Mathematik

Mathematik
Für das Fach Mathematik existiert keine allgemeine anerkannte Definition. Sie ist eine kulturelle Errungenschaft, die ihren Ursprung aus dem Altgriechischen ableitet und bedeutet so viel wie „Die Kunst des Lernens“. Haben sich frühere Generationen hauptsächlich mit logischen Gedankenspielen auseinandergesetzt, so begegnet man ihr heute in mannigfaltiger Weise. Die Mathematik ist eine Schlüsseltechnologie, ohne die die meisten technischen Anwendungen nicht denkbar wären. Einige wohlbekannte Beispiele von Anwendungen sind die Internet-Suchmaschinen, die Kryptographie, die Computer-Tomographie und vielfältige Berechnungen im Bereich der Finanzwirtschaft. Wegen der Gültigkeit ihrer Erkenntnisse und der methodischen Strukturierung nimmt die Mathematik eine Sonderrolle unter den Wissenschaften ein.
Die Schülerinnen und Schüler sollen deswegen alltägliche Situationen und Phänomene auf ihr mathematisches Gehalt analysieren, verstehen und unter mathematischen Aspekten beurteilen lernen. Dadurch, dass sie die Mathematik als nützliche Wissenschaft mit vielschichtigen Anwendungen erleben, ermöglicht sie ihnen eine Orientierung in der zunehmend technologisiert und ökonomisierten Welt. Wichtig dabei ist auch, dass die Schülerinnen und Schüler die wechselseitigen Abhängigkeiten der mathematischen Modelle zu ökologischen, ökonomischen und soziopolitischen Zusammenhängen erkennen und daraus eigene Wertmaßstäbe für gesellschaftliche Entscheidungen entwickeln. Dies stärkt ihre Kritikfähigkeit und Beurteilungskompetenz. Durch die zunehmende Übernahme von Verantwortung im jeweiligen Lernprozess für sich und andere können sie so Selbstvertrauen bezüglich der eigenen mathematischen Kompetenzen sowie Neugier an neuen mathematischen Phänomenen entwickeln.
Mathematik kann deshalb nicht als abgeschlossener Wissenskanon aufgefasst werden, sondern zeichnet sich durch ein phantasievolles Handeln aus, basierend auf einer individuellen Kreativität.
So fördert der Mathematikunterricht grundlegende intellektuelle Fähigkeiten, die weit über das Fach hinausgehen und die Schülerinnen und Schüler befähigen, sich im späteren Leben selbständig mit eigenen und neuen Fragestellungen mit ihrer Umwelt in Studium und Beruf auseinander zu setzen.
Die Freude an Mathematik und eine solide mathematische Ausbildung sind deswegen fundamentale Ziele unseres Unterrichts. Die Schülerinnen und Schüler sollen befähigt werden, einzeln oder im Team und ihrem Entwicklungsstand entsprechenden, angepassten Niveau, mathematisch folgerichtig zu argumentieren.
Unterstützt wird dies auch durch den Einsatz moderner Hilfsmittel. So können die Schülerinnen und Schüler ab der 7.Klasse mit Hilfe des Taschenrechners (TI 30 XS) Lösungen für Probleme entwickeln, die ansonsten zu aufwendig oder gar nicht erarbeitet werden könnten. Darüber hinaus wird der Umgang mit dynamischer Geometriesoftware Geogebra oder durch einfache Programmierungen mit Excel-Tabellen eingeübt und vertieft. Zudem sollen Klassen der Unterstufe mit der Mathematiksoftware „bettermarks“ arbeiten. Dieses interaktive Programm ermöglicht es, sowohl Schülerinnen und Schülern als auch Lehrern konstruktive Rückmeldungen über den jeweiligen Leistungsstand zu erhalten. Eine sehr detaillierte Auswertungsplattform analysiert Lösungsprobleme in vielfältiger Weise und ermöglicht es den Benutzern, Defizite effizient zu beheben.
Durch die zunehmende Abstrahierung und die Komplexität der Aufgabenstellungen wird in der E-Phase ein weiterer Taschenrechner (TI 30 Multi View) und eine Formelsammlung eingeführt.
In der Qualifikationsphase können dann die Schülerinnen und Schüler im Fach Mathematik zwischen grundlegendem Niveau (dreistündig) und erhöhtem Anforderungsniveau (fünfstündig) wählen, bei dem dann ein höherer Anteil an anwendungsorientierten Fragestellungen mit stärkerer innermathematischer Differenzierung bearbeitet wird. Die Themenstellungen umfassen die Differential- und Integralrechnung, die lineare Algebra mit analytischer Geometrie und die Stochastik. Vorbereitend auf das Abitur können die Schülerinnen und Schüler außerdem das digitale Prüfungsportal SchulLV erwerben. Dies umfasst ein umfangreiches Angebot an Übungsaufgaben mit Lösungen, Skripten und Lernvideos. Darüber hinaus werden die original Prüfungsaufgaben, Tipps und ausführlichen Lösungen verschiedener Bundesländer zur Verfügung gestellt. Das Angebot umfasst neben Mathematik auch die Fächer Deutsch, Englisch, Biologie, Chemie, Physik, Geschichte und Geo.
Neben einem übersichtlich strukturierten, anregenden Unterricht legen wir auch ein besonderes Augenmerk auf leistungsstarke Schülerinnen und Schüler, deren Förderung auf verschiedenen Niveaus im Wesentlichen im Regelunterricht erfolgt.
Darüber hinaus hat es sich sehr bewährt, vielen Schülerinnen und Schülern das Angebot an diversen Wettbewerben zu ermöglichen, um sich auch an neuen Aufgabenformaten zu versuchen.


Hier eine kurze Übersicht der Wettbewerbe, die wir zurzeit begleiten:


Seit 2007 nehmen wir an dem europäischen Mathematik-Wettbewerb „Kangourou des Mathématiques“ mit wachsendem Schülerinteresse teil. Durch die anregenden und teilweise unerwarteten Aufgabenstellungen wird hierbei bereits von der Sexta an das Interesse am mathematischen Denken und Problemlösen gefördert.
Auch auf den jährlich stattfindenden, vom Land Hessen durchgeführten Mathematikwettbewerb für die Klassenstufe 8, bereiten wir unsere Schülerinnen und Schüler gezielt vor.
Seit 2010 nehmen Schülerinnen und Schüler freiwillig am Mathematikwettbewerb der Einführungsphase des Landes Hessen teil.
Besonders steigender Beliebtheit erfreut sich seit dem Schuljahr 2011/2012 die Mathematikolympiade, bei denen einige Schüler schon hervorragenden Leistungen errungen haben.

NAWI

NaWi - fächerübergreifender Unterricht in den Naturwissenschaften
An unserer Schule wird seit 2012 das Fach Naturwissenschaften in den Klassenstufen 5 und 6 sowie in 8 und 9 parallel zu den Fächern Biologie, Physik und Chemie unterrichtet.
Die Lehrinhalte und Unterrichtsabläufe wurden von einem NaWi-Team, bestehend aus Biologen, Chemikern und Physikern, zusammen entwickelt, um die gemeinsamen fachspezifischen Methoden abzugleichen und sich selbst mit den zu vermittelnden Inhalten vertraut zu machen.
Das fachübergreifende Arbeiten an Themen, die sich möglichst nahe an der Lebensrealität der Schülerinnen und Schüler orientieren, greift so die alterstypische Neugier auf und stellt eine exzellente Möglichkeit dar, ihnen von Anfang an das Zusammenspiel der verschiedenen Naturwissenschaften in Natur und Technik zu vermitteln. Gleichzeitig werden durch diese ganzheitliche Naturbetrachtung komplexer Phänomene den Schülerinnen und Schülern Einblicke in die fachübergreifenden, naturwissenschaftlichen Arbeitstechniken aufgezeigt. Besondere Berücksichtigung findet dabei der handlungsorientierte Ansatz, der den Schülerinnen und Schülern während ihrer Schullaufbahn einen zusätzlichen, gestalterischen Weg eröffnet.
Deswegen ist im Stundenplan für NaWi eine Doppelstunde vorgesehen, in der jeweils die halbe Klasse (16 Schülerinnen und Schüler) praktisch arbeiten kann. So werden Experimente gemeinsam geplant und in Kleingruppen durchgeführt oder selbstständig an Stationen erarbeitet. Diese Einführung in das Experimentieren nimmt dabei einen besonders hohen Stellenwert ein. So werden in den ersten beiden Jahren nach und nach allgemeingültige naturwissenschaftliche Methoden wie das Planen, Durchführen, Protokollieren und Auswerten von Experimenten, der Umgang mit Grafiken und Tabellen oder die Nutzung typischer Laborgeräte, wie bspw. des Mikroskops und des Bunsenbrenners, in Klassenstufe 5 und 6 eingeführt und geübt. Darüber hinaus sollen die Schülerinnen und Schüler im Bereich der Methodenkompetenz lernen, wie sie gezielt an Informationen gelangen und welche Form geeignet ist, ihre Ergebnisse zu präsentieren. Dabei nehmen die Einbindung elektronischer und digitaler Medien und der fachsprachlich korrekte Vortrag eine wichtige Rolle ein.
Die Schülerinnen und Schüler erlangen damit zunehmend Sicherheit und Selbstvertrauen und werden gezielt auf den Unterricht in den elementarnaturwissenschaftlichen Fächern Biologie, Physik und Chemie vorbereitet.
Für die 8. und teilweise 9. Klasse des NaWi Unterrichts ist das Projekt „Bauen und Wohnen“ vorgesehen. Der Unterricht erfolgt wieder mit einer Gruppenstärke von 16 Schülerinnen und Schülern und findet an vier Stunden in der Woche statt. Hierbei soll ein konkretes Fallbeispiel zu einem idealen Haus entwickelt werden. Ausgehend von der Fragestellung, welcher Haustyp (Passivhaus, Holzhaus, Niedrigenergiehaus) zu welchem Standort (Verkehrsanbindung, ökologische und klimatische Voraussetzungen) passen könnte, werden im Unterricht Experimente entwickelt, mit deren Hilfe man traditionelle und moderne Baustoffe miteinander vergleicht; das Herstellen geeigneter Baustoffe schließt sich an. Die Relation zwischen Funktion und Konstruktion von Bauten wird hierbei ebenso berücksichtigt, wie die Wirkung von Bauen und Wohnen auf die Natur. Die Analyse der notwendigen Schallschutzmaßnahmen, die Verwirklichung des geeigneten Raumklimas und die grundlegenden statischen Überlegungen benötigen ebenfalls zahlreiche experimentelle Überprüfungen.
Die Energieversorgung stellt einen besonderen Schwerpunkt der inhaltlichen Auseinandersetzung dar. Hier werden die Schülerinnen und Schülern im Bereich der Solarthermie, der Geothermie, in Fragen der Wärmespeicherung und bei Wasser und Abwasserentsorgung geeignete Versuche ausarbeiten. Außerdem sollen im Rahmen der Elektrik Schaltpläne (Parallel- und Reihenschaltungen) und Sicherheitseinrichtung (Brand- und Einbruchschutz) erarbeitet und umgesetzt werden.
Begleitend zu den oben dargestellten Fragestellungen müssen die Schülerinnen und Schüler ein selbst konzipiertes Energiesparhausmodell erstellen, das am Ende der Unterrichtseinheit den anderen Schülerinnen und Schülern vorgestellt und bewertet wird.
Darüber hinaus bieten wir den Schülerinnen und Schülern in der Klassenstufe 9 ein analoges Thema zu der Industrialisierung 4.0 an. Hierbei sollen sie mit Bausätzen das Programmieren von Computern lernen. Dazu dient wiederum der für das Fach charakteristische, handlungsorientierte Ansatz. Der Schulträger hat dazu extra neue Roboter, oder solche, die es mal werden sollen, finanziert. Diese verfügen über einen Adruino Prozessor, wobei die Programmiersprache Java basierend in C++ erfolgt. So müssen diese schrittweise durch Linien-, Schall-, Licht- und Berührsensoren zum Leben erweckt werden, um schließlich in die Welt des großen Darwin-Mini Humanoid Roboters einzutauchen.
Mit diesem Angebot können wir unser Gesamtkonzept für eine umfassende naturwissenschaftliche Grundbildung sinnvoll ergänzen.

 

Physik

Die Naturwissenschaft Physik liefert die Grundlage sowohl zum Verständnis unterschiedlicher Naturphänomene als auch deren technischen Zusammenhänge. Der Erwerb eines physikalischen Grundverständnisses in ausgewählten Bereichen ermöglicht es den Schülerinnen und Schülern, Entscheidungen und Entwicklungen in der Gesellschaft im Bereich von Naturwissenschaft begründet zu beurteilen. So können positive sowie negative Folgen technischer Entwicklungen sachorientiert und kompetent bewertet werden.
Durch seine fachspezifischen Inhalte und naturwissenschaftlichen Methoden, z.B. das theorie- und hypothesengeleitete Arbeiten (Phänomen-Frage-Ideen-Experiment/Modellarbeit-Ergebnis), schult das Fach Physik die Schülerinnen und Schüler im zunehmend eigenständigen und problemorientierten Denken.
Aus methodischer Sicht legen wir als Fachschaft dabei besonderen Wert auf die sachgerechte Versuchsplanung, die Versuchsdurchführung und Auswertung der Experimente. So steht am Anfang des Physikunterrichts in der Sekundarstufe I das Naturphänomen im Vordergrund, und in den höheren Jahrgängen werden zunehmend mathematische Methoden und Lösungskalküle anderer Naturwissenschaften zur Naturbeschreibung herangezogen. So können die Schülerinnen und Schüler sowohl fachspezifische als auch fächerübergreifende Kenntnisse erwerben. In der Qualifikationsphase werden Grund- und Leistungskurse, auch in Zusammenarbeit mit der St. Angela Schule, angeboten.
Die Schule verfügt über einen Hörsaal mit Smartboard sowie ein Physikfachraum mit gut ausgestatteten Schülerarbeitsplätzen und eine sehr gut ausgestattete Sammlungen mit modernen Schülerübungsgeräten und entsprechenden Lehrmitteln für Demonstrationsversuche zu allen Themen bis hin zum Abitur.
Zusätzlich ergibt sich für unsere Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, an außerschulischen Lernorten, der Uni Frankfurt und der GSI in Darmstadt, ihre physikalischen Kenntnisse in Form von Schülerexperimenten zu vertiefen und zu erweitern.

Chemie

Der Chemieunterricht hat zum Ziel, ein Verständnis für natürliche und synthetische Stoffumwandlungen zu schaffen.Was in wissenschaftlichen Instituten erdacht und erforscht worden ist bzw. wird, findet häufig früher oder später den Weg in unsere Alltagswelt und wirft die Fragestellungen auf, de­ren Klärung sich der Chemieunterricht widmet.

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Biologie

- die Lehre vom Leben. Kaum ein naturwissenschaftliches Fach ist vielfältiger, keines liegt uns so nahe und betrifft uns so direkt. Den Menschen als biologisches System in seinem Aufbau und seinen Funktionen verstehen, Haus- und Nutztiere, Zootiere, Schädlinge, Nutzpflanzen, Bakterien, Krankheiten, Sexualkunde, Biodiversität, das Ökosystem Wald, … (um nur einige Themen zu nennen), all dies erfordert viel Wissen auf den unterschiedlichsten Ebenen.

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