MINT
MINT-Schwerpunkt
Der naturwissenschaftliche Schwerpunkt hat Tradition am Schloß-Gymnasium. MINT – darunter versteht man die Fächer Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften (Biologie, Chemie, Physik) und Technik.
Unterricht
| Unterstufe | Mittelstufe | Oberstufe |
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Biologie ab Klasse 5 Physik ab Klasse 5 (siehe unten) Chemie ab Klasse 7 |
In Klasse 8 wird das 2. Wahlpflichtfach gewählt: Angewandte Mathematik Biochemie Informatik |
Grund- und Leistungskurse: Biologie Chemie Physik Grundkurs Informatik Projektkurse: Biochemie Astronomie/ Physik |
Das Fach Physik wird in der Jahrgangsstufe 5 unterrichtet, dann wieder ab Jahrgansstufe 7 (epochal) und ab Jahrgangsstufe 8 fortlaufend bis Klasse 10 (G9).
Arbeitsgemeinschaften
Bereits in den unteren Jahrgangsstufen sollen Schüler*innen für MINT-Fächer zusätzlich außerunterrichtlich begeistert werden. In einem Nawi-Club können Schüler*innen im AG-Bereich zusätzlich gefördert werden. Im 2. Halbjahr der Jahrgangsstufe 5 können in einem RobotikClub, in dem vorrangig mit LegoMindStorms gearbeitet wird. Um die 20 Plätze bewerben sich die Schüler*innen. Eine weiterführende Informatik AG wird ab Klasse 7 angeboten.
In Klasse 6 können die Schüler*innen in einem NawiClub Bio zu biologischen Fragestellungen forschen und experimentieren.
In Klasse 7 werden in einem NawiClub Biochemie biologische mit chemischen Fragestellungen verknüpft und das Experimentieren als naturwissenschaftliche Methode spielt eine übergeordnete Rolle.
In allen Jahrgangsstufen der Sekundarstufe I können die Schüler*innen eine Astronomie AG wählen, wobei hier altersabhängig auf die Interessen der Schüler*innen eingegangen wird. Hierfür wird die schuleigenen Sternwarte auf dem Schulgelände genutzt.
In einer AG Physik/Technik werden die Wasseruhr, das Foucaultsche Pendel und der Globus im Foyer der Schule gewartet und die Aula-Technik (Licht und Ton) bedient
Exkursionen
Der naturwissenschaftliche Unterricht lebt von der Verknüpfung mit der Lebenswelt der Schüler*innen. Dies kann unter anderem durch außerschulisches Lernen bei Exkursionen erreicht werden. Regelmäßig werden in den verschiedenen Jahrgangsstufen abgestimmt auf die Themen der Curricula Exkursionen durchgeführt, z.B.:
| Biologie | Chemie | Physik |
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Projekttage
Für die unteren Jahrgangsstufen 5 bis 7 werden drei freiwillige Nawi-Tage im MINT-Bereich angeboten. Hier sollen besonders interessierte Schüler*innen die Möglichkeit haben, sich außerunterrichtlich mit Themen abseits der Lehrpläne intensiv und produktorientiert zu beschäftigen. Bsp. aus den vergangenen Jahren: Lego-StopMotion-Technik, Bau einer Wasserrakete, das Leben der Bienen, Kriminologie …
In der Mittelstufe finden für die Schüler*innen der 8 und 9 Jahrgangsstufe drei MINT-Tage statt. Die Angebote, die sich fast ausschließlich mit digitalen Fragestellungen beschäftigen, dienen zudem der Berufsorientierung. In Kooperation mit dem zdi Düsseldorf können die Schüler*innen aus folgenden Workshops wählen:
- Mikrobiologie
- 3-D-Druck
- Spieleprogrammierung
- Musik programmieren
- Chatbot
- App-Entwicklung
- Medienprojekt
- Regenerative Energien
Wettbewerbe
| Mathematik | Informatik | Physik | Chemie | Biologie |
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Känguru-Wettbewerb Kopfrechenwettbewerb Mathematik-Olympiade |
FIRST-LEGO® League Bundeswettbewerb-Informatik |
Physik-Olympiade Solarautorennen der IHK Freestyle physics |
Chemie-Olympiade |
Biologie-Olympiade BIOlogisch! |
| Wettbewerb der Energie Agentur NRW FuelCell Box | ||||
| Internationale Junior Science Olympiade (IJSO) | ||||
Berufsorientierung
Bereits durch die Exursionen kommen die Schüler*innen mit verschiedenen Berufsfeldern in Berührung. So lernen sie z.B. die Arbeit im Labor kennen. Darüber hinaus finden gezielte Exkursionen in Chemie-Unternehmen statt, die den Schüler*innen insbesondere in der Oberstufe einen konkreten Blick auf die Möglichkeiten in der Arbeitswelt ermöglichen.
- Am Tag der Technik der IHK Düsseldorf können interessierte Schüler*innen zum Beispiel ihr Geschick beim Löten von kleinen Flugzeugen, beim Schweißen oder beim Laser-Kickern erproben. Außerdem können sie sich über die Jobperspektiven und Ausbildungsmöglichkeiten in den MINT-Berufen informieren.
- Der Biochemie-Differenzierungskurs erlebt in der Jahrgangsstufe 9 im Covestro Science Lab in Leverkusen einen Tag lang, wie schrittweise ein Produkt aus Kunststoff entsteht – und wie ein modernes Unternehmen funktioniert. Im Schülerlabor stellen die Schüler*innen einen alltäglichen Gegenstand wie z.B. einen Plastikbecher her.
- Ausgewählte Schüler*innen der Jahrgangsstufe 9 können in einem Kosmetik-Workshop bei BASF das Unternehmen kennenlernen.
- Die Chemiekurse der EF/Q1 besuchen den ChemPark in Leverkusen, wo die Schüler*innen über Berufe und Perspektiven in der Chemiebranche informiert werden.
- Durch eine Kooperation mit der Heinrich-Heine-Universität Düsseldorf haben interessierte Schüler*innen die Möglichkeit des Absolvierens des Laborscheines im Bereich der Organischen Chemie.
- Die Universität Duisburg-Essen bietet Vorkurse für verschiedene Studiengänge im MINT-Bereich an, die interessierten Schüler*innen des Abiturjahrgangs offen stehen.
Rund um die Erde
Rund um die Erde: Raumfahrt zum Anfassen Der Astronaut Gerhard Thiele begeistert die Schüler des Benrather Schloß-Gymnasiums „Our Dreams are our Wings!“ steht groß auf den Klassenbüchern der 9a und 9d. Dazu die Angabe 18.IX.2009 und unterschrieben von Gerhard Thiele....
MINT-Projekte am Schloß-Gymnasium
Altägyptische Wasseruhr im Foyer des Schloß-Gymnasiums
Zu seinem 110. Jubiläum leistet sich das Schloß-Gymnasium eine besonders große und außergewöhnliche Uhr für die Eingangshalle – eine altägyptische Wasseruhr in modernem Design. Das über drei Meter hohe Kunstwerk demonstriert die antike Technik und ägyptische Ingenieurskunst des KTESIBIOS aus Alexandria, 240 v. Chr. – ursprünglich in Ton und Keramik, hier in Glas und Edelstahl – und macht sie so verständlich und transparent.
Bezahlt vom Förderverein, ausgetüftelt von der Fachschaft Physik und aufgebaut gemeinsam mit einigen interessierten und geeigneten Oberstufenschülern läutet sie das neue Jahrzehnt ein. Sie zeigt, dass auch analoge Technik interessant und schön sein kann, in der postfaktischen digitalen Gegenwart geradezu eine alternative Realität.
WDR Lokalzeit, 27. April 2017
Die antike Ingenieurskunst und Technik des Ktesibios von Alexandria, 240 v. Chr.
Aufbau und Funktionsweise der Wasseruhr im Foyer des Schloß-Gymnasiums
Wie kann man die Uhrzeit ablesen?
Bildergalerie Altägyptische Wasseruhr im Foyer des Schloß-Gymnasiums
Unser Foucaultsches Pendel
Ein Symbol für Frieden und Völkerverständigung
“Und sie bewegt sich doch!”
Am 26. März 1851 führte Jean Bernard Léon Foucault den berühmten Versuch im Panthéon von Paris der Öffentlichkeit vor. Dies war ein Aufsehen erregender erster experimenteller Nachweis der Erdrotation. Es ist sehr ungewöhnlich, dass ein Gymnasium ein fortlaufendes, ständig schwingendes und immer drehendes Foucaultsches Pendel betreibt – und das schon über ein Jahrzehnt.
Anlässlich des 100. Geburtstags des Schloß-Gymnasiums haben die Schüler/innen zweier Physik Leistungskurse 2006 gemeinsam mit ihrem Lehrer, Gerhard Wansleben, und Reinhard Keller (–> Gedichte über das Pendel) im Foyer der Schule ein Foucaultsches Pendel installiert. Es wurde in allen Teilen selbst konzipiert und zusammengebaut. Finanziert wurde es vor allem vom Verein der Freunde und Förderer unserer Schule.
Der Projektkurs “Elektronik – Foucaultsches Pendel” unter der Leitung von Reinhard Keller hat das Experiment 2016 durch ein elektronisches Anzeigesystem mit 36 LEDs weiter verbessert. Jetzt wird die Drehung der Erde unter dem Pendel durch eine Leuchtspur sichtbar. Für einen Vollkreis benötigt es nicht 24, sondern über 30 Stunden. Alle 52 Minuten leuchtet demnach ein weiteres LED-Licht auf.
Der Foucaulteffekt hängt vom Breitengrad ab.
Drehung am Nordpol in 24h, in mittlere Breiten in 32h, am Äquator kein Effekt
Bei einem Pendel am Nord- oder Südpol würde die Schwingungsebene pro Sterntag (23 Stunden, 56 Minuten, 4,091 Sekunden) eine volle Umdrehung zeigen. Dies erklärt sich daraus, dass sich an diesen Punkten die Erde einfach unter dem Pendel wegdreht, während dieses seine Schwingungsebene unverändert (abgesehen vom Umlauf um die Sonne) beibehält. Die beobachtete Drehung erfolgt entgegen dem Sinn der Erdrotation, am Nordpol also „rechts“ herum (d. h. im Uhrzeigersinn), am Südpol „links“. Am Äquator hingegen dreht sich die Schwingungsebene des Pendels gegenüber dem Erdboden überhaupt nicht. Je näher man den Polen kommt, desto stärker ist die Drehung. (–> mehr bei Wikipedia)
Die Trägheit der Kugel verhindert, dass das Pendel der Erddrehung folgt.
Veranschaulichung der Pendelbahn
Drei Stunden in einer Minute
Das Foucaultsche Pendel ist auch ein Symbol für Frieden und Völkerverständigung
Am 26. März 1851 führte Jean Bernard Léon Foucault den Versuch im Panthéon von Paris mit einem 67 Meter langen Pendel und einem 28 Kilogramm schweren Pendelkörper der Öffentlichkeit vor. Am unteren Ende des Pendelkörpers befand sich eine Spitze, die mit jeder Schwingung eine Spur in einem Sandbett auf dem Fußboden markierte. Dies war ein laientauglicher und daher Aufsehen erregender Nachweis der Erdrotation.
Ort und Datum dieser Präsentation sollten einen historischen und politischen Augenblick der Geschichte markieren. Die Verfassungs- und Gesetzgebende Versammlung der Zweiten Republik Frankreichs hatte ein Gesetz zur Trennung von Staat und Kirche beschlossen, das genau an diesem Tag, am 26. März 1851, in Kraft trat. Gleichzeitig den Altar einer Kirche durch ein naturwissenschaftliches Experiment zu ersetzen, war eine gezielte Provokation.
Dieses Experiment beweist ausgerechnet die Drehung der Erde, die die Kirche (auch mit der Macht der Inquisition) mehr als 350 Jahre lang bis zur Wiedergutmachungsrede des Papstes Johannes Paul II. 1992 als unwahr abgelehnt hat. Die Inanspruchnahme von absoluter Wahrheit oder ihr Verbot, sogar Folter und Mord in ihrem Namen erscheint uns heute unmenschlich und absurd, ist aber leider noch grausame Realität. Beim Fall GALILEI schließt der Papst, habe es sich um ein „schmerzliches Missverständnis zwischen Wissenschaft und Glauben gehandelt“. Die Inquisition hatte im Jahre 1600 Giordano Bruno deswegen als Ketzer auf dem Scheiterhaufen verbrannt und 1633 Galileo Galilei zum Tode verurteilt. Giordano Bruno ist daher eine Symbolfigur der säkularen Bewegung für Humanismus und Aufklärung.
Der Film zum 10-jährigen Bestehen der Giordano-Bruno-Stiftung “Hoffnung Mensch – Die Geschichte des evolutionären Humanismus” wirbt dafür, unseren Kindern und Schülern möglichst früh (auch schon im Kindergarten) mit den modernen wissenschaftlichen Weltentstehungsmodellen, vor allem der kosmischen, chemischen und biologischen Evolution, vertraut zu machen und ihnen den Humanismus näher zu bringen.
Michael Schmidt-Salomon, Dr. phil, geboren 1967, freischaffender Philosoph und Schriftsteller, sowie Mitbegründer und Vorstandssprecher der Giordano-Bruno-Stiftung meint
“die Wissenschaft hat die Welt nicht nur entzaubert, sondern ihr zugleich einen neuen Zauber verliehen.
Der aufgeklärte Mensch steht heute staunend vor den unendlichen Dimensionen eines Universums, das viel geheimnisvoller ist, als es sich sämtliche Religionsstifter haben vorstellen können.”
Die Giordano-Bruno-Stiftung ist nicht gegen Religion, sondern für Religionsfreiheit und Humanismus als Alternative zur weltanschaulichen Beliebigkeit und Desorientierung. Sie will die Orientierungslosen nicht den Fundamentalisten und Populisten preisgeben. Sie macht sich (gemeinsam mit der UNESCO) zu einem Sprachrohr des Humanismus und der evolutionären Aufklärung und bezieht zu aktuellen Themen, Problemen und Diskussionen klar Stellung. Diese Denkweise schildert in weiten Teilen unseren schulischen Bildungsauftrag und begründet unseren mathematisch-naturwissenschaftlichen Schwerpunkt.
“Und sie bewegt sich doch!”
soll Galilei Galileo leise gemurmelt haben, nachdem er dieser Wahrheit vor der Heiligen Inquisition abgeschworen hatte, wodurch die Todesstrafe in lebenslange Kerkerhaft und dann in Hausarrest umgewandelt wurde.
(Gemälde “Galileo Galilei vor der Inquisition” von Cristiano Banti 1857, Carpi, Modena)
Das religiöse Oberhaupt der Tibeter, der Dalai Lama, schreibt, dass “für das Überleben der Menschheit das Bewusstsein des Gemeinsamen wichtiger ist als das ständige Hervorheben des Trennenden“. Jedes Foucault Pendel zeigt überall, dass sich “unsere eine Erde” dreht und wir gemeinsam mit ihr – immerhin mit 1.670 Kilometern pro Stunde um sich selbst (Tag) und sehr viel schneller mit 107.000 Kilometern pro Stunde um die Sonne (Jahr).
Aus “Der Appell des Dalai Lama an die Welt”
Gedichte über das Foucaultsche Pendel
von Reinhard Keller
Reinhard Keller ist der Erfinder und Erbauer der gesamten Pendelelektronik und seiner Aufhängung. Seit der Fertigstellung anlässlich des 100. Jubiläums des Schloß-Gymnasiums hat er das Pendel immer weiter entwickelt und verbessert. Man muss dazu wissen, dass es sehr ungewöhnlich ist, dass ein Gymnasium ein fortlaufendes, ständig schwingendes und immer drehendes Foucaultsches Pendel betreibt.
Manche Universitäten sind daran schon gescheitert und die zuständigen Professoren in Zwickau und Konstanz haben Herrn Keller eindringlich vor unüberwindlichen technischen Problemen gewarnt, als er sich nach deren Erfahrungen erkundigte. Das war die noch fehlende Motivation für Herrn Keller und Herrn Wansleben, der die Idee zu dem Projekt hatte.
Reinhard Keller war Schüler und Lehrer (Deutsch und Philosophie) des Schloß-Gymnasiums und könnte seinen verdienten Ruhestand genießen, wenn er sich nicht ständig darum kümmern müsste, dass sich die Erde und unser Pendel weiter drehen. Das Schloß-Gymnasium ist ihm dafür mit Dank verbunden – und hat ihn mit dem “Schloß am Bande” geehrt.
Der nachfolgende Film zeigt Aufbau und Funktionsweise unseres ursprünglichen Pendels mit einer Eisenbahn als Anzeigemechanismus.
Der wurde 2016 durch 36 LEDs ersetzt: