15. Nationaler Koshien-Wissenschaftswettbewerb
Die Meisterschule Okayama Asahi High School nimmt an einem US-Turnier teil

Eine einzige Antwort wird durch Diskussionen, das Aufstellen von Hypothesen und wiederholtes Ausprobieren gefunden. Der Nationale Wissenschaftswettbewerb Koshien* ist ein Wettbewerb, bei dem dieser Prozess durch wissenschaftliches Wissen und Teamarbeit in die Praxis umgesetzt wird.

Der 15. Nationale Wissenschaftswettbewerb Koshien fand am 22. März in der Präfektur Ibaraki statt. Teams von Oberstufenschülern, die aus 697 Schulen landesweit ausgewählt wurden, trafen sich, um in schriftlichen Prüfungen und drei praktischen Wettbewerben ihre umfassenden wissenschaftlichen Fähigkeiten unter Beweis zu stellen.

Den Gesamtsieg errang die Okayama Asahi Senior High School, die die Präfektur Okayama vertritt. Sie wird im Mai an einem Wissenschaftswettbewerb in den Vereinigten Staaten teilnehmen.
 

• *Koshien bezeichnete ursprünglich ein Baseballstadion in der Präfektur Hyōgo oder die dort ausgetragene japanische Baseball-Meisterschaft der Oberschulen. Im übertragenen Sinne wird der Begriff auch für ein nationales Turnier verwendet.

 

Koshien of Science, ein Wettbewerb, der Wissenschaft in die Praxis umsetzt

Der Koshien der Wissenschaft, ein naturwissenschaftlicher Wettbewerb für Oberstufenschüler, wird von der Japanischen Agentur für Wissenschaft und Technologie (JST) organisiert. Die Teams bearbeiten interdisziplinäre Herausforderungen aus den Bereichen Physik, Chemie, Biologie, Geologie und Ingenieurwesen. Die Teilnehmer diskutieren die Aufgaben mit ihren Mitschülern, entwickeln Hypothesen und lösen sie durch Experimente und Ausprobieren. Der Wettbewerb bewertet nicht nur das Fachwissen, sondern auch wissenschaftliches Denken und Teamfähigkeit, die in realen Situationen anwendbar sind.

Oita Uenogaoka High School, Gewinner des SHIMADZU-Preises

Seit dem ersten Wettbewerb unterstützen die Shimadzu Corporation und die Shimadzu Rika Corporation den Wissenschaftswettbewerb als Unternehmenssponsoren. Wir verleihen den SHIMADZU-Preis an die Schule, die in der Gesamtwertung den dritten Platz belegt.

In diesem Jahr wurde die Auszeichnung an die Oita Uenogaoka High School verliehen, die die Präfektur Oita vertritt. Hier stellen wir die Herausforderungen vor, denen sich die Schülerinnen und Schüler gestellt haben.

Ein Wettbewerb, der alle Bereiche überschreitet

Wellenverhalten in einem Wassertank beobachten
Die erste praktische Übung trug den Titel „Die Wunder der Meereswellengeschwindigkeiten“. Dabei wurden in einem großen Wasserbecken Oberflächen- und interne Wellen erzeugt und deren Wellenlängen und Ausbreitungsgeschwindigkeiten gemessen. Wellen übertragen Energie, anstatt Teilchen zu transportieren; die Teilnehmenden erlangen durch praktische Experimente ein intuitives Verständnis dafür.

Ihr Verständnis von Naturphänomenen aus physikalischer Sicht wird geprüft, unter anderem durch die Reproduktion von Veränderungen interner Wellen aufgrund von Dichteunterschieden. Dieses Thema ist relevant für die Katastrophenprävention, einschließlich der Vorhersage von Tsunamis und Flutwellen sowie der Küstenplanung.

Die La Salle High School, die die Präfektur Kagoshima vertrat, belegte bei diesem Wettbewerb den ersten Platz.

Annäherung an unbekannte Substanzen durch Ionenaustausch- und Neutralisationstitration
Die praktische Übung (2) trug den Titel „Ionenaustausch Express“. In diesem Chemieexperiment wurde ein Ionenaustauscherharz mit einer Neutralisationstitration kombiniert, um die Lösungskonzentration und die molare Masse der Probe zu bestimmen.

Der Ionenaustausch findet breite Anwendung in Bereichen wie der Wasser- und Lebensmittelreinigung sowie der Rückgewinnung von Edelmetallen aus Abwasserströmen. Die Neutralisationstitration ist unerlässlich zur Messung des Säuregehalts von Lebensmitteln und wird häufig in der pharmazeutischen und Umweltanalytik eingesetzt, wenn präzise Konzentrationen erforderlich sind.

Die Veranstaltung erforderte von den Teams Kenntnisse der Ionenaustauschmechanismen, die Bedienung der Geräte und die präzise Analyse der Titrationsdaten. Der Sieg hing von Kenntnissen der chemischen Stöchiometrie, experimenteller Genauigkeit und der Rollenverteilung innerhalb der Teams ab.

Bei diesem Wettbewerb belegte die Ishikawa Prefectural Kanazawa Izumigaoka High School den ersten Platz.

Elektromagnetische Herausforderung: Design, Analyse und Strategie
Die praktische Übung (3) trug den Titel „Mit elektromagnetischer Kraft auf den Pokal zielen“. Ziel war es, Aluminiumringe mithilfe elektromagnetischer Induktion in einen entfernten Pokal zu befördern. Vor Ort justierten die Teilnehmer zuvor erstellte Schaltkreise und Spulen, um die optimalen Startbedingungen zu ermitteln.

Neben dem Verständnis der elektromagnetischen Induktion spielten auch die Konstruktion und die Datenanalyse eine wichtige Rolle, ebenso wie strategische Entscheidungen, beispielsweise ob man darauf abzielen sollte, die Ringe gleichmäßig in den Becher zu bekommen oder viele Ringe über eine große Fläche zu verteilen.

Die Okayama Asahi Senior High School, Gesamtsieger, belegte auch in diesem praktischen Wettbewerb den ersten Platz. Zusätzlich nahm das Team der Ichikawa Gakuen Ichikawa Junior High School aus der Präfektur Chiba, Gewinner des Junior Koshien of Science und Träger des SHIMADZU-Preises, als Demonstrationsteam teil. Sie konnten zahlreiche Ringe in den Pokal befördern und erreichten zusammen mit den Gymnasialteams das Finale.

Schriftliche Prüfung, die verschiedene Disziplinen vereint
In der schriftlichen Prüfung teilen sich sechs Teilnehmer die Rollen auf und reichen gemeinsam einen Antwortbogen ein. Neben Grundlagenwissen in verschiedenen Fachgebieten prüft die Prüfung die Fähigkeit, neue Informationen zu erfassen, zu verarbeiten und Probleme zu lösen.

Bei dieser Prüfung belegte die Todaiji Gakuen Senior High School, die die Präfektur Nara vertrat, den ersten Platz und wurde insgesamt Zweiter.

Internationale Teilnahme an der Wissenschaftsolympiade

Die Okayama Asahi Senior High School, der Sieger, wird an der Science Olympiad teilnehmen, einem der weltweit größten internationalen Wissenschaftswettbewerbe, der am 22. und 23. Mai in den Vereinigten Staaten stattfindet. Die 120 besten Teams aus den gesamten Vereinigten Staaten treffen sich dort zum Wettkampf.

Das Team aus Okayama nutzt interdisziplinäres Wissen und die Fähigkeit, Herausforderungen als Team anzugehen, die es am Koshien of Science entwickelt hat, um seine Fähigkeiten auf internationaler Ebene unter Beweis zu stellen und sich gleichzeitig mit Kollegen aus anderen Ländern zu vernetzen.

Vermittlung von Wissenschaft und Fertigung durch Firmenausstellungen

Die Shimadzu Rika Corporation, die für das naturwissenschaftliche Bildungsgeschäft der Shimadzu-Gruppe zuständig ist, hat in Zusammenarbeit mit der International Physics Olympiad 2023 Commemorative Association ihre Initiativen vorgestellt, wobei der Schwerpunkt auf dem „Physics Exam Lab: Physics Entrance Exam Lab Series™“ liegt, das Physikaufgaben aus früheren Hochschulaufnahmeprüfungen als praktische Experimentierkästen originalgetreu nachbildet.

Die Shimadzu Corporation präsentierte ein Projekt, das in der NHK-Fernsehsendung „Nacht der Makaizo-Gesellschaft“ vorgestellt wurde, als Beispiel für die Anwendung wissenschaftlicher Expertise in der Fertigung und die Bewältigung von Herausforderungen durch Ausprobieren und Lernen aus Fehlern. Das Projekt veranschaulichte, wie wissenschaftliche und ingenieurtechnische Ansätze durch Design- und Verbesserungsprozesse in die Praxis umgesetzt werden.

Mitarbeiter der Shimadzu Rika Corporation demonstrieren im Ausstellungsbereich des Unternehmens den „Smart Cart“, einen dynamischen Handwagen, und den „Magnetzug, der durch eine Spule fährt“, beides Experimentierkästen.

Shimadzu wird auch weiterhin die jüngere Generation unterstützen und ermutigen, wenn sie Herausforderungen annimmt und die Zukunft gestaltet.

Hinweis: Fotos und Bilder wurden von JST zur Verfügung gestellt.