Fachbereich Naturwissenschaften

Biologie und Chemieunterricht am Goethe-Gymnasium

Es ist die vorrangige Aufgabe eines Gymnasiums die Schüler zum Abitur zu führen. Der Wert eines erworbenen Abiturs wird letztendlich daran gemessen, inwieweit die Schüler tatsächlich studierfähig sind.

Namhafte Studien und Zeitschriften machen deutlich, dass die Bundesrepublik Deutschland diesbezüglich keinen der vorderen Plätze in der Welt belegen kann!

Was bedeutet im 21. Jahrhundert Studierfähigkeit?

Hat dieses Wort noch Bedeutung wie zu FAUST's Zeiten? Mit dessen Problemen im engen Studierzimmer sind wir am Goethe-Gymnasium gut vertraut. Eigenschaften wie Fantasie, Neugier, Beharrlichkeit, Ausdauer und Fleiß, gekoppelt mit der Fähigkeit Probleme zu erkennen, Hypothesen zu entwickeln, geeignete Experimente zu planen und durchzuführen, Misserfolg zu verkraften und immer wieder nach neuen Lösungsansätzen zu suchen, schätzen wir sehr.

Faust ist an dieser Aufgabe allein fast verzweifelt!

Wir haben gelernt, ohne Kommunikation und Teamgeist kommen wir nicht ans Ziel! Die Fächer Biologie und Chemie bieten sich hier besonders als Übungsfeld an, da der praktische Erwerb von Wissen und Können im Fachunterricht unserer Schule eine zentrale Stellung einnimmt. Auf die Fähigkeit des interdisziplinären, komplexen Denkens legen wir dabei großen Wert!

Wer begreifen will, „was die Welt im Innersten zusammenhält“, muss zuallererst begreifen, dass das Ziel nicht eine einzige richtige Antwort ist, sondern der Weg den wir gehen müssen, um Antwort zu finden.

Wer als Erwachsener Verantwortung in der Welt übernehmen will, vielleicht als Politiker, Journalist oder Jurist, der kommt an den Naturwissenschaften nicht vorbei. Die hier erworbenen Kenntnisse und Fähigkeiten können das „Surfbrett“ in die berufliche Zukunft sein!

Durch welche Voraussetzungen werden wir als Naturwissenschaftler am Goethe-Gymnasium diesen Anforderungen gerecht?

Der Fachbereich Chemie

Seit etwa 10 Jahren gibt es am Goethe-Gymnasium einen Leistungskurs Chemie. Obwohl dieses Fach bestimmt nicht langweilig oder besonders schwierig ist, glauben viele Schüler genau das. Glücklicherweise finden sich immer wieder "Mutige", die es trotzdem wählen. Die wenigsten werden das bereut haben!

Der Unterricht gewährleistet, dass man gut auf Lernkontrollen und Klausuren vorbereitet ist. Durch Experimente lernt man mit Fehlern umzugehen und sie als etwas "Normales" im wissenschaftlichen Alltag zu sehen. Man lernt Problemstellungen selbst zu entwickeln und zu bearbeiten, entwickelt Ausdauer und Zielstrebigkeit. Diese Eigenschaften sind auch in anderen Fächern oder später im Studienalltag durchaus von Nutzen.

Höhepunkte im Leben eines Leistungskursschülers sind sicherlich die Experimentalvorlesung vor Weihnachten, der "Tag der offenen Tür" im Januar und der Projektkurs zur Farbstoffchemie.

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Physik

Projekt: Alternative Energien

Hier erfahren Sie etwas über die alternativen Energien an unserer Schule,

• welche Anteile genutzt werden,
• was mit der Energie geschieht,
• was wir mit den Unmengen entstandener Daten machen,
• wie die Anlagen funktionieren und
• noch einiges mehr.
  

Unser Energieprojekt will versuchen, unseren Schülern die alternativen Energien etwas näher zu bringen und vielleicht sogar Freude und Interesse an dieser Thematik zu wecken.

Allgemeines

Seit 1999 gibt es an unserer Schule eine Anlage, die die Vorstellung alternativer Energien ermöglicht. Diese Anlage demonstriert die Photovoltaik, die Solarthermie und die Windkraft.
Montiert ist das Ganze auf dem Dach des Hauptgebäudes, sichtbar vom Hof.

Für Erläuterungen im Unterricht steht ein maßstabgetreues Modell im Fachbereich Physik zur Verfügung.

Alternative Energien an unserer Schule

Mit dem Thema beschäftigten sich seit 1999 unter Betreuung von Frau Dr. Sachs mehrere Projektkurse der Sekundarstufe II und auch Wahlpflichtkurse Physik der 9. und 10. Klassen.

2004 und 2005 arbeiteten - betreut von Herrn Rönck - Schüler im Rahmen ihres Projektkurses Klasse 12/13 am Thema "Alternative Energien".

Unsere Anlage ist mit mehreren Messstationen ausgestattet.

Die durchschnittliche Windstärke in Abhängigkeit der Windrichtung im November 1999 (selbst erstellte Grafik)

Der Jahresertrag von 2005 durch Solarenergie in kWh

Der Monatsertrag im April 2006 durch Solarenergie in kWh

Links zum Abruf der Grafiken:

Allgemeines

Jahresertrag

Monatsertrag

Tagesertrag

Alternative Energien kurz vorgestellt

Windkraft

• Funktionsweise:

durch den Wind (Windenergie) wird ein Rotor angetrieben; diese Drehbewegung wird durch den Generator in elektrische Energie umgewandelt

• Verbreitung:

windintensive Gebiete, besonders Küstengebiete und Meere

• Größe:

die Rotoren haben durchschnittlich einen Durchmesser von 10 bis 50 Metern

Miniaturen (wie an unserer Schule) haben einen Durchmesser von ca. 1,5 Metern

• Leistung:

von 500 Watt bis max. 1,2 Megawatt in der heutigen Generation der Windkraftwerke

• Wirkungsgrad:

max. 25 – 30 % Gesamtwirkungsgrad

Solarthermie

• Funktionsweise:

energetische Nutzung von Sonnenlicht mittels Absorption und Umwandlung in Wärme

direkte Nutzung oder über einen Wärmetauscher für die Erwärmung eines Wärmeträgermediums

• Aufbau:

unter einer Glasabdeckung befindet sich der Absorber, in dem es einen Wärmeträgerdurchfluss gibt; am Ende des Absorbers befindet sich an beiden Seiten ein Sammelrohr und darunter eine Wärmedämmung

• Wirkungsgrad:

1980 ca. 20%, heute um 50%

liefern 60-70% des jährlich benötigten Warmwassers im Haushalt

Photovoltaik

• Funktionsweise:

durch spezielle Siliziumplatten wird Lichtenergie der Sonne in elektrische Energie umgewandelt

• Wirkungsgrad:

diese Anlagen haben einen Wirkungsgrad von 5 – 23 %

unsere Anlage besitzt einen Wirkungsgrad von ca. 10 %

• Verbreitung:

überall, besonders natürlich in lichtintensiven Gebieten

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