Mathematisch Natur­wissenschaftlicher Bereich

Fächer

Mathematik

Die Mathematik wird von den anderen Naturwissenschaftlern oft als "Hilfswissenschaft" bezeichnet, weil sie ihre Wissenschaften ohne die Kenntnisse und Methoden der Mathematik nicht ausführen können. Im Supermarkt, in optischen Täuschungen, beim Bau von Schiffen und Autos, bei der Berechnung von Testwahrscheinlichkeiten in der Medizin - überall begegnet uns Mathematik.

Als MathematiklehrerInnen unterstützen wir die Schülerinnen und Schüler bei der Bewältigung verschiedener Etappen wie dem Lernstand 8, der Zentralen Prüfung in der Klasse 10 (EF) und dem Zentralabitur. Wir legen dabei Wert auf mathematisches Fachwissen und auf Sachaufgaben aus der Alltagswelt.

Ab der Stufe EF (10, demnächst 11) verwenden wir den TI-NspireCX als graphikfähigen Taschenrechner für eine bessere Anschaulichkeit in den Bereichen Analysis, Geometrie und Stochastik.

Jedes Jahr freuen wir uns über die rege Teilnahme an außerunterrichtlichen Wettbewerben, z.B. beim Känguru- oder Pangea-Wettbewerb. Um die Vorweihnachtszeit stellen das DFG-Forschungszentrum MATHEON und die Deutsche Mathematiker-Vereinigung (DMV) interessierten Schülerinnen und Schüler einen spannenden digitalen Adventskalender „Mathe im Advent“ zur Verfügung, bei dem unsere 5. Klassen immer geschlossen mitmachen.

Hier geht's zu einem kleinen Quiz für Viertklässler. Wir wünschen euch viel Spaß!

Weitere Wettbewerbe für besonders begabte Schülerinnen und Schüler findet ihr hier.

Informatik

Spielerisch und altersangemessen werden Grundzüge der Informatik bereits in den Jahrgangsstufen 5 und 6 vermittelt, die in einer digitalisierten Welt helfen, Informatiksysteme zu verstehen und angemessen einzusetzen.

Erste Programmiererfahrungen können z.B. mit einer grafischen Programmieroberfläche wie Scratch gesammelt werden.

In der gymnasialen Oberstufe kann das Fach Informatik als Grundkurs im Bereich Naturwissenschaften gewählt werden. Vorkenntnisse sind nicht notwendig. Die Inhalte des Faches orientieren sich an den Vorgaben für das Zentralabitur in NRW.

In der Einführungsphase werden auf der Grundlage der Sprache Java informatische Konzepte wie Objektorientierung, aber auch Grundlagen der Modellierung und algorithmische Grundstrukturen behandelt. Es handelt sich nicht um einen reinen Programmierkurs, insbesondere die Arbeit im Team und in Kleingruppen ist ein wesentlicher Bestandteil des Unterrichts, ebenso werden Kompetenzen wie Problemlösen und Modellieren geschult.

Aufbauend darauf, werden in der Qualifikationsphase dann z.B. verschiedene lineare und nicht-lineare Datenstrukturen, Algorithmen, Automaten und formale Sprachen behandelt.

Im Informatikunterricht nehmen wir einmal im Jahr am Wettbewerb Informatik-Biber teil, der informatische Inhalte in Knobel-Aufgaben verpackt und damit auch für Schülerinnen und Schüler ohne Vorkenntnisse die Teilnahme ermöglicht.

Physik

Die Physik stellt eine wesentliche Grundlage für das Verstehen natürlicher Phänomene und für die Erklärung und Beurteilung technischer Systeme und Entwicklungen dar. Durch seine Inhalte und Methoden fördert der Physikunterricht für die Naturwissenschaften typische Herangehensweisen an Aufgaben und Probleme sowie die Entwicklung einer spezifischen Weltsicht.

Physikunterricht ermöglicht Weltbegegnung durch die Modellierung natürlicher und technischer Phänomene und die Vorhersage der Ergebnisse von Wirkungszusammenhängen. Dabei spielen sowohl die strukturierte und formalisierte Beschreibung von Phänomenen als auch die Erarbeitung ihrer wesentlichen physikalischen Eigenschaften und Parameter eine Rolle. Im Physikunterricht können die Schülerinnen und Schüler vielfältige Anlässe finden, die physikalische Modellierung zur Erklärung natürlicher Phänomene zu nutzen. Darüber hinaus ist die historische Entwicklung der Physik sehr gut aufgearbeitet und vielfach beschrieben. Sie bietet eine wissenschaftliche Grundlage für Unterricht über die Entwicklung von Naturwissenschaft und Technik zum Verständnis wissenschaftlicher Forschung und Erkenntnisgewinnung.

Das Experiment hat eine zentrale Bedeutung für die naturwissenschaftliche Erkenntnismethode und somit auch eine zentrale Stellung im Physikunterricht. Im Hinblick auf die anzustrebenden prozessbezogenen Kompetenzen kommt den Schülerexperimenten eine herausgehobene Bedeutung zu. Somit wird im Physikunterricht eine Grundlage für die Auseinandersetzung mit naturwissenschaftlichen Themen und ihren gesellschaftlichen Zusammenhängen gelegt. 

Im Vordergrund des Unterrichts steht zunächst die Orientierung an physikalischen Phänomenen mit Hilfe von Experimenten, die der Lehrer als Demonstrationsversuch vorführt oder die SuS im Gruppenversuch selbst durchführen. In zunehmendem Maße werden in den höheren Klassen auch Theorien mit abstrakteren Modellvorstellungen in den Unterricht eingebunden.

Der Physikunterricht der gymnasialen Oberstufe vermittelt neben der Kenntnis wichtiger physikalischer Phänomene, Begriffe, Gesetze und Modelle auch fachspezifische Methoden und Arbeitsweisen, die insbesondere dazu beitragen, SuS physikalische Sichtweisen sowie Möglichkeiten und Grenzen naturwissenschaftlichen Denkens erfahren zu lassen.

Im Unterricht der SI setzen wir die bewährten Schülerbücher „Impulse Physik“ von Klett ein.
In der SII ist das anspruchsvolle Lehrwerk „Physik Oberstufe“ von Cornelsen eingeführt.

Chemie

Das Leben des Menschen wird heute in hohem Maße von den Kenntnissen und Erkenntnissen der Naturwissenschaften bestimmt. Dazu ist es nötig, dem Schüler zu verdeutlichen, dass Tätigkeit in der Chemie durch die Gesellschaft beeinflusst wird und umgekehrt auch Auswirkungen auf die Gesellschaft hat. Einerseits haben Erzeugnisse der chemischen Industrie den heutigen Lebensstandard erst ermöglicht, andererseits scheinen sie aber auch dazu beizutragen, dass der Fortbestand unserer Zivilisation in zunehmendem Maße gefährdet ist.

Der Chemie-Unterricht will dabei aber auch dem weit verbreiteten Vorurteil entgegenwirken, dass Chemie und Natur prinzipiell Gegensätze seien. So lernen die Schüler, dass die Umstellung von Produktionsverfahren und der Einsatz von Recycling-Prozessen zur Reduktion von Umweltbelastungen beitragen kann. Ökologische, ökonomische und gesellschaftliche Fragestellungen nehmen in den Chemie-Lehrplänen einen sehr breiten Rahmen ein, der folgende Bereiche umfasst:

  • Ablauf und Steuerung chemischer Reaktionen in Natur und Technik
  • Chemie in Anwendung und Gesellschaft
  • Chemische Forschung
  • Erkenntnisse, Entwicklungen und Produkte

Sowohl in der Sekundarstufe I als auch in der Sekundarstufe II erfahren die Schüler das Fach Chemie als eine Disziplin, die bei der Fülle von Einzelphänomenen nach übersichtlichen Gesetzen strukturiert ist. Die charakteristischen Denkweisen des Faches helfen ihnen auch, sich in anderen Bereichen unserer Gesellschaft zurechtzufinden, fächerübergreifende Themen schaffen breitgefächerte Einsichten.

Eine zentrale Rolle spielt das Experiment. Die Schüler sollen in die Lage versetzt werden, Probleme zu erkennen, zu formulieren, die Lösungswege zu planen und experimentell zu verfolgen (entdeckendes Lernen).

Geplant ist ein Neubau der naturwissenschaftlichen Räume. In der näheren Zukunft werden also von der Stadt Brilon optimale Bedingungen zum Experimentieren geschaffen.

Chemie wird ab der 7. Klasse am Petrinum unterrichtet.

Biologie

Kaum ein anderes naturwissenschaftliches Fach bestimmt heute das alltägliche Leben so wie die Biologie. Ihre Erkenntnisse führen zu Perspektiven und Anwendungen, die uns Menschen als Teil und als Gestalter der Natur betreffen.

Biologische Erkenntnisse beeinflussen zunehmend auch politische Entscheidungen (beispielsweise Gentechnik, Embryonenschutz und Präimplantationsdiagnostik). Sie berühren die Fundamente des Wertesystems unserer Gesellschaft. Im Moment sehen wir das am Beispiel der Entwicklung des Impfstoffs gegen Corona.

Es ist ein grundlegendes Ziel des Biologieunterrichts, den Schülerinnen und Schülern wichtige Erkenntnisse und Entwicklungen in den Biowissenschaften durchschaubar und verständlich zu machen. Dabei spielt die Förderung der folgenden fachbezogenen Kompetenzen eine wesentliche Rolle: Konzeptbezogene Kompetenzen (Umgang mit Fachwissen), prozessbezogene Kompetenzen (Erkenntnisgewinnung, Bewertung und Kommunikation), darüber hinaus soziale und kooperative Kompetenzen (kooperative Lernformen, Partner- und Gruppenarbeit).
Außerschulische Lernorte wie Wald, Gewässer, Schulumfeld und Exkursionsziele (z.B. biotechnische Labore im Berufskolleg Olsberg, Bilab Beverungen) ergänzen und bereichern den Unterricht durch Praxisbezug.

Im Sinne unseres schulischen Selbstverständnisses trägt das Fach Biologie erheblich dazu bei, die Grundlagen für eine bewusste eigenverantwortliche Lebensgestaltung erwerben zu können. Die Schülerinnen und Schüler verstehen die wechselseitige Abhängigkeit von Mensch und Umwelt und werden für einen verantwortungsvollen Umgang mit der Natur sensibilisiert. Dies ist die Grundlage für ein umweltverträgliches Handeln sowohl in individueller als auch in gesellschaftlicher Verantwortung.
Die hohe Frequentierung des Faches in der Sekundarstufe II zeigt ein hohes Interesse auf Seiten der Schülerinnen und Schüler und unterstreicht die Bedeutung des Faches in ihrer Lebenswelt.

Projekte

Förderung der Nachhaltigkeit am Petrinum: z.B. Mülltrennung mit zusätzlichen Behältern in den Klassen, Wasserspender in der Mensa

Durchführung eines MINT Tages: Projektbeispiele des letzten Tages: Duschen ohne Plastik – Untersuchung von Pflegeprodukten oder Hotels für Wildbienen – Förderung der Insekten

2019: Japan Projekt: Besuch einiger Gastschülerinnen und Schüler aus Nose (Japan) und gemeinsame Arbeit zu dem Forschungsprojekt: Nachhaltigkeit und erneuerbare Energien im ländlichen Raum

Exkursionen

Untersuchungen im Schulumfeld

Gewässeranalyse (z.B. Fließgewässeranalyse an der Aa)

LK Biologie: Besuch der biotechnischen Labore im Berufskolleg Olsberg