Naturwissenschaften

Der naturwissenschaftliche Unterricht (NaWi-Bereich) umfasst die Pflichtfächer Biologie (ab Klasse 5), Physik (ab Klasse 7) und Chemie (ab Klasse 8).
Für Schülerinnen und Schüler mit einem besonderen Interesse für diese Fächer bietet der Wahlpflichtbereich Naturwissenschaften in den Jahrgangsstufen 7 bis 10 ein zusätzliches Angebot. Hier haben sie die Möglichkeit, ihre Kenntnisse und Fähigkeiten in diesem Bereich auszubauen und zu vertiefen. Zur Förderung des Überganges von Schülerinnen und Schülern in die gymnasiale Oberstufe gibt es außerdem naturwissenschaftliche Zusatzkurse und gelegentlich gibt es auch Arbeitsgemeinschaften mit naturwissenschaftlichen Themen.

Wo immer möglich, werden in den Fächern Biologie, Physik und Chemie auch Experimente und Schülerübungen eingebaut. Die IGS verfügt dazu über Übungsräume mit Schülerarbeitsplätzen und Hörsäle für die Vorführung von Versuchen.

Im Biologieunterricht stehen das Kennenlernen der Umwelt und des eigenen Körpers im Mittelpunkt. Diese Kenntnisse helfen den Schülerinnen und Schülern, eine gesunde Lebensweise zu entwickeln und die Umwelt zu schützen.

Bei einigen Themen bietet sich an, dass Schülerinnen und Schüler in kleinen Gruppen oder zu zweit experimentieren. Dies schult das naturwissenschaftliche Beobachten, fördert das Finden eigener Lösungen und hilft, Freude am forschenden Lernen und naturwissenschaftlichen Denken zu entwickeln. Komplexe Themen werden auch mit einem Lehrfilm oder einem Lernprogramm am Computer veranschaulicht. Der Computer hilft natürlich auch bei der Suche nach zusätzlichen Informationen. Bei modernen Unterrichtsformen wie z.B. Stationenlernen arbeiten die Schülerinnen und Schüler selbstständig in einer kleinen Gruppe, sie unterstützen sich gegenseitig und setzen sich aktiv mit ihrer Umwelt auseinander.

Modernisierung des NaWi-Bereichs

Die Stadt Kelsterbach als Schulträger der IGS hat in den beiden letzten Jahren in großem Rahmen in den Umbau und die Modernisierung des NaWi-Bereiches investiert.

Die Kolleginnen und Kollegen der naturwissenschaftlichen Fächer freuen sich über die vielfältigen Möglichkeiten, die dieser neue NaWi-Bereich den Schülerinnen und Schülern und den Lehrkräften bietet, beispielsweise eine verstärkte Schülerorientierung durch noch häufigeres Arbeiten in Kleingruppen, durch verbesserte Möglichkeiten zum projektorientierten Lernen, Projektarbeit und durch die Teilnahme an Schülerwettbewerben.

NaWi-Werkstatt: Recycling von CDs zur Kunststoffschmelze

Ein Bericht von Beatriz Fernandez Da Costa

Die Ressourcen unserer Erde werden knapp, zum Beispiel Erdöl und Mineralien. Deshalb müssen wir die Möglichkeiten ausschöpfen, die vorhandenen Mittel nach Gebrauch nicht in den Müll zu entsorgen, sondern zu recyceln und neuen Verwendungen zuzuführen. Zum Thema Recycling haben wir in unserem Wahlpflichtkurs Naturwissenschaften der 10. Klassen einen Versuch durchgeführt.

Wir arbeiten in diesem Kurs gemeinsam mit Schülerinnen und Schülern der Experimentier-AG im Jahrgang 5. Dabei können wir die jüngeren Schüler betreuen und ihre Fragen beantworten. An diesem Nachmittag wollten aus einer ausrangierten CD wieder Polycarbonat herstellen, also reinen Kunststoff.

Um die CD zu recyceln gingen wir folgendermaßen vor: Zu aller erst legten wir die CD in eine Kristallisierschale. Um nun zuerst die Kunststoffschicht abzulösen, mit der die CD bedruckt war, und die CD somit in ihren ursprünglichen Zustand zu versetzen, übergossen wir sie mit konzentrierter Salpetersäure. Hierzu verwendeten wir eine Pipette mit Peleus-Ball. Nach einer kurzen Einwirkungszeit versuchten wir vorsichtig mit einer Pinzette die obere Schicht abzulösen. Wichtig dabei ist, dass man im Anschluss seine Geräte gut mit Wasser im Reste-Becherglas ausspült, denn die Säure greift das Metall stark an.

Nachdem die bedruckte Seite der CD von den Resten befreit war, mussten wir nun die Aluminiumschicht ablösen. Diese Schicht lösten wir auf, indem wir zu der CD 25 ml konzentrierte Salzsäure gaben. Dabei mussten wir sehr vorsichtig vorgehen, damit die Säuren nicht auf die Haut, die Augen oder die Kleidung gelangen, denn diese entstandene Mischung nennt man auch „Goldwasser“, da es sogar Gold und andere Metalle zersetzen kann.

Sobald die Aluminiumschicht abgelöst war, konnten wir die CD mit der Spritzflasche abspülen, um somit auch die letzten Reste Plastik oder Metall zu entfernen.

Bei manchen Arbeitsgruppen war es der Fall, dass sie die Mischung nochmals auf dem Teclubbrenner erhitzen mussten, da an der CD noch Aluminiumreste hafteten. Nach den beschriebenen Arbeitsschritten war die CD ist wieder klar und bestand nur noch aus dem Ausgangsmaterial, reinem Polycarbonat, also reinem Kunststoff.

Nun war es so weit, dass wir mit Hilfe eines Taschenmessers die CD einritzen, um sie anschließend in kleinere Teile zu brechen. Danach rieben wir einen Weißblechdeckel mit Schlifffett ein, um in ihm dann vorsichtig über dem Brenner die CD-Teile zu erhitzen. Die CD-Teile schmolzen durch das Erhitzen zusammen. Danach ließen wir alles abkühlen und entfernten den Klumpen Polycarbonat aus der Form.

Alle verwendeten Flüssigkeiten sammelten wir in einem besonderen Abfall-Becherglas und markierten alles, um es dann in den rechten Abzug zu stellen. Man muss alle Chemikalien mit Sorgfalt entsorgen, da sie sehr schädlich für die Umwelt sind. Es ist sehr wichtig, dass man immer mit möglichst kleinen Mengen von chemischen Stoffen arbeiten, um die Gefährdung für die Umwelt möglichst gering zu halten.

Nachdem wir mit allem fertig waren, mussten wir alles aufräumen und unsere Abzüge reinigen, die Kittel ablegen, Brillen und die Handschuhe zurücklegen und zu aller Letzt den Wagen zurückstellen. Während unserer Arbeit hatten die Kinder auch Fragen, die wir natürlich so gut wie möglich kompetent beantworteten. Sie wollten zum Beispiel wissen, warum entfernt die Säure die Oberflächen der CDs entfernt oder was passiert wenn die Säure die Haut berührt. Durch unsere Kenntnisse aus dem Chemie-Unterricht konnten wir diese Fragen gut beantworten, und wenn es schwierig wurde, half uns Herr Sawinski weiter.