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 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 biomedizinische Kontexte liegt ein besonderes Augenmerk auf den – insbesondere praktischen - naturwissenschaftlichen Methoden und Arbeitsweisen. Dazu gehört die Entwicklung von spannenden Fragestellungen und Hypothesen sowie die damit verbundenen Planung, Durchführung und Auswertung von zahlreichen und anschaulichen Experimenten. Dabei soll auch eigenen Forschungsideen Raum gegeben werden.
Der Block „Data Science“ hat mit seinen informationstechnologischen Pflichtmodulen „Lego-Mindstorms, Blockbasierte Programmierung sowie Kryptologie & Datensicherheit“ einen größeren Informatik-Charakter. Durch eine blockbasierte Programmierung, z. B. mittels der Software Scratch, soll einerseits das algorithmische Denken geschult 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 und Datensicherheit wird durch praktische Beispiele erfahren. Im Laufe der Weltgeschichte wurden Informationen unterschiedlich verschlüsselt. Ziel ist es, diese Verfahren kennenzulernen und zu analysieren. Das Modul zur Informationstechnik und den Kodierungsverfahren kann dieses Pflichtmodul sinnvoll ergänzen.
Bei beiden Blöcken werden die Pflichtmodule durch eine Auswahl der unten angegebenen Wahlmodule ergänzt.
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Nr. |
Modul |
Anknüpfung |
Leitgedanken und mögliche Inhalte |
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1 |
Ernährung |
Biologie Chemie |
- Lebensmittelchemie - gesunde Ernährung - Fettleibigkeit und andere typische Volkskrankheiten - Energiestoffwechsel - Ernährung und Verdauung |
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2 |
Körperpflege |
Biologie Chemie |
- Aufbau und Funktionen der Haut - Körperpflege und Hygiene - Herstellung von Kosmetika - Tenside |
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3 |
Arzneimittel |
Biologie Chemie |
- Darreichungsformen - Weg des Arzneimittels im Körper - Drug Targets - Herstellung und Isolierung von Arzneistoffen - Wirkung von Arzneistoffen |
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4 |
Lego-Mindstorms |
Informatik |
- unterschiedliche Programmiersprachen - Programmierung der Lego-Mindstorms-Roboter |
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5 |
Blockbasierte Programmierung |
Informatik |
- Grundlagen des Programmierens auf visueller Blockbasis - Nutzung simpler (Online-)Games - weitere Anwendungen, z.B. Lernhilfen, Übersetzungstools ... |
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6 |
Kryptologie & Datensicherheit |
Informatik Physik |
- Klassische (symmetrische) Kryptologie und „Kriminalfälle“ von der Antike bis zur Enigma - Onlineshopping & Internetbanking – Public Key-Verfahren und moderne asymmetrische Kryptologie |
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7 |
Wasser |
Biologie Chemie Physik |
- Wasserlebewesen - Wasserkreislauf - Wasseraufbereitung - Süßwasser/Salzwasser - Wassernutzung - pH-Wert und Leitfähigkeit |
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8 |
Halbleiter und Informatik |
Physik Informatik |
- Grundlagen der Halbleiterphysik - Aufbau und Funktionsweise von Diode und Transistor - Einfache logische Schaltungen - Binär- und Hexadezimalsystem |
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9 |
Erneuerbare Energien |
Physik |
- Fotovoltaik - Brennstoffzellen - Wind-, Wasser- und Gezeitenkraftwerke - Vergleich verschiedener Energiequellen |
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10 |
Nano-Technologie |
Chemie Physik |
- Lotuseffekt - Lacke und Kunststoffe, Nanobeschichtungen - Nanopartikel - Nanoröhren - Nano-Food |
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11 |
Waschmittel und Haushaltsreiniger |
Chemie |
- Waschmittel im Wandel der Zeit - Inhaltsstoffe von Waschmittel - nachhaltiges Reinigen |
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12 |
Mikrocontroller & Sensorsteuerung |
Informatik Physik |
- Aufbau eines Mikrocontrollers und physikalische Grundlagen - Grundlagen der Mikrocontrollerprogrammierung und Erkundung in kleineren Projekten (z.B. Ampelschaltung) - Projektarbeit o.ä. zum gezielten Mikrocontrollereinsatz (z.B. Blumengießanlage) |
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13 |
Informationstechnik & Kodierungsverfahren |
Informatik |
- Informationskodierung (Morse, Braille, Fliegeralphabet o.ä.) und Binärcode - 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) |
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14 |
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 |
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15 |
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 |
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16 |
Biologie der Ersten Hilfe |
Biologie |
- Anatomie und Physiologie des Herzens - Präparation eines Schweineherzens - Blutkreislauf, Atmung und Sauerstofftransport - Erkrankungen des Herz-Kreislaufsystems - Cardiopulmonale Reanimation, AED |
