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16.12.2019
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Naturwiss. Profil

Im naturwissenschaftlichen Profilunterricht werden naturwissenschaftliche Sachverhalte und Phänomene mehrperspektivisch und ganzheitlich betrachtet. Die Schüler erwerben dabei anwendungsbereites Wissen zur Erschließung der Zusammenhänge in Natur und Technik. Naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen werden vertieft und vernetzt.

Der Profilunterricht ist somit vor allem ein von Experimenten und Untersuchungen geprägter Unterricht, der die Lebenswirklichkeit der Schüler widerspiegelt und zu selbstständigem, entdeckendem und kooperativem Lernen motiviert.

Interessante Exkursionen, die Arbeit mit modernen Medien und die Realisierung von Unterrichtsprojekten sind Bestandteile des Profilunterrichts.

Im naturwissenschaftlichen Profilunterricht werden die Schüler von Lehrern der Fachbereiche Physik, Chemie, Biologie und Geografie angeleitet.

Folgende Lernbereiche werden den Schülern im Profilunterricht begegnen:

Klasse 8
   
  • Wasser – Quelle des Lebens
  • Die Erdatmosphäre
  • optische Geräte
Klasse 9/10
   
  •  Licht und Farben
  • Boden
  •  Astronomische Beobachtungen
  •  Kommunikation
  • Messen, Steuern, Regeln
  •  Bionik - Lernen von der Natur

 

zu den Inhalten der Lernbereiche

Wasser (8)

Die Schüler lernen "Wasser als Quelle des Lebens " kennen.
Wasser ist Lebensraum für Pflanzen und Tiere und ist Bestandteil aller Organismen.
Ausgehend vom Zusammenhang zwischen Struktur und Eigenschaften, erwerben die Schüler mittels experimenteller Methoden
Kenntnisse zur Bedeutung des Wassers als Lösungsmittel, als Transportmittel und als Trinkwasser. 
Schwerpunktmäßig werden Wasserversorgung und Wasseraufbereitung in Leipzig, Abwasserbehandlung im Wandel der Zeit und Wasser im Stoffkreislauf der Natur erörtert.

 
Erdatmosphäre (8)

Die Schüler verschaffen sich einen Überblick über die Schichten der Erdatmosphäre. Sie erweitern experimentell das Wissen über Eigenschaften der Luftbestandteile. Die Schüler erkennen, dass die Zusammensetzung und der Aufbau der Erdatmosphäre eine Voraussetzung für die Existenz der meisten Lebewesen ist und die Grundlage für das Fliegen darstellt. Die Schüler setzen sich mit Fragen der Luftreinhaltung im Zusammenhang mit Wetter und Klima auseinander.

 

Optische Geräte (8)

physikalischer Teil:
Wir wiederholen die grundlegenden Gesetze der Lichtbrechung und der Abbildung an Sammellinsen und ihre Anwendung in einfachen optischen Geräten. Weitere Untersuchungen führen uns auf Grundprinzipien der Fotografie, so dass wir in die Lage kommen, fotografische Kameras zu beurteilen und Elemente der Bildgestaltung zu verstehen. In einem kleinen Projekt wenden wir ein einfaches Verfahren der 3D-Fotografie an. Alle wesentlichen Erkenntnisse werden im Schülerexperiment gewonnen.

biologischer Teil:
Auf den physikalischen Grundlagen der Lichtbrechung aufbauend, erarbeiten sich die Schüler das Prinzip des Sehvorgangs im menschlichen Auge. Vertiefend lernen die Schüler anhand von Experimenten die spezielle Struktur des menschlichen Auges kennen und können damit verschiedene Phänomene des Alltags erklären. Ausgehend von der Fragestellung wie Hunde Farben sehen, bekommen die Schüler einen Einblick, auf welche Weise Biologen zu wissenschaftlichen Erkenntnissen kommt.

Den Abschluss bildet ein Vergleich der vielfältigen Leistungen und Anpassungen des Auges im Tierreich.  

 

Astronomische Beobachtungen (9)

Wir lernen, uns am Sternhimmel zu orientieren und beschäftigen uns dabei sehr genau mit dem Koordinatensystem des Himmels. Wir wollen die Bewegungen von Himmelskörpern richtig deuten und wenden das Erlernte an, um ein sehr altes Fundstück zu analysieren. Falls Mondphase und Wetter es zulassen, festigen wir unser Wissen bei einer gemeinsamen Abendbeobachtung. Darüber hinaus führt jeder eine individuelle Hausbeobachtung durch.

 
Licht und Farben (9)

Im Lernbereich Licht und Farben werden verschiedene naturwissenschaftliche Arbeitsmethoden wie Mikroskopieren, Experimentieren und Sezieren u.a. bei folgenden Themen angewendet:

  • Lichtsinnesorgane von Mensch und Tier
  • Bedeutung der Farben für Tiere und Pflanzen
  • Extraktion von Farbstoffen und Farbstoffgemischen aus Pflanzen und ihre Trennung
  • Färbemethoden
  • Gewinnung und Herstellung von Pigmenten
 
Boden (9)

Der Boden, ein kompliziertes Stoffgemisch, bildet die Grundlage für das Leben der Pflanzen und damit auch für das Leben von Tieren und Menschen. Die Schüler lernen Bodenbildungsprozesse im Verlauf langer erdgeschichtlicher Zeiträume sowie die ständig ablaufenden Vorgänge der Humus-bildung und Mineralisierung in den oberen Bodenschichten kennen. Verwitterungsprozesse werden mit Experimenten nachgeprüft. Die Zusammenhänge zwischen Bodenart – Bodenklima, die Boden- eigenschaften als Umweltfaktoren der Pflanzen und die Beeinflussung der Bodenqualität durch Düngung werden untersucht.

 

Messen, Steuern, Regeln (10)

Wir untersuchen die Funktionsprinzipien verschiedener Sensoren und machen uns anhand von Beispielen mit Steuerungen und Regelungen in der Technik vertraut. In kleinen Gruppen bauen und programmieren wir einen LEGO-Roboter, der auf Sensordaten reagiert.

 

Bionik (10)

Die Natur erreicht ihre Ziele ökonomisch, mit einem Minimum an Energie und führt ihre Abfälle immer vollständig in den natürlichen Kreislauf zurück. Die Schüler lernen die Bionik als eine vielseitige Wissenschaft kennen, bei der Vorgänge und Strukturen der Natur technische Lösungen beeinflussen. Anhand zahlreicher Experimente vollziehen die Schüler die bionische Denk- und Handlungsweise zum Beispiel in den Bereichen der Bewegungs-, Struktur- und Evolutionsbionik nach.

 
Kommunikation (10)

... bei Mensch und Tier führt in die biologische Aspekte dieses Lernbereichs ein.

Es werden grundlegende Inhalte zum

  • Kommunikations- und Informationsbegriff
  • zur Kommunikation als Charakteristikum des Lebendigen und
  • zur zwischenmenschlichen Kommunikation vermittelt 

In Gruppenarbeiten recherchieren die Schüler im Internet, anhand von Filmmaterial, DVDs und Literatur zu einigen relevanten biologischen Themen: 

  • Chemische, akustische und optische Signale im Tierreich
  • Kommunikation bei Bienen
  • Besondere Sinnesleistungen bei Tieren
  • Lernformen – klassische Konditionierung
  • Nonverbale Kommunikation, Sprachentstehung, Gebärdensprache, Blindenschrift,
  • Interzelluläre Signalstoffe: Zellgeflüster – im Immunsystem,
  • Interzelluläre Signalstoffe: Zellgeflüster – Übertragung von Signalen im Nervensystem.

In einem Vortrag, ergänzt durch eine Power Point und ein Handout, stellen die Gruppen ihre Ergebnisse den Profilteilnehmern vor.

Der Lernbereich befindet sich zurzeit in einer Überarbeitung, falls sich Neues bewährt, wird es in diese Beschreibung aufgenommen.

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