Der Schwerpunkt Umwelt

Der Schwerpunkt Umwelt wird gebildet aus den Fächern Biologie und Chemie, wobei in der Jgst. 11 Biologie und Chemie als Grundkurse, ab der Jgst. 12 Biologie als Leistungskurs und Chemie als Grundkurs gekoppelt sind. Die Schüler, die in der Sekundarstufe I ihren Neigungen im WP-Fach „Naturwissenschaften“ gefolgt sind, können hier ihren fachlichen Schwerpunkt fortsetzen.
Die Themen und die Methoden der Fächer Biologie und Chemie weisen zahlreiche Bezüge auf. Durch die Zusammenarbeit wird die Qualität der Arbeit in beiden Fächern deutlich gesteigert. Der Schwerpunkt Umwelt bietet die Möglichkeit, einerseits Chancen von Fachwissenschaften und ihren Methoden aufzuzeigen, andererseits deren Grenzen zu überschreiten, wodurch die Kompetenz zur Beurteilung gesellschaftlich relevanter Probleme (Biotechnologie, Gentechnik o.ä.) gestärkt wird.

So wird durch vernetzende Fragestellungen und Arbeitsweisen den neuen Qualifikationen für Arbeitswelt und Studium Rechnung getragen, die ein Denken in Zusammenhängen verlangen.

Jahrgangsstufe 11

In der Jgst. 11 befasst sich der Biologiekurs zunächst auf mikroskopischer Ebene anhand einer Reihe von Experimenten mit dem Aufbau der Zelle, während der Chemiekurs bei seiner Behandlung der Zusammenhänge zwischen Traubensaft und Aromastoffen Struktur-Eigenschaft-Beziehungen herleitet, die in der Folge vom Biologiekurs aufgegriffen werden, wenn sich die Schüler auf submikroskopischer Ebene mit der Zusammensetzung von Inhaltsstoffen der Zelle beschäftigen. Die Zusammenarbeit der Fächer führt zum Enzympraktikum, welches mit den Schülern des Schwerpunkts vorbereitet, durchgeführt und ausgewertet wird.

Jahrgangsstufe 12

In der Jgst. 12 untersuchen die Schüler Umweltfaktoren am Beispiel einer Gewässergütebestimmung. Dabei setzen sie Nachweisreaktionen ein, die sie zuvor in Chemie kennen gelernt haben. Die erworbenen Kenntnisse werden während einer mehrtägigen Exkursion zum Heiligen Meer in die Praxis umgesetzt.
Das zweite Thema dieser Stufe ist die Genetik, die die Brücke zwischen verschiedenen Krankheitsbildern und ihren Ursachen im Bau der DNA und eventuellen Fehl- entwicklungen schlägt. Auch hier können die Schüler vom Chemieunterricht profitieren, der sie mit wesentlichen Strukturmerkmalen vertraut gemacht hat, die sich in Proteinen wiederfinden und sich in bestimmter Weise auswirken. Aber auch ethische Überlegungen spielen z. B. bei der Darstellung kontroverser Positionen zur Gentech- nologie eine wichtige Rolle.

Der intensiven experimentellen Auseinandersetzung mit dieser Thematik dient das halbtägige Methodenpraktikum Gentechnologie. Durch die zunehmend selbstständige Arbeitsweise in den Projekten erwerben die Schüler u.a. die Fähigkeit zum wissenschaftlichen Arbeiten, was durch eine Facharbeit dokumentiert werden kann. Durch den Umgang mit komplexer werdenden Modellen entwickeln die Schüler kontinuierlich ihr Abstraktionsvermögen.
Im Rahmen des Chemieunterrichts werden elektrochemische Zusammenhänge mit Hilfe von Experimenten und Animationen erlernt. Weiterhin werden einfache chemische Reaktionen der organischen Chemie (Vom Rapsöl zum Biodiesel) zu Reak- tionswegen verknüpft, sowie einfache Reaktionsmechanismen mit Hilfe von Computerprogrammen und modernen Unterrichtsverfahren, wie z.B. Webquests, erarbeitet.
Zusätzlich werden im Rahmen der Analytik Grundlagen der Gaschromatographie vermittelt und experimentell vertieft.

Jahrgangsstufe 13

In der Jgst. 13 werden die Grundlagen der evolutiven Veränderung erforscht. Verhaltensbeobachtungen und das Erstellen eines Ethogramms lassen das Kosten-Nutzen- Prinzip bei der Konkurrenz um Ressourcen deutlich werden. Evolutionshinweisen wird im Rahmen des Schwerpunktvorhabens „Ein Steinbruch – Zeuge der Vergan- genheit“ nachgegangen. Mit den Trends in der Primatenevolution, einem weiteren Schwerpunktvorhaben, werden fossile und rezente Hinweise zur Evolution des Menschen umgesetzt.
Aktuell wird im Fach Chemie „das aromatische System“ in Zusammenhang mit Farbe und Farbigkeit behandelt. Als Einstieg wird hier das Pigmentpraktikum durchgeführt, das auf Kenntnisse der Biologie zurückgreift. Zusätzlich zur Analyse von Farbstoffen und Pigmenten im Rahmen des Praktikums erarbeiten die Schüler im Unterricht einfache präparative Arbeitstechniken zur Farbstoffsynthese und wenden verschiedene Färbeverfahren aus der Technik an.
Wahlweise hierzu kann ein Einblick in die Welt der Kunststoffe und biologischen Makromolekülen gegeben werden, da auch hier einfache Reaktionen an einem aromatischen System durchgeführt werden können.

Biologie als Grundkurs in der Qualifikationsphase

In Jahrgang 11 wird der „Schwerpunkt Umwelt“ aus den Grundkursen der Fächer Biologie und Chemie gebildet. Dieser Schwerpunkt wird in der Jgst. 12 weitergeführt, indem Biologie als Leistungskurs und Chemie als Grundkurs gekoppelt sind. Für den Grundkurs Biologie besteht ab der Jgst. 12 diese Vernetzung nicht. In der Jahrgangsstufe 12 werden ökologische Untersuchungen am Rehmerloher-Mennighüffer-Mühlenbach vorgenommen und im Unterricht ausgewertet. An dieses Projekt lassen sich Facharbeiten anbinden, da das wissenschaftliche Arbeiten ein Schwerpunkt dieses Projektes ist. Im Anschluss an die Ökologie wird als zweites Thema die Genetik vermittelt. Hier werden die grundlegenden Vorgänge der Vererbung erarbeitet.

In der Jahrgangsstufe 13 werden die Themen „Entwicklung des Lebens“, „Grundlagen der nervösen Steuerung“ und „Soziobiologie“ behandelt.
Im Unterschied zum Leistungskurs Biologie entfallen in den Jahrgängen 12 und 13 die halb- bzw. ganztägigen Praktika.