Seminar Kiel 2014

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Die Veranstaltung hat stattgefunden

Das 10. Orpheus-Seminar fand vom 2. bis 5. Oktober in Kiel statt. 96 physikbegeisterte Schülerinnen und Schüler trafen an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel aufeinander, um sich gemeinsam auf die Olympiade vorzubereiten und Gleichgesinnte kennenzulernen. Die Zeitung "Kieler Nachrichten" berichtete über das Seminar mit dem Artikel "Von wegen Angstfach: Schüler kämpfen um Gold in Physik" über die Physikolympiade und das Orpheus-Seminar. Ganz besonders freute es den Verein, dass die Teilnehmerin Lara Rönnebeck einen Online-Artikel bei „Welt der Physik“ im Schüler-Magazin „Detektor“ mit dem Titel "Ein physikalisches Wochenende beim Orpheus-Seminar" verfasst hat.

Veranstaltet wurde das Jubiläums-Seminar vom gemeinnützigen Verein Orpheus e. V. gemeinsam mit dem Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik (IPN) sowie der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel.


Seminarvorbereitung und Konzept

Das Ziel der Orpheus-Seminare ist zum einen, die jungen Nachwuchsphysiker bei dem Auswahlverfahren zur Internationalen Physikolympiade zu unterstützen, zum anderen jedoch auch, ihnen eine Gelegenheit zu bieten, Gleichinteressierte kennenzulernen.

Die angebotenen Inhalte der einzelnen Kurse erstreckten sich sowohl über theoretische als auch über experimentelle Themen. Die Teilnehmer können so ihre physikalischen Kenntnisse erweitern, und deren Anwendung an theoretischen Aufgaben und Experimenten üben. Die Auswahl der Seminarthemen deckt die Anforderungen der Internationalen Physikolympiade weitestgehend ab.

Der traditionelle Zeitpunkt des Seminars Anfang Oktober wird durch den Ablauf des IPhO-Auswahlwettbewerbs bestimmt, und fügt sich vor den Semesterbeginn der gastgebenden Universität ein. In diesem Jahr war die Veranstaltung in Kiel zu Gast. Untergebracht waren die Teilnehmer und Betreuer in der Jugendherberge Kiel. Die Physikfakultät der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel stellte auf dem Campus Räumlichkeiten für die Seminare zur Verfügung.

Die Christian-Albrechts-Universität zu Kiel sowie das Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik (IPN) unterstützten die Organisation des Seminars maßgeblich. Seitens des Orpheus-Vereins bildeten mehrere Mitglieder das Organisationsteam, Hauptorganisator vor Ort war Luis Ramos Henriques. Weitere Mitglieder waren schließlich an der fachlichen Vorbereitung und Leitung der Seminare beteiligt – insgesamt 13 Seminarleiter wollten an dem Wochenende ehrenamtlich ihre Kenntnisse an den Nachwuchs vermitteln.

Es ist dem Orpheus-Verein ein wichtiges Anliegen, dass die Teilnahme an dem Seminar nicht finanziell abhängig, sondern aus reiner Begeisterung für die Physik möglich gemacht wird. Entscheidend dafür ist ein möglichst geringer Eigenbeitrag der Teilnehmer. – Ein Ziel, das nur durch die Förderung von Stiftungen und Spendern erreicht werden kann. An dieser Stelle danken wir ganz herzlich der Deutschen Physikalischen Gesellschaft und der Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung sowie der Christian-Albrechst-Universität zu Kiel und ThyssenKrupp für die finanzielle Unterstützung des Seminars. Außerdem bedanken wir uns vielmals bei der Physikfakultät der Christian-Albrechst-Universität zu Kiel sowie dem Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik (IPN), die uns die Räume und Experimente zur Verfügung gestellt haben.

Durch diese Unterstützung wurde zum zweiten Mal in der Geschichte des Vereins der Wunsch vieler Teilnehmer wahr, das Seminar auf vier Tage zu verlängern. Dies ermöglichte es wieder, ein breiteres Programmspektrum mit einer Exkursion anzubieten. Außerdem konnte das fachliche Programm erweitert werden. Umso größer war dieses Jahr nach der langen Vorbereitung die Vorfreude auf das viertägige Jubiläums-Seminar in der „Hauptstadt“ der IPhO und die ereignisreichen Tage in Kiel.


Fachliches Programm des Seminars


Die Teilnehmer gaben bei der Anmeldung die Themen an, welche sie interessierten. Dazu wurden für jedes Thema die Inhalte, sowie ggf. benötigte Vorkenntnisse beschrieben. Insgesamt standen 40 Themen zur Auswahl, davon 10 Experimente und 30 Theorie- bzw. Aufgabenseminare. Anhand der Teilnehmerangaben konnte das Programm der Nachfrage angepasst werden. In der folgenden Tabelle ist eine Übersicht aller Themen dargestellt. Die ausführliche Themenbeschreibung und der entstandene Gesamtstundenplan mit Auswertung der Teilnehmerzahl ist bei Interesse erhältlich.

Bereich Thema
Vorkurse für Mathematik und Anderes Einführung ins Differenzieren
Einführung ins Integrieren
Näherungsmethoden
Spezielle Funktionen, Komplexe Zahlen, Mathematik der Unterstufe
Gewöhnliche Differentialgleichungen
Experimentieren und Auswerten
Mechanik Klassische Mechanik
Rotationsbewegungen
Himmelsmechanik
Harmonische Schwingungen
Aufgabenseminar klassische Mechanik
Theoretische Mechanik
Experiment: Erdbeschleunigung mit Mikrocontroller bestimmen
Experiment: Looping und Bestimmung d. Rollreibung
Experiment: Erdbeschleunigung mit einfachen Mitteln bestimmen
Experiment: Wirbelstrombremsen
Experiment: Zylinder in Wasser
Elektromagnetismus Elektrodynamik 1
Elektrodynamik 2
Elektronik
komplexe Wechselstromrechnung
Aufgabenseminar Elektrodynamik
Experiment: Parallelschaltung zweier Kondensatoren
Experiment: Elektrische Blackboxen
Gase und Flüssigkeiten Fluiddynamik
Thermodynamik 1
Thermodynamik 2 und Statistische Physik
Aufgabenseminar Thermodynamik
Experiment: Bestimmung des Brechungskoeffizienten von Flüssigkeiten und Plexiglas
Experiment: Temperaturabhängigkeit d. Viskosität von Honig
Optik und Wellen Wellenoptik
Geometrische Optik
Moderne Physik Quanten - und Atomphysik I und II
Kristallstruktur und Kernphysik
Aufgabenseminar Quanten- und Atomphysik und Struktur der Materie
Spezielle Relativitätstheorie
Relativistische Teilchenphysik
Themen auf Englisch Mathematical methods of physics. Review and Practice.
Mathematical pendulum - how to explore an phenomena

Neben den Seminaren zu Themen aus dem Anforderungskatalog der Internationalen Physikolympiade wurden zudem Einführungskurse, etwa zu mathematischen Grundlagen, angeboten. Wie beim vorigen Seminar gab es eine Besonderheit von zwei zusätzlichen Themen, welche von einem englischsprachigen Gastbetreuer präsentiert wurden.

Es standen Versuche des physikalischen Praktikums sowie Seminarräume der Physik-Fakultät der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel zur Verfügung. So konnten mehrere Veranstaltungen gleichzeitig stattfinden, was kleine Gruppen, und so eine gezieltere Förderung erlaubte. Durch das Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik (IPN) wurden weitere Experimente aus den Auswahlrunden der Physikolympiade angeboten.

Für die fachliche Durchführung des Seminars engagierten sich ehrenamtlich insgesamt 13 Betreuer:


Die meisten befinden sich im fortgeschrittenen Physikstudium und haben Erfahrungen bei dem Auswahlverfahren sowie der Internationalen Physikolympiade selbst, aber auch zwei Gastbetreuer waren dabei.


Ablauf des Seminars

Gezielt eingeladen wurden wie in den vergangenen Jahren die Teilnehmer des IPhO-Auswahlwettbewerbs. Mit der erfolgreichen Bearbeitung der Aufgaben der ersten Auswahlrunde haben diese gezeigt, dass sie die nötige Motivation und Begeisterung besitzen, sich in anspruchsvolle Probleme einzuarbeiten.

Mit der Online-Anmeldung zum Seminar bekamen die Teilnehmer auch einen Account für die Internetseite des Vereins. Dort konnten Sie bereits vor dem Seminar im Forum über Physik oder das Seminar diskutieren.

Insgesamt meldeten sich 96 Teilnehmer an, davon 14 Schülerinnen. Aus welchen Bundesländern die TeilnehmerInnen kamen, ist im Abschnitt „Seminarstatistik“ dargestellt. Für jeden Teilnehmer und Betreuer wurde mit Hilfe eines von zwei Vereinsmitgliedern entwickelten Programms gemäß seinen Wünschen ein persönlicher Stundenplan erstellt. Ein Beispielstundenplan von einem Teilnehmer und Betreuer sowie der Gesamtstundenplan sind bei Interesse erhältlich. Die Übersicht des Seminarprogramms war wie gefolgt:

  • Donnerstag, 02.10.14:

    • 13:00-14:30: Optionale Führung durch die U-Boot-Fertigung
    • Anreise zur Jugendherberge bis 15:00 Uhr
    • 15:05-15:30: Begrüßung und Organisatorisches
    • 15:30-17:15: Physik-Einheit: Experimentalpraktika/Theorievorträge
    • 17:30-19:15: Physik-Einheit: Experimentalpraktika/Theorievorträge
    • 19:30: Abendessen
    • 20:30: Spiele- und Kennenlernabend, Spontanes
  • Freitag, 03.10.14:
    • 7:30: Frühstück, 8:20: Busfahrt zur Physikfakultät d. Christian-Albrechts-Universität zu Kiel
    • 9:00-10:45: Physik-Einheit: Experimentalpraktika/Theorievorträge
    • 11:00-12:30: Vorstellung und Begrüßung seitens der Physikfakultät,
Vorträge zur aktuellen Forschung an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel: „Kieler Experimenten auf dem Marsrover“ (Prof. Wimmer-Schweingruber), „Festkörperforschung mit Synchrotronstrahlung“ (PD Dr. Roßnagel)
    • 12:45-13:45: Mittagessen
    • 13:45-15:30: Physik-Einheit: Experimentalpraktika/Theorievorträge
    • 15:45-17:30: Physik-Einheit: Experimentalpraktika/Theorievorträge
    • 17:45-19:30: Physik-Einheit: Experimentalpraktika/Theorievorträge
    • 20:00: Abendessen
    • 21:00: Abendvorträge: „Antimaterie am CERN und kurz nach dem Urknall“, „Verdunstung von Kaffeeflecken und Basteleien mit Druckerpatronen.“
  • Samstag, 04.10.14:

    • 7:30: Frühstück, 8:30: Busfahrt zur Physikfakultät
    • 9:00-10:45: Physik-Einheit: Experimentalpraktika/Theorievorträge
    • 11:00-12:45: Physik-Einheit: Experimentalpraktika/Theorievorträge
    • 12:45-13:00: Gruppenfoto
    • 13:00-14:00: Mittagessen
    • 14:00-18:00: Exkursion: Computermuseum und Mediendom, Botanischer Garten, Führung zum Marine-Ehrenmal Laboe und U 995 Technikmuseum
    • 18:30: Abendessen
    • ab 20:00: Abendvorträge: „Physik mit der Glasflasche“, „Quantengravitation – Ein Universum aus Dreiecken“
  • Sonntag, 04.10.14:

    • 7:30: Frühstück, 8:20: Busfahrt zur Physikfakultät
    • 9:00-10:45: Physik-Einheit: Experimentalpraktika/Theorievorträge
    • 11:00-12:45: Physik-Einheit: Experimentalpraktika/Theorievorträge
    • 13:00-13:30: Verabschiedung, Austeilung der Urkunden und Einladung zum Vereinstreffen
    • 13:30-14:30: Mittagessen und Abreise

Für ca. 20 Personen bestand die Möglichkeit vor dem offiziellen Empfang an einer Führung durch die U-Boot-Fertigung bei ThyssenKrupp teilzunehmen. Die meisen Teilnehmer reisten jedoch am Donnerstag Nachmittag direkt zur Jugendherberge an, wo sie mit Informationen und Unterlagen zum Seminar empfangen wurden. Zunächst wurden alle Teilnehmer gemeinsam durch den Vorstand von Orpheus e.V. begrüßt. Der Verein und der Ablauf des Seminars wurden vorgestellt. Danach folgten die ersten beiden der jeweils etwa 100-minütigen Physikeinheiten. Nach dem Abendessen folgte der Spiele- und Kennenlernabend, wo die Teilnehmer Gelegenheit hatten, den Abend zum gegenseitigen Kennenlernen zu nutzen.

Der Freitag fing nach dem Frühstück in der Jugendherberge mit einem weiteren Physik-Block an. Danach folgte die Begrüßung seitens der Physikfakultät der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel mit zwei spannenden Vorträgen zur Forschung an der Universität vor Ort: „Festkörperforschung mit Synchrotronstrahlung“ von PD Dr. Roßnagel sowie „Kieler Experimenten auf dem Marsrover“ von Prof. Wimmer-Schweingruber:

Nach dem Mittagessen fanden drei Physik-Einheiten statt. Am Abend folgten die Betreuer-Vorträge „Antimaterie am CERN und kurz nach dem Urknall“ sowie „Verdunstung von Kaffeeflecken und Basteleien mit Druckerpatronen“.

Am Samstag konnte nach dem physikalischen Vormittag durch die Verlängerung des Seminars eine Exkursion angeboten werden. Dazu standen drei Möglichkeiten zur Auswahl: im Computermuseum und Mediendom konnten die Teilnehmer zusätzlich zu der Führung auch die astronomische Aufführung „Eine Reise durch die Galaxis“ entdecken. Für den botanischen Garten direkt neben dem Campus der Universität wurde ebenfalls eine Führung organisiert. Außerdem hatte man die Möglichkeit, das Marine-Ehrenmal Laboe mit dem U 995 Technikmuseum zu besuchen, wo man seinen kulturell-geschichtlichen Horizont erweitern konnte:

Nach dem Abendessen folgten von zwei Vereinsmitgliedern die Abendvorträge zur Quantengravitation aber auch zur „Physik mit der Glasflasche“, wo das Phänomen der Kavitation demonstriert wurde.

Der letzte Seminartag hielt nochmals zwei Physikblöcke bereit. Vor dem gemeinsamen Mittagessen fand die Verabschiedung der Teilnehmer statt, wo auch zum nächsten Vereinstreffen eingeladen wurde. Außerdem wurden Teilnahmeurkunden ausgegeben und die zur Begrüßung verteilten Bögen mit den Rückmeldungen und Bewertungen der Seminare durch die Teilnehmer wieder eingesammelt, bevor die Schülerinnen und Schüler wieder in alle Teile Deutschlands aufbrachen.


Rückmeldungen der Teilnehmer

Wie bei den vorangegangenen Seminaren wurden den Teilnehmern Bewertungsbögen ausgeteilt. Zum einen konnten darin allgemeine Aspekte des Seminars (z. B. dessen Organisation und Programm) bewertet werden. Zum anderen wurden für jedes Seminar einzeln Bewertungen gesammelt. In Textfeldern konnten freie Kommentare und Anregungen eingetragen werden. Der komplette Bewertungsbogen ist bei Interesse erhältlich.

Bei den Zieles des Seminars wurden alle drei Punkte gelobt – das Lernen von Physik (allgemein) am besten, gefolgt vom Treffen anderer mit gleichen Interessen, und dem Lernen von Physik mit Bezug zur IPhO. Es zeigte sich eine Tendenz, dass die Nebenprogrammpunkte wie Exkursion, Kennenlernen der örtlichen Universität sowie des Physikstudiums stärker berücksichtigt werden sollten. Dies bestätigt eindeutig, dass die Ausweitung des Programms durch das viertägige Seminar entscheidend ist. Das viertägige Seminar wurde auch in diesem Jahr mit klarer Mehrheit besser als das dreitägige bewertet, aus den Kommentaren spiegelte sich sogar eine Tendenz einer weiteren Verlängerung wider. Hinsichtlich der Teilnahmefaktoren wurden nicht zu hohe Kosten als wichtig eingeschätzt, der Anreiseweg sowie konkreter Veranstaltungsort weniger bedeutend. Insgesamt konnten 69 Rückmeldebögen ausgewertert werden. Es gab eine große Zahl sehr positiver Bemerkungen zur Stimmung des Seminars und zum Seminar allgemein:

  • „Top-Organisation.“, „Organisation war gut.“, „Super“, „Alles gut soweit!“
  • „Ich fände es schön, wenn man eine größere Zahl der Themen besuchen könnte.“
  • „Ich war sehr zufrieden, die Stimmung war einfach klasse.“
  • „Das Seminar hat mir sehr viel Freude bereitet.“
  • „Idee find ich super! Vielen Dank an alle Betreuer […] Es war eine schöne Erfahrung – inklusive dem Kennenlernen neuer Leute und der Vorlesungen.“
  • „Ich hatte Spaß und konnte viel lernen“
  • „Insgesamt (auch mit Organisation) ein gutes Seminar. Außerdem finde ich es sehr cool, dass ihr ehrenamtlich das Seminar macht.“
  • „[...] Ein gelungenes Seminar, ich hab definitiv mehr gelernt als in den letzten 2 Jahren Physikunterricht. […] Super, dass es eine solche Organisationsgruppe gibt!“

Die Rückmeldungen der Teilnehmer und konkrete Verbesserungsvorschläge bilden eine wertvolle Grundlage der Planung für kommende Veranstaltungen. Eine komplette Analyse und Auswertung der Teilnehmerrückmeldungen (ca. 60 Seiten) ist bei Interesse erhältlich.


Statistik

82 Schüler und 14 Schülerinnen haben teilgenommen. Der jüngste Teilnehmer war im Jahr 2000 geboren, der älteste im Jahr 1995. Das Durchschnittsalter der Teilnehmer lag bei ca. 17 Jahren. Es waren insgesamt 13 Bundesländer vertreten:


Die Bundesländer Baden-Württemberg, Hessen, Nordrhein-Westfalen, Sachsen und Schleswig-Holstein waren am stärksten vertreten - von hier kamen jeweils mindestens 10 Teilnehmer.

(Bericht von Vitaly Andreev)

Fragen

Falls noch Fragen zum Seminar offen geblieben sind, beantworten wir sie gern unter seminar@orpheus-verein.de.

Ort: 
Kiel
Dauer: 
Donnerstag, 2. Oktober 2014 bis Sonntag, 5. Oktober 2014
Unterkunft: 
Jugendherberge Kiel
Johannesstraße 1
24143 Kiel
Deutschland
Tagungsort: 
Physik Fakultät der Universität Kiel
Leibnizstr. 19
24098 Kiel
Deutschland