Forschungsfragen

Fragen an die Natur stellen, selbst beantworten, darüber schreiben · Lothar Bodingbauer

Forschungsfragen sind Fragen an die Natur und an die Umgebung, die Sie selbst beantworten können. „Wie“-Fragen funktionieren immer, „Warum“-Fragen nie. Sie werden schnell bemerken, dass Sie Ihre erstgewählte Frage rasch anpassen werden. Keine Angst, das ist ganz normal.

Diese Sammlung ist im Unterricht entstanden, vor allem rund um die Abschließende Arbeit (ABA) am Abendgymnasium Wien.

Was sind Forschungsfragen?

Forschungsfragen sind Fragen an die Natur, an die Umgebung. Sie sind klar gestellt, und die Antworten der Natur sind klar zu bemerken. Wie, das ergibt sich durch die Methode, die man verwendet, um die Antwort zu hören oder zu sehen. Manchmal zählt man, manchmal rechnet man, manchmal fotografiert man und vergleicht. Das ganze Repertoire wissenschaftlicher Methoden steht zur Verfügung.

Was sind gute Forschungsfragen?

Das sind Fragen, die beantwortbar sind. Durch Ihre eigene Arbeit. Die Herausforderung ist, die Forschungsfrage so einfach wie möglich zu stellen.

„Warum gibt es Krieg in der Welt?“ – hier haben wir Probleme, die Antwort abzulesen. „Wie viele Straßenbahnen fahren an der Wiener Oper am Freitag zwischen 14 und 15 Uhr in Richtung Schottentor?“ – das ist klar. „Wie lange kann ich wach bleiben?“ – hier haben wir ein ethisches Problem. Bitte experimentieren Sie nicht mit sich selbst und anderen Lebewesen.

Warum kann man keine Warum-Fragen stellen?

Sie können sie schon stellen. Es gibt nur keine beweisbare Antwort. Warum-Fragen sind immer Fragen, die jemand mit „weil auf Alpha Centauri ein Außerirdischer einen roten Knopf drückt“ beantworten kann. Da Sie keine Möglichkeit haben, das zu widerlegen, können Sie so eine Frage als Forschungsfrage nicht stellen.

Kann ich nach dem Besten, Schnellsten, Schönsten fragen?

Können Sie schon, es wird aber keine beweisbare Antwort geben. Wir können nämlich prinzipiell nicht alle, oft unendlich vielen Möglichkeiten finden. Die Frage nach der besten Pizza in der Stadt sind wir aus Medien so gewöhnt, aber haben Sie wirklich alle Pizzen getestet? Wenn Sie aber einige Möglichkeiten vorgeben und die Ergebnisse dann ordnen, dann gibt es sehr wohl einen „besten“, „schnellsten“, „stärksten“.

Wie kann man prüfen, ob eine Frage funktioniert?

Man formuliert eine erwartete Antwort und eine Methode, mit der man diese Antwort ablesen würde. Wenn das geht, ist auch die Frage gut lösbar.

20 Beispiele für einfache Forschungsfragen

Fragen liegen an jeder Straßenecke, an jedem Punkt eines Platzes. Wir müssen sie nur stellen, ein bisschen daran herumrütteln, sie anpassen, dass wir sie auch lösen können – und fertig.

  1. Hilft es, einen Löffel in die Teetasse zu stellen, damit der Tee schneller auf trinkfertige 50 °C abkühlt? Digitalthermometer kann man sich ausborgen, Stoppuhr hat man.
  2. Was kann man alles tun, um heißen Tee auf 50 °C abzukühlen? Reihe nach Wirksamkeit! (Nicht auf „gut zureden“ vergessen!)
  3. Wie steil werden Haufen? Laub, Schotter, Sand, nasser Sand? Was macht den steilsten Haufen? Einen Monat lang alle Haufen fotografieren und die Winkel mit dem Dreieck messen.
  4. Wie warm ist es in den U-Bahn-Stationen? Ein Diagramm zeichnen, zum Beispiel für die U1 und die U4. Ist die Temperaturverteilung von der Außentemperatur abhängig?
  5. Verkühlt man sich wirklich, wenn man nackt im Kalten steht? (Freiwillige?)
  6. Schauen Hunde aus wie ihre Hundebesitzer? Hier würde ich eine Fotoserie machen und die Menschen vorher fragen, ob sie mit ihrem Hündchen für ein Schulprojekt geradestehen würden.
  7. Welche Menschen fahren SUVs? Ängstliche, wütende? Männer? Frauen?
  8. Wo ist der Mond? Und wie ist er dort? Jeden Tag einmal den Mond am Himmel suchen und seinen Ort und sein Aussehen aufzeichnen.
  9. Was ist der Zufall? Wie viele Zufallsereignisse kann ich einen Monat lang beobachten, bemerken, erfragen?
  10. Wie viele Kilojoule in Nahrung kann ich für eine 5-Euro-Mahlzeit maximal erstehen?
  11. Welche Arten von Kind-Eltern-Interaktionen kann ich am Spielplatz bemerken? (Kategorisieren ist eine interessante Sache!)
  12. Wie schnell fahren Radfahrer in der Argentinierstraße? Und wie schnell dürften sie fahren, damit sie an der Kreuzung vorne ein Autofahrer innerhalb seiner Reaktionszeit noch sieht?
  13. Was ist Bestimmung? Wo erkenne ich in meinem Alltag Ursache und Wirkung sehr einfach und sehr klar? Ball trifft Kind, Kind fällt um. Ball trifft Wand, Kind fällt trotzdem um?
  14. Kann ich Fotos machen von Dingen, die Energie haben, und man sieht es ihnen a) an und b) nicht an?
  15. Fährt die Straßenbahn gleich oft nach links und nach rechts?
  16. Auf welcher Seite klebt die Autobahnvignette? Wo muss sie kleben?
  17. Klassiker: Nach welcher Seite dreht sich der Badewannenstrudel?
  18. Wer ist schneller, gescheiter, religiöser als ich?
  19. Wie fließt Wasser Fensterscheiben herunter?
  20. Wie verändern sich Äpfel im Laufe der Lagerung?

Checkliste für die Forschungsfrage

Gesucht sind eigene Arbeiten, die nicht im Internet recherchiert werden, sondern mit eigenen Forschungsfragen beginnen. Was aber sind gut zu bearbeitende Fragen? Fünf Prüfpunkte.

1. Beginnt Ihre Frage mit „warum“ oder „wieso“?

Suchen Sie bei Ihrer Forschungsfrage nicht nach dem Grund, sondern nach dem Verlauf einer Sache.

Warum-Fragen können nicht beantwortet werden. Erstes Problem: Man kann immer weiter fragen und kommt nie auf einen Grund. Zweites Problem: Warum-Fragen können auch so beantwortet werden: „Weil ein kleines grünes Männchen am Mars einen roten Knopf drückt.“ Man könnte diese Antwort nicht widerlegen. Ausweg: Wie-Fragen können beantwortet werden. Beschreiben Sie das, was Sie sehen oder messen.

Gute Beispiele: Wie läuft Wasser eine Fensterscheibe hinunter? Wohin kriecht die Schnecke? Wie schnell fährt der 13A zwischen Pilgramgasse und Mariahilfer Straße? Wo ist der Mond? Wann bekommt ein Kaktus Stacheln?
Nicht so gute Beispiele: Warum kann ich unter Wasser nur unscharf sehen? Warum wird mein Bleistift stumpf? Warum möchten meine Freunde jeden Tag Eis essen gehen?

2. Suchen Sie in Ihrer Frage nach dem Besten oder Schnellsten?

Fragen Sie in Ihrer Forschung nicht nach dem Besten von allem, sondern nach einer Auswahl daraus.

Superlative machen Schwierigkeiten. Erstes Problem: Man kann nie alle Möglichkeiten aufzählen, die es gibt, weil man sie nicht kennt. Zweites Problem: Eine Frage nach dem besten Platz für den WLAN-Empfang könnte zum Beispiel so beantwortet werden: „Im Fußboden.“ Man könnte so eine Antwort nicht widerlegen. Ausweg: Bieten Sie mehrere Möglichkeiten an, die Sie untersuchen. Sie können dann die Ergebnisse ordnen, und das Beste, Schnellste, Stärkste wird sichtbar.

Gute Beispiele: Friert heißes oder kaltes Wasser zuerst? Kriecht eine Nacktschnecke schneller als eine Weinbergschnecke? Wächst eine Pflanze mit normalem Wasser, Mineralwasser, abgekochtem oder destilliertem Wasser am besten?
Nicht so gute Beispiele: Wie komme ich am schnellsten vom 4. in den 5. Bezirk? Wer ist der beste Langstreckenläufer? Wie werfe ich am weitesten?

3. Können Sie formulieren, welche Antwort Sie auf Ihre Frage erwarten?

Forschungsfragen ohne denkbare Antworten zeigen nicht die passende Methode, die Antwort zu finden.

Fragen ins Blinde hinein sind schwer zu bearbeiten. Es ist wichtig, sich zu überlegen, ob „blau“, „12“, „geruchlos“ oder „hoch“ herauskommen wird. So wissen Sie, mit welchem Messgerät, mit welcher Methode Sie die richtige Antwort suchen werden, welche Größenordnungen Sie erwarten und wie schwierig es ist, eine Antwort zu finden. Ist es nicht möglich, eine erwartete Antwort zu formulieren, ist das ein Zeichen dafür, die Frage anders zu stellen.

Gute Beispiele: Wie viele Menschen gehen in den nächsten fünf Minuten vor mir vorbei? (12) Welche Farbe haben die meisten Autos in meiner Gasse? (Schwarz) Wohin fallen kleine Steine? (Nach unten)
Nicht so gute Beispiele: Welcher Mensch riecht gut? Wann kommt ein Briefträger ins Schleudern? Woran denkt der Orang-Utan im Zoo?

4. Kennen Sie die Methode, wie Sie die richtige Antwort finden?

Forschungsfragen ohne einen passenden Weg, sie zu beantworten, führen zu keinem klaren Ergebnis.

Erstes Problem: die Zeit. Die Forschungsmethode sollte eine Antwort rechtzeitig vor dem Abgabeschluss der Arbeit liefern. Zweites Problem: der Aufwand. Elektronenmikroskope sind uns nicht zugänglich, und 300 Personen für einen Geschmackstest mit Schokocreme scheitern an der Zahl der benötigten Menschen und am Preis für die Schokocreme. Achtung, ethische Bedenken: Experimentieren Sie nicht mit sich selbst, anderen und Tieren.

Gute Beispiele: Glauben Menschen an Gott? (Umfrage) Wo klebt die Autobahnvignette? (Beispiele finden) Sehen Menschen so aus wie ihre Hunde? (Paare finden und bewerten)
Nicht so gute Beispiele: Gibt es Gott? Was macht mich schwach? Wie wirkt Aspirin?

5. Wird Ihnen die Arbeit an Ihrer Forschungsfrage Freude machen?

Mit Begeisterung gibt es in der Forschung die schöneren Ergebnisse.

Nützen Sie Ihre wertvolle Arbeitszeit, der Natur oder der Umwelt eine Frage zu stellen, deren Antwort Sie selbst interessiert. Sie brauchen dazu keinen Experten. Sie sind es selbst. Sie brauchen dazu kein Internet. Sie selbst sind kompetent genug. Sie forschen selbst. Ihre Ergebnisse werden spannend sein, sie werden vielleicht Widerspruch erregen. Die Antworten werden Sie fast immer überraschen.

Eine Frage für die ABA finden

Stellen Sie doch eine Frage an die Natur. Eine, die Sie im Idealfall interessiert. Keine, die Sie sich wo abschauen. Eine, die Sie selbst hier und jetzt aufschreiben. – Aufgeschrieben? Dann fangen wir an. Ziel ist nun, zu schauen, ob sie funktionieren wird. Und wie die Natur sie beantworten wird – und nicht Sie.

1. Zuerst arbeiten wir an der Frage

Ob sich Ihre Forschungsfrage für eine Abschließende Arbeit eignet, erkennen Sie, indem Sie fünf Punkte beantworten:

  1. Wie lautet das Themengebiet?
  2. Wie lautet die Frage?
  3. Wie wird die Antwort gefunden?
  4. Wie könnte die Antwort lauten?
  5. Gibt es ein Problem?

Beispiel: Sie haben an einer Bushaltestelle einen Baum mit Flechten gesehen. Er erinnert Sie an den Biologieunterricht. Dort wurde gesagt, dass Flechten gute Luft anzeigen. Aber in der Stadt ist doch keine gute Luft. Da müsste man doch etwas untersuchen können. Sie beantworten die fünf Punkte:

  1. Themengebiet: Biologie / Pflanzen / Flechten / Luftqualität / Stadt
  2. Frage: „Welche Flechten befinden sich auf dem Baum an der Bushaltestelle?“
  3. Methode: Alle finden, abzählen, abmessen, beschreiben, bestimmen
  4. Erwartete Antwort: 150, zwischen 1 und 10 cm, gelb und grau, lateinische Namen
  5. Problem: Ich kann nicht den ganzen Baum absuchen, er ist zu hoch und hat zu viele Zweige.

Da es ein Problem gibt, müssen Sie Ihre Frage ändern. Keine Angst, das ist ganz normal. Sie beantworten dann wieder die fünf Punkte:

  1. Themengebiet: Biologie / Pflanzen / Flechten / Luftqualität / Stadt
  2. Frage: „Welche Flechten befinden sich am Baumstamm in einem Streifen, der einen Meter breit ist, auf dem Baum an der Bushaltestelle?“
  3. Methode: Alle finden, abzählen, abmessen, beschreiben, bestimmen
  4. Erwartete Antwort: 40, zwischen 1 und 10 cm, gelb und grau, lateinische Namen
  5. Problem: Kein erkennbares, das werde ich schaffen.

Jetzt gibt es das OK der Betreuungslehrerin oder des Betreuungslehrers für den Start.

2. Und dann schreiben wir die Arbeit

Sie beginnen (1) mit einem Kapitel über Flechten und ihre Verbindung zur Luftqualität (recherchieren), beschreiben dann (2) Ihre Arbeit – die obigen fünf Punkte mit Ihrem wirklichen Ergebnis –, dazu (3) die Details, wie Sie das Ergebnis erhalten haben. Dann kommt (4) ein Kapitel, in dem Sie Ihre Ergebnisse bewerten, und in einem Schlusskapitel (5) schreiben Sie einen Ausblick: Welche weiteren Fragen könnte man unter Berücksichtigung Ihres Ergebnisses nun stellen?

Quellenangaben müssen immer dann gemacht werden, wenn etwas kopiert wird. Das wollen wir vermeiden. Faktenwissen, Lehrbuchwissen darf ohne Quelle aufgeschrieben werden – dazu müssen wir es aber selbst aufschreiben, so wie wir die Sache wissen und sie sehen. Wir lesen uns die Sachen durch, dann schreiben wir es auf. Dann haben wir es auch im Kopf und schlagen notfalls halt mal nach.

Methoden der Wissenschaft

Wie finde ich die Antwort auf meine Frage? Zuerst überlegen wir uns, was herauskommen könnte. Wenn die Antwort auf eine Frage „blau“ sein könnte, dann brauchen wir eine Methode, Farbe zu messen. Wenn die Antwort „eine Zahl zwischen 1 und 12“ ist, dann brauchen wir eine Methode zu zählen.

Wir unterscheiden grundsätzlich zwei Arten: Methoden, wie wir zu Daten kommen (Erhebungsmethoden), und Methoden, was wir mit Daten machen (Auswertungsmethoden). Hier ist eine Liste – vielleicht passen ein paar zu Ihrer Frage?

  1. Zählen. Sie bestimmen die Anzahl. Erwartetes Ergebnis: eine natürliche Zahl zwischen 0 und einer Milliarde, je nachdem, wie weit Sie kommen.
  2. Messen. Sie messen die Länge, die Fläche, das Volumen, das Gewicht, die Lichtstärke, die Farbe, die Lautstärke, die Temperatur. Alles, was sich physikalisch messen lässt. Mit einem Messgerät. Erwartetes Ergebnis: eine Dezimalzahl, die auch negativ sein kann. Und eine Einheit.
  3. Beobachten und beschreiben. Sie verwenden Worte, um das Aussehen eines Objektes zu erklären. Sie können auch einen Vorgang beschreiben. Oder einen Zustand. Erwartetes Ergebnis: die Übersetzung Ihrer Sinnesmeldungen in Sprache. Erweiterung: Beschreibung der Unterschiede oder der Gemeinsamkeiten zwischen mehreren Zuständen, Objekten, Vorgängen.
  4. Fotografieren und Filmen. Das hilft, in aller Ruhe und im Detail zu beobachten.
  5. Berechnen. Sie verknüpfen zwei Zahlen, die Sie durch Zählen oder Messen erhalten haben, mit einer Formel. Erwartetes Ergebnis: eine neue Zahl, meist mit Einheit.
  6. Zeigen. Sie demonstrieren, dass etwas so ist, wie Sie vorschlagen. Erwartetes Ergebnis: ein Sinneseindruck bei Beobachter:innen, der bestätigt, was Sie zeigen möchten.
  7. Experimentieren. Alles wird gleich gelassen, nur eine Sache variiert (unabhängige Variable). Zum Beispiel beim Pendel. Erwartetes Ergebnis: Veränderung der abhängigen Variable. Sinnvoll ist ein Laborprotokoll, in dem Sie die Voraussetzungen festhalten, die Ergebnisse aufschreiben und die Schlüsse ziehen.
  8. Kategorisieren. Einordnen. Erst bilden Sie die Kategorien (Schubladen), dann ordnen Sie das Gewünschte passend ein. Erwartetes Ergebnis: eine möglichst geringe Anzahl an Kategorien mit beliebig vielen Elementen darin.
  9. Mathematischer Beweis. Logische Schlussfolgerungen führen von einer oder mehreren Voraussetzungen zwingend zu einer Aussage, die wahr oder falsch ist. Erwartetes Ergebnis: ein Beweis für die Wahrheit oder die Widerlegung Ihrer Aussage.
  10. Modell. Ein reduziertes Abbild der Wirklichkeit. Das kann eine Zeichnung sein, ein Objekt oder ein Computerprogramm, das mit Voraussetzungen gefüttert ein Ergebnis liefert, das mit der Wirklichkeit übereinstimmt. Erwartetes Ergebnis: Aussagen aus dem Modell können in die Wirklichkeit übertragen werden.
  11. Korpusanalyse. Wie wird Sprache verwendet? Sie stellen eine konkrete Frage (These) und schauen in einem Textkorpus nach, ob Sie Ihre Frage beantworten können. Erwartete Antwort: eine Bestätigung im Rahmen eines bestimmten Gebietes (Kontext) oder eine Widerlegung.
  12. Leitfadeninterview, auch als Expert:inneninterview. Das Interview wird nicht spontan geführt oder im Laufe des Gesprächs abgeändert, sondern folgt einem zuvor festgelegten Leitfaden. Das hat den Vorteil, dass man sich nicht ablenken lässt, und es dient der Auswertung. Erwartetes Ergebnis: Wenn man einer bestimmten Anzahl von Menschen dieselben Fragen stellt, kann man daraus im Idealfall eine allgemeinere Aussage ableiten.
  13. Ethnographisches Interview. Mitten drin im Geschehen. Reden und fragen. Erwartete Antwort: ein Kennenlernen der Situation.
  14. Transkription eines Interviews. Wir tippen das aufgenommene Interview ab. Begleitende Beobachtungen (Stirnrunzeln, Lachen) werden erwähnt. Erwartetes Ergebnis: Das gesprochene Wort ist nun zu lesen.
  15. Diskursanalyse (Suche nach Leitideen) und Konversationsanalyse (Suche nach ordnungschaffenden Elementen). Wie wird über ein bestimmtes Thema gesprochen? Erwartete Antwort: auf eine bestimmte Weise. Oder: früher anders als heute. Oder: in bestimmten Gruppen anders als in anderen.
  16. Fragebogen. Alles ist möglich. Erwartete Antwort: je nachdem, was man fragt. Auswertungen auch grafisch, je nachdem, wie man fragt.
  17. Altersbestimmung mit der C-14-Methode. Wird für Studierende nicht möglich sein. Die Menge an radioaktivem Kohlenstoff verringert sich nach dem Tod eines Organismus. Aus dem „Wie sehr“ kann das Alter abgeleitet werden.
  18. Teilnehmende Beobachtung. Mitten drin im Geschehen. Wo? Das finden wir oft schrittweise heraus. Erwartete Antwort: offen, je nach Frage.
  19. Arbeit mit Quellen (dinglich, bildlich, schriftlich). Wichtig ist der Abgleich des Erfahrenen mit mindestens einer anderen Quelle.
  20. Ausgraben. Warum nicht auch in die Tiefe gehen? Durchaus möglich, auch ohne Archäolog:innen ins Gehege zu kommen.
  21. Kartieren. Sie zeichnen Karten, indem Sie den Raum abgehen, oft auch mit Luftbild. Die Nutzung oder vorhandene Objekte werden auf eine Karte übertragen. Sie wählen Farben, Symbole, Legenden. Es wird reduziert, schematisiert, verkleinert – jedenfalls: Sie setzen Prioritäten. Erwartetes Ergebnis: eine Karte mit Aussagen, was wo zu finden ist. Beispiel: Biotopkartierung.
  22. Sammeln und sortieren. Kategorisieren, Taxonomie, Systematik, morphologische Eigenschaften (Aussehen, Gestalt) erkennen und beschreiben. Erwartetes Ergebnis: Verwandtschaften und Entstehungszusammenhänge werden sichtbar.
  23. Qualitative Inhaltsanalyse. Welche Inhalte finden wir in einem Text? Offen sichtbar oder versteckt? Erwartete Antwort: kommt immer auf die Fragestellung an.
  24. Bildanalyse. Was sehen wir? Auf einem Bild, auf zwei Bildern, im Vergleich zweier Bilder.
  25. Gruppeninterview. Mehrere Menschen werden gleichzeitig befragt. Erwartete Antwort: im Detail vielleicht vorher nicht bekannt.
  26. Spurensuche, Fotodokumentation. Was finden wir in Stadt und Land vor Ort? Zuerst schauen wir, was wir suchen. Dann schauen wir, was wir finden. Und dann beschreiben wir es. Vergleichen es vielleicht mit früher.
  27. Fotointerview. Sie fotografieren in Ihrer Umgebung nach konkreten Fragen. Erwartete Antwort: Fotos.
  28. Vergleichen. Erwartete Antwort: gleich, ähnlich, verschieden. Auch im Detail. Möglichst ähnliche Umstände und Dinge werden verglichen; in einem Punkt müssen sie übereinstimmen, damit man sie vergleichen kann. Beispiel: Hund und Katze sind beide Säugetiere (Gemeinsamkeit), nur die Katze kann die Krallen einziehen (Unterschied). Sie können auch Texte vergleichen.
  29. Zusammenfassen. Sie lesen Text und überlegen sich, worum es dabei geht. „Paraphrasieren“ heißt das. Erwartete Antwort: die Quintessenz. Lehrbuchwissen braucht keine Quellenangabe, spezielles Wissen schon. Direkte Zitate brauchen immer eine Quellenangabe.
  30. Momentaufnahmen versus Längsschnittstudien. Wir schauen einmal hin. Erwartete Antwort: ein Zustand. Wir schauen immer wieder hin. Erwartete Antwort: die Entwicklung eines Zustands.

Durchgespielte Beispiele

Tee kühlen

Wie lange dauert es, bis eine Tasse Tee von 95 °C auf trinkfertige 50 °C abgekühlt ist? Hier sind die Ergebnisse einiger Experimente:

Bei der Erklärung sollten wir mit einem Grundsatz der Wärmelehre beginnen: „Wärme fließt von selbst von einer heißen in eine kalte Umgebung.“ Irgendwo ist warmer Tee. Das Zimmer ist kühler. Wärme fließt vom Tee in die Umgebung. Dazu stellt die Natur drei Arten zur Verfügung.

Wärmeleitung. Das heiße System steht in direktem Kontakt mit dem kühlen System. Du stehst am heißen Strand. Der Topf steht am heißen Herd. Die heiße Teetasse steht am Tisch, ihre Wände berührt die Luft. Durch den direkten Kontakt können die bewegten Moleküle ihre Energie durch Stöße an die weniger heißen Moleküle übertragen. Das funktioniert unterschiedlich gut: bei einer festen Tischplatte sehr gut, bei Luft nicht gut. Sie isoliert ziemlich. Auch ein Pullover verhindert den schnellen Austausch der Energie, weil sich zwischen den Maschen viel Luft verfängt. Also: Wer verhindern will, dass Tee kühlt, packt ihn ein. Wer es fördern möchte, schaut, dass er viel Kontakt mit kühleren Umgebungen hat.

Wärmetransport. Hier wird wirklich heißes Zeug vom heißen System weggebracht. Mit dem Lastwagen. Mit heißer aufsteigender Luft. Oder eben die heißen Moleküle des Tees direkt durch Verdampfung. Eine Kühlung auf diese Art funktioniert sehr gut, weil ja immer die energiereichsten Moleküle genug Energie haben, sich loszureißen. Was bleibt, ist kühler. Allerdings: was bleibt. Wenn Moleküle verloren gehen, gibt’s weniger Tee.

Wärmestrahlung. Das ist das, was die Schlange im Dunkeln sieht. Für sie leuchtet die heiße Teetasse hell auf. Wärmestrahlung ist elektromagnetische Strahlung, genau so wie Licht oder Radiowellen, aber im Infrarotbereich, also etwas energieärmer als das noch sichtbare Rot. Wer verhindern möchte, dass Tee kühlt, verhindert diese Strahlung. Wer es fördern möchte, nimmt zum Beispiel eine schwarze Tasse, die viel Strahlung aufnimmt, aber im Gegenzug auch viel Strahlung abgibt.

Jetzt sind Sie dran. Sie können die Teekühlmöglichkeiten oben sicher erklären – und vor allem auch, warum es hilft, den Tee zu beschwören.

Das gerüttelte Maß

Werden Kaffeebohnen in eine Dose gefüllt, kriegt man ein bisschen mehr hinein, wenn man die Dose rüttelt, damit sich die Körner „zusammensetzen“. Um wie viele Prozent unterscheidet sich das gerüttelte Maß vom Normalmaß ohne Rütteln? Ist das bei Kaffee, Reis, Mehl, Kichererbsen, Hirse gleich? Die folgenden Punkte würden den Rahmen einer Arbeit dazu bilden, die man zum allergrößten Teil selbst machen könnte:

  1. Beobachtung beschreiben. Kaffeebohnen umfüllen.
  2. Beziehung zu Bekanntem herstellen: „Das gerüttelte Maß“ ist bekannt und gibt es auch schon woanders.
  3. Frage formulieren: „Wie viel mehr Bohnen passen in die Dose, wenn man sie rüttelt?“
  4. Experiment durchführen.
  5. Antwort verfassen. „Wie viel mehr“ kann eine Differenz (in Bohnen) sein oder ein Quotient (in Prozent). Das Ganze sollte auch anschaulich dargestellt werden („ein bisschen mehr“, „etwa ein Zehntel mehr“).
  6. Was bedeutet die Antwort? Diskussion der Ergebnisse und mögliche Begründungen.
  7. Was könnte man mit diesem Wissen sonst noch fragen? (Andere Stoffe, Anwendungen, Theorie dahinter, wo geht das nicht)
  8. Mögliche Wiederholung von Punkt 4 mit anderen Stoffen, Bestätigung oder Widerlegung der bisherigen Erkenntnisse.
  9. Schluss: schöne Erklärung der Beobachtung aus Punkt 1 mit nun begründeter Empfehlung, es in Zukunft weiter oder nicht mehr so zu machen.
  10. Präsentation und Veröffentlichung. Pressemitteilung!

Dünen unter Wasser

In einer Bucht der Donau auf der Donauinsel gibt es einen Sandstrand. In den ersten Metern unter Wasser zeigen sich „Sanddünen unter Wasser“.

Wie viele Einwohner hat Gmünd?

Diese Frage hat weniger mit Physik zu tun als mit einer Frage, die man sich beim Schwimmen oder in der Sonne liegend am Baggersee stellen könnte. Ohne Unterlagen. Das deutet doch alles auf eine interessante Forschungsfrage hin.

Wie viele Blätter sind auf einem Baum?

… und wie schwer sind sie? Alle zählen geht leicht im Herbst, wenn sie am Boden liegen, aber es geht noch einfacher: abschätzen. Wie viele dicke Äste, wie viele dünnere pro Ast, wie viele noch dünnere. Wie schwer sie sind, kann man sich überlegen, wenn man sie mit einem DIN-A4-Blatt vergleicht. Da weiß man ja, dass es zum Beispiel 80 g pro Quadratmeter hat. Ein bisschen multiplizieren, und fertig ist eine Idee, wie es sein könnte.

Wann bleibt Schnee liegen?

An manchen Stellen liegt Schnee, an anderen nicht. Suchen Sie viele mögliche Antworten, um daraus eine Theorie vom Schneeliegenbleiben zu formulieren. Schnee schmilzt, wenn er die Energie dazu erhält: aus dem Boden, aus der Luft (dem Wind), aus der Sonne (Strahlen). An diesem Beispiel sehen wir alle drei Möglichkeiten, Wärme zu übertragen: Wärmeleitung, Konvektion und Strahlung.

Fragen für zwischendurch

Kleine Fragen an die Umwelt, die einem unterwegs begegnen:

Der Forschungsbericht

Forscher:innen bleiben nie alleine. Einerseits reden sie schon während ihrer Arbeit über das, was sie tun, andererseits schreiben sie ihre Ergebnisse auf. Ein ausführlicher Bericht über eine selbst bearbeitete Forschungsfrage enthält diese zehn Elemente:

  1. Name, Fach oder Modul
  2. Wie lautet Ihre Forschungsfrage?
  3. Was ist die Grundbeobachtung bzw. Ihre Annahme?
  4. Darstellung des theoretischen Hintergrunds
  5. Was haben Sie getan, um Ihre Forschungsfrage zu beantworten? Beschreiben Sie Ihre methodische Vorgangsweise, mit Skizzen oder Bildern.
  6. Wie lautet die Antwort auf Ihre Forschungsfrage?
  7. Diskussion: Was halten Sie von Ihrem Ergebnis?
  8. Was müsste man tun, um bessere Antworten zu erhalten?
  9. Welche weiterführenden Fragen ergeben sich aus Ihren Antworten?
  10. Zusammenfassung (Abstract): ein Absatz, den Sie gemeinsam mit einem charakteristischen, selbst gemachten Foto an den Anfang der Arbeit stellen.

Schreiben Sie so wenig wie möglich und so viel wie nötig. Alles, was Sie schreiben, soll durch Ihren Kopf. Never ever: Copy & Paste. Lesen Sie lieber. Schütteln Sie Ihren Kopf, und schreiben Sie auf, was Sie sich gemerkt haben. Notfalls noch einmal für Details nachschauen. Quellenangaben sind verpflichtend. Ihre Forschungsfragen sind Ihre persönlichen Fragen, dementsprechend individuell sind die Antworten.

Eine Kurzfassung auf einer Seite könnte so aussehen:

  1. Ihre Forschungsfrage
  2. Die Methode: Was haben Sie getan, um die Antwort zu erhalten?
  3. Die Antwort
  4. Diskussion: Was kann diese Antwort bedeuten?
  5. Ausblick: Welche neuen Fragen könnte man mit dem Wissen dieser Antwort nun stellen?

14 Ideen fürs Schreiben

In einem Lexikon stehen Fakten. Spannend ist das noch nicht. Spannend ist, wenn die Personen in Verbindung treten, wenn die Zustände durch Abläufe verbunden werden. Das macht eine einfache Arbeit zu einer guten Arbeit.

Vier Phasen: Themen überlegen, ein Bild machen, schreiben, Qualität sichern. Wer ein Thema selbst bearbeitet, kann einen guten Rundumblick gebrauchen. Recherchieren, lesen, überlegen. Lassen Sie sich dann die Dinge durch den Kopf gehen. Schreiben Sie jedes Wort selbst – und kopieren Sie nie Stellen aus dem Netz.

Eine „Typ-I-Arbeit“ ist die Aufzählung von Fakten. Eine „Typ-II-Arbeit“, und da wollen wir hin, ist mehr. Die Naturwissenschaften können zwar keine Warum-Fragen beantworten, aber sie zu stellen ist sehr interessant.

  1. Ausgangslage (Warum dieses Thema?)
  2. Definitionen (Worum geht es genau?)
  3. Dinge, Unterscheidung und Sortierung der Dinge (Systematik)
  4. Das große Ganze (Kontext herstellen)
  5. Prozesse (zeitliche Entwicklung)
  6. Zusammenhänge (Kausalzusammenhänge und Korrelationen)
  7. Vergleiche
  8. Anwendungen
  9. Bewertungen
  10. Fragen, die man stellen könnte
  11. „Perversionen“ (auf die Spitze treiben, umkehren)
  12. Metaebene (der Blick darüber)
  13. Meinung (klar gekennzeichnet)
  14. Ausblick (Was kann ich, man, die Menschheit damit machen?)

Wenn man nur bei den Namen der Dinge bleibt, ist die Geschichte blass.

Feedback für Präsentationen

Feedback ist eine gute Möglichkeit, Präsentationen zu verbessern. Die Analyse der Präsentation steht dabei im Vordergrund, nicht die Bewertung im Sinne einer Note. Nach diesen Punkten kann man bei mündlichen Präsentationen vorgehen:

Präsentierende und Feedbackgebende sollten danach eine Frage beantworten können: Was kann ich tun, wenn es in manchen Punkten noch nicht gut läuft?

Begriffe und Konzepte

Forschen ist suchen, Entdecken ist finden. Vieles kann man in Zahlen fassen, manches nur beschreiben. Immerhin. Einige Begriffe sollte man kennen – auf Deutsch, auf Englisch, in seiner Muttersprache.

Aussage und Behauptung

Wer vor Gericht geladen wird, um seine Sicht der Sache zu schildern, macht eine Zeugenaussage und keine Zeugenbehauptung. Was aber ist der Unterschied, und was hat das mit Wissenschaft zu tun?

Fehlschlüsse beim Streiten

Wo viel geredet wird, wird viel gestritten. Da werden Behauptungen ins Feld geführt und Schlüsse daraus gezogen. Wer hat nun recht? Welche Fehlschlüsse gibt es beim Streiten?

1. Korrelation ist nicht Kausalität

Was vorher war, ist schuld daran. Wenn Ihnen übel ist und Sie vorher eine Torte gegessen haben, schreiben Sie vermutlich der Torte den Grund für Ihre Übelkeit zu. Das ist aber nicht unbedingt der Fall. Lateinisch: post hoc ergo propter hoc – nach diesem, also deswegen.

Was daneben ist, gehört dazu. Wenn Sie einen Sack mit Bohnen sehen und daneben liegt eine Bohne, denken Sie vermutlich, auch diese Bohne stammt aus dem Sack. Das ist aber nicht unbedingt der Fall. Lateinisch: cum hoc ergo propter hoc – mit diesem, also deswegen. Das gibt es nicht nur zeitlich, sondern auch örtlich.

Was gleichzeitig stattfindet, wird wohl das eine schuld am anderen sein. Wenn Sie ein Kind sehen, das weint, und neben ihm liegt eine zerbrochene Vase, denken Sie vermutlich, das Kind hat die Vase zerbrochen. Das ist aber nicht unbedingt der Fall.

Es geht bei allen drei Fehlschlüssen um die Verwechslung von Korrelation (Zusammentreffen) mit Kausalität (Ursache und Wirkung). Wir merken uns: Nicht alles, was zusammen auftritt, ist verbunden. Das kann schon sein, muss aber nicht.

2. Die irrelevante Bezugsgröße

Man kann davon ausgehen, dass Bäcker gerne Brot backen. Es gibt nun viele Menschen, die schon als Schüler gerne Brot backen. Man kann aber nicht sagen, dass jeder von ihnen später Bäcker wird.

Die Fehldiagnose: Ich habe mir mit dem Hammer auf den Finger geschlagen. Mein Finger schmerzt. Der Hammer hängt mit dem schmerzenden Finger zusammen. (Nein, ich habe seit gestern einen Stachel im Finger.)

Beide Fehlschlüsse werden als Prävalenzfehler bezeichnet – ein komplexes Gebiet, das auch bei statistischen Untersuchungen eine große Rolle spielt.

3. Der naturalistische Fehlschluss

Nur weil etwas so ist, wie es ist, heißt das noch lange nicht, dass es so sein muss. Kleiderständer haben immer auch eine Ablage für den Hut. Ein ordentlicher Kleiderständer muss daher eine Ablage für den Hut haben? Schönheitsideale beruhen oft auf dem naturalistischen Fehlschluss. Unsere Ohren liegen üblicherweise eng am Kopf an. Wer einen Kopf hat, sollte also eng anliegende Ohren haben? Auf Englisch: Something is, but it does not mean it ought to be.

4. Logische Fehlschlüsse

Durch falsches Schlussfolgern kommt man zu einem falschen Ergebnis. Die meisten Beispiele wurden schon in der Antike gerne diskutiert. „Kinder lieben Schokolade, Eltern lieben Kinder, daher lieben Eltern Schokolade.“ Das ist schön, aber falsch.

Die vier Sterne der Wissenschaft

Alle Erkenntnisse sind Behauptungen. Und das ist gut so. Sie werden Hypothesen genannt. Man kann Hypothesen nie beweisen, auch wenn sie noch so richtig aussehen. Sie werden durch Experimente bestätigt, die aber nur zeigen, dass sie stimmen, sie beweisen es nicht. Es könnte ja irgendwo im Universum anders sein.

Was man beweisen kann, ist aber, dass eine bestimmte Behauptung nicht zutrifft. Wenn jemand eine bessere Erklärung hat, ersetzt sie die bisherige, die meistens notwendig war, um die neue zu formulieren.

Was wissenschaftlichen Kriterien nicht genügt, kann durchaus sein, es darf auch sein, es ist halt nur nicht wissenschaftlich.

Wissenschaft beginnt sehr ruhig. Erst beobachten, das Ding kennenlernen, dann ein wenig daran herumdrehen. Dann genauer nachschauen, vielleicht Fragen stellen. So entsteht ein Bild, das immer wieder mit Freunden erprobt, beschrieben und diskutiert wird.

Was dazugehört

Texte: Lothar Bodingbauer, zuerst erschienen 2012 bis 2018 auf phyx.at.
Auswahl, Zusammenstellung, Zwischentitel, Einleitung, Kürzungen und sprachliche Glättung: Claude, ein KI-Modell von Anthropic, im Auftrag von Lothar Bodingbauer.

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