Dreilinden Gymnasium

Wahlpflichtkurse Nawi/Nawi-Technik

Die Naturwissenschaften werden im schulischen Rahmen durch die Fächer Biologie, Chemie und  Physik abgedeckt. Über den regulären Fachunterricht hinaus haben die Schüler/innen in  Klasse 8 und 9 die Möglichkeit, das Wahlpflichtfach Naturwissenschaften zu belegen, wobei diese Wahlmöglichkeit für alle Schüler/innen besteht, unabhängig davon, ob sie Schüler/innen des mathematisch-naturwissenschaftlichen oder des bilingualen Profils sind. Darüber hinaus wird in Klasse 10 das Wahlpflichtfach Astronomie angeboten. Im Wahlpflichtfach werden gezielt fächerverbindende Aspekte der Naturwissenschaften thematisiert, um den Schülern/innen grundlegende Prinzipien der naturwissenschaftlichen Arbeitsweise zu vermitteln und die naturwissenschaftlichen Kompetenzbereiche des „Mit Fachwissen umgehen“, der „Erkenntnisgewinnung“  und des „Kommunizierens und Bewertens“ zu entwickeln. Darüber hinaus ist die Erstellung von Versuchsprotokollen, die in allen Naturwissenschaften als ständiger Begleiter der Laborarbeit auftauchen, eine der zentralen Methodenkompetenzen, die sich aufgrund der Vielzahl der durchgeführten Experimente hervorragend entwickeln und trainieren lässt.

 

Wahlpflichtfach Naturwissenschaften Klasse 8:

 

In der 8. Klasse werden die Gruppen des Wahlpflichtfaches von zwei Lehrern/innen gemeinsam unterrichtet. Diese Doppelsteckung gewährleistet, dass sowohl in Biologie und Chemie als auch in Physik ausgebildete Lehrkräfte gleichzeitig den Unterricht durchführen. Dadurch wird nicht nur der  fächerverbindende Aspekt der Inhalte betont, sondern sie ermöglicht auch erst die gewünschte Vertiefung  der fachspezifischen Themeninhalte, wie wir sie in unserem Wahlpflichtfach umsetzen.

Inhaltlich wird das Wahlpflichtfach in der 8. Klasse durch unser sogenanntes „Cola-Projekt“ geprägt.

Darin werden aus dem Bereich Biologie, neben der kritischen Auseinandersetzung mit dem Inhaltsstoff Zucker, die menschlichen Sinne thematisiert. Dabei erhalten die Schüler/innen nach einer exemplarischen Analyse des Geschmacksinns den Arbeitsauftrag, in Kleingruppen von bis zu drei Schüler/innen Präsentationen zu den einzelnen Sinneswahrnehmungen vorzubereiten und durchzuführen. Wir erarbeiten dabei im Vorfeld mit den Schüler/innen gemeinsam eine strukturierte Vorgehensweise zur Erstellung von Referaten bzw. Präsentationen und die Schüler/innen trainieren sich bei deren Umsetzung im Umgang mit Präsentationssoftware und sammeln Erfahrungen im Darstellen von naturwissenschaftlichen Zusammenhängen. Aus dem Blickwinkel der Chemie heraus wird Cola dann unter dem Gesichtspunkt von experimentellen Zuckernachweisen als auch unter dem Aspekt des Säuregehaltes untersucht. Der ph-Wert wird dazu als Kenngröße eingeführt und die Schüler führen verschiedene Versuche zum Nachweis von Zucker und Säuren durch. Die Physik wiederum nähert sich der Cola unter dem Aspekt der Zuckerkonzentration. Dazu wird das Grundprinzip eines Aräometers zur Bestimmung der Dichte von Flüssigkeiten eingeführt und dessen Funktionsweise mit Hilfe des Archimedischen Prinzips des Auftriebs analysiert. Danach bauen die Schüler/innen eigene Aräometer, deren Skalierungen sie mit Hilfe von Zuckerlösungen bekannter Konzentration anlegen. Mit diesen selbstgebauten Aräometern können die Schüler/innen dann im Anschluss die Zuckerkonzentration von verschiedenen Cola-Sorten oder Säften direkt bestimmen.

Ein weiteres Themengebiet aus dem Wahlpflichtfach in der 8. Klasse sind die sogenannten Trennverfahren, also Verfahren, mit denen Stoffgemische wieder in ihre einzelnen Bestandteile zerlegt werden können. Hierbei werden neben dem Zentrifugieren und dem Destillieren verschiedenste Verfahren vorgestellt, die von den Schüler/innen alle in einem sogenannten Stationenlernen experimentell angewendet werden.

 

Wahlpflichtfach Naturwissenschaften /Technik Klasse 9:

 

In der 9. Klasse dreht sich im Wahlpflichtfach alles um Energie. Energie wird in Form des Energieerhaltungssatzes als die zentrale Erhaltungsgröße von Systemen eingeführt und anhand verschiedenster Beispiele der Energieumwandlungen in Systemen analysiert und diskutiert. Darüber hinaus werden verschiedene technische Umsetzungen der Energiegewinnung vorgestellt und nachvollziehbar gemacht. Diese reichen vom klassischen Heizkraftwerk über Kernkraftwerke bis hin zu den zukunftsträchtigen Technologien der Wind- und Solarenergie. In diesem Zusammenhang werden auch generelle Prinzipien der Energieversorgung wie der Energiebedarf einer modernen Gesellschaft, die nachhaltige und effiziente Energieverwertung sowie die Speicherung oder der Transport von Energie in die Betrachtungen mit einbezogen.

 

Wahlpflichtfach Astronomie Klasse 10:

 

Im der 10. Klasse wandert die Thematik des Wahlpflichtfaches in kosmische Dimensionen. Zu Beginn des Kurses wird die Geschichte der Astronomie und deren Bedeutung für die Menschheit anhand einer Zeitreise von den ägyptischen Pharaonen über babylonische und griechische Weltanschauungen bis hin zu den großen Astronomen der abendländischen Renaissance wie Copernicus und Galileo Galilei nachvollzogen. Danach wird unser Sonnensystem genauer unter die Lupe genommen. Ausgehend von Johannes Keplers Gesetzen der Planetenbewegung wird unser Planetensystem ausführlich untersucht. Die Schüler/innen halten dazu in Kleingruppen Referate bzw. gestalten Präsentationen zu den einzelnen Planeten oder auch anderen Objekten unseres Sonnensystems. Diese Unterrichtseinheit dient dabei als gezielte Vorbereitung auf die Präsentationsprüfung im Mittleren Schulabschluss, indem noch einmal die Kriterien für eine gelungene Präsentation anhand der vorgestellten Beiträge rekapituliert werden. Nach den Planeten rückt dann  unsere Sonne in den Fokus der Untersuchungen. Neben den grundlegenden Eigenschaften unseres Zentralgestirns werden dabei die Kernfusion im Sonneninneren als zentraler Prozess der Energiefreisetzung, die Strahlung der Sonne und verschiedene Sonnenaktivitäten ausführlich thematisiert. Bevor dann in größere kosmische Dimensionen vorgedrungen werden kann, müssen ein paar Grundlagen zur Orientierung und Beschreibung an der Himmelskugel erarbeitet werden. Die Schüler/innen lernen verschiedene Koordinatensysteme zur Beschreibung von Positionen an der Himmelskugel kennen und wenden ihre Erkenntnisse in spielerischen Übungen mit einer drehbaren Sternenkarte an. Nun werden Sterne im Allgemeinen untersucht. Es werden verschiedene Verfahren zur Bestimmung von Zustandsgrößen von Sternen vorgestellt. So erfahren die Schüler/innen wie ausschließlich aus der Analyse des von den Sternen ausgesandten Lichtes deren Größe, ihre Masse, ihre Entfernung und auch ihre Leuchtkraft- und Spektralklasse bestimmt werden kann. Darüber hinaus wird die Entstehung und Entwicklung von Sternen untersucht und die verschiedenen Lebensphasen der Sterne mit Hilfe des Herzsprung-Russel-Diagramms veranschaulicht.

Zum Ende des Schuljahres ist dann als Highlight noch eine Exkursion in das Planetarium und die Sternwarte am Insulaner vorgesehen. Im Planetarium wird den Schülern/innen in eindrucksvoller Weise vieles von den erlernten Zusammenhängen der Himmelsmechanik mit einem hochmodernen 360° Fulldome-System in einer 20 Meter großen Kuppel vor Augen geführt. Im Anschluss können die Schüler/innen in der Wilhelm-Foerster-Sternwarte bei gutem Wetter eine Sonnenbeobachtung mit einem 12-Zoll-Linsenfernrohr führen.