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Meine Masterarbeit in Physik #ichhabsgeschafft

Seit einer Woche darf ich mich endlich Master of Science nennen. Das Verfassen der Masterarbeit in Physik war wohl das prägendste Ereignis meines ganzen Studiums. Hier teile ich meine persönliche Erfahrung mit euch.

Themenfindung mit Fokus

Wie man sich eine Abschlussarbeit in der Physik vorstellen kann? Wie bei anderen Abschlussarbeiten beginnt man mit der groben Einarbeitung in das generelle Thema.

Doch da wartet schon die erste große Hürde: Was ist relevant? Wo finde ich meine Informationen? Welchen kann ich überhaupt trauen?

Hast du Glück, gibt der betreuende Professor oder PostDoc dir bereits zu Beginn gute Einstiegsliteratur mit. Aber unabhängig davon ist es wirklich zielführend, sich eigenständig im Internet und in Büchern schlau zu machen und sich auch Master- und PhD-Arbeiten zum Thema anzuschauen. Dann wird nämlich schnell klar, welche Schwerpunkte debattiert werden, was wertvolle Hinweise für die grobe Strukturierung der eigenen Arbeit liefert.

Du solltest dich aber auf keinen Fall zu sehr in Details verlieren, die sich möglicherweise höchstens als Randbemerkung in der eigentlichen Arbeit eignen. Konzentriere dich auf die wesentlichen Zusammenhänge!

Time is of the essence

Am Anfang dachte ich mir, ich hätte noch viel Zeit. Unterschätze nicht, wie schnell die Zeit verfliegt!

Lege dir möglichst früh Zeitpläne mit Meilensteinen an und arbeite dann auch tatsächlich mit diesen Plänen! Damit meine ich, dass du deine Pläne immer aktuell halten und flexibel anpassen solltest, statt gleich bei der ersten Verzögerung alles über den Haufen zu werfen, weil Pläne bei dir angeblich nicht funktionieren.

Setze dir immer ein Datum, bis wann du mit bestimmten Schreibarbeiten und sonstigen Arbeitsschritten fertig sein willst. Formuliere deine Ziele dabei klar, z. B. Theorieteil bis zum 01.07.2019 fertig schreiben. Kleinere und konkretere Ziele sind noch besser, weil du dadurch deine Arbeitsschritte besser im Griff hast. Ziehst du das von Anfang an konsequent durch, müsste dein Zeitmanagement problemlos klappen.

Ich durfte eine ganze Arbeitswoche länger schreiben, weil der Prüfungsausschussvorsitz meine krankheitsbedingten Ausfalltage mit einem Antrag an den Abgabetermin anhängen konnte. In jedem Fall solltest du Krankheitstage einkalkulieren. Plane 2–3 Wochen ein, in denen du nichts tun wirst. Später wirst du für diesen Puffer dankbar sein.

Die leidige Quellenarbeit

Hat man das Thema definiert und die Schreibphase zeitlich vorgeplant, kommt die Quellenarbeit dran. »Benutze das Webofscience«, riet mir einer meiner ehemaligen Professoren. Das ist eine riesige und unglaublich unpersönliche Webdatenbank zu unzähligen Veröffentlichungen aus verschiedensten Bereichen. Der Zugang ist kostenpflichtig, wird aber von vielen Hochschulen bereitgestellt. Ich konnte im Netzwerk meiner Uni auf die Datenbank zugreifen. Von zu Hause aus war das nur mit VPN möglich.

»The Archive« unter arXiv.org bietet sich als tolle und kostenlose Alternative an. Laut Wikipedia ist das ein »Dokumentenserver für Preprints aus den Bereichen Physik, Mathematik, Informatik, Statistik, Finanzmathematik und Biologie.« Ab und zu stöbere ich immer noch darin.

Wenn wir schon beim Thema Quellen sind:  Notiere dir zu allem, was du liest, gleich die Quelle!  Sei da ganz penibel und stell dir vor, wie das dir das Backbone der Arbeit brechen kann, wenn du nicht mehr weißt, woher deine Zitate oder Abbildungen stammen. Glaub mir, ich weiß, wovon ich rede.

Zur Verwaltung und Dokumentation der Quellen habe ich das Open-Source-Programm JabRef genutzt. Das ist ein sehr eingängiges und verständliches Programm, das ich nur empfehlen kann.

Abbildungen in der Experimentalphysik

Da man in der Physik oft Abbildungen von Aufbauten machen muss (oder lieber sollte), stellt sich hier die Frage, woher du deine Abbildungen nimmst.

Mir wurde dazu Folgendes gesagt: Meist hat das Institut für die großen Aufbauten bereits Abbildungen, die einheitlich verwendet werden. Das hat den Grund der Wiedererkennung, was bei Veröffentlichungen das Verständnis erleichtert. In diesem Fall nimmst du natürlich einfach diese Abbildung. Abbildungsquellen nicht vergessen!

Oft muss oder sollte man aber die Abbildungen selbst erstellen. Dafür empfehle ich InkScape – ein kostenloses Zeichenprogramm, das häufig in der Wissenschaft benutzt wird. Auf meinem Büro-PC in der Uni war InkScape sogar vorinstalliert.

Schreibsoftware für MINT-Fächer

Spätestens dann, wenn du deine Notizen zusammenführen willst, stellt sich die Frage nach der geeigneten Schreibsoftware. Microsoft Word ist wohl am beliebtesten. Alternativ kommt Freeware wie Open Office oder Libre Office infrage. Wegen den ganzen Formeln und den Formatierungsmöglichkeiten ist in den MINT-Fächern LaTeX das Schreibprogramm der Wahl.

Ich habe Sharelatex benutzt (heißt jetzt Overleaf). Overleaf hat den Vorteil, dass es ein Cloudeditor in LaTeX ist, d. h., man kann von jedem PC aus, sei es zu Hause oder in der Uni, auf seine Arbeit in derselben LaTeX-Version zugreifen und diese bearbeiten. Eventuell hast du auch mal die Situation erlebt, dass eine Word-2013er-Datei in einer späteren Word-Version irgendwelche Probleme macht. Derartige Probleme gibt es bei Overleaf nicht.

Versuchsaufbau und Motivation

Nun hast du dich im Lauf von einer bis zwei Wochen ein bisschen eingearbeitet und bist verwirrter als zuvor, weil du den Umfang der Forschung vorher unterschätzt hast.

Die erste Aufgabe steht an. Diese kann variieren, je nachdem, ob die Arbeit eher theoretischer oder experimenteller Natur ist. Die experimentelle Arbeit im Labor, wo ich Erfahrungen sammeln durfte, ist sehr speziell: Man arbeitet an Geräten und Aufbauten, die man anfangs nicht richtig begreift. Alles blinkt. Du hörst Vakuumpumpen und leises Klicken von Shuttern. Die Sinne sind überwältigt. Darauf bereitet dich die Theorie nicht vor.

Die Zeit rennt. Allein einen Überblick über den Aufbau zu gewinnen dauert Tage und Wochen. Dann können nochmal Tage und Wochen vergehen, bis du wirklich sichergestellt hast, dass alle Einstellungen stimmen.

Lass dich davon nicht entmutigen, sondern bleib dran! Diese Phase haben meine Kommilitonen und jeder PhD-Student überwunden. Nicht anders wird's jedem PostDoc und jedem Professor ergangen sein. Du bist damit nicht allein! Das klingt vielleicht nach einer Floskel, aber verliere nicht den Mut und hab Vertrauen in deine Fähigkeiten.  Klar ist es schwer, aber du wirst es schaffen! 

Entscheidend ist die richtige Motivation. Letztlich soll die Arbeit Freude bereiten. Natürlich ist das ein Vergnügen, in Publikationen aufgeführt zu werden, auf Tagungen mitfahren zu dürfen oder sogar Preise zu gewinnen. Aber das ist eher ein Nebeneffekt deiner Leidenschaft und nicht das Hauptziel. Wir forschen doch, weil wir Freude daran haben, uns mit der Materie auseinanderzusetzen und darüber zu philosophieren.

 Insofern kann ich nur dringend dazu raten, etwas zu machen, was dir Freude bereitet und dich interessiert.  Schließlich bildet der Master-Abschluss erst das Fundament deiner Spezialisierung. Wie soll man diese lange Reise ohne Spaß unterwegs durchhalten?

Weitere Motivationstipps für das Studium findest du auch in diesem Beitrag.

Nicht nur wichtig bei einer Masterarbeit in Physik: Dokumentation

Den Punkt Dokumentation will ich hier nochmal in Bezug auf die Ergebnisse aufgreifen: Die gewissenhafte Dokumentation ist in der Abschlussphase überlebenswichtig!

Wenn du deine Daten präsentieren möchtest und dann nicht weißt, welche Textdateien zu welcher Messung gehören, wird alles sehr schnell sehr konfus. Im schlimmsten Fall musst du nur deswegen einzelne Messungen oder sogar ganze Messreihen wiederholen.

Um das zu vermeiden, habe ich mir noch vor der ersten Messung überlegt, wie ich die Dateien benenne und verwalte. Für jeden Tag habe ich einen Ordner erstellt und die Messungdateien nach dem Schema <Name_der_Messung>_<Datum>.txt benannt. Zusätzlich habe ich genauere Informationen zu jeder Messung in meinem kleinen roten Büchlein (Laborbuch) vermerkt.

 Wenn du deine Notizen in zwei Monaten nicht mehr verstehst, machst du sie falsch!  

Krisenmanagement

Forschungsprojekte können sehr unterschiedlich verlaufen. Bei einigen meiner Kommilitonen konnte ich beobachten, wie sich ein augenscheinlich interessantes Projekt ganz schnell als Horrorszenario entpuppt. Manche Projekte verlieren mittendrin ihre Finanzierung. Oder der PostDoc/PhD-Student, der dir im Labor hilft, springt plötzlich ab und du stehst allein da.

Dann sind Flexibilität und Kreativität gefordert. Aber rede dir bitte nicht ein, dass du es schon irgendwie schaffen wirst, sondern suche schnellstmöglich ein ehrliches Gespräch mit deinem Professor oder deiner Professorin! Gemeinsam werdet ihr Wege finden, wie du doch noch erfolgreich ans Ziel gelangst.

Sprechen wir über das Schreiben

Hat man die Ergebnisse beisammen, bricht die heiße Schreibphase an. Viele unterschätzen die Kunst des schönen wissenschaftlichen Schreibens. Die meistert man nur durch Übung: viel lesen und viel schreiben, noch mehr lesen und noch mehr schreiben, bis das rundläuft.

Dem ist allerdings hinzuzufügen, dass die sprachlichen Anforderungen in MINT-Fächern natürlich ganz andere sind als beispielsweise in der Germanistik. Das soll zwar keine Ausrede für einen unverständlichen und zähen Schreibstil sein, aber die Art des Schreibens ist einfach stark abhängig vom Fach.

Im Umkehrschluss und da man irgendwann den Wald vor lauter Bäumen nicht sieht, kann ich nur dazu raten: Lasse deine naturwissenschaftliche Arbeit immer von Naturwissenschaftlern Korrektur lesen, die sich mit den Gepflogenheiten deines Fachs auskennen.

Vorher kam die Gestaltung meiner Masterarbeit in Physik dran. Die Formatierung war von der Fakultät vorgegeben und musste strikt eingehalten werden. Das hat mich regelrecht verfolgt, weil ich gefühlt alle zwei Wochen nochmal nachgeschaut habe, wie ich was einstellen muss.

Noch vor der Formatierung war die Einhaltung der Gliederung eine Herausforderung: Im Ergebnisteil kommen nur Ergebnisse rein, keine Deutung. Theorie umfasst nur die Theorie, keine Ergebnisse usw. usf.

In einer wissenschaftlichen Veröffentlichung ist diese strikte Unterteilung selbstverständlich. Beim Lesen und von der Logik war das okay, aber die Umsetzung in der eigenen Physik-Masterarbeit fand ich dann doch etwas gewöhnungsbedürftig.

Tipp: Schreibe die Einleitung nur grob vor und kümmere dich im Detail erst wieder ganz zum Schluss darum. Denn erst dann weißt du genau, zu was du überhaupt einleitest. In meiner Einleitung habe ich noch einen Umriss der aktuellen Forschung gegeben, was aber auch noch ausführlicher in einem separaten Kapitel gegangen wäre, wie das bei Dissertationen gemacht wird.

Du hast keine Idee, wie du etwas formulieren sollst? Vergleiche möglichst viele Abschlussarbeiten, die als sehr gut bewertet worden sind. Versuche dann einfach in eigenen Worten und ohne Umschweife hinzuschreiben, was Sache ist.

Was ich interessant finde: Oft wird gar keine Danksagung eingefügt. Ich finde, es gehört zum guten Ton, dass man sich bei allen Helfern und vor allem beim Professor oder bei der Professorin bedankt.

En garde! Die Verteidigung meiner Masterarbeit in Physik

Nach der Abgabe ist vor der Defense. Dabei verteidigst du deine Abschlussarbeit vor einem Komitee in Form eines Vortrags mit anschließender Fragerunde. Spätestens da merken deine Prüfer ganz schnell, ob du verstanden hast, was du gemacht hast. Bereite dich darauf vor!

Erstelle eine klar strukturierte Präsentation mit den wichtigsten Resultaten in PowerPoint. Meine persönliche Erfahrung ist, dass eine dynamische, aber nicht effekthascherische Präsentation ganz gut ankommt. Animationen sind in PowerPoint schnell gemacht und sorgen für einen gewissen Wow-Effekt – gerade, weil die meisten Prüflinge keine Animationen verwenden. Allerdings sollte die Verwendung von Animationen von der Sache her gerechtfertigt sein.

Du dirigierst deine Prüfer quasi durch die Präsentationsinhalte. Ich habe zum Beispiel meinen Versuchsaufbau mithilfe von Animationen Schritt für Schritt verdeutlicht, damit das Publikum davon nicht direkt erschlagen wird. An einer anderen Stelle habe ich ein 2-Niveau-Lasersystem mit wechselnder Besatzungsdichte mit sich bewegenden Punkten animiert erscheinen lassen.

Oft wird der Fehler gemacht, dass dem Publikum zu viel allgemeines Fachwissen zum eigenen Spezialthema zugetraut und deswegen auf die Grundlagen kaum eingegangen wird. Das ist der sicherste Weg, dein Publikum direkt am Anfang zu verlieren! Überlege dir immer bei der Erstellung:  Welches Vorwissen kann ich beim Publikum voraussetzen? 

Zugegebenermaßen ist das eine Gratwanderung: Einerseits sollte jede Person vom Fach deinen Vortrag nachvollziehen können, andererseits solltest du dich davor hüten, dein Publikumen zu langweilen, indem du allzu bekannte Basics breittrittst. Das gilt insgesamt: Auf die Balance kommt's an!

Meine Masterarbeit in Physik wurde übrigens mit der Note 1,3 bewertet.

Last but not least

Abschließend möchte ich jedem Naturwissenschaftler raten: Schreibe auf Englisch! Die meisten Quellen sind sowieso nur auf Englisch vorhanden. Außerdem ist das eine wertvolle Übung, die sich in der Zukunft bezahlt machen wird.

Du willst ebenfalls deinen Weg zum Abschluss schildern? Bühne frei: Wir lektorieren deinen Text und bringen deinen Erfahrungsbericht online. Schicke deinen Entwurf oder deine Idee an post@lektoren.blog. Wir freuen uns auf deine Story! 🙂

Titelbild © Helena Lopes via Unsplash

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