In Klasse 8 starten wir mit dem Modul „Meilensteine der Naturwissenschaft“. Wir lernen verschiedene Forscherpersönlichkeiten kennen, beispielsweise Luigi Galvani, Konrad Lorenz, Rosalind Franklin, steigen in ihre Fußstapfen und vollziehen einige ihrer Experimente in der Praxis nach. Dabei gelangen wir zunehmend zu der Erkenntnis, dass naturwissenschaftlicher Erkenntnisgewinn alles andere als geradlinig verläuft.
Der Block „Umweltschutz“ thematisiert den häufig allzu sorglosen Umgang mit der Natur. Ziel ist es, ein Bewusstsein zu vermitteln, das zu verändertem Handeln führen kann. Die Schwerpunkte differieren von Jahrgang zu Jahrgang, sie werden nach Interessenlage der Schülerinnen und Schüler ständig neu gesetzt. Immer führen wir dabei eigene, selbstständig in der Verantwortung der Schüler/Innen geplante Untersuchungen durch und stellen deren Ergebnisse dar.
Die Kontaktaufnahme zu verschiedenen Umwelt- und Naturschutzverbänden ist in Planung.
Im Modul „Robotik“ beschäftigen wir uns mit der Konstruktion und Programmierung von Robotern, speziell NXT-Legorobotern. Die Schülerinnen und Schüler beschäftigen sich in diesem Zusammenhang mit Maschinenbau und lernen die Funktionsweise diverser Sensoren wie Licht-, Temperatur-, Bewegungs-, Schall- und Ultraschallsensoren kennen.
Der Schwerpunkt liegt jedoch auf der Programmierung der Roboter. Gelernt werden die Konzepte der Informatik wie Schleifen, if-Bedingungen und Variablen. Die Roboter werden in der Entwicklungsumgebung von Mindstorms programmiert, die sehr einfach und intuitiv zu bedienen ist.
Nachdem die Schülerinnen und Schüler diverse Roboter nach Vorgaben gebaut und programmiert haben, entwickeln sie anschließend Roboter nach ihren eigenen Vorstellungen und Ideen. Zuerst beschreiben sie, was ein spezieller Roboter unter Verwendung diverser Sensoren leisten soll, dann erst beginnen sie mit dem Bau und der Programmierung.
Folgende Inhalte kennzeichen das Modul „Astronomie“: Die Schülerinnen und Schüler sollen durch eigene Beobachtungen und Experimente Einblick in die grundlegenden Forschungsaspekte von Astronomie und Raumfahrt bekommen. Innerhalb dieses Moduls wurden bisher folgende Projekte durchgeführt:
1. Simulation des NASA-Curiosity-Rovers durch Programmierung von Lego-Mindstorm-Komponenten, gedacht als Beitrag für einen DLR-Wettbewerb mit Vorstellung des Rovers mit seinen Rangier- und Probennahme-Fähigkeiten. Hierzu baute eine Gruppe einen Ausschnitt der Marsoberfläche als Rangierfeld für den Mars-Roboter.
2. Zusammenbau eines Teleskops für die Direktbeobachtung und Astrofotografie (hochwertiger TS-Apochromat, TS 107/700mm FPL53, mit automatisch nachführbarem Celestron-Stativ); die geplanten Beobachtungen umfassen neben einführenden Himmelsbeobachtungen unter anderem auch die Beobachtung der für 2013 erwarteten Kometen.
3. einführende Vorträge wurden daneben gehalten zu:
- Mars und Geschichte der Marsmissionen,
- Orientierung am Sternenhimmel,
- Exoplaneten sowie Kometen
Das Modul „Kommunikation“ weist diese als eine grundlegende Erscheinung von Wechselwirkungen in der Lebenswelt auf. Organismen aller Entwicklungsstufen senden oder empfangen auf irgendeine Weise Informationen, um Botschaften zu vermitteln oder zu empfangen. Kommunikation beinhaltet dabei, dass Botschaften jeweils verstanden werden. Bei höheren Organismen und besonders innerhalb von Arten kann Kommunikation dann wechselseitig und sehr komplex werden, wobei die Informationsträger z.B. Zeichen (z.B. Körpersprache), direkter Körperkontakt (Tastsinn), Duftstoffe, Licht, oder Schall sein können. Schall dient oft, wie bei Menschen dazu, Informationen in Form von komplexen Sprachen auszutauschen. Der Mensch benutzt inzwischen auch vielfältige technische Hilfsmittel zur Kommunikation. Bei uns wurden zunächst Themen der Kommunikation zwischen Lebewesen (inner- oder zwischenartlich) behandelt. Wir haben uns nach Erarbeitung zugehöriger Sinnesorgane wie z.B. Echoorientierung, Infrarotsehen, Facettenauge, Geschmacks-, Geruchs-, und Tastsinnesorgane (auf Fühlern und Beinen), zunächst vor allem auf die Kommunikation bei zwei Staaten bildenden Insektengruppen konzentriert: Ameisen und Bienen. Beide sind für Natur und Mensch höchst bedeutungsvoll. Sie sind zudem gut für Beobachtungen und experimentelle Untersuchungen im Umfeld unserer Schule geeignet. Einführungsthemen waren: Aufbau von Ameisen- und Bienenstaaten, Kommunikationsformen bei Ameisen und Bienen, Bestäubungssymbiosen und deren Bedeutung für Natur und Mensch, Symbiosen mit Ameisen, Kommunikation zwischen den Symbionten, Mensch und Biene (Biene als wichtiges Nutztier des Menschen).
Es gab die Gelegenheit, die Imkerei und damit die Honigbiene an unserer Schule direkt kennen zu lernen: die Schüler erhielten während des Besuchs einer Imkerin mit einem Bienenvolk hautnahe Informationen über das Leben und die komplexe Kommunikation der Bienen im Bienenstock und beim Honigsammeln und Bestäuben der Obstbäume, Wiesen- und Gartenpflanzen auf dem Gelände der Insel.
Dieses Modul beinhaltete auch den Bau einer eigenen Bienenkiste, als Vorbereitung für eine geplante Bienen-AG im kommenden Jahr. Es wurden dazu bereits Kontakte mit Hobbyimkern als mögliche Ko-AG-Leiter angebahnt. Hier kann dann das Know-how des Imkerns auch mit einem forschenden Beobachten des Bienenverhaltens kombiniert werden. Das ausgedehnte Schulgelände bietet ausgezeichnete Bedingungen für die Bienenhaltung primär zu Forschungszwecken im Rahmen einer Bienen-AG.
In der Natur finden sich Lösungen für vielfältige technische Probleme. Die Bionik beschäftigt sich mit den Problemlösungen der Natur und versucht, sie für die Technik nutzbar zu machen. An ausgewählten Beispielen lernen unsere Schülerinnen und Schüler im Modul „Bionik“ das Potenzial dieser aufstrebenden Disziplin der Naturwissenschaften kennen.
Systematisches Analysieren von Struktur und Funktion biologischer Prinzipien und Phänomene an ausgewählten Beispielen: statische Strukturen – Brückenbau, Verbundmaterialien, Bewegung – zu Land, zu Wasser und in der Luft, Roboter, Wärmeisolation – Gebäudesanierung, Falttechniken – Sonnensegel, Stents, Schwarmverhalten – Roboter stehen auf unserem Programm.
Im Block „Naturwissenschaft und Medizin“ führen wirin die Anatomie und Physiologie und Pathologie ausgewählter Organe mit anschließender Vermittlung moderner medizintechnischer Diagnosemöglichkeiten ein. In Kooperation mit der FH Remagen werden Lungenfunktion, Atemzyklus, EK und EMG theoretisch und praktisch behandelt, bei Organsektionen die genaue Anatomie „erlebt“, Bild gebende Verfahren (Röntgen, CT, MRT, Sonographie, Endoskopie) parallel dazu in ihrer Aussagekraft untersucht.
Gegenstand des Blockes „Sport unter naturwissenschaftlichen Aspekten“ sind Anatomie und Physiologie des Bewegungsapparates, Physiologie von Bewegungsvorgängen und Biomechanik an Beispielen bestimmter Sportarten (Schwimmen, Sprinten), Grundlagen des richtigen Trainingsablaufs und Trainingsart für die jeweilige Sportart, Ernährung und Sport sowie Manipulationen zur Leistungssteigerung (Doping).
Die Vermittlung von Kenntnissen der Geschichte und Methodik der Klimaforschung, Erfassung von Klimadaten, statistische Datenauswertung mit praktischen Übungen an Wetter erfassenden Instrumenten sowie z.T. deren Eigenbau, die Thematisierung von Treibhauseffekt, Ozonloch, Meeresströmungen und Klimaprognose beschäftigen uns bei „Wetter, Klima und Klimawandel“.