Das Fach NWT am IKG:

• Klassenstufe 6-10 im NWT1-Profil (4 Wochenstunden)
• Klassenstufe: 8-10 im naturwissenschaftlichen Profil (4 Wochenstunden)
• Besondere Angebote und Aktivitäten:
  – Fahrt zur Physik-Ausstellung Technorama
  – Fahrt ans Kernforschungzentrum CERN
  – Werksbesichtigung bei Daimler in Sindelfingen (NWT 1)

Auf der NWT1-Seite finden Sie ein Video mit Eindrücken aus dem NWT-Unterricht der letzten Jahre.

Lesen Sie auf den folgenden Seiten mehr über die Unterrichtsinhalte in den einzelnen Klassenstufen oder schauen Sie sich die aktuellen Beiträge im folgenden Archiv an.

NWT Klasse 8 – Wetter und Biotechnologie

Allgemeines

Die in den naturwissenschaftlichen Basisfächern (Biologie, Chemie, Geographie und Physik) erworbenen Kompetenzen werden von NWT aufgegriffen und erweitert. Die Schülerinnen und Schüler erwerben aufgrund des methodischen Vorgehens (Projekte, Praktika, Langzeitbeobachtungen) ein fächerverbindendes naturwissenschaftliches Denken.

Modul 1: Wetter

Systemgedanke

Die Schülerinnen und Schüler erkennen, dass der Systemgedanke für das Verständnis ihrer Umwelt hilfreich ist. Sie erschließen Systeme in zunehmend komplexen Zusammenhängen und wissen um die Dynamik und die Wechselwirkungen in diesen Systemen. Dabei sind folgende Aspekte von Bedeutung, jedoch in Klasse 8 noch nicht vollständig durchdrungen:

• Stoff-, Energie- und Informationsstrom
• Stoffkreisläufe
• Modellbildung und Simulation

Betrachtungsbereiche im Unterricht

Die Schülerinnen und Schüler erwerben durch gezieltes Forschen vertiefte Kenntnisse über ihre natürliche und technische Umwelt. Das Modul beinhaltet konkret

Die Schülerinnen und Schüler erlernen in diesem Modul

• allgemeine Kenntnisse über Wetter und Klima
• Klima- und Wetterdaten zu ermitteln
• Statistiken zu bewerten und zu vergleichen
• eigene Messungen durchzuführen und auszuwerten
• den PC als Werkzeug für Messwerterfassung und –auswertung zu nutzen
• das Klima als ein globales System zu erkennen, das sehr empfindlich auf Störungen reagiert

Mess- und Arbeitsmethoden

Die Schülerinnen und Schüler erfassen ihre Lebenswelt mit naturwissenschaftlichen Methoden. Sie können mit zunehmender Selbstständigkeit Experimente planen, durchführen, auswerten, protokollieren und wissen um die Bedeutung einer Fehlerbetrachtung. Sie gehen mit Werkzeugen und Geräten sachgerecht und sorgfältig um.

Die Schülerinnen und Schüler können

• Langzeitbeobachtungen und -messungen aufnehmen und auswerten
• Klima- und Wetterdaten ermitteln
• Statistiken lesen und auswerten
• Messungen planen, durchführen und die Ergebnisse grafisch darstellen
• Diagramme erstellen, auswerten und interpretieren
• in Größenordnungen denken und sinnvolle Abschätzungen durchführen

Modul 2: Biotechnologie

Die Schülerinnen und Schüler erlernen im Modul 2 die Grundlagen wissenschaftlichen Arbeitens im Bereich Biotechnologie. Neben verschiedenen grundlegenden Experimenten und Praktika sollen hier auch PC-gestützt Auswertungen (z.B. mit Excel) einfließen.

Betrachtungsbereiche im Unterricht:

• Gärungsbedingungen z.B. von Hefen (s. Alkoholherstellung usw.)
• ein Alltagsprodukt selbst herstellen (industrielle Saftproduktion)
• Synthese, Wirkung und industrielle Herstellung eines Medikaments mithilfe der Biotechnologie.

NWT Klasse 8 – Optik und Astronomie

In NWT Klasse 8 beschäftigen sich die Schüler mit Optik und Astronomie. Dabei wird unter anderem ein eigenes Fernrohr gebaut.

NWT Klasse 9

Unterrichtseinheit 1: Ernährung und Verdauung

Das Wissen über gesunde Ernährung ist heute wichtiger denn je:
Wie viel Fleisch, wie viel Kohlenhydrate und wie viel Fett braucht der Körper pro Tag und welche Ergänzungsstoffe sind für eine ausgewogene Ernährung notwendig?
Wie werden diese Nährstoffe im Körper verwertet?
Das alles sind Fragen, mit denen sich diese Einheit beschäftigt. Hierbei soll das Experimentieren im Vordergrund stehen und das wissenschaftliche Arbeiten geschult werden.

Unterrichtseinheit 2: Schall und Lärm

Schall ist allgegenwärtig. Ohne ihn könnten wir nicht kommunizieren, weder sprechen noch hören. Aber er stellt als Lärm auch eine Gefahr für uns dar.
In dieser Einheit beschäftigen wir uns mit den physikalischen und biologischen Aspekten des Themas Schall.
Den Abschluss bildet eine Projektarbeit. Dabei soll ein funktionsfähiger Lautsprecher entworfen und gebaut werden.

Unterrichtseinheit 3: Brücken, Kräfte und Statik

Brücken verbinden. In der Unterrichtseinheit zum Thema Brücken erarbeiten die Schülerinnen und Schüler zum Einstieg Vorträge um sich gegenseitig verschiedene Bauweisen und Brückentypen vorzustellen (Bogenbrücke, Hängebrücke etc.). Im Verlauf der Unterrichtseinheit werden dann verschiedene Brückentypen statisch betrachtet. So wird untersucht, wie sich die Kräfte auf verschiedene Elemente eines Bauwerks verteilen und welche Bedingungen gelten müssen, damit eine Bauwerk stabil ist. Immer wieder werden auch Modelle von einzelne Brücken gebaut. Beim Materialtest werden die Eigenschaften von verschiedenen Materialien betrachtet. Auch wie man die Festigkeit durch Verwenden von Profilen erhöhen kann wird durch Bealstungstests untersucht. Mit der programmierbaren Styropor-Schneidemaschine FiloCut können am Computer programmierte Formen aus Schaumstoff ausgeschnitten werden.

Unterrichtseinheit 4: Biomechanik und bildgebende Verfahren

In dieser Unterrichtseinheit werden Kräfte am menschlichen Körper bei einfachen Bewegungen untersucht. Es wird die Frage geklärt, wie der aktive und der passive Bewegungsapparat des Körpers zusammenspielen. Die Schüler stellen sich auch in Votrträgen gegenseitig die technischen Hintergründen verschiedener bildgebender Verfahren in der Medizin wie z.B. Röntgen, Ultraschall, Magnetresonanztomographie (MRT), Endoskopie etc. vor.

NWT Klasse 10

Unterrichtseinheit 1: Programmierung und Konstruktion von Robotern mit LEGO NXT

In der ersten Doppelstunde wird nach einer Anleitung ein Lego-Roboter aufgebaut. Die Programmierung erarbeiten sich die Schüler selbstständig und im eigenen Tempo aus einem vorbereiteten Skript. Der Einstieg ist dabei so einfach gestaltet, dass zum Ende der ersten Doppelstunde schon die ersten Roboter durch das Klassenzimmer fahren. Nach einer mehrwöchigen Vertiefungsphase, in der die Schüler mit Hilfe des Skripts die Programmierung und auch die Möglichkeiten des Roboters in Verbindung mit den vielfältigen Sensoren (Druck, Abstand, Helligkeit, Schallpegel, Farberkennung, …) kennenlernen, wird der erste Teil mit einer Klassenarbeit zum Thema Programmierung abgeschlossen. Die Schüler programmieren die Roboter mit der Programmiersprache C, die auch an Hochschulen und in der Industrie eingesetzt wird.

Nach der Klausur beginnt eine Projektphase, in der die Schüler ein selbstgewähtes Projekt planen, konstruieren und programmieren. Dass die Schüler dabei ihre eigenen Ideen kreativ umsetzen können zeigt sich an den vielseitigen Ergebnissen. So wurden schon unter anderem Autos mit Fernsteuerung und automatischer Einparkfunktion, Luftschiffe, ferngesteuerte Fussballroboter, Verkaufsautomaten, eine Scanner- und Druckerkombination, ein Verladekran, diverse Computerspiele, ein fernsteuerbarer Gabelstapler, eine Seilkamera (Spidercam) und viele weitere Projekte realisiert. Ihr Projekt präsentieren die Schüler am Ende des Schuljahres vor der Klasse. Zusätzliche fertigen sie eine schriftliche Dokumentation an.