Ein Geocachingprojekt mit Programmier- und Elektrotechnik hat in diesem Jahr den ersten Platz beim Oberstufenpreis belegt, den der Siegener Bezirksverein im Verein Deutscher Ingenieure (VDI) und die Industrie- und Handelskammer Siegen (IHK) verleihen. VDI und IHK würdigen damit herausgehobene naturwissenschaftliche Problemlösungskompetenz. Bewerben konnten sich Schülerinnen und Schüler aller Gymnasien, Gesamtschulen und Berufskollegs in den Kreisen Siegen-Wittgenstein und Olpe, die in der Oberstufe Facharbeiten in den Fächern Physik, Chemie, Mathematik, Biologie, Informatik oder im berufsbezogenen Lernbereich erstellt haben. Die Facharbeiten sollen Bezug zu praxisbezogenen Fragestellungen aus dem täglichen Leben oder aus Unternehmen aufweisen. Der Oberstufenpreis ist mit insgesamt 9000 Euro dotiert. In diesem Jahr wurden fünf Arbeiten ausgezeichnet. Der 1. Preisträger erhält 3000 Euro, der zweite 2400 Euro der dritte 1500 Euro, der vierte 1200 Euro und der fünfte 900 Euro.

Der mit dem ersten Preis ausgezeichnete Leon Reinschmidt vom Dietrich-Bonhoeffer-Gymnasium in Neunkirchen beschäftigt sich mit dem Geocaching, bei dem im Gelände versteckte Punkte anhand von GPS-Daten gefunden werden müssen. Das Geländesuchspiel erfreut sich bei Kindern, Jugendlichen und Erwachsenen seit Jahren einer zunehmenden Beliebtheit. Es verbindet das Internet, wo versteckte Punkte mitgeteilt werden, die Technik zur Geländeorientierung per GPS und das Wandern und Erkunden in der Natur. Eine Steigerung dieses Spiels mit kleinen Schätzen am Ziel ist ein Multicache, bei dem sich der Sucher von einem Punkt zum nächsten vorarbeiten muss. Reinschmidt lieferte dazu eine Variante in Form eines Morsecode-Empfängers. Der numerischen Behandlung des N-Körper-Problems am Beispiel einer Planetensimulation widmet sich die Arbeit von Johannes Ewald Seyffarth vom Städtischen Gymnasium Kreuztal, dem die Jury den zweiten Preis zusprach. Weitere Preise vergaben VDI und IHK an Sophia Wiechert (Städtisches Gymnasium Kreuztal) für ihre Flächenberechnung unregelmäßig geformter Körper mit Hilfe der Monte-Carlo-Methode sowie Markus Knoche und Jonas Neef (beide Fürst-Johann-Moritz-Gymnasium Siegen) für ihre Arbeiten zu umweltfreundlichen Energienutzungsanlagen durch Aufwindkraftwerke oder Solarteiche.

Technisch-naturwissenschaftliches Wissen werde in der Berufswelt von morgen immer wichtiger, gaben IHK-Präsident Klaus Vetter und der Vorsitzende des VDI-Bezirksvereins, Dr. Ing. Lutz Henrich, den Oberstufenschülern mit auf den Weg: „Gerade in unserer Region, in der das produzierende Gewerbe etwa die Hälfte der Wirtschaftsleistung bestimmt, kann dies nicht oft genug betont werden. Wir müssen alle Interesse daran haben, möglichst früh möglichst viele junge Menschen für dieses Themenfeld zu begeistern.“ IHK-Präsident Klaus Th. Vetter ergänzte: „Es gibt eine Vielzahl von Stütz-Maßnahmen für schwächere Schulabgänger, die alle ihre Berechtigung haben. Es reicht jedoch nicht, allein die Schwächeren zu fördern. Vielmehr brauchen wir eine große Anzahl von jungen Menschen, die zu herausragenden Leistungen imstande sind. Im weltweiten Wettbewerb kann schließlich nur bestehen, wer permanent Produkt- und Prozessinnovationen in seinem eigenen Unternehmen treibt. Hierzu benötigt man motivierte und leistungsfähige junge Menschen – Spitzenbegabungen eben, die in unserer Gesellschaft viel zu selten die ihnen gebührende Achtung erfahren.“

1. Preisträger: Leon Reinschmidt

Geocaching ist ein Suchspiel für Jugendliche und Erwachsene, bei dem Geländepunkte mittels GPS angesteuert werden. Leon Reinschmidts elektronische Station für das Geocaching liefert dem Spieler die Koordinaten des nächsten Punktes, wenn er mit einer Taschenlampe die zuvor gefundenen Morsecodes korrekt per Taschenlampe an die Elektronikbox geblinkt hat. Die Konstruktion einer solchen Box stellte den Schüler des Dietrich-Bonhoeffer-Gymnasiums in Neunkirchen nicht nur vor technisch-elektronische Herausforderungen, sondern verlangte auch einen informatischen Ansatz, da die Erkennung und Verarbeitung des Morse-Codes programmiert werden musste. Die Arbeit beschreibt die Funktion des mit LEDs bestückten Leuchtfeldes, dessen Steuerung, die Auswahl und Programmierung des Microprozessors bis hin zum Zeichnen und Ätzen einer Leiterplatte und dem Einbau aller Komponenten in ein Gehäuse. Bei alledem galt es darauf zu achten, dass der Geocache preiswert bleibt, denn die im Gelände platzierten Suchziele können leicht zur Diebesbeute werden.

2. Preisträger: Johannes Ewald Seiffarth

Der numerischen Behandlung des N-Körper-Problems am Beispiel einer Planetensimulation widmet sich die Arbeit von Johannes Ewald Seyffarth vom Städtischen Gymnasium Kreuztal, dem die Jury den zweiten Preis zusprach. Hinter dem N-Körper-Problem verbirgt sich die Frage der Astronomen, ob sich die Bewegung von Sonne und Planeten für alle Zeit voraussagen lässt, wenn deren Positionen und Geschwindigkeiten zu einem bestimmten Anfangszeitpunkt bekannt sind. Die Frage beschäftigt bereits seit 300 Jahren die Physik. Erst 1991 gelang einem chinesischen Wissenschaftler eine theoretische Lösung. Diese hat allerdings keinen praktischen Nutzen, beispielsweise für die exakte Planung von Raumfahrt-Missionen, da sie selbst mit großem Aufwand nur näherungsweise Daten liefert. Johannes Ewald Seyffarth programmierte eine Berechnung auf der Grundlage selbst gefundener Formeln. Die Genauigkeit seiner Ergebnisse müsste nun anhand konkreter Positionsdaten des Sonnensystems überprüft werden.

3. Preisträger: Sophia Wiechert

Eine Flächenberechnung unregelmäßig geformter Körper mit Hilfe der Monte-Carlo-Methode entwickelte Sophia Wiechert vom Städtischen Gymnasium Kreuztal. Die Arbeit beschreibt einen Weg, wie beispielsweise Gewicht, der Schwerpunkt und Trägheitsmomente von Skulpturen oder auch Maschinen ermittelt werden können. Die Gymnasiastin programmierte dazu auf der Grundlage des Monte-Carlo-Algorithmus eine Berechnung für solche Körper. Diese Methode basiert auf zufällig erzeugten Zahlen auf den Achsen eines Koordinatensystems. Die Ergebnisse werden dabei immer genauer, je höher die Menge der Zufallszahlen in der Berechnung angesetzt wird.

4. Preisträger: Markus Knoche

Der Oberstufenschüler Markus Knoche vom Siegener Fürst-Johann-Moritz-Gymnasium berechnete die Möglichkeiten, durch thermisch entstehende Aufwinde elektrische Energie zu erzeugen. Aufwindkraftwerke bestehen aus einem großen Kollektor in einer sonnenreichen Region und einem in der Mitte angeordneten Kamin. Der dort empor steigende Aufwind treibt die Turbinen zur Stromerzeugung an. Die über hundert Jahre alte Idee wurde 1983 in Spanien mit einem Pilotprojekt umgesetzt, das allerdings 1989 mit der Zerstörung des Kamins durch einen Sturm endete. Auch andere Versuche scheiterten, unter anderem an der finanziellen Machbarkeit. Markus Knoche kommt in seiner theoretischen Arbeit zum Ergebnis, dass Aufwindkraftwerke grundsätzlich realisierbar sind, die hohen Investitionskosten allerdings weiterhin das größte Problem darstellen.

5. Preisträger: Jonas Neef

Wie sein Mitschüler am Fürst-Johann-Moritz-Gymnasium beschäftigte sich Jonas Neef mit einer Methode zur Nutzung natürlicher Energiequellen. Bei seiner Betrachtung über die Erwärmung von Teichen durch die Sonne und die Nutzung der so erzeugten Energie beschreibt der Schüler die physikalischen Grundlagen, die Konstruktion der Wasserbecken sowie die technischen Anlagen. Er bescheinigt der Energiequelle zwar eine im Vergleich zur Windenergie höhere Zuverlässigkeit, nennt allerdings auch die bislang etwa dreifach höheren Kosten pro Kilowattstunde. Der hohe Aufwand entsteht unter anderem durch die Abdeckung solcher Wärmebecken mit Folien, die notwendig sind, um Verdunstung und die Durchmischung der unterschiedlich warmen Wasserschichten im Wind zu verhindern.