MINT-Bereich

MINT-Koordination

Frau OStR‘ Dr. Sabine Schmidtseifer-Sürig
(Fächer: Physik, Chemie)

E-Mail: sschmidtseifer-suerig@gyho.de

MINT-Team

  • Frau Arzu Kocyigit
  • Herr Dr. Rasche
  • Frau Iris Ricke
  • Frau Dr. Sabine Schmidtseifer-Sürig

Kooperationspartner

  • Universität Bochum –
    Fachbereich Physik

    Herr Prof. Dr. Krabbe
  • J.D. Neuhaus
    Herr Simon Brose
  • NetzwerkEN

Angebote im MINT-Bereich

Sekundarstufe I

  • Klasse 6
    Naturwissenschaften spezial
  • Klassen 7 + 8
    Naturwissenschaften spezial (freiwillig)
  • Klasse 8
    Wettbewerbe z.B. „Schüler experimentieren“
  • G9 (ab 2022/2023): Klassen 9 + 10, G8 (bis Schuljahr 2021/2022): Klasse 8 + 9
    Differenzierung (WP II)
    – Bionik
    – Angewandte Naturwissenschaften
    – Praktische Informatik

Sekundarstufe II

  • Stufe 11 bzw. Stufe EF
    Kurse in allen MINT-Fächern
  • Stufe 12 bzw. Stufe Q1
    Projektkurse
    – Mathematik in Brettspielen
    – Experimentieren für Grundschüler
    – Naturwissenschaften und Technik in der beruflichen Praxis
  • Stufen 12 – 13 bzw. Stufen Q1 + Q2
    – Leistungskurse in Mathematik, Physik, Chemie, Biologie
    – Grundkurse in allen MINT-Fächern
  • Stufenübergreifend
    Wettbewerb „Jugend forscht“

Wettbewerbe für Schüler*innen

Das Gymnasium Holthausen bietet Schüler*innen die Möglichkeit, an den unten aufgeführten MINT-Wettbewerben teilzunehmen. Dadurch können u.a. Punkte für das MINT-EC-Zertifikat gesammelt werden.

Mathematik

  • Mathe im Advent
  • Känguru
  • Mathe-Olympiade
  • Lange Nacht der Mathematik
  • Bundeswettbewerb Mathematik

Physik

  • exciting physics
  • Physikwettbewerb der MNU
  • FUELCELLBOX
  • Physik im Advent
  • Physik-Olympiade
  • Physik aktiv

Chemie

  • Chemie-Olympiade
  • Chem-pions
  • Chemie – die stimmt!

Biologie

  • bio-logisch
  • Biologie-Olympiade

Informatik

  • Informatik-Biber
  • Bundeswettbewerb Informatik

Fächerübergreifende Wettbewerbe

  • Junior Science Olympiade
  • jugend präsentiert
  • Schüler experimentieren
  • Jugend forscht
  • Kraftwerkswettbewerb des zdi
  • Bundesumweltwettbewerb
  • Technikpreis des vdi
  • 3malE Energiewettbewerb
  • FIRST LEGO League

Mathematik stellt eine der wichtigsten, ältesten, beständigsten und zugleich aktuellsten Kulturleistungen der Menschheit dar. Wo immer, ob in Natur- oder Wirtschaftswissenschaft oder Technik, der Mensch analytisch verstehend und analytisch formend tätig wird, ist Mathematik nicht wegzudenken. In einer Zeit, die mehr und mehr von High-Tech-Computern, komplexen Prozessen und einem nie vorher da gewesenen naturwissenschaftlich-technischen Fortschritt geprägt ist, nimmt die Mathematik eine zunehmend bedeutendere Position ein.

Viele der unsere moderne Gesellschaft bestimmenden Kultur- und Kommunikationsformen basieren im Wesentlichen auf mathematischen Erkenntnissen und Methoden, die oftmals auf aktuellste Forschungsergebnisse zurückgehen.

Mathematik ist nicht auf das mechanische Anwenden von Regeln reduzierbar. Mathematisches Arbeiten ist ein intellektuelles Abenteuer, zu dem man Phantasie, Einfallsreichtum, logisches Denken, Durchhaltevermögen und Kritikfähigkeit benötigt. Mathematische Theorien sowie Problemstellungen und deren Lösungen sprechen nicht nur den Intellekt an, sondern auch Gefühle und ästhetisches Empfinden, vergleichbar mit künstlerischen Aktivitäten. Mathematiker sind - wie Dichter, Maler und Komponisten - Schöpfer von Motiven, Strukturen und Mustern, die frisch und lebendig die Jahrhunderte überdauern können. Solche langlebigen mathematischen Gebilde basieren auf herausragenden Ideen und erfüllen ästhetische Ansprüche.

Die Schönheit der Mathematik lässt sich auf sehr vielfältige Weise demonstrieren. Sie hängt weder vom Schwierigkeitsgrad noch vom Niveau der betrachteten Ergebnisse oder Lehrsätze ab, der ästhetische Gehalt lässt sich auch auf elementarer Stufe kultivieren. Das allgemein bekannteste Beispiel hierfür dürfte der Lehrsatz des Pythagoras sein.

Andererseits ist Mathematik ein unersetzliches Hilfsmittel der Naturwissenschaften, der Informatik, der Technik und der Wirtschaftswissenschaften. Ohne Mathematik gibt es keinen technologischen, keinen medizinischen Fortschritt. Die Logistik von Ampelschaltungen und von Verkehrssystemen ist ohne Mathematik nicht denkbar. Kein Notebook, kein Handy, kein DVD-Player, kein Navigationssystem, keine Computertomographie, keine Geldkarte, keine Scannerkasse ohne Mathematik. In allen elektronischen Bauteilen in Geräten und Fahrzeugen steckt letztendlich Mathematik. Auch wenn sie im fertigen Produkt meist nicht mehr sichtbar ist, musste sie zunächst entwickelt und auf das jeweilige Problem angewandt werden. Es gehört zu den Aufgaben der Schule, den kulturellen und technologischen Stellenwert der Mathematik und die damit verbundene Wertschätzung zu vermitteln.

Es geht nicht darum, dass jeder sich mit Mathematik befassen soll, wie es Mathematiker tun. Wir erfreuen uns auch an Beethovens, Mozarts oder Fredy Mercurys Musik, ohne auf die Idee zu kommen, selbst entsprechende Werke zu komponieren. Um Mathematik angemessen goutieren und einschätzen zu können, benötigt man Anleitung und Erfahrung ebenso wie für das rechte Verständnis von Wagners Opern und Picassos Bildern. Die Bedeutung der Mathematik für unser Leben muss stärker in das Bewusstsein der Gesellschaft gerückt werden. Auch dies ist ein wichtiges und vordringliches Ziel des Mathematikunterrichts.

In vielen Werken steht geschrieben…

„Chemie ist die Lehre von den Stoffen und deren Veränderung.“

Klingt zunächst mal etwas unspektakulär. Doch wenn wir uns klarmachen, dass die Chemie überall ist, in allen Lebensprozessen, in der Natur, in den Lebensmitteln, den Alltagsprodukten, vom Handy bis zum „icetea“, vom Arzneimittel bis zum Tintenkiller, so lohnt es sich doch, sich näher damit zu beschäftigen.

Ziel des Unterrichts

Ein Ziel unseres Unterrichts besteht nicht nur darin, naturwissenschaftliche Arbeits- und Denkweisen sowie chemische Modelle zu vermitteln, sondern mit den dadurch erlangten Fähigkeiten die alltäglichen Phänomene genauer zu betrachten, sie zu erklären und ihnen so chemisch auf den Grund zu gehen.

Wir haben es uns zur Aufgabe gemacht, das vorhandene Interesse unserer Schülerinnen und Schüler an den dringenden Fragestellungen der heutigen Gesellschaft zu wecken.Wir wollen sie somit durch chemische Fachkenntnisse in die Lage versetzen, der gesellschaftlichen Diskussion über globalen Problemen zu folgen, Lösungsansätze zu verstehen, zu beurteilen und somit eine eigene Position zu finden. Klimawandel, zunehmender Ressourcenmangel, Anstieg der Verschmutzung durch Mikroplastik oder Gesundheitsgefahren durch Feinstaub sind nur einige Schlagwörter, in einer sich immer stärker verändernden Welt.

Wir wollen die Schülerinnen und Schüler durch die Vermittlung der Grundkonzepte der Chemie in die Lage versetzen, nach ihrem Abschluss gut vorbereitet in eine Ausbildung mit naturwissenschaftlichem Schwerpunkt oder in ein naturwissenschaftliches Studium zu starten und später in diesem Bereich zu arbeiten (Chemie, Biologie, Pharmazie, Medizin, Biochemie, Lebensmittelchemie.... )

Wir lieben Experimente und wollen diese Freude am Experimentieren an unsere Schülerinnen und Schüler weitergeben. Durch das Experimentieren sollen sie Erkenntnisse gewinnen und die Welt besser begreifen.

Durch die gute räumliche und materielle Ausstattung (vom guten, alten Erlenmeyerkolben bis hin zum digitalen Messsystem) geben wir die Möglichkeit, von Beginn an problemorientiert und kooperativ auf der Höhe der Zeit zu experimentieren.

Chemie wird an unserer Schule in der Sekundarstufe I für die Klassen 7, 9 und 10 als zweistündiges Fach, in der Klassenstufe 8 ein halbes Jahr lang zweistündig  und in der Oberstufe regulär bis zum Abitur unterrichtet. Das Fach wird regelmäßig als Abiturfach angewählt und beinahe lückenlos konnte das Fach Chemie auch als  Leistungskurs gewählt werden.

Außerschulische Lernorte

Außerschulische Lernorte (wie zum Beispiel das Schülerlabor der RUB Bochum) werden für die Sekundarstufe I und für die Oberstufe genutzt, um vertiefende Erfahrungen zu sammeln.

Zur Zeit bauen wir eine Kooperation mit der Henrichshütte auf, die wir unterrichtsbegleitend zu den Themen Metallgewinnung und Metallverarbeitung besuchenwerden.

 

Wettbewerbe:

Eine Vielzahl von Wettbewerben gibt den besonders interessierten Schülerinnen und Schülern die Möglichkeit, ihr naturwissenschaftliches Wissen zu vertiefen.

Dazu gehören z.B. regelmäßig die Wettbewerbe:

  • Chemie, die stimmt
  • Chemieolympiade
  • Dechemax
  • Chem-pions
  • JuniorScienceOlympiade
  • InternationalChemistryQuiz (ICQ) vom Royal Australian Chemical Institute

Der Physikunterricht soll vertiefte Einsichten in Naturvorgänge eröffnen und für ein besseres Verständnis unserer natürlichen und technischen Umwelt sorgen. Ein wichtiges Anliegen des Physikunterrichts besteht darin, Freude am Experiment zu vermitteln und zu erhalten. Darüber hinaus sollen Fähigkeiten zu exakter Beobachtung und Beschreibung naturwissenschaftlicher Phänomene, sowie ein verantwortungsbewusster Umgang mit technischen Geräten erworben werden. Anknüpfend an Beobachtungen dieser Umwelt werden physikalische Fragestellungen entwickelt und mit Hilfe von Experimenten untersucht. Diese sind sowohl als Demonstrationsexperimente als auch als Schülerübungen möglich. Im Laufe der Zeit (vor allem in der Sekundarstufe II) werden die Gesetzmäßigkeiten zunehmend quantitativ erfasst und der jeweiligen Altersstufe angemessen mathematisch ergründet.

Grundgerüst ist - wie oben schon erwähnt - das Experiment. Um geeignete Versuche durchführen und analysieren zu können, bedarf es umfangreicher Experimentiermaterialien. Diese stehen (für Demonstrationsversuche) in der Lehrersammlung oder (für Schülerversuche) in der Schülersammlung zur Verfügung. Beide Sammlungen werden fortwährend ergänzt und aktualisiert. Modernere Anschaffungen ermöglichen seit Mitte 2009 sogar umfangreiche Schülerexperimente in der Sekundarstufe II.

Den "normalen" Unterricht unterstützt das Schülerlabor der Ruhr-Universität Bochum. So dürfen Schülerinnen und Schüler dort komplizierten Fragestellungen nachgehen und die damit zusammenhängenden, komplexen Experimente aufbauen und durchführen. "Experimentiertage" sind insbesondere in den Jahrgangsstufen 8 bis 13 möglich, wenn zum Beispiel im Bereich der Energieübertragung aktuelle Themen wie die Brennstoffzelle oder die Solaranlage erforscht werden.

Um besonders interessierte Schülerinnen und Schüler zu fördern, ermuntern wir sie zur Teilnahme an Wettbewerben, wie z.B. die "Physikolympiade" oder den "Bundeswettbewerb Physik", und beraten sie dabei.

Physik in der Sekundarstufe I

Das Fach Physik wird in den Jahrgangsstufen 6, 7, 8 und 9 unterrichtet.

Physik in der Sekundarstufe II

In der gymnasialen Oberstufe wird Physik in der Jahrgangsstufe 11 dreistündig unterrichtet. Grund- und Leistungskurse können durchgehend angeboten werden. Dies geschieht vor allem im Leistungskursbereich in Kooperation mit dem Gymnasium Waldstraße. Die schulinterne Umsetzung des Lehrplans Physik für die Sekundarstufe II ist dem folgenden Link zu entnehmen.

Das Fach Informatik wird in den Jahrgangsstufen EF bis Q2 als Grundkurs angeboten. Zum Teil finden die Kurse in Kooperation mit dem Gymnasium an der Waldstraße statt, wodurch ein durchgängiges Angebot bis zum Abitur gewährleistet und auch die Wahl als 3. oder 4. Abiturfach möglich ist. Bereits in der Sekundarstufe I im Wahlpflichtbereich II der Stufen 8 und 9 kann zudem der Kurs "Praktische Informatik" gewählt werden, in dem die vielfältige Nutzung moderner Kommunikations- und Informationstechnik im Mittelpunkt steht. Weitere Informationen dazu befinden sich in der Rubrik "Angebote - Differenzierung 8/9".

Bedingt durch die rasante Entwicklung in der Informationstechnologie sind die Inhalte der Informatikkurse mehr als in anderen Fächern einem stetigen Wandel unterzogen. Die Aufstellung gibt daher nur den momentanen Stand unter Berücksichtigung der geltenden Richtlinien für die SII und der Vorgaben des Zentralabiturs wieder. Die wichtigsten Themen im Überblick (Stand 2018):

Jahrgangsstufe EF

  • einfache Programme in JAVA (Dienste, Kontrollstrukturen)
  • Klassen und Objekt deren Beziehungen (HAT, KENNT, IST)
  • abstrakte Klassen (Generalisierung, Konkretisierung)
  • Ereignisanwendung (inkl. interaktive Komponenten)
  • Informatik: Mensch und Gesellschaft (Datenschutz)

Jahrgangsstufe Q1

  • kleines Programmierprojekt (optional)
  • (generische) Listenstrukturen (Queue, Stack, lineare Liste)
  • Algorithmik: Rekursion
  • Such- und Sortieralgorithmen
  • (generische) Baumstrukturen (inkl. Suchbaum)

Jahrgangsstufe Q2

  • endliche Automaten und formale Sprachen
  • Datenbanken (inkl. Sicherheitsfragen)
  • Backtracking und/oder Graphentheorie (optional)
  • Programmierprojekt (2. Halbjahr)

In den Richtlinien findet man auch weitere Themen, die zusätzlich behandelt werden können, abhängig von der Unterrichtssituation und von den Interessen der Lerngruppe. Insbesondere bietet es sich an (z.B. in 12/Q2),  eine komplexere Software in einem Gruppenprojekt zu realisieren, bei dem das zuvor Erlernte in Planung und Implementierung angewendet und im Team umgesetzt wird. Hier einige Beispiele aus den Vorjahren:

  • 2010 :  Arcadegames (Autorennen, Kicker, Snake, Panzerschlacht)
  • 2012 :  Strategiespiele (Schiffe versenken u.ä.)
  • 2013 :  Streckenauskunft (U-Bahn-Netz)
  • 2014 :  Kartenspiele (Black Jack, Uno, Mau Mau u.a.)
  • 2015 :  Gesellschaftsspiele (Mensch ärgere dich nicht, Dame u.a.)
  • 2017 :  Strategiespiele (Monopoly, Survival, 4-Gewinnt, Kalaha, u.a.)

Der Informatik-Unterricht

Gegen Ende der 90er Jahre gelang der objektorientierten Programmierung (OOP) mit der Verbreitung von Delphi (auf der Basis von PASCAL) und JAVA (Oracle, ehem. Sun) auch in der Schule der Durchbruch. Insbesondere Java wurde zur Standardprogrammiersprache an den Universitäten, da sie sich besonders für Internetanwendungen (Applets) eignet und kostenlos verfügbar ist. Zudem läuft ein Javaprogramm unabhängig von der verwendeten Hardware, so dass Programme, die in der Schule erstellt werden, problemlos zu Hause auch unter Linux oder MacOS laufen. Das Konzept "Objekte schicken sich Botschaften und reagieren darauf." ist seit etwa 15 Jahren das Leitmotiv des Informatikunterrichts.

Als Java-Entwicklungsumgebung kommt die Plattform BlueJ (www.bluej.org) zum Einsatz, die an der University of Kent (UK) speziell für den Unterricht geschaffen wurde. Neben einem leistungsstarken Debugger gibt es die Möglichkeit, interaktiv Objekte zu erzeugen, diese zu inspizieren und ihnen Nachrichten zu schicken. BlueJ wird inzwischen an vielen Schulen und Hochschulen für die Ausbildung genutzt.

Speziell für den Schulunterricht wurde von Bernhard Schriek (ehem. Mariengymnasium Werl) und anderen die Bibliothek "Stifte und Mäuse" (SuM) entwickelt. Sie besteht aus einer Vielzahl von Modulen wie z.B. Grafik, Steuerelemente (Knöpfe, Rollbalken, Textfenster usw.), Anbindung einer SQL-Datenbank oder sowie mediale Funktionen (Bild, Film, Sound). Die in Java komplizierte Ereignisverwaltung wurde ebenfalls in eine fertige Klasse integriert, so dass die Schüler und Schülerinnen sich von Beginn an auf die wesentlichen Inhalte der Informatik konzentrieren können.

Als Lehrwerk für OOP mit Java wird in EF "Informatik mit Java" (Band I) von Bernard Schriek und in Q1 "Informatik" (Band 2) aus dem Schöningh-Verlag verwendet. In der Stufe Q2 wurde bisher auf die Einführung eines Lehrwerks verzichtet.

Mit dem folgenden JAVA-Programmtext kann man sich einen Eindruck verschaffen, wie mit den SuM-Klassen gearbeitet wird. Ein fallender Dartpfeil dreht sich nach einem Mausdruck und fliegt danach auf eine Zielscheibe. Mit den Tasten 'r' und 'l' lässt sich die Richtung während des Fluges beeinflussen. Das Projekt wird bereits im 1. Halbjahr der Jgst. 10 (EF) behandelt.

Beispielprogramm "Dart" als JAVA-Quelltext (PDF)