E-Book: Software effektiv nützen für VWA und BHS-Diplomarbeit

Das kostenlose E-Book „Software effektiv nützen für die vorwissenschaftliche Arbeit und BHS-Diplomarbeit“ behandelt auf 43 Seiten Möglichkeiten, wie kostenlose Software und Apps für die vorwissenschaftliche Arbeit und BHS-Diplomarbeit sinnvoll verwendet werden können um Zeit zu sparen.

Der Bogen spannt sich von der Themensuche bis hin zur Präsentation. Abgesehen von Microsoft Office wird ausschließlich kostenlose Software vorgestellt, dazu gibt es teilweise Kurzanleitungen bzw. auch Links zu Büchern, die über die digitale Bibliothek kostenlos entlehnt werden können.

Der Aufbau folgt im Wesentlichen den Arbeitsschritten, die für die Erstellung der Arbeit notwendig sind: Themenfindung – Notizen – Recherche – Projektplanung – Gliederung der Arbeit (inkl. Export in die Textverarbeitung) – Textverarbeitung – Literaturverwaltung – Methoden (Umfragen, Fragebögen, Auswertung – Statistik) – Diagramme und Visualisierungen – Bildbearbeitung u. Fotos – Spezialsoftware (CAD, Chemie, Landkarten, Mathematik, Musik) – PDF-Export – Präsentation

Verfügbar ist das E-Book im PDF-Format. Es ist daher möglich die Weblinks direkt aufzurufen und die Programm herunterzuladen.

Das E-Book steht unter der Creative Commons Lizenz (CC-BY-ND).

Kostenloser Download des E-Books:
Software effektiv nützen für VWA und BHS-DA (.pdf) >>

Durch die Lizenzierung als CC-BY-ND darf das E-Book weiterverteilt werden (z.B.: als Download auf der Schulhomepage, im E-Learning-Kurs usw.)

Creative Commons Lizenzvertrag
Dieses Werk bzw. Inhalt steht unter einer Creative Commons Namensnennung-KeineBearbeitung 3.0 Österreich Lizenz

Messen mit dem Smartphone und phyphox

2016-screenshot-app-phyphox-messen-smartphoneSmartphones und Tablets sind mit vielen Sensoren ausgestattet. Im Rahmen der vorwissenschaftlichen Arbeit ist nicht immer die Genauigkeit, sondern vor allem die Methode, die Weiterverarbeitung und Interpretation der Daten spannend.

Die App phyphox des Physikinstituts der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen zeigt die verfügbaren Sensoren an und bietet die Möglichkeit die Messwerte aufzuzeichnen und im Excel-Format zu exportieren. Dadurch sind der Weiterverarbeitung bzw. Visualisierung der Daten keine Grenzen gesetzt. Neben den Rohdaten der Sensoren gibt es auch vorgefertigte Experiment (vor allem für den Physikunterricht).

Beispielsweise könnte mit dem Lichtsensor auch Konzentrationsbestimmungen (Photometer) in Chemie oder mit dem Lichtsensor / Audiosensor Umwelt- bzw. Arbeitsplatzmessungen (Biologie) uvm. gemacht werden. Luftdruck- und Temperatursensor ermöglichen es Messungen für Arbeiten mit Bezug zur Geographie uvm.

Im Zentrum ist sicher die Physik durch die Anwendung von Beschleunigungssensor, Gyroskop, Magnetfeldsensor usw.

App Science Journal

App Science JournalScience Journal ist eine App von Google um die Sensoren des Smartphones auszulesen. Die Messwerte können als CSV-Datei exportiert und in der Tabellenkalkulation weiterverarbeitet werden.

Für Vorwissenschaftliche Arbeiten deren Fragestellung eine Messung beinhaltet kann die App ein günstiger Ersatz für ein Messgerät sein.

Die Homepage von Google bietet auch Materialien und Vorschläge für den Einsatz der App.

Themenvorschlag: Wärmebildkamera und Energiesparen

Waermebildkamera-vwa-seek-thermalDurch die Verfügbarkeit günstiger Wärmebildkameras >> ist es möglich diese als Messgerät für die Vorwissenschaftliche Arbeit zu verwenden.
Das Thema Energiesparen ist im Unterricht und in den Medien ständig präsent und eignet sich auch gut für die VWA. Die Fragestellung: „Wo geht Energie im Haushalt ungenützt verloren?“ wäre am Beispiel des elterlichen Haushalts umsetzbar.

Nach einer theoretischen Einführung würde sich ein praktischer Teil anbieten, in dem die Kandidatin / der Kandidat mit einer Wärmebildkamera (z.B. Handgerät oder aufsteckbar am Smartphone) jeden Raum analysiert und Quellen ungenützter Energie aufspürt bzw. evtl. vorhandenes Einsparpotential eruiert (und die Kosten für die Wärmebildkamera amortisieren).

 

[P] Der Beitrag wurde unterstützt vom LK-Shop.

Aktivitätstracker für den praktischen Teil der VWA

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Aktivitätstracker bei Amazon

Kommt das Thema der Vorwissenschaftlichen Arbeit aus dem Bereich der Biologie, Sport und Bewegung bzw. Sportkunde oder Psychologie (Schlafverhalten) könnte für einen praktischen Teil ein Aktivitätstracker / Fitnessarmband hilfreich sein. Beispielsweise könnte sich die Forschungsfrage mit der Wirkung einer Trainingsmethode, Auswirkungen von Ernährungsänderungen auf die Kondition oder ähnlichen Themen beschäftigen. Messungen könnten in einer vorwissenschaftlichen Genauigkeit mit den Trackern gemessen und über das Smartphone/Tablet übertragen werden. Die Weiterverarbeitung und Auswertung der Daten kann über eine Tabellenkalkulation erfolgen.

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Fitnessarmband (Amazon*) >>
 

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Datalogger für Lego NXT Roboter

Verwendet man Lego-NXT-Sensoren zum Messen, kann auch ein Smartphone oder Tablet als Datenlogger verwendet werden. Es besteht die Möglichkeit zum NXT-Roboterbaustein mit Bluetooth Kontakt aufzunehmen und die Daten zu übertragen. Dazu gibt es fertige Apps (z.B. NXT Data Log) oder man programmiert sich mit dem App-Inventor seinen eigenen Datenlogger.

Weiterführende Links:
NXT Data Log -APP (google play) >>
Artikel zum Lego-NXT im Blog >
Artikel zum App-Invoentor im Blog >
Lego Mindstorms NXT (amazon*) >>
Bücher usw. zu Mindstorms NXT (amazon*) >>

* Affiliate

Cardiograph – Pulsmessung

Behandelt das Thema der Vorwissenschaftlichen Arbeit die Auswirkung einer Größe (z.B. eine Tätigkeit, Sport oder ähnliches) auf den Puls, so kann als Messgerät das Smartphone oder Tablet verwendet werden. Die kostenlose App „Cardiograph“ ermöglicht es Profile anzulegen und für die verschiedenen Personen den Puls zu messen.

Cardiograph (Google play) >>
Puls (Wikipedia) >>

Wetter und Wetterbeobachtung

Das Wetter ist Forschungsgegenstand in der Wissenschaft und Wirtschaft und eignet sich auch als Thema für eine Vorwissenschaftliche Arbeit. Im Rahmen der VWA kann das reale Wetter mit verschiedenen Wetterprognosen aus Zeitungen, Internet, Apps usw. verglichen werden. Nach dem Vergleich können die Daten ausgewertet werden (z.B. Abweichungen, …)  Eine Betreuungsperson könnte je nach Fragestellung z.B. eine Fachkompetenz aus Geographie, Biologie oder Mathematik (wenn die Fragestellung eher in Richtung Statistik oder Algorithmen geht) besitzen. Zur Abfrage der Wettervorhersage eignen sich auch die Apps am Smartphone oder Tablet.

Vorschläge für eine Forschungsfrage:

  • Wie unterscheidet sich das Wetter in … von der Wetterprognose des Wetterdienstes …?
  • Wie kann aus den Wetterprognosen des Ortes … und … auf den dazwischen liegenden Ort … gerechnet werden?
  • Wie genau sind die Prognosen der verschiedenen Wetterdienste im Vergleich?

Weiterführende Links:
Wetter (Wikipedia) >>
Wettervorhersage (Wikipedia) >>
Wetterbeobachtung und -vorhersage (Wikipedia) >>

Österreichwetter:
ZAMG >>
wetter.at >>
wetter.com >>

Apps:
wetter.com (Google play) >>
wetter.tv (Google play) >>
wetterheute.at (Google play) >>
wetter.net (Google play) >>

Welche Sensoren besitzt mein Smartphone?

Für die Verwendung von Apps im Rahmen einer Messung ist es notwendig zu wissen über welche Sensoren das eigene Gerät verfügt. Die Android Sensor Box gibt einen Überblick über die verfügbaren Sensoren (Gyroscope, Helligkeit, Ausrichtung, Abstand, Temperatur, Beschleunigung, Lautstärke, Magnetfeld und Druck). Ist ein Sensor auf dem eigenen Gerät verfügbar kann dieser ausprobiert bzw. auch schon für Messungen verwendet werden. Zusätzlich können die Daten zum Sensor abgerufen werden. Hersteller, Sensortyp und – für die Vorwissenschaftliche Arbeit von größerem Interesse –  der Messbereich und die Auflösung können abgerufen werden.

Android Sensor Box (Google Play) >>
Artikel zum Thema Messen mit Apps >

Geodäsie mit dem Smartphone

Die Vermessung von Objekten lässt sich mit Hilfe eines Smartphones und Trigonometrie-Apps realisieren. Mit Hilfe der Sensoren (und der richtigen Rechnung) lassen sich verschiedene Vermessungsaufgaben erledigen bzw. im Rahmen einer Forschungsfrage entwickeln. Mögliche Forschungsfragen könnten sich mit der Genauigkeit von Mess-Apps, dem Vermessen von Körpern, Gebäuden beschäftigen. Auch das Aufzeichnen verschiedener Punkte über GPS und die darauffolgende Berechnung bietet das Potential für eine Vorwissenschaftliche Arbeit.

Sensoren:

  • Neigungssensor
  • Magnetfeldsensor (Kompass)
  • GPS-Empfänger (Position, Höhe)

Apps:

Apps mit eigenen Berechnungen lassen sich sehr einfach mit dem App Inventor erstellen.

Weitere Informationen

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