MINT-Differenzierung im Jahrgang 9

Die naturwissenschaftlichen Differenzierungskurse der Mittelstufe im Gymnasium sind fächerübergreifend und fächerverbindend angelegt.

Im Bio-Chemie-Kurses der Jahrgangsstufe 9 soll das forschende und experimentelle Arbeiten der SuS gestärkt werden, daher finden verschiedene biologisch-chemische Freilanduntersuchungen in der Umgebung der Schule statt. Es werden botanische Bestimmungsübungen durchgeführt, die bei anschließenden Kartierungen des Gebietes überleiten zu vegetationskundlichen Untersuchungen und zur Auswertung einer Biotopcharakterisierung nach Ellenberg (Standortfaktoren, Vorkommen von Zeigerpflanzen). Es schließen sich dann bodenkundliche Untersuchungen an: Mit der Aufnahme eines Bodenprofils und der Bodenartuntersuchung einzelner Horizonte wird der Bodentyp bestimmt und Aussagen über das Wasserspeichervermögen und die Nährstoffversorgung getroffen. Es folgen physikalische, chemische und biologische Experimente zur Verwitterung. Dabei liegt der biologische Schwerpunkt auch auf der Untersuchung von Bodenproben auf Lebewesen, auf deren spezifischen Angepasstheiten an das Leben in unterschiedlichen Bodentiefen sowie ihrer Funktion bei der Stoffumwandlung. Chemische Untersuchungen zum Wasserhaushalt von Böden (Wassergehalt, Wasserkapazität und Wasserhaltekraft) sowie Experimente zur Filterwirkung von Böden legen die Basis für die Betrachtung des chemischen Aufbaus der Tonminerale. Qualitative und quantitative Bestimmungen des Kalkgehalts in Böden sowie die Betrachtung der Böden als Ionenaustauscher stellen den Abschluss der gemeinsamen thematischen Arbeit dar und leiten über zu Umwelteinflüssen, die auf den Boden einwirken.

Alle vorgestellten Themenbereiche des ersten Kursabschnitts können im sich anschließenden projektorientierten Unterricht von den SuS in einer Gruppenarbeit, die im Rahmen eines Quartals fertig gestellt werden muss, vertieft werden. Des Weiteren haben die SuS auch die Möglichkeit, andere Themen, die die Bereiche Biologie und Chemie fächerverbindend betreffen und mit den Mitteln der Schule experimentell bearbeitet werden können, vorzuschlagen und nach Absprache auszuwählen. Während dieser projektorientierten Arbeit üben die SuS zu geeigneten Problemstellungen selbstständig Experimente zu planen, sie fachgerecht durchzuführen, zu protokollieren und anschließend im Hinblick auf die Fragestellung auszuwerten.

Alle anderen MINT-Kurse im Differenzierungsbereich der gymnasialen Mittelstufe verzahnen ebenfalls wie im vorgestellten Beispiel fächerverbindend Aspekte der Themengebiete.

In der Differenzierung Mathe-Chemie der Klasse 9 des Gymnasiums werden in den verschiedenen Unterrichtsreihen chemische mit mathematischen Zusammenhängen verknüpft. So werden zum Beispiel beim Thema „Alkohole“ die Inhaltsstoffe eines alkoholhaltigen Getränkes genauer betrachtet sowie der Alkoholgehalt im Getränk und im Blut nach dessen Konsum berechnet. Andere Themen, an denen mathematische sowie chemische Inhalte beleuchtet werden, sind z.B. Kristallformen oder besondere Verbrennungserscheinungen.

In Mathe-Physik liegt der Schwerpunkt auf der Verknüpfung mathematischer und physikalischer Themen. Hier werden z.B. die Verfahren der linearen Optimierung im fächerübergreifenden Kontext behandelt. Darüber hinaus wird über die Halbleiterphysik in die Kalkulation von Solaranlagen übergeleitet. Aber auch im Bereich der Optik werden die mathematischen Methoden der Strahlensätze genutzt, um optische Phänomene genau zu untersuchen und zu beschreiben. Eine weitere Anwendung der mathematischen Methoden in Verknüpfung mit physikalischen Messmethoden wird in der Kartierung und Landvermessung mit geographischen Bezügen als Unterrichtsgegenstand behandelt.

Im Bio-Physik-Kurs werden die medizinischen Mess- und Untersuchungsmethoden aus physikalischer und biologischer Sicht in den Fokus genommen. Im Zusammenhang mit den medizinischen Untersuchungsmethoden wird unter anderem der Strahlenschutz genauer betrachtet. Dieser Aspekt wird auch auf andere Strahlungsarten, wie z.B. Handystrahlung, denen der menschliche Organismus ausgesetzt ist, ausgeweitet. Des Weiteren werden im Rahmen eines Klimaschutzprojektes die Klimaveränderung auf unserer Erde und die Möglichkeiten der positiven Einflussnahme des Menschen darauf untersucht. Als weitere Schnittstelle zwischen Biologie und Technik wird das Thema Bionik, auch hinsichtlich der Möglichkeiten, von der Natur klimafreundliche Fortbewegungsarten, Antriebstechniken und Stromlinienformen abzuschauen und zu kopieren oder analoge Lösungsansätze zu erforschen, behandelt.

Die oben beschriebenen Kurse führen regelmäßig Exkursionen durch, z.B. ins Schülerlabor des ortsansässigen Kreisberufskollegs, ins coolMINT-Labor Paderborn oder zum benachbarten Betrieb FSB zur Berufsorientierung. Oft werden diese Exkursionen auch kursübergreifend oder mit dem Technik-Kurs des BK geplant.