NATURWISSENSCHAFTEN: BIOLOGIE – PHYSIK
- Jahr: Biologie
- Jahr: Physik (1. Halbjahr: Robotik; 2. Halbjahr: Astronomie)
BIOLOGIE:„Bienen und Gesundheitserziehung“
Inhalte und Ziele:
Im Rahmen des Wahlpflichtangebots werden am HGG Bienen gehalten und im Verlauf des Bienenjahres von den SuS betreut und untersucht. Unterstützt durch lokale Imker, ehemalige Kollegen und den Imkerverband Schleswig-Holstein gewinnen die SuS Honig und Wachs zur eigenständigen Vermarktung. Ihre praktischen Fähigkeiten ergänzen sie durch vertiefendes theoretisches Arbeiten in Bereichen der Ökologie, Zoologie, Botanik und ggf. Geografie und Ökonomie. Arbeitsergebnisse werden in unterschiedlichen Formaten aufbereitet und präsentiert.
In der Ruhephase des Bienenjahres im Winter ergänzen Aspekte der Gesundheitserziehung und –förderung die Kursinhalte. Dabei stehen neben Inhalten, die in direkter Verbindung mit dem Thema der Bienen stehen (Honig als Medikament, medizinische Wirksamkeit des Bienengiftes, Alkohole im vergorenen Honig) auch weitere Aspekte der Gesundheitserziehung im Mittelpunkt.
Sicherheit im Umgang mit lebenden Tieren und Allergien:
Im Verlauf des ersten Kurshalbjahres konnten im praktischen Umgang mit den Bienen durchweg positive Erfahrungen gesammelt werden. Die betreuten Völker verhalten sich ausgesprochen sanftmütig und verzeihen auch Anfängerfehler.
Insbesondere im Sommerhalbjahr können sich die Bienen aber auch aggressiver verhalten Obwohl alle SuS während des Arbeitens schützende Hüte mit Netzen und Handschuhe tragen, gehören Bienenstiche zum Imkern dazu. Liegt eine Allergie gegen das Bienengift vor, sollte deshalb der Hausarzt beratend aufgesucht werden. Zudem kann sich eine Allergie auch nach vermehrten Bienenstichen entwickeln, bzw. verschlimmern. Da die Lehrkräfte aus rechtlichen Gründen keine Medikamente verabreichen dürfen, müssen Kenntnisse über Allergien der Schule mitgeteilt werden.
Motivation und Interessen der SuS:
Im Kurs werden die SuS langsam an die praktischen Arbeitenund die Verantwortung im Umgang mit lebendigen Insekten herangeführt, sodass eine anfängliche Scheu überwunden werden kann. Ein grundsätzliches Interesse an den Erscheinungsformen der Natur und Freude am Naturerlebnis erleichtert aber den Zugang zur Schulimkerei.
Dietheoretischen Arbeitenmachen insbesondere im Winterhalbjahr einen größeren Anteil aus, als viele SuS zunächst annehmen. Da die SuS projektorientiert arbeiten, wird ihnen ein hohes Maß an verantwortungsvoller und selbstständiger Arbeit in wechselnden Gruppen und Sozialformen abverlangt. Viele biologische Arbeitsweisen erfordern dabei große Sorgfalt und Geduld. Die begleitende Bewertung in Form von Teilnoten kann die SuS hierbei bestärken, erfordert aber auch ihre durchgängige Mitarbeit.
PHYSIK: Robotik und Astronomie
Bau und Programmierung von Robotern mit „Lego Mindstorms“
Die Automatisierung von Prozessen ist aus unserem Leben kaum noch wegzudenken. Sowohl in der Industrie als auch in der Forschung, in der Medizin und in weiteren Bereichen werden immer mehr Tätigkeiten von Robotern ausgeführt. Bei Unglücken unterstützen Roboter die Rettung von Menschen, in der Raumfahrt ermöglichen sie es, unsere Nachbarplaneten zu erkunden und schließlich sind inzwischen Serviceroboter zur Verbesserung der Pflege von bedürftigen Menschen einsatzfähig – wenn auch noch nicht wirtschaftlich.
Einen Einstieg in die Welt der Roboterkonstruktion bietet die Firma LEGO mit ihrem Robotersystem „Mindstorms“ an. Es umfasst sowohl Komponenten zum Bau von Robotern bestehend aus Lego-Technik-Elementen als auch eine Steuerungssoftware, mit deren Hilfe die Roboter nach Programmierung autark Aufgaben erledigen und dabei auf ihre Umwelt reagieren .
Die Anforderungen die die Konstruktion, der Bau und die Programmierung der „Mindstorms“-Roboter an die Schüler stellt, sind von einfachem Nachbau bis zur kompletten Eigenkonstruktion zur Lösung komplexer Probleme vielschichtig. Immerhin existieren Wettbewerbe für Lego-Mindstorms an zahlreichen Universitäten im Fachbereich Informatik.
Die Unterrichtseinheit „Robotik“ stellt einen Einstieg in den Roboterbau und –Programmierung dar.
Anhand der Basisanleitungen können die Schüler in Gruppen von maximal 5 Personen die verschiedenen Funktionen der Lego-Komponenten und die Möglichkeiten des Steuerungsprogramms kennenlernen. Anschließend konstruieren die Gruppen eigenständig einen Roboter zur Lösung eines selbstgewählten Problems. Ergebnisse werden vorgeführt und zu Papier gebracht.
Zur Leistungsbewertung werden eine schriftliche Ausarbeitung des Konzeptes für den Roboter, seines Baus, seiner Programmierung, der Roboter selbst, die Präsentation des Roboters sowie die sonstige Mitarbeit im Unterricht herangezogen.
Astronomie
„Warum Astronomie?“:
Astronomie ist seit langer Zeit ein populäres Thema. Es findet in regelmäßigen Abständen in den Medien Beachtung. Insofern bietet das Fach Astronomie Anknüpfungspunkte an die Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler, die sich oft schon in Ansätzen mit dem Thema beschäftigt haben.
Es finden sich viele Anknüpfungspunkte für fächerübergreifendes Arbeiten, dadurch vermittelt es den Schülerinnen und Schülern eine vielschichtigere und umfassendere Betrachtungsweise verschiedener Themengebiete und fördert damit auch für andere Fächer die Anwendung und Vernetzung von Fach- und Methodenkompetenz.
Der Unterricht kann durch Abendveranstaltungen (Beobachtungen am Nachthimmel) sowie Exkursionen (z.B.: Kieler Sternwarte, Hamburger Planetarium) ergänzt werden und gestaltet sich dadurch abwechslungsreich. Die Themen sind vielfältig und können den Interessen des Kurses angepasst werden.
Mögliche Themen:
- Sonne, Mond und Sterne –was zeigt uns der Himmel?
– Orientierung am Nachthimmel (Sternenbilder, Veränderung des Nachthimmels, Navigation auf See u.v.m)
– Die Bewegung von Sonne und Mond und ihre Wirkung auf die Erde und ihre Bewohner - Womit Beobachten wir den Nachthimmel? – Die verschiedenen Teleskope
– Aufbau
– Abbildungen
– Strahlengang
– Erfinder - Das Sonnensystem
– die verschiedenen Weltbilder im Wandel der Zeit
– die Planeten, ihre Größe und der Aufbau des Sonnensystems
– Merkur, Venus, Erde und Mars im Vergleich
– die Gasplaneten
– Kleinkörper im Sonnensystem - Sterne entstehen, Sterne vergehen
– die Sonne unser Stern
– Beobachtungsfaktoren von Sternen
– Entwicklung von Sternen ( Gaswolken/Sternentstehung, rote Riesen, weiße Zwerge)
Leistungsnachweise:
Das Wahlpflichtangebot Astronomie bietet vielfältige Möglichkeiten Leistungsnachweise zu erbringen z.B.:
- Präsentation eines Themas in Form eines Vortrags oder einer schriftlichen Ausarbeitung
- Vorbereitung, Durchführung und Auswertung eines Versuchs mit detailliertem Protokoll
- Gestaltung eines öffentlichen Astronomieabends zur Beobachtung des Nachthimmels
- Schriftlicher Leistungsnachweis in Form des klassischen Tests
Auch im Wahlpflichtbereich Naturwissenschaften sind kostenpflichtige Exkursionen geplant.
