Starten und Landen) und dass täglich circa 400 Flugzeuge in Stuttgart abfliegen oder ankommen. Dass es am Vorfeld riesige Tanks mit Kerosin gibt, die 4,2 Millionen Liter Kerosin fassen, was für etwa eine Woche reicht. Dass auch am Stuttgarter Flughafen daran geforscht wird, Flugzeuge mit umweltfreundlicherem Wasserstoff zu betreiben – der in absehbarer Zeit dann eingesetzt werden soll. Dass Kerosin statt Benzin oder Diesel deshalb als Treibstoff für Flugzeuge verwendet wird, weil es deutlich billiger, viel leichter und weniger entzündlich ist. Dass die Flughafen-Feuerwehr über Fahrzeuge verfügt, die jeweils über eine Million Euro kosten und zum Beispiel brennende Flugzeuge mit fast 7.000 Liter Wasser pro Minute löschen können. Dies sind nur einige Beispiele – die vor allem dadurch „greifbar“ für uns wurden, dass wir alles „live“ vor Ort sehen konnten. Daneben hatten wir auch etliche Fragen und bekamen etliche Antworten: Wie genau funktioniert eigentlich eine Turbine? Was passiert, wenn man zu nahe an einer Turbine steht, die läuft? Warum werden im „Flight-Radar“, auf dem alle Flugzeuge abgebildet sind, die aktuell weltweit unterwegs sind, manche Flugzeuge in blauer und manche in gelber Farbe angezeigt? Was macht der Zoll denn mit Gütern, die einbehalten werden? Warum befindet sich der „Tower“ gerade dort, wo er sich befindet? Was würde passieren, wenn man ein Flugzeug im Winter nicht gründlich enteist, bevor es startet? Was bedeuten die vielen bunten Markierungen auf der Start- und Landebahn? Kurzum: Es war ein erkenntnisreicher Tag am Flughafen Stuttgart. Besonders beeindruckt waren wir, als wir mit unserem Bus sehr nah an die Start- und Landebahn gebracht wurden und dann aussteigen und ein paar Starts und Landungen in unmittelbarer Nähe anschauen durften; da tat es dann auch keinen Abbruch, dass die geplante Besichtigung eines Airbus A320 in der Wartungshalle, zusammen mit einem Flugzeug-Mechaniker, an diesem Tag doch nicht umgesetzt werden konnte. Für die schönen und lehrreichen Stunden an dieser Stelle noch einmal ganz herzlichen Dank – vor allem an Herrn Frank Dizinger vom Stuttgarter Flughafen. Wir haben uns sehr gefreut, die „Funktionsweise“ eines Flughafens, die derart viele und nach außen nicht sichtbare Facetten umfasst, so genau und detailliert erklärt zu bekommen!

Spieltheoretische Überlegungen

Stellen wir uns einmal folgende Situation vor: Person A und Person B fahren ein Autorennen. Auf der Strecke gibt es allerdings eine Brücke, die nur für ein einziges Auto ausgelegt ist. Fahren zwei Autos gleichzeitig auf diese Brücke, stürzen beide Autos in den Fluss darunter. Person A und Person B sind bis zur Brücke gleich schnell. Jetzt müssen sich beide Personen entscheiden: Bremsen oder weiterfahren? Am Beispiel der Person A: Bremst sie, verliert sie das Rennen – wenn Person B weiterfährt. Bremst Person B ebenfalls, kann das als ein Unentschieden gewertet werden. Fährt Person A aber weiter, dann kann sie das Rennen gewinnen – wenn Person B bremst. Fährt Person B auch weiter, landen beide im Fluss. Und nun: Wie soll sich Person A hier optimalerweise entscheiden? In anderen Worten: Welche Entscheidung nützt ihr letztlich am meisten? Mit genau dieser Thematik beschäftigt sich die Spieltheorie, eine mathematische Theorie, in der unter anderem solche sozialen Entscheidungssituationen modelliert werden. Es geht dabei um Aspekte wie: Was kann alles als „Spiel“ gefasst werden? Was unterscheidet kooperative von nicht-kooperativen Spielen? Welche mathematischen Darstellungsformen solcher Spiele gibt es? Welche Arten von Strategien lassen sich differenzieren? Was ist dabei eine „dominante Strategie“ und was ändert sich mit verändertem Informationsgehalt? Und was versteht man unter dem sogenannten „Nash-Gleichgewicht“? Kurzum: Es gibt viele „berühmte“ Beispiele aus der Spieltheorie (vom „Gefangenendilemma“ über die „Tragik der Allmende“ bis hin zum „Chicken Game“) und spieltheoretische Überlegungen sind heute in ganz verschiedenen Wissenschaften relevant (von der Rechtswissenschaft über die Politikwissenschaft bis hin zur Wirtschaftswissenschaft). Konkret: Welche Strategie sollte eine Rechtsanwältin vor Gericht bei der Verteidigung am besten wählen, wenn sie die Strategie der Staatsanwältin nicht kennt? Wie sollte sich ein Politiker wahlkampfstrategisch im Vergleich zu seinem Mitbewerber am besten verhalten, um maximal viele Stimmen zu erhalten? Sollte ein Unternehmen seine Preise kurzzeitig senken, wenn ein neuer und vielversprechender Konkurrent mit einem ähnlichen Produkt auf den Markt kommt? Wir haben an diesem Vormittag theoretisch und praktisch einen Einblick in diesen Bereich der Mathematik bekommen und möchten uns dafür herzlich bei Marie Bührle vom KIT bedanken; es war anspruchsvoll – und lehrreich!

Bundesverfassungsgericht

Im Jahr 2021 wurde entschieden, dass der Artikel 20 unseres Grundgesetzes den Staat zum Klimaschutz verpflichtet und dass daher das Klimaschutzgesetz verbessert werden muss, im Jahr 2017 wurde festgestellt, dass neben „männlich“ und „weiblich“ eine dritte Option möglich sein muss, beispielsweise im Personalausweis, im Jahr 1994 wurde geurteilt, dass deutsche Soldaten im Rahmen einer NATO-Mission in Bosnien in ein anderes Land einmarschieren dürfen (das erste Mal seit dem Zweiten Weltkrieg). Dies sind drei Beispiele für Entscheidungen des höchsten deutschen Gerichtes. Wir waren diese Woche in eben diesem Bundesverfassungsgericht und haben (nach einer strengen Kontrolle durch die Bundespolizei) vom Empfangsraum über den Sitzungssaal bis hin zum Presseraum das gesamte Gericht durchlaufen. Dabei haben wir viele detaillierte Informationen erhalten. Hier eine kleine Auswahl: Dass das Bundesverfassungsgericht, das darüber wacht, dass die Verfassung, also unser Grundgesetz, eingehalten wird, erst zwei Jahre nach dem Grundgesetz und damit erst 1951 konstituiert wurde (es wird deshalb auch als „verspätetes Verfassungsorgan“ bezeichnet, wie es der Historiker Reinhard Schiffers einmal formulierte). Dass „Verfassungsbeschwerden“, die jede Bürgerin und jeder Bürger bei einem Verstoß gegen Grundrechte (zum Beispiel gegen die Würde des Menschen oder die Meinungsfreiheit) einreichen kann, mit 95 % den Hauptteil der Arbeit des Verfassungsgerichts ausmachen. Dass es daneben aber beispielsweise auch Normkontrollverfahren oder Organverfahren gibt (bei Normenkontrollverfahren muss das Gericht entscheiden, ob ein Bundes- oder Landesgesetz dem Grundgesetz widerspricht, bei Organverfahren muss in einem Streit zwischen anderen Verfassungsorganen wie dem Bundestag und dem Bundesrat geurteilt werden). Dass Verfassungsbeschwerden zunächst auf dem Schreibtisch einer Rechtspflegerin oder eines Rechtspflegers landen und dann einen langen Weg im Bundesverfassungsgericht bis hin zu einer potenziellen Urteilsverkündung durchlaufen. Dass solche Verfassungsbeschwerden aber häufig scheitern – und aus welchen Gründen dies der Fall ist. Dass das Gericht in zwei Senate aufgeteilt ist, in dem je acht Richterinnen und Richter sitzen, dass es daneben aber auch noch drei Kammern gibt (jeweils drei Richterinnen und Richter) und das Plenum (alle 16 Richterinnen und Richter zusammen) – und dass diese drei Gremien unterschiedliche Aufgaben haben. Dass die Mitarbeiterinnen und Mitarbeiter der Richterinnen und Richter eine wichtige Rolle spielen – und welche. Dass das Gericht jährlich ungefähr 40 Millionen Euro vom Bundeshaushalt zugesprochen bekommt. Dass die bekannten roten Roben ursprünglich der traditionellen Richtertracht der Stadt Florenz aus dem 15. Jahrhundert nachempfunden sind und dass das Bundesverfassungsgericht das einzige Verfassungsorgan mit einer solchen Amtstracht ist. Dies nur einige Beispiele, die vor Ort sehr lebensnah und anschaulich für uns wurden. Kurzum: Es war ein interessanter und tiefgehender Einblick in das Bundesverfassungsgericht – wir bedanken uns herzlich für den Vortrag, für die Führung und für die Antworten auf all unsere Fragen!

Börse Frankfurt

Wir waren aktuell in Frankfurt – der „Stadt des Geldes“. Erstens und vor allem haben wir dort die Börse besucht. In einem Vortrag und daran anschließend in der interaktiven Ausstellung haben wir einiges rund um die Börse erfahren. Hier ein paar Beispiele: Sie wurde bereits vor über 400 Jahren gegründet und ist die größte Börse, die es in Deutschland gibt. Es können zum Beispiel Aktien, Anleihen oder auch Optionsscheine gehandelt werden (am häufigsten werden Aktien gehandelt). Anleger können mit solchen Aktien via Dividenden oder via Kurssteigerungen ihr Geld vermehren – oder verlieren. An der Frankfurter Börse werden dabei circa 700 deutsche und circa 14.000 ausländische Aktien gehandelt. Der bekannte Bär, der vor der Börse steht, symbolisiert fallende Kurse, der Bulle dagegen steigende Kurse (vor der New Yorker Börse, der größten Börse der Welt, ist übrigens nur ein Bulle aufgestellt). Während früher noch Börsenmakler in der Börse arbeiteten, die viel telefonierten und dabei durch den Saal brüllten, um Angebot und Nachfrage zusammenzubringen, wie man es aus Filmen kennt, wird heute viel elektronisch erledigt – und in der Börse arbeiten nur noch so genannte „Spezialisten“, die gewährleisten, dass der Handel nicht stockt, wenn beispielsweise jemand seltene Aktien kaufen möchte, die aktuell aber von niemandem verkauft werden. Neben diesen Informationen rund um die Börse war für uns der Handelssaal und die DAX-Tafel, die man aus vielen Nachrichtensendungen kennt, besonders eindrücklich. Nach einer kurzen und verregneten Pause in der Frankfurter Fußgängerzone machten wir uns dann, zweitens, auf den Weg zur Deutschen Bundesbank – genauer dem zugehörigen Geldmuseum. Die Deutsche Bundesbank ist in Deutschland für das Bargeld verantwortlich und wir beschäftigten uns in einer Führung hauptsächlich mit dem Thema „Geldfälschungen“. Zunächst gingen wir weit in der Geschichte zurück: So nutzten zum Beispiel die Maya ihre Kakaobohnen als Zahlungsmittel – und schon damals wurden diese Bohnen gefälscht, indem man sie aus Lehm nachbildete oder anbohrte und den Kern durch Lehm ersetzte (ähnlich war es in China mit Schneckenhäusern oder in Afrika mit Salz). Am Ende dieser Reise durch die Geschichte der Geldfälschungen landeten wir schließlich bei unserer heutigen Währung – dem Euro. Zwar ist ausschließlich die Deutsche Bundesbank dafür zuständig, dass Bargeld in Deutschland immer in ausreichender Menge und hoher Qualität verfügbar ist, es wird von Geldfälschern aber regelmäßig auch Falschgeld in Umlauf gebracht. Wir haben diesbezüglich unter anderem „echte“ und „falsche“ Scheine mit Blick auf die Sicherheitsmerkmale begutachtet – etwa den Sicherheitsfaden, die Smaragdzahl oder das Wasserzeichen. Besonders spannend waren dabei „Blüten“, also Geldfälschungen, für die es keine reale Vorlage gibt – zum Beispiel ein 1.000 Euro-Schein, den es faktisch ja gar nicht gibt. Dabei haben wir auch erfahren, dass nicht nur Einzelpersonen oder Banden Münzen oder Scheine fälschen, sondern auch Staaten – vor allem in Kriegszeiten, um die Wirtschaft des Kriegsgegners zu schwächen oder die eigene Staatskasse zu füllen. So hat etwa die deutsche Regierung im Zweiten Weltkrieg in großem Stil falsche britische Geldscheine drucken lassen. Kurzum: Es war ein langer Tag, wir waren zwölf Stunden unterwegs, aber dafür wurden wir mit interessanten Eindrücken in Frankfurt und mit schönen Gesprächen während der Fahrt belohnt; an dieser Stelle besten Dank an die Frankfurter Börse und die Deutsche Bundesbank!

Sport und Naturwissenschaften

Wir waren aktuell am Sportinstitut des KIT am Campus Süd, sind ein paar Stunden in die „Welt des Sports“ eingetaucht und haben verschiedene sportliche Phänomene aus dem Blickwinkel der Naturwissenschaften betrachtet. Um dies kurz an zwei Beispielen zu veranschaulichen: Zum einen ging es um „Bananenflanken“, also um Schüsse, etwa im Fußball, bei denen der Ball keine gerade Flugbahn zeigt, sondern eine gekrümmte. Eine bekannte Bananenflanke ist ein Freistoß von Roberto Carlos, der hier im → Video zu sehen ist. Der Ball wird dabei mit dem Fuß nicht in der Ballmitte getroffen, sondern seitlich, so dass er eine Rotation bekommt, durch die der Ball unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten auf beiden Seiten erhält. Dadurch wiederum entstehen eine Druckdifferenz und eine Kraft, die in Richtung des Unterdrucks wirkt und so den Ball entsprechend ablenkt – so dass er eine Flugbahn in Form einer Banane bekommt (daher auch der obige Name „Bananenflanke“). An diesem sportlichen Phänomen haben wir letztlich Effekte wie den Bernoulli-Effekt oder die Magnus-Kraft analysiert und dann auf Sportarten wie Volleyball, Tischtennis oder eben Fußball angewandt. Zum anderen ging es um Drehbewegungen im Sport – wie sie etwa bei Pirouetten von Eiskunstläuferinnen und Eiskunstläufern vorliegen. Dabei werden die Arme teilweise ausgestreckt und teilweise an den Körper angelegt (wie in diesem → Video). Bei solchen Bewegungen spielen das Trägheitsmoment, die Drehimpulserhaltung und die Winkelgeschwindigkeit eine zentrale Rolle, die wir näher untersucht und dadurch nachvollzogen haben, warum die Arme denn angelegt oder ausgestreckt werden. Kurzum: Das Schöne an unserem KIT-Aufenthalt war vor allem, dass wir viele verschiedene Dinge praktisch ausprobieren konnten – um dann theoretisch zu verstehen, warum es sich so verhält, wie es sich verhält. Weitere Phänomene aus dem Sportbereich, die wir näher angeschaut haben, waren etwa die räumliche Koordination (bei der wir mit Laser-Messgeräten gearbeitet haben) oder das Funktionieren einer Kälte-Sofort-Kompresse (die wir in ihre chemischen Einzelteile zerlegt haben). An dieser Stelle nochmals besten Dank für die so individuelle Betreuung durch drei KIT-Mitarbeitende rund um Frau Katja Reimers; es waren interessante und lehrreiche „sportlich-naturwissenschaftliche“ Stunden!

Analyse von Kunststoffen

Vom Fahrradhelm über die Zahnpastatube bis hin zum Küchenschwamm – überall begegnen wir Kunststoffen. Umgangssprachlich nennt man Kunststoffe auch einfach „Plastik“. Genau damit haben wir uns aktuell am KIT-Forschungszentrum beschäftigt. Zunächst erhielten wir dazu einen Vortrag samt Gespräch. Es ging um Aspekte wie: Was Kunststoffe überhaupt sind (es sind künstlich hergestellte Wertstoffe, die aus Makromolekülen bestehen). Welche Arten von Kunststoffen es gibt (je nachdem, wie eng- oder weitmaschig diese Makromoleküle miteinander verbunden sind, werden verschiedene Kunststoff-Typen unterschieden; beim Küchenschwamm etwa sind die Makromoleküle weitmaschig miteinander verbunden, entsprechend kann ein solcher Schwamm auch leicht zusammengedrückt werden, beim Fahrradhelm dagegen ist das nicht möglich, weil die Makromoleküle engmaschig verknüpft sind). Wie Kunststoffe hergestellt werden (vor allem aus Erdöl, Erdgas und Kohle). Wie verbreitet Kunststoffe sind (allein in Einkaufsläden sind ungefähr 90 % der Lebensmittel damit verpackt). Wie sie recycelt werden können (dies kann durch Schmelzen, Spalten oder Verbrennen geschehen). Welche Probleme sie mit sich bringen (zum Beispiel landen jährlich circa 300 Millionen Tonnen Plastik im Meer und beeinträchtigen das Leben der Meerestiere). Oder wie man im Alltag nachhaltig mit diesen Problemen umgehen kann (etwa Obst oder Gemüse lose kaufen und nicht in Plastiktüten). Nach diesem theoretischen Teil durften wir dann selbst praktisch arbeiten. In diesem praktischen Teil befassten wir uns vor allem mit „Mikroplastik“ – also mit sehr kleinen Plastikteilchen (sie sind nur 5 mm bis 0,001 mm groß; noch kleinere Plastikteilchen werden übrigens als „Nanoplastik“ bezeichnet). Solches Mikroplastik entsteht beispielsweise durch den Reifenabrieb von Autos, durch Verwehungen auf Sportplätzen oder auch durch den Faserabrieb der Kleidung. In verschiedenen Versuchen arbeiteten wird dabei mit chemischen Analyseverfahren, um Mikroplastik zu untersuchen. Ein Beispiel: In einem Labor gab es Sandproben verschiedener Strände (aus Kreta, aus Fuerteventura und aus Föhr). Mithilfe von Bechergläsern, Messzylindern, Zuckerlösungen, Pipetten, Petrischalen, Filterpapieren, Vakuumpumpen, UV-Lampen, Lupen und Mikroskopen konnten wir in fast allen Sandproben solches Mikroplastik nachweisen (ähnlich war es auch bei Duschgels bekannter Marken wie Nivea, Garnier oder Palmolive, die wir ebenfalls genau untersuchten). Mikroplastik lässt sich auch im menschlichen Körper nachweisen; unklar ist allerdings, was es darin bewirkt und wie schädlich es ist. Kurzum: Es war ein interessanter und tiefgehender Einblick in die Welt der Kunststoffe und in chemische Verfahren. An dieser Stelle noch einmal herzlichen Dank für diese Stunden am KIT und die so individuelle Betreuung durch fünf KIT-Mitarbeitende!

Leben im 19. Jahrhundert

Das Leben vor mehr als 100 Jahren war bekanntlich anders als das heutige – aber wie war das Leben damals denn? Genau damit haben wir uns im Badischen Landesmuseum beschäftigt. Zunächst haben wir im Theorie-Teil und im Rahmen einer Führung verschiedene Aspekte der damaligen Zeit betrachtet: Die Bauernstuben und wie sie aufgebaut waren (zum Beispiel wurden die darin verbauten „Herrgottswinkel“, also verzierte Ecken in diesen Stuben, für christliche Symbole genutzt, wie im beigefügten Foto zu sehen ist). Die Stoffherstellung dieser Zeit und welche Techniken es gab (Stoffe wurden dabei, dies waren die beiden zentralen Techniken, immer gewebt oder gestrickt). Die Uhrenwerkstätten und die dafür nötigen Werkzeuge (so haben Bauern im Winter beispielsweise Uhren hergestellt und verkauft, um die kalte Jahreszeit zu überbrücken). Die Unterschiede zwischen dem Leben in der Stadt und auf dem Land (auf dem Land arbeiteten die Menschen teilweise fast „rund um die Uhr“, tagsüber auf dem Feld und nachts webten sie beispielsweise in Heimarbeit zuhause). Die Entwicklung mechanischer Fortbewegungsmittel und die Auswirkungen auf das damalige Leben (so wurde damals zum Beispiel das Fahrrad und das Automobil erfunden, beides im Übrigen von Karlsruhern, ersteres von Karl Freiherr von Drais, letzteres von Carl Friedrich Benz). Die Einkaufsläden für die Menschen im 19. Jahrhundert (in denen zum Beispiel geflochtene Hausschuhe, Wärmflaschen aus Metall oder Petroleumlampen gekauft werden konnten). Störhandwerker und ihre Funktion damals (solche Handwerker agierten außerhalb der Zunftgesetze und „störten“ daher die Zunft-Handwerker, waren für die Bauernhöfe aber unabdingbar, weil sie zum Beispiel umherzogen und Pfannen flicken oder Schuhe reparieren konnten). Dies sind nur ein paar ausgewählte Beispiele – uns wurde vor Ort jedenfalls eindrucksvoll an vielen Exponaten veranschaulicht, wie anders die Menschen im 19. Jahrhundert doch gelebt haben. Im anschließenden Praxis-Teil durften wir uns dann selbst an einer Handwerkstechnik der damaligen Zeit versuchen: Dem Strohflechten – eine wichtige Technik, denn damit wurden beispielsweise Strohhüte für die Feldarbeit (zum Schutz vor der Sonne) oder die oben bereits genannten Hausschuhe geflochten (für warme Füße in kalten Bauernhäusern). Wir selbst haben aus jeweils sechs Strohhalmen ein Lesezeichen oder ein Herz geflochten; jede Schülerin und jeder Schüler durfte das entstandene „Produkt“ anschließend mit nach Hause nehmen. Dieser Praxis-Teil war ebenfalls interessant, weil er anknüpfend an den vorigen Theorie-Teil zeigte, wie schwer und aufwändig es doch ist, händisch mit Hilfe solch „alter Techniken“ zu arbeiten. Kurzum: Es war eine sehr lehrreiche Reise in eine vergangene Zeit! An dieser Stelle noch einmal ganz herzlichen Dank an das Team des Badischen Landesmuseums für die Mühe und die Zeit!

Wissenschaft der Gesteine

Die Bordsteinkanten in der Fußgängerzone, die Kesselsteine im Wasserkocher, die Bimssteine in Häusern – letztlich sind Gesteine überall zu finden und genau damit haben wir uns aktuell im Naturkundemuseum beschäftigt. Zunächst in einem Theorie-Teil. So gibt es zum Beispiel drei Arten von Gesteinen: Die magmatischen Gesteine (etwa Granit oder Basalt), die Sedimentgesteine (zum Beispiel Sandstein oder Kalkstein) und die metamorphen Gesteine (unter anderem Marmor oder Gneis). Interessant ist, dass sich alle drei Arten in einem Kreislauf befinden, der im Inneren der Erde beginnt: Wird das dortige Magma nämlich an die Erdoberfläche befördert und erstarrt, entstehen die eben genannten magmatischen Gesteine. An der Erdoberfläche wiederum verwittern diese Gesteine und nach Jahrtausenden werden daraus die Sedimentgesteine. Diese gelangen schließlich dadurch, dass sich die Erdkruste immer minimal bewegt, wieder in das Erdinnere zurück, wo sich durch großen Druck die metamorphen Gesteine herausbilden, die irgendwann unter hohen Temperaturen wieder schmelzen und aufsteigen – der Kreislauf fängt damit wieder von vorne an. Dies war nur ein kleiner Auszug aus einem interessanten Vortrag aus der Welt der Gesteine, bei dem wir viele Fragen stellen durften und viele Antworten bekamen. Daran anschließend, im Praxis-Teil, klassifizierten wir in kleinen Teams dann selbst vorgegebene Gesteine. Dafür wurden verschiedene Kriterien genutzt – beispielsweise der Mineralgehalt, die räumliche Anordnung dieser Minerale, die Korngröße, die Säurebeständigkeit oder auch der Glanz. Zwei Beispiele: Granit erkennt man am hohen Mineralgehalt, die Minerale zeigen dabei in völlig verschiedene Richtungen und es liegt eine mittlere Korngröße vor. Gneis ist identisch, die Minerale sind aber parallel angeordnet, so dass sie sich damit deutlich von Graniten unterscheiden. Alle Gesteine bestehen im Übrigen aus Mineralen: Granit etwa aus den drei Mineralen Quarz, Feldspat und Glimmer, Kalksteine hingegen nur aus einem Mineral, nämlich Kalzit. Solche Minerale sind in unserem Alltag allgegenwärtig: In Fensterscheiben ist Quarzsand enthalten (aus Sandstein), in Smartphones befindet sich Quarz (aus Granit), in Bleistiftminen Grafit (aus Gneis) und in Autoreifen findet sich Kaolin (aus Tonstein), um nur ein paar Beispiele zu nennen. Kurzum: Für diesen faszinierenden Einblick in die „Wissenschaft der Gesteine“ ganz herzlichen Dank an den Geologen Dr. Eduard Harms, der uns humorvoll und tiefgehend in diese Materie eingeführt hat!

Vier Bereiche der Begabtenförderung
1 Spezialklassen	2 Beratung
3 Binnendifferenzierung	4 Zusatz-Angebote

AG BEGABTENFÖRDERUNG

Was ist „Begabtenförderung“ überhaupt?

Und worum geht es in der AG?

Überblick über bisherige AG-Veranstaltungen