MINT  

Der Begriff MINT umfasst die Fächer Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik und steht somit für einen fächerübergreifenden naturwissenschaftlichen Unterricht.

Mit Beginn des Schuljahres 2012/13 erweiterte unsere Schule ihr Unterrichtsangebot durch die Einrichtung eines MINT Zweiges.

Ab der 5. Klasse erhalten Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, sich für diesen naturwissenschaftlichen Schwerpunkt anzumelden.



Ansprechpartner: Herr Beckervordersandfort

(Email: h.beckervordersandfort@staedtischesgymnasium.de)

 

 

Überblick über die MINT Aktivitäten am Städtischen Gymnasium Ahlen

 

1. MINT-Profilklasse

Klasse 5 - Naturwissenschaftliches Arbeiten

Klasse 6.1. - Matheknobeln

Klasse 6.2. - Robotics

Klasse 7.1. – Schwerpunkt Physik

Klasse 7.2. – Schwerpunkt Chemie

 

2. Wahlpflichtbereich

Biochemie

Informatik

 

3. Wettbewerbe

Alle MINT-Klassen nehmen jährlich am Heureka-Wettbewerb teil.

Teilnahme am zdi-Wettbewerb Robot-Performance

 

4. AGs und Profilkurse

Roboterprofilkurs

APPInventor AG

MINT-Profilkurs

 

5. Presse

Artikel zum Fach

 

6. Informationen zum Schulprofil im MINT-Bereich


1. MINT-Profilklasse

Klasse 5 – Naturwissenschaftliches Arbeiten


Das Windelprojekt - Untersuchung von Superabsorber

Bereits eine Woche nach den Sommerferien starteten die Schülerinnen und Schüler der MINT-Klasse 5c ihre Forscherarbeit. Zunächst wurde gemeinsam besprochen, wie Wissenschaftler bei ihrer Arbeit prinzipiell vorgehen. Sie beobachten zunächst ein Phänomen, das für sie spannende Fragen aufwirft, formulieren eine Leitfrage und überlegen, ob und wie diese eventuell zu beantworten ist, bevor sie gezielt Versuche zur Überprüfung planen.

Die jungen Forscher legten nach einem kurzen Übungsprojekt auch gleich mit einem sehr komplexen Thema los: Superabsorierende Polymere (SAP)!   
Diese „Wunderkörnchen“, die das Vielfache ihres Gewichtes an Wasser aufnehmen (absorbieren) können, wurden aus Babywindeln extrahiert und danach zahlreichen Tests unterworfen.  Schnell zeigte sich, wie genau man als Wissenschaftler arbeiten, aber auch dokumentieren muss, damit Ergebnisse vergleichbar werden. Trotz der teilweise sehr viel Konzentration erfordernden Feinarbeit und der schwierigen grafischen Darstellung der Ergebnisse (in Form von Säulen- und Kreisdiagrammen) blieb der Spaß jedoch nie auf der Strecke!

 

Auswertung von Versuchen mit dem Computer 

Ziel dieses Unterrichtsbausteins ist es, die selbst durchgeführten Experimente mit dem Computer auszuwerten. Hierbei werden zunächst Grundfertigkeiten im Umgang mit dem PC eingeübt. Anhand der kostenfrei verfügbaren Software ‚libre Office‘ lernen die Schülerinnen und Schüler das Erstellen von Textdokumenten mit eingefügten Bildern und Tabellen.

Um Versuche auch quantitativ auswerten zu können, wird dann anschließend der Umgang mit Tabellenkalkulationsprogrammen eingeübt. Dadurch können die im Experiment erzielten Ergebnisse in Form von Diagrammen einfach dargestellt werden. Ziel ist es, schlussendlich ein ganzes Versuchsprotokoll mit dem PC zu erstellen.

 

Raketenprojekt - Konstruktion und Abschuss von Wasser- und Treibsatzraketen

Ein jährliches Highlight im 5er MINT-Unterricht ist die Konstruktion und der Abschuss von Wasser- und Treibsatzraketen.

In Form eines Wettbewerbs wird zunächst das beste Wasserraketenkonstruktionsteam ermittelt. Ziel des Wettbewerbs ist es, die Rakete mit der längsten Flugdauer zu konstruieren. Verschiedene Faktoren müssen zur Erreichung dieses Ziels berücksichtigt werden. Zum einen muss ein spezieller Korken angefertigt werden, welcher es erlaubt einen hohen Luftdruck innerhalb der Rakete aufzubauen. Außerdem sollte die Form der Rakete aerodynamisch besonders günstig geformt sein, und schließlich muss die passende Wasserfüllmenge für eine optimale Flugphase gefunden werden. Der Kreativität sind hierbei keine Grenzen gesetzt.

Nach dem Bau der Wasserraketen folgt dann die Konstruktion von Treibsatzraketen. Hierbei handelt es sich um Modellraketen, welche mittels eines Feststofftreibsatzes in Höhen von etwa 100m befördert werden können. Der Abschuss der Raketen erfolgt auf einer speziellen Startrampe mittels Elektrozünder. Der Elektrozünder ermöglicht auch durch die Schülerinnen und Schüler der 5er MINT-Klassen einen sicheren Raketenstart. Damit die Raketen wieder verwendet werden können, ist es wichtig, diese mit einem Bergesystem auszustatten. Hierbei handelt es sich um einen Fallschirm, welcher sich in der Spitze der Rakete befindet. Wurde beim Raketenbau alles richtig gemacht, sollte sich dieser idealerweise am höchsten Punkt des Raketenflugs öffnen.

 

 

 

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Klasse 6.1. - Informatik


Im Rahmen des MINT Unterrichts haben die SuS ein Halbjahr Informatik. Folgende Themen werden hier behandelt:

 

Erste Programmierung mit Scratch

 

Internetrecherche und Präsentationssoftware

 

Robot Karol

 

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Klasse 6.2. - Robotics

Seit dem Schuljahr 2013/2014 können wir an unserer Schule dank der Unterstützung des Fördervereins die Schüler der MINT-Klasse mit dem Lego NXT- und Lego EV3-System unterrichten. Das selbständige Lösen von Problemen, sowohl bei der Programmierung, als auch bei der Konstruktion der Roboter, steht hierbei im Vordergrund. Die Schülerinnen und Schüler haben ihre Aufgaben bisher mit einer so hohen Motivation bearbeitet, wie dies sonst nur selten im Unterricht anzutreffen ist. Die Begeisterung für den MINT-Bereich konnte bei den Schülerinnen und Schülern in jeder Stunde aufs Neue beobachtet werden.

Zur Bearbeitung der Aufgaben steht jedem Zweierteam im Robotics-Unterricht jeweils ein Lego-Roboter und ein Laptop zur Verfügung.

 

Beispielaufgaben:

1)      Einparken

Lasst den Roboter einparken. Dafür soll er ein Stück geradeaus fahren, eine Kurve nach  rechts fahren und anschließend unter Abgabe eines Signals ein Stück rückwärtsfahren.

2)      Ultraschallsensor

Lasst euren Roboter auf eine Wand zufahren. Mit Hilfe des Ultraschallsensors soll der Roboter vor der Wand anhalten ohne, diese zu berühren.

 

3)      Der Postbote

Euer Roboter soll ein Paket entlang einer schwarzen Linie transportieren und in einer markierten Fläche absetzen. Es gibt Punkte für das zielgenaue Absetzen des Paketes und für die Geschwindigkeit mit der die Aufgabe erledigt wird.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 


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Klasse 7.1. - Physik

Wir beschäftigen uns mit den physikalischen Gesetzen und den technischen Voraussetzungen um Gegenstände in Flüssigkeiten und Gasen kontrolliert schwimmen, schweben oder sinken zu lassen. Grundlage für das gesamte Programm ist die Erarbeitung des sog. „Archimedischen Prinzips“. Das hört sich sehr theoretisch an, ist es auch. Ist aber auch total spannend: Die Schülerinnen und Schüler konstruieren und optimieren individuell oder in Gruppen Schiffe, U-Boote, Heißluftballons, Flugzeuge, Raketen etc.. Höhepunkte stellen dabei immer wieder die „battle“ dar, bei denen die Leistungsfähigkeit der Konstruktionen im fairen Wettkampf untereinander verglichen wird. Und ganz nebenbei verbessern wir auch noch unsere Fähigkeiten zu recherchieren, präsentieren und dokumentieren. Klasse, oder?

     
     
     


 "KETTENREAKTION"

Im Projekt  „Kettenreaktion“ wird mit Methoden der Wissenschaft zunächst beispielhaft untersucht, an welcher Stelle und wie kräftig man einen Holzquader (z.B. Dominostein) anstoßen muss, damit er umfällt. Physikalische Begriffe wie Schwerpunkt und Lageenergie werden greifbar.

Spannend wird die praktische Umsetzung. Im Freestyle-Experiment „Kettenreaktion“  werden in Kleingruppen nach eigenen Vorstellungen Kettenreaktions-Bausteine entwickelt, die zu einer großen Kettenreaktion verbunden werden müssen.

Die Sorge, dass am Vorführungstermin auch alles klappt, schweißt die Schüler zusammen und am Ende ist man stolz, Teil eines erfolgreichen Teams zu sein (siehe Video).

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Klasse 7.2. – Schwerpunkt Chemie

Im zweiten Halbjahr der Jahrgangsstufe 7 beschäftigt sich die MINT-Klasse mit Fragestellungen aus dem Bereich der Chemie, z.B.:

 

Wie viel Gas entsteht beim Auflösen einer Brausetablette?

In diesem Themenblock wird die Gasentwicklung bei Brausetabletten genauer untersucht. Hierbei zeigt sich, dass sich an einer zunächst einfach erscheinenden Fragestellung zahlreiche weiterführende Fragestellungen anschließen.

So kann die chemische Reaktion, welche der Gasentwicklung zugrunde liegt genauer untersucht werden. Ein anderer großer Themenblock stellt die Abhängigkeit der Gasentwicklung von der verwendeten Wassermenge und von der Kohlenstoffdioxidkonzentration des Wassers dar.

Um diese Fragestellungen genauer zu untersuchen müssen die Schülerinnen und Schüler eigene Versuche planen und durchführen. Es zeigte sich in der Vergangenheit, dass hierbei zum Teil sehr unterschiedliche Versuchsaufbauten zur Beantwortung derselben Fragestellungen geplant wurden.

Die experimentell erzielten Ergebnisse sollen dann mit Hilfe des PCs ausgewertet und in Form von Diagrammen dargestellt werden.

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2. Wahlpflichtbereich

Informatik

Oft wird im Wahlpflichtbereich II das Fach Mathematik/Informatik angeboten. Die Fachschaft Informatik hat sich bewusst dafür entschieden, den Kurs als ‚reinen‘ Informatikkurs anzubieten. Ziel ist es, die Schülerinnen und Schüler sowohl mit der Arbeitsweise eines Computers und ggf. ein oder zwei Office-Anwendungen vertraut zu machen, aber auch sie auf den anspruchsvollen Informatikunterricht in der Oberstufe vorzubereiten.

 

Aufbau eines Computer: Die SuS bauen selbst alte Computer auseinander und schauen sich Festplatten, Arbeitsspeicher, Motherboards etc. im Detail an. Anschließend erstellen sie ein Plakat, auf dem die einzelnen Bestandteile erklärt und abgebildet werden. Das notwendige Fachwissen eignen sich die SuS durch (geleitete) Internetrecherche an.

 

Veranschaulichung der Objektorientierung durch den Einsatz von ‚ObjectDraw‘

Programmierung von kleinen Animationsfilmen mit EOS

 

Vorstellung und Einführung unterschiedlicher Verschlüsselungssysteme von Caesar bis RSA

Knacken‘ von Verschlüsselungen mit Hilfe von Häufigkeitstabellen (Verwendung von Excel)

Nachrichtenübermittlung und Überwachung unter gesellschaftlichen Aspekten

 

Ein mit der Caesar-Verschlüsselung verschlüsselter Text:

       Mrjsvqexmo mwx imr xsppiw Jegl yrh hiv Yrxivvmglx qeglx Wteww.

Bei der Caesar-Verschlüsselung werden die Buchstaben ‚verschoben‘, in diesem Fall um 4 Buchstaben. So sieht  das Verschlüsselungsalphabet aus:

klar

A

B

C

D

E

F

G

H

I

J

K

L

M

N

O

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

 

E

F

G

H

I

J

K

L

M

N

O

P

Q

R

S

T

U

V

W

X

Y

Z

A

B

C

D

Unverschlüsselt lautet der Text:

       Informatik ist ein tolles Fach und der Unterricht macht Spaß.

 

Jahrgangsstufe 9

Fortführung des Wahlpflichtkurses

                Einfach Automate

                Abfragen in Programmiersprachen

                Der Unterricht geht hier weit über die in der Jahrgangsstufe 6 bearbeiteten Inhalte hinaus

                Algorithmen     

                Rekursion    

                Erstellung von Websites

                Ggf. auch CSS   

                Präsentationen zu ausgewählten Themen des Oberstufenunterrichts

                Vertiefung der Kenntnisse bzgl. Präsentationssoftware

 

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4. AGs und Profilkurse

 

Roboterprofilkurs

Der Roboterprofilkurs richtet sich vor allem an Schülerinnen und Schüler, welche bereits Grundkenntnisse im Bau und in der Programmierung von Lego-Mindstorms-Robotern gesammelt haben. In diesem Kurs können dann komplexere Fragestellungen und größere Aufbauten realisiert werden. So entstand im Rahmen dieses Profilkurses eine Ballbeförderungsanlage. Der Kurs wurde hierfür in Kleinteams aufgeteilt. Diese mussten jeweils eine Station planen, konstruieren und programmieren, mit welcher sie einen Ball von Punkt A nach Punkt B transportieren konnten. Im Anschluss wurden die einzelnen Stationen dann zu einer großen Ballbeförderungsanlage kombiniert.

 

Ein weiterer Schwerpunkt des Roboterprofilkurses ist die Teilnahme an Wettbewerben. Hierzu nahm der Kurs erstmalig 2016 am zdi-Wettbewerb „Robot-Performance“ teil.

Bei diesem Wettbewerb mussten mit selbst gebauten und selbstprogrammierten Robotern Geschichten rund um das Wettbewerbsthema "Wege ins Studium und in den Beruf" erzählt werden. Aufgabe war es, das Thema in einer eigenen Choreographie umzusetzen. Die Teams gestalteten für ihren Auftritt eine Kulisse und programmierten für ihre Roboter eine Performance, die mit Musik unterlegt war.

 

 

APPInventor AG

Mit Hilfe des vom MIT (Massachusetts Institute of Technology) bereitgestellten Programms APPInventor programmieren die Schülerinnen und Schüler eigene Apps für Handys. Dieses können z.B. Spiele, Social Media-Umgebungen oder Vokabeltrainer sein.

Die AG beginnt mit einer Einführung in die APP-Programmierung, in der die SuS die Funktionsweisen einzelner Sensoren und den Aufbau des Programms kennenlernen. Anschließend werden die SuS in der Planung ihrer eigenen App angeleitet und arbeiten dann frei.

Die Nutzung von Handys ist in dieser AG erwünscht J !

 

http://appinventor.mit.edu/explore/

 

 

MINT-Profilkurs

Das Städtische Gymnasium Ahlen bietet für interessierte Schülerinnen und Schüler der Jahrgangsstufen 5 bis 7 einen MINT-Profilkurs an. Durch spannende mathematisch-technische Projekte werden Kompetenzen im wissenschaftspropädeutischen Arbeiten und im selbstständigen Experimentieren erweitert, sowie die Neugier an MINT geweckt.

Inhaltlich orientiert sich der Kurs an den individuellen Wünschen und Interessen der Schülerinnen und Schüler. Somit können im MINT-Profilkurs...

(vgl. http://ddi.uni-wuppertal.de/material/spioncamp/dl/Alle-Stationen-hintereinander.pdf).

 

Darüber hinaus können interessante Themen, die über das eigentliche Fachcurriculum hinausgehen, vermittelt werden.

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6. Schulprofil im MINT – (mathematisch-naturwissenschaftlich-technischen) Bereich

Der Bedarf der deutschen Hochschulen, Forschungseinrichtungen und Unternehmen an qualifiziertem MINT-Nachwuchs Mathematik, Informatik, Naturwissenschaft, Technik)  weist eine gravierende Lücke zwischen Angebot und Nachfrage auf. Zu wenige Abiturientinnen und Abiturienten studieren Naturwissenschaften, Ingenieurwissenschaften und Mathematik. Eine Fülle neuer Abschlüsse sind hinzugekommen. Die Vielfältigkeit der Studien- und Ausbildungsmöglichkeiten im MINT-Feld haben sich erhöht. Damit einhergehend auch die Notwendigkeit diese Entwicklungen transparent und öffentlich zu machen und Wege der Information für angehende Abiturientinnen und Abiturienten neu zu gestalten. Die einschlägigen MINT-Studienrichtungen weisen Studienabbrecherquoten auf, die überdurchschnittlich hoch sind. Die ehemaligen Schülerinnen und Schüler verfügen nicht über das notwendige Grundwissen respektive über entsprechende Lerntechniken, die Wissenslücken aufzufüllen, um in den „harten“ Studienfächern zu überzeugen. In seiner Gesamtheit stellen diese Einzelpunkte eine Wachstumsbremse für den Wirtschaftsstandort Deutschland dar. Dies ist mit einer Entwicklung hin zu einer modernen Gesellschaft des Wissens und der Information in einem Umfeld in dem Technik Alltag bedeutet, nicht zu vereinbaren.

Wir möchten durch die Förderung unserer Schülerinnen und Schüler in den MINT-Fächern am Städtischen Gymnasium Ahlen eine adäquate Zukunftsvoraussetzung schaffen. Dies erreichen wir einerseits durch eine verstärkte Förderung begabter und interessierter  Schüler im sogenannten MINT-Bereich mit zusätzlichen Unterrichtsangeboten in diesem Aufgabenfeldern und andererseits durch eine Anpassung der naturwissenschaftlich-technischen Räume und Ausstattungen an die damit verbundenen Anforderungen.

 

Das Profil am Städtischen Gymnasium:

 

MINT-Klasse

 

Der MINT – Zweig

In den Naturwissenschaften liegt die Zukunft unserer Gesellschaft. Dem wollen wir Rechnung tragen und möchten unser Profil in dieser Richtung mit einem MINT-Zweig schärfen.

Die Klassen im MINT-Zweig haben wöchentlich zwei zusätzlichen Unterrichtsstunden mit den Schwerpunkten in den Fächern Mathematik, Informatik, Biologie, Chemie, Physik und Technik.

Ziel ist es, die Talente der Kinder in Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik zu entdecken und richtungsorientiert zu fördern. Insbesondere sollen mit diesem Angebot auch Mädchen angesprochen, sie für diese Bereiche begeistert und ihre Potenziale dort geweckt und erweitert werden. Es soll aber auch eine gezielte Vorbereitung auf eine mathematisch-naturwissenschaftliche Schwerpunktsetzung im Differenzierungsbereich (Jahrgangsstufen 8 und 9) und in der gymnasialen Oberstufe erreicht werden.

Im Mittelpunkt soll die Förderung des selbständigen Arbeitens stehen, Neues andenken, sich austauschen, eigene Ideen einbringen...

Mit anderen Worten: Wir wollen das entdeckende Lernen fördern und fordern.

Die Teilnahme an verschiedenen Wettbewerben aus dem mathematisch-naturwissenschaftlichen Bereich soll gefördert werden (Kängeru-Wettbewerb, Mathe-Olympiade, Jugend forscht, "Chemie entdecken",...) und damit ein Anreiz zu besonderen Anstrengungen gegeben werden.

Die Eltern fällen die Entscheidung für die MINT-Klasse bei der Anmeldung. Sie melden ihrer Kinder damit für die Angebote in den Klassenstufen von 5 bis 7 an.

Eine Fortsetzung dieser Schwerpunkte soll im Differenzierungsbereich (WPII-Bereich) durch das  Angebot in den Fächerkombinationen Biologie/Chemie und Mathematik/Informatik erfolgen, die dann wie die neu einsetzenden Fremdsprachen 3-stündig unterrichtet werden sollen.

Das Curriculum wir zur Zeit  von MINT-Fachkonferenzen erarbeitet.

 

 

Ziele der Profilkurse

 

Die Schülerinnen und Schüler sollen für die MINT Fächer begeistert werde, sie sollen ihre Kompetenzen im wissenschaftspropädeutischen Arbeiten und im selbstständigen Experimentieren erweitern. Inhaltlich sollen interessante Themen, die über das Fachcurriculum hinausgehen, vermittelt werden.

 

Interesse an MINT-Fächer wecken

 

Zwei besondere Aspekte sind hier zu nennen: Zum einen möchte das Städtische Gymnasium das Interesse der Kinder möglichst frühzeitig für die MINT-Fächer wecken. Dies wird einerseits erreicht durch ein Kursangebot für Grundschulkinder der 4. Klassen mit der „Forscherwerkstatt“ und den „Astrokids“. Die „Forscherwerkstatt“ bietet den Kindern die Möglichkeit, in kleinen Experimenten die Lebenswelt zu erkunden. Bei den „Astrokids“ werden in anschaulicher Weise grundlegende Kenntnisse des Sternenhimmels vermittelt und Anleitungen für eigene Beobachtungen erarbeitet. Andererseits bietet die Schule für begabte Schülerinnen und Schüler der Klassen 5 bis 7 MINT-Profilkurse an, die in den Klassen 8 und 9 in den Wahlpflichtbereich mit den Fächerkombinationen Mathematik/Informatik bzw. Biologie/Chemie übergehen, um sie für LK`s oder Vertiefungen in den MINT-Fächern aufzubauen.

Ein zweiter Schwerpunkt ist zu sehen in der Kooperation mit der Hochschule Hamm-Lippstadt. Im Kooperationsvertrag sind dazu alle wesentlichen Punkte festgehalten. Konkret wird der MINT-Labortruck "Zukunft durch Innovation" der  Hochschule Hamm-Lippstadt (hshl), ein mit Sitzplätzen und Laboreinrichtung ausgestattetes fahrendes Klassenzimmer, regelmäßig auf dem Gelände des Städtischen Gymnasiums stehen. Schülerinnen und Schüler aller Klassen können hier ihre naturwissenschaftliche Neugier und ihr technisches Talent entdecken. In Demonstrationsvorträgen und Experimenten erfahren die Kinder und Jugendlichen, angeleitet von den Professorinnen und Professoren und den wissenschaftlichen Mitarbeiterinnen und Mitarbeitern, mehr über naturwissenschaftliche Phänomene und stellen Bezüge zu ihrem alltäglichen Umfeld und zum aktuellen Unterricht her. Die Fächer Mathematik (M), Informatik (I), Naturwissenschaften (N) und Technik (T) werden im Labortruck in ingenieurwissenschaftliche Zusammenhänge gestellt und führen an die Bachelor-Studiengänge der Hochschule Hamm-Lippstadt heran.

Oberstufenkurse der MINT-Fächer werden regelmäßig das Schülerlabor der Hochschule Hamm-Lippstadt besuchen und vor Ort entsprechend im Unterricht vorbereitete Experimente durchführen.

 

Berufsorientierung – speziell auf den MINT-Bereich ausgerichtet

 

Das Städtische Gymnasium Ahlen bietet folgende Maßnahmen zur Berufsorientierung:

- Monatliche individuelle Beratung durch Mitarbeiter der Bundesagentur für Arbeit

- Die Schule fördert den Besuch der Informationstage der umliegenden Hochschulen (Münster, Bielefeld, Dortmund, Hamm etc.)

- Oberstufenkurse der MINT-Fächer besuchen Institute der Universitäten Münster, Hamm und Bielefeld

- Teilnahme an den Informationstagen „Schüler fragen Chefs“ in Münster (Rotaryclub)

- Teilnahme an den Berufsinformationstagen des Rotary- und Lionsclub Warendorf

- Hochschultag im 2-jährigen Rhythmus

- Ermöglichen eines Juniorstudiums in Kooperation mit der Universität Bielefeld

- Duales Orientierungspraktikum in Kooperation mit der Universität Bielefeld

 

 

Weitere Informationen hierzu entnehmen Sie bitte unserem MINT-Flyer.
(Wir bitten um ein wenig Geduld beim Laden)

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