Der naturwissenschaftliche Zweig am Gymnasium am Schloss

Tradition

Der naturwissenschaftliche Zweig unserer Schule hat eine lange Tradition. Seit der Gründung der Schule im Jahr 1910 gehört er zu ihrem Profil. Im Saarbrücker Raum bieten nur zwei staatliche Gymnasien diese Ausrichtung an. Der naturwissenschaftliche Zweig erstreckt sich über die Klassenstufen 8-9. Physik ist dann schriftliches Fach („Hauptfach“), Chemie und Biologie werden verstärkt unterrichtet.

Konzept

Zu unserem Konzept gehören neben unseren AG-Angeboten Labortage in Zusammenarbeit mit der Hochschule für Technik un Wirtschaft (HTW) und der Universität des Saarlandes (UdS):

  • Mathematik-Zirkel, auch zur Vorbereitung auf die Mathematik- Olympiade
  • Physik-AG
  • Informatik-AG
  • Klassenstufe 7: Statistiktage (HTW)
  • Klassenstufe 8: Mikrobiologisches Praktikum und „Lab in a Box“ (UdS)
  • Klassenstufe 9: Schülerlabortage an der UdS
  • Kosinus-Schule

Ziele

Die größere Stundenzahl in den naturwissenschaftlichen Fächern ermöglicht die Vertiefung der zu behandelnden Themen, eine größere Variation der Aufgabentypen, viel praktisches Arbeiten, mehr Anwendungs- und Aktualitätsbezug.

Einen Einblick unserer Aktivitäten im naturwissenschaftlichen Bereich sowie in der Mathematik erhalten Sie durch die unten angeführten Artikel sowie unter der jeweiligen Seiten bei „Fachbereiche“.

Ansprechpartner:

  • Michael Stein, Fachbereich Physik
  • Kathrin Mischo, Fachbereiche Chemie und Biologie
  • Christine Moik, Fachbereich Mathematik

Bericht Laborexkursion ins "NanoBioLab" des Chemiekurses von Herrn Schumacher

Am 12.12.2019 waren wir, der Chemiekurs 12 von Herrn Schumacher, im „NanoBioLab“ (Homepage) an der Universität des Saarlandes. Nach einer kurzen Besprechung am Anfang gingen wir an die Arbeit. Hierbei sollten wir einen Stoff synthetisieren und prüfen, um welchen Stoff es sich hierbei handelt. Besagten Stoff haben wir auf zwei verschiedene Weisen hergestellt. Die erste Variante bestand darin zu Salicylsäure, Essigsäureanhydrid und 5 Tropfen Schwefelsäure zu geben. Das Gemisch haben wir anschließend für ca. 20 Minuten in den Abzug gestellt. Man konnte beobachten, wie nach und nach weiße Kristalle entstehen. Die zweite, schnellere Reaktion verzichtet auf die Schwefelsäure und findet in einer Mikrowelle statt. Im Anschluss beider Varianten haben wir geprüft, ob unsere Edukt noch vorhanden sind, in dem wir auf Salicylsäure geprüft haben. Anschließend haben wir eine Dünnschichtchromatographie (DC) durchgeführt und dabei unser Produkt mit verschiedenen Medikamenten verglichen (ein Foto des Ergebnisses gibt es im Anschluss zu sehen). Das Ergebnis der DC ergab, dass es sich um Acetylsalicylsäure handelt, welche der Wirkstoff in Aspirin ist.

Direkt im Anschluss an das erste Praktikum fand eine Vorführung mit flüssigem Stickstoff, flüssigem Sauerstoff und Trockeneis statt. Vom flüssigen Stickstoff, der sich in Tropfen über den Tisch ausbreitet bis zur Glimmspanprobe in flüssigem Sauerstoff verfolgten wir gebannt die Vorführung von Frau Luxenburger-Becker, der Leiterin des „NanoBioLab“. Nach der Vorführung legten wir eine kleine Pause ein und gingen in die Mensa zum Mittagessen.

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Gelungene Informationsveranstaltung unserer Schule

Das Gymnasium am Schloss lud am Freitag, den 29. November 2019, die Eltern und die Schüler der 4. Grundschulklassen zu einem Informationsabend über das Bildungsangebot der Schule ein. Unsere Schule informierte über den musikalischen und den naturwissenschaftlichen Zweig und besondere Aktivitäten wie Austauschprogramme und Arbeitsgemeinschaften. Daneben stellte sich das Gymnasium am Schloss auch als Freiwillige Ganztagsschule mit ihrem Betreuungsangebot für den Nachmittag vor, um Eltern wie Schülern einen möglichst breiten Einblick zu ermöglichen.

Für die Kinder boten Lehrerinnen und Lehrer sowie Schülerinnen und Schüler der Schule ein vielfältiges Mitmachprogramm an, von einer Leseecke über Experimente aus den Bereichen Mathematik und Naturwissenschaften bis hin zu musikalischen Aktivitäten.

Von diesem Angebot machten die Eltern mit ihren Kindern regen Gebrauch, so dass von einer gelungenen Veranstaltung gesprochen werden kann. Schulleiter Hanns Peter Hofmann zog ein positives Fazit: „Wir haben uns, wie ich finde, sehr ansprechend den Grundschuleltern und -kindern präsentiert, ich möchte mich bei allen sehr herzlich für ihr Engagement und ihre Mitarbeit bedanken.“

Wir bedanken uns abschließend bei den Eltern und Schülern der 4. Grundschulklassen für das Interesse an unserer Schule und wir hoffen, Sie von unserem Bildungsangebot überzeugen zu können. Der nächste wichtige Termin, mit der Möglichkeit unsere Schule näher kennenzulernen, ist der Tag der offenen Tür. Dieser findet am Samstag, den 11. Januar 2020, von 8 - 12:30 Uhr statt.

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Labortag der Klassen 9b1 und 9b2 am 06.06.19

Seit vier Jahren besuchen jeweils die neunten Klassen des naturwissenschaftlichen Zweigs die Schülerlabore der Universität des Saarlandes. Dies dient der gezielten Schwerpunktsetzung im naturwissenschaftlichen Unterricht. Die Anknüpfungspunkte stellen hierbei die Fächer Physik und Chemie dar. Aus diesem Grund trafen sich die Schüler der Klassen 9b1 und 9b2 mit ihrem Chemielehrer, Herrn Schumacher, bzw. ihrem Physiklehrer, Herrn Stein, auf dem Campus der Universität.

Die Physik-Gruppe wurde gleich nach Antritt im geplanten Schülerlabor EnerTec zunächst „kalt erwischt“. Aufgrund von Terminkollisionen stand an diesem Tag kein Praktikumsbetreuer für die 14 Schülerinnen und Schüler zur Verfügung. Nach kurzer Aus- und Rücksprache mit einigen wissenschaftlichen Arbeitern am dortigen Lehrstuhl mussten wir improvisieren und so bot uns nach einem Telefonat Herr Dipl. Ing. Harald Nagel kurzfristig an, den Schülerworkshop SinnTec zu durchlaufen. Dieser elektronikbasierte Workshop passt glücklicherweise auch sehr gut mit den Inhalten des Lehrplans Physik der neunten Klasse zusammen.

Obwohl dieser Workshop eigentlich nur Platz für zwölf Schülerinnen und Schüler bietet, so rückten wir die Stühle etwas zusammen und befassten uns in Kleingruppen mit dem Bau von verschiedenen Sensoren, die in Smartphones verbaut sind. So konzipierten wir auf einer Platine verschiedene Schaltungen, z.B. den Abstandssensor, der bewirkt, dass ein Smartphone, sofern es nahe ans Ohr gehalten wird, sein Display ausschaltet oder den Touch-Sensor, der bei Berührung ein neues Menü öffnet. Die Schüler erlangten somit durch eigenes Experimentieren viele Kenntnisse über verschiedene Halbleiter-Bauelemente, die in der heutigen Technik nicht mehr wegzudenken sind. Vielen Dank an die Betreuer Ellen und Jonas, die an diesem Tag eigentlich frei hätten und uns bei allen Fragen direkt zur Seite standen.

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7b2 macht HTW unsicher

Am Freitagmorgen (7.6.2019) machte sich die Klasse 7b2 auf den Weg zur HTW. Dort gab es viele Experimente durchzuführen: Lavalampe, Kristallisieren, Energiegewinnung aus Wasser (Solarantrieb für ein kleines Auto), Schaumexplosionen und Bakterienabstriche. Es war eine interessante Veranstaltung: zum einen nämlich bot es eine willkommene Abwechslung zum sonstigen Schulalltag; zum anderen konnten auf diese Weise neuartige Erfahrungen mit den Naturwissenschaften gesammelt werden.

Wir danken Frau Mischo für diese Möglichkeit sowie die Organisation des Besuchs!

Klasse 7b2

Gentechnisches Praktikum in Homburg

Die letzte Exkursion ihrer Schulzeit führte den Grundkurs Biologie 12 zusammen mit Fachlehrerin Kristina König nach Homburg zur Humangenetik. Unter der fachkundigen und engagierten Anleitung von Frau Dr. Ulrike Fischer konnten die Schülerinnen und Schüler Experimente, die sie bisher nur aus Literatur und Filmausschnitten kannten, selbst durchführen. Neben einer ausgeprägten Auffassungsgabe für die komplexen Zusammenhänge, die Frau Fischer jeweils vor den Versuchen darstellte, war an mehreren Stellen der Experimente auch die Treffsicherheit der Schülerinnen und Schüler gefragt: Geltaschen und Objektträger sollten möglichst nicht verfehlt werden. Welche Konzentration das erforderte, lässt sich auf den Fotos erkennen. Dass das genaue Arbeiten sich auszahlte, zeigten die Ergebnisse.

Vielen Dank an Frau Fischer, die uns diesen sehr lehr- und abwechslungsreichen Ausflug in die Humangenetik ermöglicht hat!

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Labortag an der Universität des Saarlandes – naturwissenschaftliche Praktika der Klassen 9b1 und 9b2

Zum Ende des Schuljahres besuchten die Klassen 9b1 und 9b2 zur Ergänzung des naturwissenschaftlichen Unterrichts und zur Vertiefung von Lerninhalten der Fächer Chemie und Physik des Schuljahres 2015/2016 das NanoBioLab und das EnerTec-Labor an der Universität des Saarlandes. Die Schüler konnten dabei entsprechend ihren Interessen in zwei Gruppen eingeteilt in den Praktikumsräumen der Institute Experimente zur Analyse von Säuren oder zur Funktion von regenerativen Energiewandlern durchführen. So konnten sie die direkte Wandlung von elektromagnetischer Strahlungsenergie in elektrischen Strom durch die Solarzelle untersuchen und an Modellwindrädern die Wandlung von Bewegungsenergie der Luft in elektrischen Strom vermessen und durch Variation des Aufbaus der Windräder deren Wirkungsgrad optimieren. Die Experimente fanden unter sachkundiger Anleitung der Praktikumsbetreuer beider Labore und ihrer Fachlehrer, Herr Schumacher und Herr Ruffing, statt. Der Besuch der Universität wurde durch ein gemeinsames Mittagessen in der Mensa abgerundet.

Ein herzliches Dankeschön geht an alle Betreuer für ihr Engagement und ihre fundierte Wissensvermittlung!

 

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Forschung im Labor – Besuch der Klassen 7b1 und 7b2 an der HTW

Die Klassen 7b1 und 7b2 des GaS absolvierten nach den Osterferien jeweils ein ganztägiges Mitmach-Praktikum in den Laboren der Fachbereiche Bio- und Umweltverfahrenstechnik (Arbeitsgruppe Prof. Dr. Matthias Brunner) und Informatik (Arbeitsgruppe Prof. Dr. Martina Lehser) an der HTW des Saarlandes. Hierbei wurden die Klassen in zwei Gruppen eingeteilt, welche dann im Wechsel zwei Praktika durchführten. Das mikrobiologische Praktikum stand unter der Leitung von Herrn Philip Schmit, der Roboter-Kurs EV3 wurde von Herrn Mario Korherr organisiert. Alle Mitarbeiter haben mit viel Engagement dazu beigetragen, dass diese beiden Tage den Schülern sehr viel Spaß bereitet haben. Unsere Ziele, naturwissenschaftliches und technisches Interesse zu fördern und die Schüler „echte“ Laborluft schnuppern zu lassen, wurden daher erreicht. Allen Beteiligten nochmals herzlichen Dank.

NW-Lehrer K. Mischo, S. Schulz, K.D. Dörr

Schülerberichte:

Besuch der HTW am 11.04.2016 der Klasse 7b2 – mikrobiologisches Praktikum

Wir, die Klasse 7b2, besuchten am 11.04.16 die HTW Saar in Saarbrücken zu einem Praktikum. Da wir 24 Schüler in der Klasse sind, die Labore aber nur für weniger (12-14) Personen ausgelegt sind, gingen 12 ins mikrobiologische Praktikum und die anderen 12 ins Praktikum im technisch und wissenschaftlichen Bereich.

Im mikrobiologischen Zweig backten wir Brot: Zuerst wogen wir die Zutaten ab und gaben die Hefe, die mit Wasser vermischt war, in eine Zentrifuge, die mit 9000 Umdrehungen pro Minute die Hefe vom Wasser trennte. Dann wurden alle abgewogenen Zutaten in einen Topf gegeben und in einen Brutschrank gestellt. Als der Teig fertig war, kneteten wir ihn und teilten den Teig in 4 Muffin-Formen auf und stellten diese wiederum in den Ofen. Das fertig gebackene Brot packten wir dann in Alufolie, um es am Nachmittag zu essen.

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Physik mal anders – LAB IN A BOX zu Besuch in den 8. Klassen des NW-Zweiges

In Zusammenarbeit mit der Arbeitsgruppe Experimentalphysik von Prof. Dr. Jacobs von der Naturwissenschaftlich-Technischen Fakultät II für Physik und Mechatronik der Universität des Saarlandes.

Getreu dem Motto von LAB IN A BOX:
„Selbst herstellen, selbst testen, selbst anfassen, selbst messen und selbst erleben, denn nur so begreift und versteht man auch wirklich, was man sieht!“,
haben die Schülerinnen und Schüler mit großem Interesse experimentiert und die Zeit verging wie im Flug.

Seit Beginn der Klassenstufe 8 haben die Schülerinnen und Schüler des naturwissenschaftlichen Zweiges verstärkten Fachunterricht in den Fächern Biologie, Chemie und Physik. 
Auch wenn diese Fachdisziplinen im Unterricht erst einmal getrennt voneinander betrachtet und die jeweiligen fachwissenschaftlichen und arbeitstechnischen Grundlagen gelegt werden, so darf man nicht außer Acht lassen, dass die Phänomene in der Natur nur durch das Zusammenwirken aller naturwissenschaftlichen Fachbereiche erklärt werden können.
Ein Grund für uns, das Forschungslabor direkt an die Schule zu holen und die Schüler verschiedene Phänomene selbst erleben zu lassen. 

Frau Schuck und Herr Barbian aus der Arbeitsgruppe von Prof. Dr. Jacobs brachten in ihren großen Boxen Experimente rund um das Thema Kräfte direkt in den Physiksaal der Schule. 
Die Schülerinnen und Schüler hatten nun die Möglichkeit innerhalb von zwei Schulstunden in Dreiergruppen die unterschiedlichen Phänomene zu entdecken und zu begreifen. Anhand der Anleitungsskripte führten sie verschiedene Versuche zu den Themen Haften, Kleben und Reibung durch. Bei Fragen waren nicht wie üblich die Physiklehrerinnen Frau Moik und Frau Mischo die Ansprechpartner, sondern Frau Schuck und Herr Barbian von der Universität des Saarlandes.
Dabei konnten die Schülerinnen und Schüler testen, dass Hafterscheinungen die unterschiedlichsten Ursachen haben können, wie z.B. den Schweredruck der Luft, strömende Fluide, elektrostatische Anziehung oder die Oberflächeneigenschaften von Wasser. 
Andere Experimente drehten sich rund um Klebstoffe. Die Schülerinnen und Schüler mussten selbst solchen herstellen und dann dessen Haltekraft mit Hilfe einer Maximalkraftwaage messen und im Vergleich zu herkömmlichen Klebstoffen aus dem Alltag (vgl. Leim, Sekundenkleber) und Klebstoffen aus der Tierwelt (vgl. Klettverschluss) quantitativ auswerten.

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Exkursionsbericht Grumbachtal

Am 9. Juni haben wir mit dem Bio-11-Kurs von Frau Betz eine Fließgewässerexkursion an den Grumbach gemacht, um das Thema “Ökologie” in der Natur zu erleben.

In verschiedenen Gruppen machten wir uns auf die Suche nach Organismen im Wasser, drehten Steine um und sammelten mit Keschern und Sieben viele kleine, im Bach lebende Insekten, um dann ihre Gattung zu bestimmen. Dabei haben wir Eintagsfliegenlarven, Köcherfliegenlarven mit und ohne Köcher, eine Schwimmkäferlarve, zwei Flusskrebse, zwei Wasserskorpione, drei Wasserkäferlarven, zwei Stoßwasserläufer, eine Schnauzenschnecke und jede Menge Flohkrebse gefunden; außerdem konnten wir noch eine Kröte und zwei Frösche fangen.

Die Chemiegruppe hat zudem noch mehrere Tests, wie die Bestimmung des pH-Wertes, der Ammonium-, Nitrit-, Nitrat- und Phosphatwerte, sowie die Bestimmung der Wasserhärte und der Temperatur durchgeführt.

Die Gesamtergebnisse (gefundene Arten mit Anzahl, etwa Bachflohkrebse massenhaft bis häufig, und die Mineralstoff-Konzentrationen, z.B. Ammonium 0,2) führten zu dem Urteil, dass es sich beim Grumbach um ein wenig belastetes Gewässer (Güteklasse 2) handelt .

Insgesamt war die Exkursion zur Veranschaulichung des Unterrichtsstoffs sehr interessant und wir konnten die im Unterricht durchgenommenen Tiere auch in der Natur beobachten.

Bericht: D. Marettek, L. Betz
Fotos: N. Holle, L. Betz

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