Naturwissenschaften

Naturwissenschaften projektorientiert

Das Kursangebot NW projektorientiert...

Im Differenzierungsbereich MINT (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik) kann aus zwei Blöcken mit jeweils unterschiedlichen Schwerpunkten gewählt werden. Beide Blöcke enthalten jeweils drei bis vier Pflichtmodule sowie die unten aufgeführten Wahlmodule, die im Rahmen der Klassen 9 und 10 mit jeweils vier Wochenstunden thematisiert werden.

Der Block „Biomedical Science“ beinhaltet im biomedizinischen Bereich u.a. die drei Pflichtmodule „Ernährung, Körperpflege und Arzneimittel“. Neben dem spannenden inhaltlichen Fokus auf biomedizinischen Kontexten liegt ein besonderes Augenmerk auf den – insbesondere praktischen – naturwissenschaftlichen Methoden und Arbeitsweisen. Dazu gehört die Entwicklung von spannenden Fragestellungen und Hypothesen sowie die damit verbundene Planung, Durchführung und Auswertung von zahlreichen und anschaulichen Experimenten aber auch bspw. die Konzeption, Herstellung und Vermarktung von eigener Naturkosmetik. Dabei wird auch individuellen Forschungsideen, Interessen und Kreativität Raum gegeben. Zudem bietet das Modul ‚Biologie der Ersten Hilfe‘ konkrete Einblicke in die Funktionsweise des menschlichen Körpers und praktisches Training für Situationen der Ersthilfe, freundlicherweise oft unterstützt durch AltschülerInnen im Rahmen ihres Freiweilligen Sozialen Jahrs.

Der Block „Data Science“ hat mit seinen informationstechnologischen Pflichtmodulen „Wiederholendes Vertiefen von Kontrollstrukturen, Variablen, Methoden und Parametern mit Hilfe von blockbasierter Programmierung“, „Darstellung von Daten“, „Kryptologie“ sowie „Einstieg in die textorientierte Programmierung“ einen größeren Informatik-Charakter. Mit Hilfe der aus der 6. Klasse schon bekannten blockbasierte Programmierung, z. B. mittels der Software Scratch, soll einerseits das algorithmische Denken durch Programmierübungen wieder aktiviert und vertieft und andererseits eine textuelle Programmierung vorbereitet werden. Anwendung kann die textuelle Programmierung im Anschluss z.B. im Rahmen kleiner Programme mittels MicroPython und dem CAS-Rechner TInspire CX-II-T finden. Das Thema zur Kryptologie wird durch praktische Beispiele erfahren. Im Laufe der Weltgeschichte wurden Informationen unterschiedlich verschlüsselt. Ziel ist es, diese Verfahren kennenzulernen und zu analysieren.

In beiden Blöcken kann eine Klassenarbeit pro Jahr durch eine Projektarbeit ersetzt werden. Dabei wird über einen Zeitraum von einigen Wochen intensiv an einem Thema gearbeitet und dies dokumentiert. Zudem ist eine Teilnahme an Wettbewerben (z.B. Informatik-Biber, Jugendwettbewerb Informatik, Internationale Science Olympiade, Chem-pions, Dechemax, u. A.) möglich und auch erwünscht.

Bei beiden Blöcken werden die Pflichtmodule durch eine Auswahl der unten angegebenen Wahlmodule ergänzt.

Module

Nr.	Modul	Anknüpfung	Leitgedanken und mögliche Inhalte
1	Ernährung	Biologie Chemie	- Lebensmittelchemie - gesunde Ernährung - Fettleibigkeit und andere typische Volkskrankheiten - Energiestoffwechsel - Ernährung und Verdauung
2	Körperpflege	Biologie Chemie	- Aufbau und Funktionen der Haut - Körperpflege und Hygiene - Herstellung von Kosmetika - Tenside
3	Arzneimittel	Biologie Chemie	- Darreichungsformen - Weg des Arzneimittels im Körper - Drug Targets - Herstellung und Isolierung von Arzneistoffen - Wirkung von Arzneistoffen
4	Darstellung von Daten	Informatik	- Informationskodierung (z.B. Morse, Braille, Fliegeralphabet o.ä.), Binärcode, ASCII
5	Wiederholendes Vertiefen von Kontrollstrukturen, Variablen, Methoden und Parametern mit Hilfe von blockbasierter Programmierung	Informatik	- Grundlagen des Programmierens auf visueller Blockbasis, z.B. mit Scratch
6	Kryptologie	Informatik	- Verschlüsselungsverfahren von der Antike bis zur Neuzeit
7	Einstieg in die textorientierte Programmierung	Informatik	- Verschlüsselungsverfahren von der Antike bis zur Neuzeit
8	Wasser	Biologie Chemie Physik	- Wasserlebewesen - Wasserkreislauf - Wasseraufbereitung - Süßwasser/Salzwasser - Wassernutzung - pH-Wert und Leitfähigkeit
9	Halbleiter und Informatik	Physik Informatik	- Grundlagen der Halbleiterphysik - Aufbau und Funktionsweise von Diode und Transistor - Einfache logische Schaltungen - Binär- und Hexadezimalsystem
10	Erneuerbare Energien	Physik	- Fotovoltaik - Brennstoffzellen - Wind-, Wasser- und Gezeitenkraftwerke - Vergleich verschiedener Energiequellen
11	Nano-Technologie	Chemie Physik	- Lotuseffekt - Lacke und Kunststoffe, Nanobeschichtungen - Nanopartikel - Nanoröhren - Nano-Food
12	Waschmittel und Haushaltsreiniger	Chemie	- Waschmittel im Wandel der Zeit - Inhaltsstoffe von Waschmittel - nachhaltiges Reinigen
13	Mikrocontroller & Sensorsteuerung	Informatik Physik	- Aufbau eines Mikrocontrollers und physikalische Grundlagen - Grundlagen der Mikrocontrollerprogrammierung und Erkundung in kleineren Projekten
14	Weitere Kodierungsverfahren	Informatik	- Codebäume und effiziente Codierung; Komprimierung von Daten ohne und mit Informationsverlust (z.B. MP3, JPEG o.ä.) - Zahlendreher und schon falsch bestellt? – Fehlererkennende und fehlerkorrigierende Codes (z.B. EAN, ISBN, IBAN, etc.) - Zweidimensionale Kodierungsverfahren (z.B. QR-Codes)
15	Mehr rausholen aus dem GTR/CAS: ein TI-Nspire-Modul	Informatik Physik	- einfaches textbasiertes Programmieren (MicroPython; Basic) mit dem CAS-Rechner - Verwendung von Peripheriegeräten (TI-Rover, BBC micro:bit) - Messwerterfassung in Experimenten und Weiterverarbeitung von Daten
16	Verhaltensforschung	Biologie	- Grundzüge der Verhaltensbiologie - Steuerung des Verhaltens durch innere und äußere Reize - Angeborenes und erlerntes Verhalten - Experimente mit den Schaben der Biologie - Planung und Durchführung von Untersuchungen
17	Biologie der Ersten Hilfe	Biologie	- Anatomie und Physiologie des Herzens - Präparation eines Schweineherzens - Blutkreislauf, Atmung und Sauerstofftransport - Erkrankungen des Herz-Kreislaufsystems - Cardiopulmonale Reanimation, AED
18	HTML	Informatik	Wir erstellen und gestalten unsere eigene Web-Seite(n)
19	Digitaltechnik	Informatik	Schalter ein, Schalter aus! So funktioniert der Rechner (logische Operatoren und ihre Bausteine)
20	KI	Informatik	Simulation von maschinellem Lernen

Erste Hilfe im Diff-Unterricht

Biologie der ersten Hilfe mit Schulung durch Johanniter im Differenzierungskurs

In den letzten Wochen beschäftigte sich der Differenzierungskurs der Jahrgangsstufe 9 im Profil „biomedical science“ von Herrn Kräling mit dem Thema Biologie der ersten Hilfe.

Nachdem die biologischen und physiologischen Grundlagen des Herz-Kreislauf-Systems und dessen Funktionsweise erarbeitet wurden, standen Praxis und die alltägliche Relevanz dieses Themas auf dem Plan. Freundlicherweise wurden wir dabei von der Altschülerin Lilian Hartmann der letzten Abiturientia unterstützt. Sie leistet aktuell ihr Freiwilliges Soziales Jahr bei der Johanniter Jugend in Essen, die sich bereit erklärten, uns praktische Anleitung zu geben. So wurde der Kurs in vier Einheiten durch FSJler in den Grundlagen der Ersten Hilfe geschult. Wir haben bspw. gelernt, wie man eine Person in die stabile Seitenlage bringt, den Blutdruck misst und wie eine Herz-Lungen-Wiederbelebung durchgeführt wird. Wie absolut sinnvoll dies in jedem Fall, aber wie äußerst anstrengend auch eine solche Maßnahme ist, konnten alle persönlich erfahren. Eine besonders interessante Angelegenheit war auch die Doppelstunde zur Verbandslehre. So wurden sich mit jeder Menge Kunstblut, Modellierwachs und Farben zunächst kreative und äußerst realistische Verletzungen geschminkt, die im Anschluss natürlich fachgerecht versorgt werden mussten. Den Abschluss bildete die Präparation eines Schweineherzens – auch das ein spannender Einblick in die Biologie der ersten Hilfe. Wir danken der Johanniter Jugend Essen und der Bio-Fleischerei Burchardt für die Unterstützung!