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Mathematik und Naturwissenschaften

Aufgaben und Ziele

Fragt man Schülerinnen und Schüler, die noch keinen Informatikunterricht erlebt haben, was Informatik ist, so erhält man oft die Antwort „Das ist ein Unterrichtsfach, in dem man lernt den Computer zu benutzen“. Hierzu ein Zitat von E. W. Dijkstra, einem Pionier der Informatik: „Informatik hat mit Computern nicht mehr zu tun, als die Astronomie mit Teleskopen“.

Informatik als Schulfach beschäftigt sich natürlich auch mit dem wichtigsten Werkzeug der elektronischen Datenverarbeitung, dem Computer, aber in den meisten Fällen steht er nicht im Mittelpunkt der Betrachtung. Er dient als Werkzeug bei der Beschäftigung mit Problemen der Speicherung, Übertragung und Verarbeitung von Daten.

 

Was ist Informatik nicht?

Informatikunterricht bedeutet nicht, dass am Computer „gespielt“ wird oder „Tricks“ für die Bedienung des eigenen Heimcomputers gelernt werden. Ebenfalls ist es nicht Ziel des Fachs Informatik die Bedienung spezieller Softwareprodukte zu schulen.

 

Informatikunterricht am Gymnasium Altlünen

Das Fach Informatik kann am GA ab der Klasse 8 im Differenzierungsbereich 8/9 belegt werden. In diesem Kurs werden grundlegende Funktionsweisen eines Computers, typische Anwendungsgebiete informatischer Arbeitsweisen (Tabellenkalkulationen, Kryptologie, Algorithmen, etc.) und vernetzte Systeme wie das Internet behandelt.
In der gymnasialen Oberstufe kann das Fach Informatik ab der Klasse 10 (G8) belegt werden. Vorkenntnisse aus einem Differenzierungskurs in der Sekundarstufe I sind hierfür nicht erforderlich. Der Informatikunterricht in der Oberstufe vermittelt Programmierkenntnisse in der Programmiersprache JAVA, beschäftigt sich mit typischen Datenstrukturen und Algorithmen, beleuchtet ausgewählte Aspekte der theoretischen Informatik (Grenzen der Computerberechenbarkeit, Automatenmodelle, etc.) und behandelt die Programmierung in vernetzten Systemen. Alle im Informatikunterricht eingesetzten Programme und Werkzeuge sind frei und kostenlos verfügbar, so dass die Schülerinnen und Schüler das im Unterricht Erlernte auch zu Hause üben und vertiefen können.

 

Lehrplan (Kurzfassung)

Jahrgangsstufe 8

1. Information und Daten
2. Kryptologie
3. Funktionsbasierte Datenverarbeitung mit Tabellenkalkulationssystemen
4. 3D-Druck

Jahrgangsstufe 9

1. Vernetzte Systeme - Das Internet
2. Hypertexte
3. Algorithmen - Anleitungen zum Problemlösen
4. Robotik

Jahrgangsstufe 10

1. Objektorientierung - Klassen und Objekte
2. Die Klassenbibliothek Stifte und Mäuse und der Editor BlueJ
3. Kontrollstrukturen - Schleifen und Verzweigungen
4. Klassenbeziehungen und Vererbung
5. Abstrakte Klassen
6. Ereignisorientierung

Jahrgangsstufe 11

1. Rekursion
2. Felder
3. Lineare Strukturen - Schlangen, Listen und Stapel
4. nichtlineare Strukturen - Binärbäume und binäre Suchbäume
5. Sortieralgorithmen
6. Suchalgorithmen

Jahrgangsstufe 12

1. Automatentheorie und formale Sprachen
2. Relationale Datenbanken

Lehrplan

Lehrplan Diff 8-9

Lehrplan Sek II (gültig ab Jahrgang Abitur 2017)

 

Lehrer/innen für Informatik

Arne Hüls
Yusuf Dilsiz

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Aufgaben und Ziele


Der Physikunterricht geht von Phänomenen und Vorgängen in unserer natürlichen, aber auch technischen Umwelt aus. Warum gibt es eine Mondfinsternis? Durch welche medizinischen Hilfen kann die Weitsichtigkeit behoben werden? Wie funktioniert ein Windrad?
  • Die Schüler*innen sollen Interesse für Naturvorgänge und für physikalisch-technische Fragestellungen entwickeln, physikalische Denk- und Sichtweisen aufbauen und zu selbständigem Handeln fähig werden.
  • Die Schüler*innen sollen Gegebenheiten aus Natur und Technik wahrnehmen und beschreiben, sie physikalisch angemessen erklären und deuten sowie Zusammenhänge zwischen ihnen herstellen.
Zwei wichtige Bausteine sind dabei die Sprache und die Geschichte der Physik. So können zum einen Erkenntnisse und eigene Ansichten fachlich angemessen kommuniziert werden. Zum anderen können Ereignisse geschichtlich eingeordnet werden. Wofür haben Albert Einstein oder Marie Curie ihren Nobelpreis erhalten? Wie kam es zur Entdeckung der Elementarladung?
  • Die Schüler*innen sollen in die Lage versetzt werden, neue Erfahrungen einordnen zu können, aber auch Behauptungen in Diskussionen – beispielsweise um die Chancen und Risiken der Kernenergie – beurteilen zu können und sachgerechte Entschlüsse fassen zu können.
Der Physikunterricht verfolgt somit das Ziel die Schüler*innen zu reifen Menschen zu bilden, die sich in der natürlichen und technischen Welt reflektiert und handlungsfähig zeigen. Die Schüler*innen sollen die Bereitschaft entwickeln, Verantwortung für Natur und Umwelt zu übernehmen.

Physikalische Erkenntnisgewinnung

Der Physikunterricht führt in die spezifischen Methoden und Arbeitsweisen der Physik ein. Dazu zählt insbesondere die Entwicklung, Durchführung und Auswertung von Experimenten, die quantitative Untersuchung wesentlicher Eigenschaften sowie das Heranziehen von Modellen zur Erklärung von Naturvorgängen.
Daher werden im Physikunterricht zum einen das selbstständige Experimentieren gefördert und die mathematische Formulierung von Gesetzmäßigkeiten sowie deren Anwendung an Beispielen eingeübt. Zum anderen werden Modellvorstellungen zum Verständnis von physikalischen Sachverhalten entwickelt und verwendet. Die Schüler*innen setzen sich dabei mit dem Nutzen und den Grenzen dieser Art der Erkenntnisgewinnung auseinander. So bereitet der Physikunterricht auf die gymnasiale Oberstufe, aber auch auf naturwissenschaftliche und technische Berufe vor.

Physikunterricht am GA

In der Orientierungsstufe wird Physik in der Jahrgangsstufe 5 ein Halbjahr zweistündig und in der Jahrgangsstufe 6 ganzjährig zweistündig unterrichtet. In der Mittelstufe wird der Physikunterricht in den Jahrgangsstufen 8 und 9 ganzjährig jeweils zweistündig erteilt. In der Oberstufe können Grundkurse (dreistündig) und auch Leistungskurse (fünfstündig) in Kooperation mit dem Freiherr-vom-Stein-Gymnasium angewählt werden.
Die Fachschaft Physik verfügt über zwei Fachräume, in denen aufgrund einer umfangreichen Physiksammlung sowie einer guten medialen Ausstattung mit interaktiven Whiteboards die Fachinhalte experimentell untersucht und theoretisch gelernt werden können.

Lehrplan (Kurzfassung)

  • Klasse 5 und 6: Elektrizität: Sicherer Umgang und Nutzen im Alltag – Temperatur und Energie: die Sonne als wichtigste Energiequelle – Licht und Schall: Sicher im Straßenverkehr, Sonnen- und Mondfinsternis, Physik und Musik
  • Klasse 8 und 9: Optische Instrumente in der Medizin und Technik – Elektrizität messen, verstehen und anwenden – Kraft, Druck und Energie – Radioaktivität und Kernenergie: Grundlagen, Anwendungen und Verantwortung – Leistung und Wirkungsgrad: effiziente Energienutzung als wichtige Zukunftsaufgabe der Physik
  • Einführungsphase: Kräfte und Bewegungen im Straßenverkehr – Energie und Impuls in Physik und Sport – Gravitation: ein Flug in den Weltraum – Schwingungen und Wellen
  • Qualifikationsphase (Grundkurs): Eigenschaften und Erforschung von Quantenobjekten – Elektrodynamik: Energieversorgung und Transport – Strahlung und Materie – Relativität von Raum und Zeit

Lehrpläne (PDF)

Lehrplan 5-9
Lehrplan EF-Q2

 

Lehrer/innen für Physik

Eva Hermann, Jan Jürgens, Hanno Ohletz, Markus Staackmann

Fachschaftsphoto


Chemie LogoAufgaben und Ziele

Pausenlos laufen in uns und um uns herum chemische Reaktionen ab: in jeder Zelle unseres Körpers genauso wie in unserem Handy, beim Kochen und Backen in der Küche oder im Fotolabor, wenn unsere Urlaubsbilder entwickelt werden. Diese Vorgänge zu verstehen, ist Ziel des Chemieunterrichts. Dafür entwickeln wir im Unterricht selbst Experimente, planen ihre Durchführung, führen sie möglichst eigenständig unter Beachtung der entsprechenden Sicherheitsvorkehrungen durch und werten sie aus.

Dabei unterscheiden wir zwei Ebenen:
  • die sichtbaren oder messbaren Umsetzungen beobachtbarer Stoffportionen und
  • die unsichtbaren Abläufe zwischen einzelnen Atomen und Molekülen, die sich trennen und neu zusammensetzen.
  • Aus den sichtbaren Abläufen schließen wir auf die unsichtbaren und umgekehrt. Dabei nutzen wir Modelle und Modellvorstellungen

Chemieunterricht am GA

Der Chemieunterricht findet in der Sekundarstufe I in den Klassen 7 bis 9 statt und wird jeweils zweistündig erteilt. In der Oberstufe können Grundkurse (dreistündig) und auch Leistungskurse (fünfstündig) in Kooperation mit dem Freiherr-vom-Stein-Gymnasium angewählt werden.
Darüber hinaus bietet die Chemie zusammen mit der Biologie einen fachübergreifenden Kurs im Wahlpflichtbereich II an (Bio-Chemie), in dem die jeweils chemischen und die biologischen Aspekte ausgewählter Sachverhalte untersucht werden.
Die Fachschaft Chemie verfügt über zwei Fachräume, in denen Fachinhalte theoretisch gelernt und experimentell untersucht werden können. Eine umfangreiche Laborausstattung und gute Ausstattung mit modernen Medien unterstützt die Methodenvielfalt. Schülerinnen und Schüler, die sich über den Unterricht hinaus für chemische Fragestellungen interessieren, können an Wettbewerben wie z.B. "Jugend forscht", "Chemie-die stimmt", "Dechemax", "Chem-pions" oder am Schulwettbewerb "Tag der Chemie" der Bayer AG in Bergkamen teilnehmen.

Themenüberblick Curriculum

  • Klasse 7: Einführung in den Chemieunterricht – Stoffe und Stoffveränderungen – Stoff- und Energieumsätze bei chemischen Reaktionen – Luft und Wasser – Metalle und Metallgewinnung
  • Klasse 8: Elementfamilien, Atombau und Periodensystem – Ionenbindung und Ionenkristalle – Freiwillige und erzwungene Elektronenübertragungen
  • Klasse 9: Unpolare und polare Elektronenpaarbindung – Saure und alkalische Lösungen – Energie aus chemischen Reaktionen – Organische Chemie
  • EF:         Vom Alkohol zum Aromastoff - Steuerung chemischer Reaktionen - Kohlenstoffdioxid und das Klima: Die Bedeutung der Ozeane - Nicht nur Graphit und Diamant: Erscheinungsformen des Kohlenstoffs              
  • Q1:         Organische Produkte: Werkstoffe & Farbstoffe - Säuren, Basen und ihre analytischen Bestimmungen - Elektrochemie: Batterien und Akkumulatoren, Elektrolyse und Korrosionsschutz
  • Q2:        Maßgeschneiderte Kunststoffe und Werkstoffe - Aromatische Kohlenwasserstoffe als Ausgangsstoffe für chemische Synthesen - Farbstoffe und Farbigkeit 

Lehrpläne (PDF)

Lehrplan Chemie Klasse 7
Lehrplan Chemie Klasse 8
Lehrplan Chemie Klasse 9
Lehrplan Chemie Einführungsphase
Lehrplan Chemie Qualifikationsphase I GK
Lehrplan Chemie Qualifikationsphase II GK

Lehrerinnen und Lehrer für Chemie

Eva Hermann, Arne Hüls, Monika Klencz, Stefan Lichtenberg, Judith Lyrmann, Oliver Maskut, Dr. Andreas Schmidt

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Fachschaft Biologie 2016/2017

 

Aufgaben und Ziele

Im Biologieunterricht werden die Schülerinnen und Schüler ausgehend von ihren Alltagserfahrungen und Vorstellungen an naturwissenschaftliche Konzepte, Sicht- und Arbeitsweisen herangeführt.
Ziel des Faches Biologie ist es, wichtige Phänomene der Natur zu kennen, Prozesse und Zusammenhänge zu durchschauen und sich mit spezifischen Methoden der Erkenntnisgewinnung auseinanderzusetzen.
Im Folgenden sind nur einige Fragen, mit denen sich der Biologieunterricht am Gymnasium Lünen Altlünen beschäftigt, aufgeführt:

Jgst. 5-9

  • Welche Arbeitsmethode gibt es in der Biologie?
  • Wie kann ich die Natur schützen?
  • Wieso können Vögel fliegen?
  • Wie schützen sich Pflanzen im Winter?
  • Weshalb hört eine Wunde auf zu bluten?
  • Wieso kann ein Knochen brechen und wieder zusammenwachsen?

 

Jgst. 10-12

  • Warum platzen Kirschen im Regen?
  • Können auch erworbene Eigenschaften vererbt werden?
  • Ist Vererbung mehr als die Summe der Gene?
  • Wann und warum kippt ein See um?
  • Wie wirken Nervengifte?

 

Lehrplan (Kurzfassung)

BEPH

Physiologie: Struktur, Funktion, Wechselwir­kung
Zelle - Gewebe - Organismus
Molekulare Grundlagen, Kompartimen­tierung, Trans­port
Biokatalyse
Nutzung der Lichtenergie zum Stoffaufbau
Betriebsstoff­wechsel und Energieumsatz


Q1/Q2

Genetische und entwicklungsbiologische Grundlagen von Lebensprozessen
Molekulare Grundlagen der Vererbung und Entwicklungssteuerung
Replikation, Proteinbiosynthese bei Pro- und Eukaryonten, Mutagene und Mu­tationen
Regulation der Genaktivität am Beispiel der Prokaryonten (Operonmodell im Zusammenhang mit Stoffwechselaktivitäten bei Bakterien)
-Aspekte der Cytogenetik mit humanbiologischem Bezug
Stammbaumanalyse und Erbgänge in der humangenetischen Beratung
Angewandte Genetik Werkzeuge und Verfahrensschritte der Gentechnik am Beispiel der PCR und des genetischen Fingerabdrucks
Methoden der Bakteriengenetik (nur Leistungskurs): Stempeltechnik, Verdün­nungsreihen

Ökologische Verflechtungen und nachhaltige Nutzung
Umweltfaktoren, ökologische Nische - Untersuchungen in einem Lebensraum
Die Aufgaben beziehen an unserer Schule auf ein aquatisches Ökosystem (I)
Aquatisches System - Stehende Gewässer und Aspekte des Fließgewässers

Zonierung, Eutrophie und Oligotrophie, Methoden der Bestandsaufnahme, Ge­wässergüte und Selbstreinigung
nur Leistungskurs: Anwenden des Saprobienindex, Erfassen physikalischer und chemischer Faktoren (Licht, Temperatur, pH-Wert)

Einfache Beziehungen zwischen Organismengruppen und abiotischen Habitatfak-toren
Anpassungen an Temperatur und Feuchtigkeit bei Tieren und Pflanzen
Wechselbeziehungen, Populationsdynamik
Beziehungen zwischen Populationen: LOTKA-VOLTERRA- Regeln, Konkur­renz, Koexistenz
Verflechtungen in Lebensgemeinschaften
Biomasseproduktion, Trophieebenen, Energiefluss

Biogeochemischer Kreislauf am Beispiel des Stickstoffkreislaufs
Nachhaltige Nutzung und Erhaltung von Ökosystemen
nachhaltige Bewirtschaftung (Chemische Schädlingsbekämpfung, biologischer Pflanzenschutz)


Evolution der Vielfalt des Lebens in Struktur und Verhalten
Grundlagen evolutiver Veränderung
Genotypische Variabilität von Populationen (keine Modellberechnungen)
Verhalten, Fitness und Anpassung (nur Leistungskurs)
Fortpflanzungsstrategien (einschließlich Partnerwahl und Paarungssysteme)
Art und Artbildung
Evolutionshinweise und Evolutionstheorie
Rezente und paläontologische Hinweise (Homologie der Wirbeltiergliedmaßen)
Systematik und phylogenetischer Stammbaum (Grundlegende Zusammenhän­ge innerhalb des Wirbeltierstammbaumes, vertiefend: phylogenetische Stellung der Primaten)
Vergleich und Beurteilung der Ergebnisse unterschiedlicher Analysemethoden; bei der Analyse bzw. Erstellung eines Stammbaumes sind Übereinstimmungen in der DNA-Sequenz und Aminosäure-Sequenz von Proteinen einzubeziehen.
Präzipitintest (nur Leistungskurs)
Synthetische Evolutionstheorie
Transspezifische Evolution der Primaten
Einordnung von fossilen und rezenten Hinweisen zur Evolution des Menschen


Steuerungs- und Regulationsmechanismen im Organismus
Molekulare und cytologische Grundlagen mit den Schwerpunkten
Bau und Funktion des Neurons
Erregungsentstehung, Erregungsleitung, Synapsenvorgänge einschließlich mo­lekularer Grundlagen
Synaptische Verschaltung und Verrechnung.

 

 

Lehrplan

Lehrplan Biologie 5-9
Lehrplan Biologie Sek II

 

Lehrer/innen für Biologie

Patrick Bathelt, Marlene Chazal, Sophie Keyser, Judith Lyrmann, Jacqueline Mahring, Beate Raberg, Stefanie Reinholz-Dexer, Dorothee Riemenschneider-Lehrmann, Martin Stiewe

 

Foto der Fachschaft Biologie 2011/2012

Mathe 2019

Fachschaft Mathematik 2018/2019

Aufgaben und Ziele

Schülerinnen und Schüler sollen im Mathematikunterricht

• Erscheinungen aus Natur, Gesellschaft und Kultur mithilfe der Mathematik wahrnehmen und verstehen (Mathematik als Anwendung),
• mathematische Gegenstände und Sachverhalte, repräsentiert in Sprache, Symbolen und Bildern, als geistige Schöpfungen verstehen und weiterentwickeln (Mathematik als Struktur) sowie
• in der Auseinandersetzung mit mathematischen Fragestellungen auch überfachliche Kompetenzen erwerben und einsetzen (Mathematik als kreatives und intellektuelles Handlungsfeld)

 

Hierbei erkennen sie, dass Mathematik eine historisch gewachsene Kulturleistung darstellt. Zugleich erleben sie Mathematik als intellektuelle Herausforderung und als Möglichkeit zur individuellen Selbstentfaltung und gesellschaftlichen Teilhabe. Sie entwickeln personale und soziale Kompetenzen, indem sie lernen


• gemeinsam mit anderen mathematisches Wissen zu entwickeln und Probleme zu lösen (Kooperationsfähigkeit als Voraussetzung für gesellschaftliche Mitgestaltung) sowie
• Verantwortung für das eigene Lernen zu übernehmen und bewusst Lernstrategien einzusetzen (selbstgesteuertes Lernen als Voraussetzung für lebenslanges Lernen)


Mathematische Grundbildung umfasst die Fähigkeit, die Rolle zu erkennen, die Mathematik in der Welt spielt, mathematisches Wissen funktional, flexibel und mit Einsicht zur Bearbeitung vielfältiger kontextbezogener Probleme einzusetzen und begründete mathematische Urteile abzugeben. Sie beinhaltet insbesondere die Kompetenz des problemlösenden Arbeitens in inner- und außermathematischen Kontexten. Grundlegend dafür ist die Fähigkeit, komplexe Probleme zu strukturieren sowie reale Probleme in geeigneter Weise mathematisch zu beschreiben, also Modelle zu bilden und zu nutzen. Ebenso gehört zur mathematischen Grundbildung die Fähigkeit mit anderen über mathematische Fragestellungen zu kommunizieren, d.h. eigene Ideen zu präsentieren und zu begründen sowie die Argumente anderer aufzunehmen.

Diese Kompetenzen bilden sich bei der aktiven Auseinandersetzung mit konkreten Fragestellungen aus den Kernbereichen des Faches Mathematik heraus: Die Mathematik erfasst ebene und räumliche Gebilde mit Mitteln der Geometrie. Für die Operationen mit Zahlen in der Arithmetik hat die Mathematik die Formelsprache der Algebra entwickelt, mit der sich Gesetzmäßigkeiten des Zahlenrechnens darstellen und flexibel nutzen lassen. Zu den Leistungen der Mathematik gehört ferner, dass sie sowohl systematische Abhängigkeiten von Zahlen und Größen mit dem Begriff der Funktion, aber auch zufällige Ereignisse mit dem Begriff der Wahrscheinlichkeit beschreiben kann.

Mathematische Grundbildung zeigt sich also im Zusammenspiel von Kompetenzen, die sich auf mathematische Prozesse beziehen und solchen, die auf mathematische Inhalte ausgerichtet sind. Prozessbezogene Kompetenzen, wie z. B. das Problemlösen oder das Modellieren, werden immer nur bei der Beschäftigung mit konkreten Lerninhalten, also unter Nutzung inhaltsbezogener Kompetenzen erworben und weiterentwickelt.

Lehrplan Sekundarstufe I (Kurzfassung)

  • Klasse 5: Zahlen und Größen – Symmetrie – Rechnen – Flächen – Quader und Würfel – Brüche - das Ganze und seine Teile – Sachthemen
  • Klasse 6: Brüche in Dezimalschreibweise – Zahlen addieren und subtrahieren – Kreis und Winkel – Zahlen multiplizieren und dividieren – Daten – Ganze Zahlen – Sachthemen
  • Klasse 7: Prozente und Zinsen – relative Häufigkeiten und Wahrscheinlichkeiten – Zuordnungen – Terme und Gleichungen – Dreiecke – lineare Gleichungssysteme – Sachthemen
  • Klasse 8: Lineare Funktionen und lineare Gleichungen – Reelle Zahlen – Flächen und Körper – Wahrscheinlichkeitsrechnung – Definieren und Beweisen – Kompetenzen trainieren – Sachthemen
  • Klasse 9: Quadratische Funktionen und quadratische Gleichungen – Ähnliche Figuren und Strahlensätze – Satzgruppe des Pythagoras und Formeln in Figuren und Körpern – Potenzen – Wachstumsvorgänge – Zufallsgrößen und Erwartungswerte – Trigonometrie – Sachthemen

Lehrplan

Lehrplan Mathe 5
Lehrplan Mathe 6
Lehrplan Mathe 7
Lehrplan Mathe 8
Lehrplan Mathe 9
Lehrplan Mathe Einführungsphase
Lehrplan Mathe Qualifikationsphase

Lehrer/innen für Mathematik

Nina Arend, Yusuf Dilsiz, Ansgar Dortschy, Jan Jürgens, Sophie Keyser, Christopher Konermann, Stephan Lichtenberg, Ulrike Mück, Nadine Riedel, Dorothee Riemenschneider-Lehrmann, Markus Staackmann, Beatrix von Brunn, Anika Wienand-Dedmann