Lehrplan WPI-NW
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Curriculum WPI-Naturwissenschaften Die Schüler zeigen durch die Wahl des WPI-Faches Naturwissenschaften ihr besonderes Interesse an naturwissenschaftlichen Fragestellungen. Die Aufgabe des WPI-Faches Naturwissenschaften liegt insbesondere darin, Naturphänomene zu untersuchen und mit Hilfe geeigneter Modellvorstellungen zu verdeutlichen. Die Schüler lernen die Naturwissenschaften insbesondere durch geeignete Experimente, Projektarbeiten und selbst angefertigte Referate vertiefter kennen als dies im naturwissenschaftlichen Unterricht im Klassenverband möglich ist. Um trotzdem eine Chancengleichheit zu gewährleisten darf der WPI-Unterricht dem normalen naturwissenschaftlichen Unterricht (Kernunterricht) nicht vorgreifen. Daher beschäftigt sich der WPI-Unterricht der Jahrgangsstufen 6 – 8 mit bisher nicht oder nur oberflächlich behandelten Aspekten der Themen, die in der vorherigen Jahrgangsstufe im Kernunterricht durchgenommen wurden. Der Unterricht bietet somit die Möglichkeit, die naturwissenschaftlichen Kenntnisse zu vertiefen. In den Jahrgangsstufen 9 und 10 werden - in Absprache mit den Schülern - Themen aus einem Themenpool bearbeitet. Der Lehrer achtet darauf, dass eine gleiche Verteilung der den einzelnen naturwissenschaftlichen Fächern (Bi, Ch, Ph) zugeordneten Themen erfolgt. Themenzuordnung Jahrgangsstufe 6: Sinne und Wahrnehmung, Entdeckungen im Mikrokosmos, Tiere und Pflanzen in ihrer Umwelt Themenzuordnung Jahrgangsstufe 7: Körper und Leistung, Stoffe im Alltag, Wetter und Jahresrhythmik Themenzuordnung Jahrgangsstufe 8: Lebensgrundlage Wasser, Fortbewegung in Natur und Technik, Stoffe verändern sich und werden verändert Themenpool Jahrgangsstufe 9: Wir untersuchen unser Wasser (Bi, Ch), Wir ernähren uns (Ch), Wir kleiden, schmücken und pflegen uns (Bi, Ch)), System Erde (Bi, Ch, Ph), Glas (Ch) Themenpool Jahrgangsstufe 10: Aminosäuren-Bausteine des Lebens (Bi, Ch), regenerative Energien (Ph), Wir orientieren uns, Werkzeuge und Maschinen (Ph), Expedition Nanoworld (Ch, Ph), Gesundheit und Krankheit (Bi, Ph) , Naturwissenschaft und Gesellschaft (Bi, Ch, Ph) Themen Jahrgangsstufe 6 – 8 Thema: Sinne und Wahrnehmung Mögliche Inhalte: Warm und kalt Ermittlung der Wärme- und Kältepunkte auf der Haut - Reizleitung: Versuche und Spiele zur Reizleitung, Reaktionsversuche Licht und Sehen , Selbstleuchten und Beleuchten, Wahrnehmung im Dunklen, Facettenauge, Säugetierauge, Augenfehler, Augenkrankheiten, selektive Wahrnehmung, Sehen und Fühlen, „Sehen“ in der Tiefsee, der farbige Ölfleck, der Wassertropfen, Reflektoren Optische Geräte verbessern unsere Sehfähigkeit: Von Brillen, Ferngläsern und Mikroskopen.) Schatten im All. Die Welt durch Filter betrachtet: Die Schüler betrachten farbige Gegenstände durch Rot-, Grün- und Blaufilter. - Licht und Schatten: Schattenspiele, Schattenportraits, Schatten und Tageszeit, Kern- und Halbschatten, Schatten im All, Photographie, Photosynthese Kann man seinen Augen trauen ? Beobachtungen von Vorgängen bei Flashlightbeleuchtung, das Daumenkino, optische Täuschungen 3D Photographie - Sind Spezialisten uns überlegen? Sehleistungen von Greifvögeln, Bienen, Grubenottern,... - Hörleistungen von Fledermäusen, Delphinen und Walen,... - Hunde und Schmetterlinge sind Nasentiere - Der Durchschnittsmensch gewinnt?! Gehirn, Vernetzung der Sinne, Entwicklung von Sprache und Schrift , - Das Handicap Die Bedeutung bestimmter Sinneseindrücke kann man erst dann würdigen, wenn man sie bewusst ausblendet: Augen werden über längere Zeit verbunden, der Geruchssinn durch eine Taucherbrille abgeschaltet, der Tast- und Wärmesinn durch Handschuhe behindert. - Die Welt der Geräusche Der Düsenjäger ist seinem Schall weit voraus: Mit dieser und anderen Beobachtungen (Blitz, Donner, Echo usw.) kann man nachweisen, dass Schall Zeit braucht, um von unserem Ohr registriert zu werden. Lärm kann man sichtbar machen: Mit einer einfachen Schaltung (Mikrophon oder Sinusgenerator, Oszillograph) lassen sich Schallereignisse sichtbar machen, so dass die Schüler sie mit optischen Eindrücken verbinden Klangfarben von Musikinstrumenten, Vokalen und Zischlauten Lärm, eine Geißel der Menschheit (Lärmquellen und Gesundheitsschäden durch Lärm) Materialien: Wir orientieren uns – PING CD Thema: Entdeckungen im Mikrokosmos Mögliche Inhalte: Ist ja nur ‘ne Hand voll Erde! - Wie riecht die Erde? Welche Rückschlüsse sind möglich? Feuchtigkeit, Pilze, Zersetzung, ... - Was lässt sich mit bloßem Auge erkennen? Farbe, Beschaffenheit, Tiere, Pilze, Wurzeln,... - Was lässt sich fühlen? Körnung, Formbarkeit, Feuchtigkeit, ... - Anwendung verschiedener Fangmethoden Berlese-Apparatur - Untersuchungen und Betrachtungen mit Hilfsgeräten Lupe, Mikroskop, Stereolupe, Bestimmungsversuche mit Bestimmungsliteratur... - Anpassungserscheinungen an den Lebensraum Untersuchungen am Regenwurm und an anderen Bodenbewohnern - Was bleibt übrig? Lösungen eindampfen: Mineralien, Salze - Ist der Boden sauer oder alkalisch? Anwendung von Indikatoren - Wie setzt sich die jeweilige Bodenprobe zusammen? Mikroskopieren, Trennverfahren: Sieben, Aufschlämmen, Filtrieren, Eindampfen, Nachweise mit Universalindikator und Teststreifen, Säuregehalt, Mineralsalze - Funktion des Bodens als Filter Vergleichende Versuche mit verschiedenen Flüssigkeiten - Saugkraft des Bodens und Speicherkapazität Versuche zur Durchlässigkeit und Kapillarität - Bodenqualität Vergleich verschiedener künstlicher Blumenerden (u.a. Substrate) auf Säuregehalt, Mineralsalze (Boden-Test-Sets), Kalkgehalt; vergleichende Versuche mit verschiedenen Düngemitteln, Ernteerträge und Düngemittelverbrauch, Stoffkreisläufe Auf Spurensuche - Die Lupe des Sherlock Holmes: Ein Wassertropfen als Sammellinse; der Brennpunkt als Feuerzeug; Untersuchung von Wasserzeichen, Geldscheinen, Briefmarken, Blüten und Blättern, Fingerabdrücken und Hautstrukturen, .... - Mit dem Mikroskop in eine unbekannte Welt: Maßstäbe und Vergrößerungen; das Leben in einem Teichwassertropfen; Kristalle, Sand, Haare, Kleinstgegenstände und ihre Feinstrukturen; das Zwiebelhäutchen als Zellverband, ... - Immer der Nase nach, Duftspuren: Man kann sie nicht sehen, aber man riecht sie, Ausbreitung und Identifikation von Düften; Bedeutung von Düften; biologische Lockstoffe bei Pflanzen und Tieren; unterschiedliche Empfindlichkeit von Nasen, Spürhunde, Maulwurf, ... - Das Salz in der Suppe, Geschmacksspuren: Wie wenig Salz, Zucker, Essig, ... ist noch schmeckbar? Verdünnungsreihen, bei Säuren und Laugen Einsatz von Indikatoren - Spuren in unserer Umwelt: Luft-, Wasser- und Lebensmittelanalysen mit Prüfröhrchen und Teststäbchen; Besuch einer Untersuchungsanstalt und die Schwierigkeiten beim Nachweis von Stoffen in Luft, Wasser oder Lebensmitteln; Mineralwasseranalysen; die Geschichte mit der angeblich 100%-igen Reinheit von Stoffen; Lebewesen als Indikatoren bei der Überwachung von Luft und Wasser; Allergien und andere Krankheiten durch geringste Schadstoffmengen in unserer Umwelt. - Pflanzen und Tiere bestehen aus Zellen: Anfertigen von Präparaten: Wasserpest, Zwiebelhäutchen, Mundschleimhaut, Färbung, Aussagen der Zelltheorie, Anfertigen eines Zellmodells, Einzeller, Mehrzeller - Unterscheidung von Bodenproben mit unseren Sinnen Farbe, Körnung, Formbarkeit, Feuchtigkeit Materialien: Ich und der Boden - Ping CD Thema: Tiere und Pflanzen in ihrer Umwelt Mögliche Inhalte: - Tiere im Gang der Jahreszeiten Beobachtungen und Beschreibungen aus dem Tierreich, z.B. Frühlings-, Sommer-, Herbst- und Winterboten: Mücke, Schmetterling, Bienen, Zugvögel, Gesang, Nestbau, Entwicklung von Jungtieren, Überwinterung. Vertiefen und Vervollständigen der Tagebücher, Erstellen von Wandzeitungen - Ökosystem Hecke - Landwirtschaft im Wandel - vom Bauernhof zum Produktionsbetrieb Dreifelderwirtschaft, Brache, Naturdünger, artgerechte Tierhaltung; Unkraut-Was blüht denn da? Betrachten, Bestimmen und Ordnen von heimischenKräutern, Büschen und Bäumen. Anlegen eines Herbariums. Auf dem Bauernhof - Wir ernähren uns von Gräsern Blütenstände von Gräsern bei Wild- und Zuchtformen; wir bauen ein Roggenährchen nach; alte Getreidesorten, neu entdeckt: Dinkel, Grünkern, Einkorn, Emmer, ...; unsere Kulturgräser: Weizen, Roggen, Gerste, Hafer, Mais; Kennübungen mit den Getreidearten - Was macht das Korn so wertvoll? Das volle Korn; vom Korn zum Mehl; Rezepte: wir backen Waffeln mit verschiedenen Mehlen; Frühstück aus vollem Korn - Die Kartoffel - eine wichtige Nutzpflanze Die Kartoffel erobert Europa; wir pflanzen Kartoffeln; Austreiben der Sprossknollen, Wachsen der Triebe, Blüten und giftige Beeren - Knollenbildung - Kartoffelernte und Kartoffelfest; Versuche mit Kartoffelknollen; der Kartoffelkäfer und seine Bekämpfung; Kartoffeln - ein Grundnahrungsmittel - Pflanzen im Bauerngarten Gemüse: Kohl, Salat, Erbsen, Möhren, ...; Kräuter: Pfefferminze, Kamille, Zitronenmelisse, Küchenzwiebel, Schnittlauch, Petersilie, ...; Obst: Apfel-, Birnenund Pflaumenbaum, Stachelbeere, Johannisbeere, ...; ganzheitliche Betrachtung einer Blütenpflanze - Bauplan, Wachstum und Vermehrung; Kennübungen: Kreuzblüten-, Rosen-, Hahnenfuß-, Lippenblüten-,... Gewächse im Bauerngarten - Warum halten Menschen Tiere? Rinder, Schweine, Schafe, Ziegen, Hühner, Bienen: Gewinnung von Fleisch, Milch, Eiern, Fellen, Leder, Wolle, Honig, ...; Pferd: Arbeits- und Sporttier; Hund: Jagdhund, Wachhund; Katze: Mäusejagd, Schmusetier - Das Rind - ein vielseitiges Nutztier Vom Wildtier zum Haustier; Kuh, Bulle, Rind, Kalb, Ochse; Züchtung verschiedener Rassen; Lebenslauf und Körperbau; Reise durch die Mägen der Kuh; Milch und Milchprodukte; die totale Vermarktung eines Tieres: Fleisch, Haut und Haare, Hörner und Hufe, Knochen, Dünger, ... - Landwirtschaft im Wandel - vom Bauernhof zum Produktionsbetrieb Dreifelderwirtschaft, Brache, Naturdünger; Kunstdünger, Mechanisierung, Flurbereinigung, Unkraut- und Schädlingsbekämpfung, intensiver Landbau; Massentierhaltung - Gülle - Mais; industrialisierte Landwirtschaft und Welthunger; Ursachen und Verursacher des Artenrückgangs; ökologische Landwirtschaft, artgerechte Tierhaltung Materialien: Ich und die Tiere – Ping CD Thema: Körper und Leistung Mögliche Inhalte: Energiepaket Zucker - Hauptsache es schmeckt! Lieblingsspeisen, Eßgewohnheiten, Geschmack, „Hitliste“ der Süßigkeiten, Naschen, Betthupferl... - Was unser Körper alles braucht und nicht braucht. Nahrungsmittel und Nährstoffe, Kohlenhydrate, Fette, Eiweiße, Vitamine, Wasser, Mineralsalze, Ballaststoffe, Nachweisverfahren, täglicher Bedarf, gesunde Ernährung und Fehlernährung - Was geschieht mit der Nahrung im Körper? Der Weg der Nahrung, Verdauungsorgane und Verdauungsvorgänge, Ausscheidung, Versuche zur Verdauung, Versorgung des Körpers mit Nährstoffen und Energie - Muskeln brauchen Energie. Versorgung der Muskeln, Energieflüsse, Aufbau und Arbeitsweise der Muskeln, Muskelarbeit, Muskelkater - Zucker, die raffinierte Verführung. Zucker in Nahrungsmitteln, Zuckerarten, versteckte Zucker, Zuckernachweise, Zuckerersatzstoffe, Zucker in der Werbung, Zucker überall - Zucker macht fett - aber nicht fit! Missbrauch des Zuckers, einseitige Ernährung, Übergewicht, Zucker als Vitamin B1Räuber, Zahnschäden, Begünstigung der Entstehung von Gefäßerkrankungen und Zuckerkrankheit, Zucker als Tröster, Zucker als Belohnung - Zucker und Macht Vom Gewürz zum billigen Kalorienlieferanten - Die Geschichte des Zuckers, eine Geschichte von Ausbeutung und Unterdrückung, Zuckerrohr und Zuckerrübe, Zucker und Entwicklung in der 3. Welt, das Zuckerkartell Materialien: Wir ernähren uns – Ping CD Thema: Stoffe im Alltag Mögliche Inhalte:“ Kleider machen Leute“ - Kleidung und Status Bekleidung im historischen Wandel (z. B. soziale Stellung, Berufskleidung), Mode, Freizeit- und Sportkleidung - Vom Faden zum Stoff Natürliche und synthetische Fäden (z. B. Baumwolle, Schafwolle, Leinen, Seide, Polyacryl, Polyamid), Eigenschaften, Veredelungsverfahren, Produktions- und Verarbeitungsverfahren, Waschen und Reinigen - Kleidung schützt Schutz vor Wärme, Kälte oder Nässe, „atmungsaktive“ Kleidung, Pelze und Felle - Leder oder Kunstleder Rohstoffe, Gerben, Färben, Verarbeiten, Schadstoffe, Schuhe - Kleidung kann kratzen und jucken Kratzende Wolle, Kleidung und Hautverträglichkeit, Imprägnierung, chemische Rückstände Gegen den Durst - Herstellung eines Obstsaftes Eigene und technische Herstellung von Fruchtsäften (Sammeln (und Waschen) von Früchten, Pressen, Filtrieren), mit Mineralwasser verdünnen, konservieren, in Flaschen abfüllen - Inhaltsstoffe in Erfrischungsgetränken Inhaltsstoffe, Vergleich von Erfrischungsgetränken, Aromastoffe, Zucker, chemische Zusätze (z. B. Farb-, Konservierungs- und Geschmacksstoffe, Zucker), historische Entwicklung eines international bekannten Erfrischungsgetränks - Verpackung von Getränken Verpackungsmaterialien (z. B. Glas, Weißblech, PET, Tetrapack), Einweg - Mehrweg, Aufkommen und Entsorgung - Herstellen heißer Erfrischungsgetränke Filtern, aufbrühen, lösen, vom Rohstoff zum Getränk (z. B. Kakao, Tee, Kaffee), Instantgetränke, der Kaffee-, Tee- oder Kakaomarkt Materialien: Thema: Wetter und Jahresrhythmik Mögliche Inhalte: Unser Leben hängt vom Wetter ab - Die vier Jahreszeiten Charakteristische Witterungserscheinungen im Frühling, Sommer, Herbst und Winter, besondere Ereignisse, die mit den Jahreszeiten verbunden werden - Wetterelemente beobachten und messen Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Wind, Luftdruck, Niederschlag, Bewölkung, Sonne - Anpassung des Menschen an Klima und Wetter Geeignete Materialien zum Hausbau, zur Bekleidung, zur Heizung, zur Ernährung; gleichbleibendes Klima durch Klimatisierung, Vorbeugen gegen Erkrankungen - Wetter und Gesundheit Wetter als Krankheitsursache (z. B. Wetterfühligkeit, saisonbedingte Krankheiten), Raumklima, Pflanzen in Innenräumen, Sauna, geeignete Kleidung - Wettereinfluss auf Berufsarbeit Landwirtschaft, Obst-, Wein- und Gartenbau, Straßen-, Schienen- und Flugverkehr, Tourismus und Freizeit - Klima und Wetter in anderen Teilen der Erde Tropische und arktische Lebensformen, Anpassung an extreme Klimabedingungen Lebewesen im Wandel der Jahreszeiten - Der Mensch passt sich den Jahreszeiten an Kleidung und Mode, Ernährungsweise, Freizeit und Tourismus, Gesundheitsvorsorge, Heizen - aber richtig! - Tiere und Jahreszeiten Zugvögel, Überwinterung (z. B. Winterfell, Winterruher, Winterschläfer, Kältestarre) - Pflanzen und Jahreszeiten Pflanzenwachstum, Überwinterung, Laubfärbung und -fall, Blühen und Vermehrung - Jahreszeiten und typische Wettererscheinungen Temperatur, Luftfeuchtigkeit, Wind, Niederschlag, isolierende Wirkung von künstlichen und natürlichen Materialien, Wärme von der Sonne (z. B. Speicherung und Verbreitung) Wetter und Wetterbeobachtung Auswertung von Daten der schulinternen Wetterstation - Langzeitwetterbeobachtung Wetterbeobachtungsbogen (z. B. Temperatur, Niederschlag, Windstärke, Windrichtung, Bewölkung, Feuchtigkeit, Luftdruck, Pflanzenwachstum und Erdbodenzustand), quantitative Untersuchung der Wetterelemente (z. B. mit professionellen Wetterbeobachtungsinstrumenten) -Luftströmungen in der Nähe von Heizungen und beim Lüften, Nebelbildung und Kondensation im Badezimmer) - Wetter und Berufsarbeit Besondere Wettervorhersagen (z. B. Wetterbericht für die Landwirtschaft, BioWetterbericht), Witterungseinfluss auf Straßen-, Schienen- und Flugverkehr, Abhängigkeit der Landwirtschaft vom Wetter . Luftströmungen in der Nähe von Heizungen und beim Lüften, Nebelbildung und Kondensation im Badezimmer) - Der Mensch patt sich dem Wetter an Hausbau, Kleidung, Mode, Ernährung, Gesundheitsvorsorge, Auswirkungen auf Beruf und Freizeit -- Das Wetter global Sommer, Winter Monsun, Passat Corioliskraft Hoch und Tiefdruckzonen Atmosphäre als Licht- und Wärmefilter, Meere als Wärmespeicher, Golfstrom, geographische Lage und Klima - Einfluss des Menschen auf Klima und Wetter Erde als Treibhaus, Treibhauseffekt Materialien: Ich und die Luft – Ping CD, CD System Erde Thema: Lebensgrundlage Wasser Mögliche Inhalte: - Wasser hat ‘Kraft’! Erosion - ständige Umformung der Erdoberfläche durch Wasser und Wind, Beobachtungen von Wasserbewegungen und Strudeln am Fluss, Wirkung von Überschwemmungen und Sturmfluten, Wasserkraftwerke - Eis - eine starre Masse? Gletscher, Eis schwimmt, Schneekristalle, See und Teich im Winter - Im Meer fließt alles zusammen! Mündungen großer Flüsse, Geburtsstätte des Lebens, Lebensraum der meisten Pflanzen- und Tierarten, Erholungsraum Meer, Meeresverschmutzung, Meeresströmungen verfrachten Stoffe weltweit, Das Meer als Wetterküche der Erde - Der Golfstrom als Klimagenerator Europas b) Lebensraum Meer Dieses Thema bietet sich besonders dann an, wenn die Klasse es mit einem Aufenthalt am Meer verbinden kann. Eine solche projektorientierte Untersuchung am Originalschauplatz ermöglicht den Schülerinnen und Schülern interessante Einblicke in einen wichtigen Lebensraum. Wegen der großen Bedeutung kann das Thema auch dann behandelt werden, wenn keine Exkursion durchgeführt werden kann. - Leben entstand im Wasser: Evolution der Organismen, Vom Einzeller zum Vielzeller, Fossilien von Meerestieren geben Zeugnis von ausgestorbenen Organismen und der Umgestaltung der Erde, Bestandteile des Meerwassers, Salzgehalt - Wasser, der größte Lebensraum : Artenvielfalt, Nahrungsketten und Nahrungsnetze - Anpassungen an den Lebensraum - Gezeiten machen Land zu Wasser und Wasser zu Land: Wattenmeer - Anpassungen ans amphibische Leben, Kinderstube des Meeres, Pflanzen und Tiere im Grenzbereich - Meere - Müllkippen der Industrienationen: Gefährdung des Wattenmeeres, Verklappung von Chemikalien, Versenken von radioaktivem Müll und Waffen, Ölkatastrophen, Bohrinseln in der Nordsee, Müllentsorgung von Schiffen, die unendliche Dreckfracht der Flüsse - Meeresströmungen verbinden die Meere: Priele sind Flüsse im Wattenmeer, Stoffe werden weltweit verteilt, Strömungen versetzen ganze Inseln - Kräfte des Wassers - Stetes Dunkel der Tiefsee: Anpassungen von Tieren an das Leben in der Tiefe - Wale - Wanderer der Meere: Die größten Säugetiere leben in den Meeren, Wale werden weiterhin aus wissenschaftlichen Gründen abgeschossen, Wale haben eine besondere Sprache, Sterben die Wale bald aus? Material: CD System Erde Thema: Fortbewegung in Natur und Technik Mögliche Inhalte: Reibung, nein Danke?! - In diesem Thema soll deutlich gemacht werden, dass sowohl die Natur als auch die Menschen alles daran gesetzt haben, die Gleitreibung bei Bewegungen und Fortbewegungen herabzusetzen. - In der Steinzeit musste alles getragen werden: In einem Streifzug durch die Geschichte können die Schüler die Bemühungen der Menschen schwere Gegenstände zu transportieren in kleinen Projekten experimentell nachzuvollziehen (Schlitten, Rad, Kugellager, Flaschenzug, Luftkissenfahrzeug). - Der Hecht ist der Porsche im Karpfenteich: Sowohl bei Tieren wie auch bei technischen Objekten ist die äußere Form auf die Geschwindigkeit abgestimmt: Kugelfisch, Karpfen, Hecht, Muldenkipper, Lastwagen, Sportwagen. Die Anpassung der Bauart von Tieren, Menschen und Objekten (an was?, Anm. d. Red.) kann als Ergebnis von Optimierungsprozessen dargestellt werden. - Die Ente rudert im Wasser und in der Luft. An unterschiedlichen Beispielen kann gezeigt werden, dass man Reibung braucht, um sich fortzubewegen: Rudern, Ruderflug, Spikes, Zahnradbahn, Fußformen von Tieren, die schnell beschleunigen können; Fortbewegung bei Regenwürmern, Schnecken, Raupen und Schlangen. Forschungsprojekte Auf eine hundertstel Sekunde genau Verfahren zur Optimierung der Zeitmessung mit einer Stoppuhr Die zwei Autos auf dem Berg Übungen zur Geschwindigkeitsmessung. Die Erkenntnis Gallileis, dass alle Körper gleich schnell fallen. Der Fahrplan Graphische Darstellung von Bewegungen in Weg-Zeit-Diagrammen. Der Auftrag von Firma Schwimmer & Co. Dichte, passives Schwimmen bei Tieren und Schiffen, die Schwimmblase des Fisches, das UBoot, der cartesische Taucher. Der Brief von Mammon O. Reibung, Flaschenzug, die goldene Regel der Mechanik. Der Heißluftballonwettbewerb Der Papierfliegerwettbewerb Ein Punkt mit besonderer Bedeutung Der Schwerpunkt, Gleichgewichtsarten. Materialien: Thema: Stoffe verändern sich und werden verändert Mögliche Inhalte: - Wir kochen Rotkohl und gewinnen Rotkohlsaft Zerkleinern, Sieden, Sieben, Filtrieren, Konservieren mit Spiritus, Herstellung von Indikatorlösung - Rotkohlfarbstoff als Färbemittel Verdunstung/Verdampfung, Konzentrierung von Rotkohlsaft und Herstellung von Indikatorpapier - Rotkohlfarbstoff als Chamäleon - die Rotkohlorgel Zugabe zum Farbstoff von Stoffen wie Zitronensaft, Essig, Kernseife, Reinigungsmittel, Salz, Zucker usw. aus Küche und Bad bewirken Farbänderungen; Rot -Violett - Blau - Türkis - Grün - Gelb - Braun; reversible Reaktionen - Rotkohlsaft als Nachweismittel (Indikator) für die Stoffgruppen: Säuren, Laugen, neutrale Stoffe pH-Wert-Skala entwickeln - Kochrezepte für Rotkohl und Blaukraut Rheinische und bayrische Zubereitungsarten - Rotkohl ist ballaststoffreich Weg der Nahrung im menschlichen Körper; Nährstoffgruppen - Andere natürliche Farbstoffe verändern sich Pflanzenfarbstoffe aus Gras, Blattlaub, Tee, Blütenblättern etc. werden mit Säuren/Laugen versetzt - Mineralien werden durch Säuren und Laugen angegriffen und zersetzt Kalkstein durch Salzsäure, Wurzelwachstum der Pflanzen, Saurer Regen, Bildung von Säuren/Laugen aus Nichtmetall- und Metalloxiden, Neutralisation durch Kalkung - Hartnäckige Farbstoffe und deren Fleckentfernung mit einfachen Mitteln Obst-, Gras-, Rotweinflecken mit (Sprudel)wasser, (Gall)seife, Zitronensaft, Spiritus, Fleckensalz entfernen ‘Ein’-Weg - ‘Mehr’-Weg - Welche Arten von Verpackungsmaterialien gibt es? Unterscheidung,Bestimmung der Eigenschaften und Verwendung verschiedener Verpackungsmaterialien (Glas, Papier, Pappe, Aluminium, Weißblech) - Herstellung von Verpackungsmaterialien Rohstoffe und deren Verarbeitung an Beispielen wie Glas, Aluminium, Eisen, PVC,...; Besuch von Herstellerfirmen, Vor- und Nachteile der Herstellungsprozesse; Herkunft der Rohstoffe und deren Transport ins Herstellungsland; Vergleich von Energiebilanzen unterschiedlicher Herstellungs- und Verpackungsprozesse - Was geschieht mit den Abfällen? Müllabfuhr, Müllverbrennungsanlage, Mülldeponie, Müllsortieranlage: Funktion und Auswirkungen auf die Umwelt - Wie können wir in der Schule und zu Hause Müll einsparen? Vermeidung von Müll durch Verwendung wiederverwendbarer Verpackungen,... - Alles Müll? Welche Produkte lassen sich recyclen? Der ‘grüne Punkt’: Wiederverwertung von Abfallstoffen, Weg und Verwertung der ‘Grüne-Punkt’-Stoffe durch Entsorgungsunternehmen der Kommune, Beratung mit verantwortlichen Fachleuten; Müll und Ästhetik: Collagen und Plastiken aus Müll und/oder zum Thema Müll Materialien: Themenpool Jahrgangsstufe 9/10 Thema: Wir untersuchen unser Wasser (Bi, Ch) Mögliche Inhalte: Wasserqualität - Untersuchung der Wassergüte durch chemische Analysen (pH-Wert, CSB, BSB, Wasserhärte, Temperatur, Leitfähigkeit, Messung der Ammonium-, Nitrat- und Phosphatkonzentration - Berechnung des Gewässergüteindex - Dokumentation der Wasserbewohner - Bedeutung bestimmter Wasserinsekten für die Wassergüte - Aufstellen eines Saprobieindex - Bedeutung der Wassergüte für Menschen und Tiere - Vergleich der Wassergüte in Entwicklungs-/Industrieländern Materialien: Thema : Wir ernähren uns (Bi, Ch), Mögliche Inhalte: Milch, Kakao, Kaffee, Tee, Mehl, Brot, Butter, Margarine Die Zubereitung von Nahrungsmitteln: Kochen, Braten, Backen, Auswirkungen auf die Nährstoffe Konservierung von Lebensmitteln: Verderb von Nahrungsmitteln und Getränken, physikalische und chemische Verfahrenstechniken Food Design : Farben, Zusatzstoffe, Duft- und Aromastoffe, Vitamine, Geschmacksverstärker Milch und Milchprodukte: Emulsion, Konservierung, Milchbestandteile, Sahne, Butter, Jogurt, Quark und Käse Genussmittel Materialien: Datei Genussmittel Thema: Wir kleiden, schmücken und pflegen uns (Bi, Ch) Mögliche Inhalte Natur des Kleidens und Schmückens - pflanzliche und tierische Fasern und Materialien (Baumwolle, Seide, Leinen, Flachs, Wolle, Leder) - Wodurch entstehen die wärmedämmenden Eigenschaften von Stoffen? - Färben von Wolle und Baumwolle Wirkung des Kleidens und Schmückens Qualität des Kleidens und Schmückens Kultur des Kleidens und Schmückens Körperpflegemittel - Tagescreme, Avocadocreme, Waschemulsion, Handwaschmittel, Haarshampoo, Gesichtswasser, Lippenpomade, Styling Gel, Sonnenschutzmittel, Sonnenöl - Warum Emulsionen?/ Bestimmung des Emulsiontyps - Körperpflege gestern und heute Materialien: Wir kleiden und schmücken uns – Ping – CD, Datei Kosmetika und Körperpflegemittel Thema: System Erde (Bi, Ch, Ph), Glas (Ch) Mögliche Inhalte: System Erde- die Grundlagen - Meilensteine der Erdentwicklung - Systemdenken als neuer Ansatz in den Naturwissenschaften Gesteinskreislauf: Gesteine als Dokumente der Erdgeschichte - Der Kreislauf der Steine - Stein unter Druck Erdbeben und Wellen: Nachrichten über das Innere der Erde Plattentektonik und Vulkanismus Konvektion in Erdmantel, Ozean und Atmosphäre Entstehung und Entwicklung des Lebens Kohlenstoffkreislauf - Der Kohlenstoffkreislauf (Überblick) - Kohlenstoff im Gestein - Kohlenstoff in der Landvegetation - Kohlenstoff im Ozean - Gashydrate Rohstoffe und Recycling - Mineralische Rohstoffe - Fossile Energierohstoffe Thema: Aminosäuren-Bausteine des Lebens (Bi, Ch), mögliche Inhalte: - Aminosäuren und Ernährung - Chemie der Aminosäuren (molekulare Strukturen, Nachweisreaktionen, physikalisch – chemische Grundlagen, Säure- und Baseneigenschaften, Trennverfahren) - Gewinnung und Synthese von Aminosäuren (das Miller-Experiment, moderne Verfahren, Exkursion zur degussa) - Peptide und Proteine (Aufbau, Peptidbindung, Nylon Peptide) - Molekular modelling mit chemdraw Material: CD - digitale Mediensammlung Lokando Thema: regenerative Energien (Ph), mögliche Inhalte: nachwachsende Rohstoffe - Biodiesel - Funktionsweise des Otto/Dieselmotors - Gewinnung von Rapsöl - Viskosität von Rapsöl - Synthese Rapsölethylester - Untersuchung der Brennwerte von Rapsöl, RME, REE - Vergleich der Umweltbelastung durch Erdöl / Biodiesel Nachwachsende Rohstoffe – Holz - Nachhaltigkeit von Biomasse - Untersuchung der Verbrennungsabgase - Feinstaubproblematik Photovoltaik - Was sind Halbleiter - Dotierung von Silizium - Aufbau und Funktion von Solarzellen - Bau von Grätzelzellen - Experimente mit Solarzellen (Wirkungsgrad, Einfluss des Einstrahlwinkels...) Brennstoffzellen - Nutzen und Risiken der Brennstoffzellen - Historische Entwicklung der Brennstoffzellentechnologie - Funktionsweise der Brennstoffzellen - Experimente mit Brennstoffzellen - Bau von Brennstoffzellen - Was ist der aktuelle Stand der Technik? Solarkollektoren - Wärmeaustauscher - Aufbau und Funktionsweise von Solarkollektoren - Bau von Solarkollektoren - Experiment mit Solarkollektoren Material: CD – digitale Mediensammlung Lokando, SUN-Projekt 2004 (s. Schulhomepage), Thema: Expedition Nanoworld (Ch, Ph) Mögliche Inhalte: - Vorstoß in winzige Welten - Augen und Finger im Unsichtbaren - Von der Idee zum Produkt - Experimente mit Nanoprodukten - Nano für Gesundheit und Wohlbefinden - Teilchen für die Technik - Nano bringt Farbe ins Spiel - Nano hält sauber - Nano in Würfeln: mehr als sechs Seiten - Chancen und Risiken durch Nano Materialien: Die Nanobox, Ausstellung Maometer - Nanometer im dt. Museum Thema: Gesundheit und Krankheit (Bi, Ph) Mögliche Inhalte: Röntgen: Entstehung der Strahlung, Bildentstehung, Gefahren, Kontrastmittel Ultraschall: Entstehung, Eigenschaften, Schallwellen, Diagnose durch Ultraschall EEG: Ströme im Gehirn, elektrische Impulse über Synapsen Computer-Tomographie: Radioaktive Elemente, Zerfall, radioaktive Strahlung, Aufzeichnen radioaktiver Strahlung, Magnetresonanz-Tomographie Bestrahlung: Infrarotlicht, Ultraschall, radioaktive Strahlung Materialien: Thema: Naturwissenschaft und Gesellschaft (Weltbilder der Naturwissenschaften) Mögliche Inhalte: Vorwissenschaftliche Weltbilder: Naturerfahrung und Weltbild bei Naturvölkern, Schöpfungsmythen verschiedener Kulturen Geozentrische und heliozentrische Weltbilder: Das Universum aus der Sicht von Aristoteles bis Galilei, die Mechanisierung des Weltbilds, theoretische Vollendung des kopernikanischen Weltbilds durch Newton Die Physik des 20. Jahrhunderts: Spezielle Relativitätstheorie (Grundlagen, Experimentelle Ergebnisse, Zwillingsparadoxon), Quantentheorie (Energiequantelung, Kausalität, Unschärfe), Fraktale Geometrie und ihre Anwendungen, Chaos und Ordnung, Entstehung und Entwicklung des Weltalls Evolutionstheorie und ihre gesellschaftlichen Auswirkungen: Evolutionstheorien, ”Anpassung” und ”Auslese”, Sozialdarwinismus Fortschrittsoptimismus und Forschungsskepsis heute: ”Risikogesellschaft”, ”Von der Naturbeherrschung zum Leben mit der Natur” Materialien:
