KURT-HUBER-GYMNASIUM

gegründet 1936

Physik

Servus und Lehitraot: Deutsch-israelisches Schülerprojekt zur Fernerkundung geht zu Ende

5. Juli 2016: Nach über zwei Monaten kam das gemeinsamen Fernerkundungsprojekt des DLR_School_Lab des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Oberpfaffenhofen, des Gräfelfinger Kurt-Huber-Gymnasium (KHG) und der "Earth and Planetary Image Facility" (EPIF) der israelischen Ben-Gurion-Universität der Negev in Be'er Sheeva zu einem erfolgreichen Ende. Mit Hilfe spezieller Kameras machten die Schüler Infrarot-Falschfarbenbilder ihrer Heimat, die dann die Partner aus dem jeweils anderen Land auswerten mussten. Bei einer letzten gemeinsamen Videokonferenz tauschten die rund 30 Jugendlichen dann nicht nur ihre Ergebnisse, sondern auch ihre Erfahrungen bei der wissenschaftlichen Arbeit aus.Gruppenfoto AbschlusskonferenzNachdem beide Gruppen Anfang April die Aufgabenstellung erhalten hatten, waren sie rund um München und Be'er Sheeva im Einsatz, um neben ihren ganz normalen schulischen Verpflichtungen die Fernerkundungsmessungen für das Projekt durchzuführen. Die größte Herausforderung für die deutschen Jugendlichen stellte dabei nicht die verwendete Technik dar - diese beherrschten sie nach kurzer Einweisung perfekt. Als völlig unkalkulierbar erwies sich einmal mehr das Wetter über Deutschland - ein Umstand mit dem auch "echte" Wissenschaftler zu kämpfen haben. Denn optische Umweltfernerkundung macht bei Regen nicht nur wenig Spaß, sondern auch - zumindest im gewählten Spektralbereich des sichtbaren Lichts und des nahen Infrarots - wenig Sinn. Doch auch dieses Problem konnten die Jugendlichen mit viel Ausdauer lösen.

Messungen um München: Die jungen Nachwuchswissenschaftler aus Gräfelfing hatten sich in vier verschiedenen Gruppen mit den Themen Stadt, Gewässer, landwirtschaftliche Nutzflächen und alpine Region beschäftigt. Nach der Auswahl geeigneter Messgebiete trafen sich die Jugendlichen vor Ort mit Wissenschaftlern, um ihre Messkampagnen durchzuführen. Hierzu wurden von den Schülern im Vorfeld Digitalkameras so modifiziert, dass man mit ihnen Infrarotaufnahmen erstellen konnte. Diese Kameras wurden von den Gymnasiasten zusammen mit unveränderten Referenzkameras an einem Quadrocopter befestigt, von dem aus die Aufnahmen aus großen Höhen erstellt werden konnten. Die alpine Gruppe hatte dabei wohl die mühsamste Aufgabe: Nach mehreren nicht zufriedenstellenden Versuchen in den Bergen rund um Oberammergau brachte erst ein Aufstieg auf die 1683 Meter hohe Brecherspitze den gewünschten Erfolg.

Fernerkundungsbild der Bavaria: Auf israelischer Seite war zwar das Wetter kein Problem - die Region rund um die Negev-Wüste ist wenig überraschend sehr niederschlagsarm. Die größere Herausforderung war hier, in dieser sehr trockenen Region überhaupt geeignete, natürliche sowie von Menschen angepflanzte Vegetation zu finden. Die Schüler wählten als Forschungsobjekte zwei natürlich vorkommende Baumarten: Zum einen so genannte Tamarisken, welche zum Teil ein biblisches Alter von mehreren tausend Jahren aufweisen, zum anderen Pinien, die in der Hügellandschaft der Goral Hills nördlich der Stadt Be'er Sheva wachsen. Interessanter Weise kommt diese Baumart sowohl in Wüsten als auch in alpinen Regionen vor. Eine weitere Schülergruppe untersuchte eine große Jojoba-Plantage im Südosten der Stadt.Messungen auf der BrecherspitzeLetztlich gelang es allen Gruppen, die ihnen gestellte Aufgabe zu lösen: Vegetations-Bilder von besonders interessanten Landschaften ihrer jeweiligen Region zu erstellen, zu analysieren und ihre Arbeit zu dokumentieren.Nach der ausgiebigen Analyse der Rohdaten mussten die von den Schülern erstellten Infrarotbilder noch digital nachbearbeitet werden, um daraus NDVI-Bilder zu erhalten. Der so genannte "Normalized Differenced Vegetation Index" ist einer der wichtigsten in der Fernerkundung verwendeten Vegetationsindizes. Auf den so erstellen Bildern hebt sich vitale Vegetation vom leblosen Untergrund ab, wodurch zum Beispiel Oberflächenklassifizierungen möglich werden. Die so gewonnenen Daten tauschten die Schüler mit ihren jeweiligen Partnern auf beiden Seiten aus und diskutierten ihre Ergebnisse bei der Abschlusskonferenz.

Auf die Frage, was den Schülern des Gräfelfinger Kurt-Huber-Gymnasiums an diesem außergewöhnlichen Schülerprojekt am besten gefallen habe, war die häufigste Antwort: "Die Zusammenarbeit mit den israelischen Partnern!". Auch die israelischen Jugendlichen waren vollauf begeistert von ihrer spannenden Mission und glücklich über die gute Zusammenarbeit. Der Abschiedsgruß "See you next year!" ist nun wörtlich zu nehmen.

Die Projektleiter auf beiden Seiten haben beschlossen, diese in vielerlei Hinsicht außergewöhnliche Aktion unbedingt zu wiederholen.Fernerkundungsbild BrecherspitzeDas beschriebene Kooperationsprojekt geht auf eine Initiative von Dr. Shimrit Manan von der Ben-Gurion-Universität zurück. Die Projektidee und das ausführliche Konzept entwickelten Tobias Schüttler vom DLR_School_Lab Oberpfaffenhofen und Dr. Manan in enger Kooperation. Neben dem Wunsch, Kontakte zwischen israelischen und deutschen Jugendlichen und Wissenschaftlern zu fördern, diente das Projekt auch der physikdidaktischen Untersuchung neuer Unterrichtsinhalte und -methoden.


Physik-Projekt "Mausefallenautos"

Als ich im Dezember letzten Jahres im Baumarkt meines Vertrauens mit 20 Mausefallen- es waren keine Lebendfallen - an der Kasse stand, traf ich zufällig eine Schülerin aus der 9b. Diese sah mich voller Entsetzen an und meinte (sinngemäß): " Das ist jetzt nicht Ihr Ernst ..." Doch, war es, aber mit Mausefallen kann man eben nicht nur Mäuse fangen!

Aus physikalischer Sicht speichert eine Mausefalle mit Hilfe einer Feder eine gewisse Spannenergie. Diese zu Nutzen war die Aufgabe welche die Schülerinnen und Schüler der 8c zu lösen hatten. Genauer: Jeweils zwei Schüler/innen sollten ein so genanntes "Mausefallenauto" entwickeln, welches lediglich von ebendieser Mausefalle angetrieben werden sollte. Ziel war es, ein Fahrzeug zu entwerfen, das möglichst weit fahren sollte. Die Ergebnisse sollten in einem Projektbericht beschrieben werden.

Nach den Weihnachtsferien kam es in unserer Mehrzweckhalle zum Showdown: Alle Teams hatten drei Versuche, die längste Fahrstrecke wurde gewertet. Dabei stellte sich heraus, dass alle Gruppen tolle Ergebnisse produziert hatten - manche Autos fuhren sogar so weit, dass die Länge der Mehrzweckhalle nicht ausreichte...

Insgesamt war es ein tolles Projekt zur Energieerhaltung - ich war von den Ergebnissen schwer beeindruckt!

Tobias Schüttler

wetterstaion.khg.net

Das P-Seminar Wetterstation hatte sich zur Aufgabe gesetzt, eine Wetterstation am KHG zu errichten. Mit den Messdaten dieser Wetterstation sollte der Geographie- und Physikunterricht bereichert werden, da professionelle Wetterdaten des Gebiets vorliegen. Zudem können sich Interessierte Anwohner über den Wetterverlauf auf unsere Website erkundigen: wetterstation.khg.net

Das Team bildeten Schüler des Abiturjahrgangs 2015, die sich auf verschiedene Aufgabenbereiche spezialisierten. So wurden auch einige Messgeräte, wie Thermometer oder Luftdrucksensor, nachgebaut, sodass die Funktionsweise leichter verstanden werden kann. Andere des Teams veröffentlichten eine Internetseite welche die gemessen Daten visualisiert, zudem passt sich die Hintergrundfarbe dem Wetter an. Auch ein Projekt am Deutschen Luft- und Raumfahrtzentrum (DLR) wurde verwirklicht.

Tobias Schüttler

Die Kooperation des KHG mit dem DLR_School_Lab Oberpfaffenhofen

"Die Fremdsprachler haben ihre Austauschschulen, die Geisteswissenschaftler ihre Studienfahrten und endlich haben jetzt auch die Naturwissenschaftler ein festes jährliches Ziel, bei dem unsere Schülerinnen und Schüler über ihren 'schulischen Tellerrand' hinausblicken können: Das DLR_School_Lab Oberpfaffenhofen!" Mit diesen Worten kommentierte OStD Hendrik Rehn die neue Zusammenarbeit zwischen dem Kurt-Huber-Gymnasium (KHG) und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) in Oberpfaffenhofen.

Seit 2003 betreibt das DLR Oberpfaffenhofen sein so genanntes DLR_School_Lab, einen außerschulischen Lernort, bei welchem Schülerinnen und Schüler der Mittel- und Oberstufe anhand von 13 Hightech-Experimenten aus den Instituten des DLR, moderne Weltraumforschung hautnah miterleben und vor allem selber ausprobieren können. (www.dlr.de/schoollab/oberpfaffenhofen/ ). Von Anfang an mit dabei: Das KHG! Bereits 2004 zum ersten Mal zu Gast im DLR_School_Lab, hat sich seitdem die Zusammenarbeit zwischen KHG und DLR immer mehr vertieft. Unter anderem bei der Kooperation zweier Projektseminare zum Thema "Schwerelosigkeitsforschung an Bord einer Wasserrakete", bei welchen Schülerinnen und Schüler des KHG zwei große Wasserraketen für den Einsatz im DLR_School_Lab entwarfen und als Prototypen fertigstellten.

Durch die teilweise Abordnung des Physiklehrers und langjährigen DLR_School_Lab Teammitglieds StR Tobias Schüttler vom KHG ans DLR seit dem Schuljahr 2011/12, besteht darüber hinaus eine besonders enge Verbindung zwischen beiden Einrichtungen. Diese Verbindung wurde am 3. Juli 2012 auf eine neue Ebene gehoben: Ganz offiziell unterzeichneten Herr OStD Hendrik Rehn, Schulleiter des KHG Gräfelfing, Herr Prof. Dr. Richard Bamler, Leiter des DLR Standortes Oberpfaffenhofen und Herr Dr. Dieter Hausamann, Leiter des DLR_School_Lab Oberpfaffenhofen einen Kooperationsvertrag zwischen der Schule und dem DLR_School_Lab, welcher die bereits bestehende gute Zusammenarbeit auch weiterhin langfristig sicherstellt.

Im Vorfeld der Vertragsunterzeichnung konnte sich ein Physikkurs der elften Klasse des KHG ein Bild von den Experimenten des DLR_School_Lab Oberpfaffenhofen und dem Deutschen Raumfahrtkontrollzentrum GSOC machen. Die spontane Reaktion einer Schülerin, sie sei sich nun "hundertprozentig sicher", dass sie Geowissenschaften studieren wolle, bestätigte die positive und motivierende Wirkung des Besuchs.