Biologie

Die Entstehung des Lebens, der menschliche Körper, der Aufbau von Pflanzen oder die Funktion unserer DNA – diese spannenden Sachverhalte untersuchen wir in der Biologie. Alltags- und problemorientiert widmen wir uns den Phänomenen des Lebens. Sei es im Reich der Tiere, Pflanzen, Bakterien oder Pilze, es gibt so viele spannende Lebewesen und ihre Umwelt zu untersuchen und nicht zuletzt die Lebewesen selbst!

Wir in der Biologie betrachten immer den ganzen Zusammenhang. Wechselbeziehungen zwischen Organismen oder Stoffwechselabläufe im Körper. Das alles nehmen wir entweder am realistischen Modell und am Objekt unter die Lupe, oder wir veranschaulichen die Thematik in bildlichen Sachverhalten. Dabei hilft uns unsere große Biologie-Sammlung und unsere technische Ausstattung sowie unsere gut ausgestatteten Fachräume. Unsere Nähe zum Wuppertaler Zoo, der Station Natur und Umwelt, dem Neandertal-Museum und den Bayerwerken nutzen wir zudem für praxisnahe Einblicke. Auch unsere jährliche Teilnahme an der Krötenschutzaktion sorgt für eine genauere Wahrnehmung unserer Natur.

Mit unserem Fokus auf Alltagsphänomene schärfen wir den Blick der Schüler auf ihre eigene Umwelt und schulen die Kompetenz in Zusammenhängen zu denken sowie Hypothesen zu bilden und zu überprüfen. Das verbessert nicht nur das Allgemeinverständnis der Umwelt oder die Kenntnis über den eigenen Körper, sondern schult auch die im beruflichen Leben so wichtige Beurteilungskompetenz. Dazu eröffnen wir unseren Schülern regelmäßig die Teilnahme an landesweiten Wettbewerben wie Heureka, be smart, don’t start oder auf den Hund gekommen.

Informatik

Erprobungsstufe

Am Städtischen Gymnasium Vohwinkel wird seit 2018 Informatik im Rahmen des Modellversuchs Informatik in den Klassenstufen 5 und 6 angeboten. Seit dem Schuljahr 2019/20 nehmen alle Schülerinnen und Schüler der Unterstufe an diesem einwöchigen Fachunterricht teil.  Somit wird bereits am Gymnasium Vohwinkel gemäß den Vorgaben des Ministeriums für 2020/21 das Fach Informatik als Pflichtfach unterrichtet.

Neben dem Einüben der Funktionsweisen unserer Lernplattform IServ und moodle werden informatische Themen wie Algorithmen, Daten oder Kryptographie spannend und anschaulich behandelt.

Zum Beispiel werden im Bereich Codierung und Verschlüsselung die Schülerinnen und Schüler spielerisch dazu angehalten mit den Materialien des Spioncamps der Uni Wuppertal geheime Nachrichten zu entschlüsseln. Vom Morsealphabet und der Braille-Schrift über Skytale bis hin zur Caesar-Verschlüsselung oder dem Freimaurer-Code ist alles dabei.

Bereits in der fünften Klasse werden Algorithmen an alltagsnahen Beispielen untersucht und eigene Programmiererfahrungen gesammelt. Scratch ist eine vom MIT (Massachusetts Institute of Technology) entwickelte Programmiersprache für Kinder und Jugendliche, mit der ähnlich wie mit Bausteinen eigene Skripts geschrieben werden können. Als Produkte entstehen kleine animierte Sequenzen bis hin zu einfachen Videospielen.

Auch mit dem Microcontroller Calliope Mini werden praktische Programmiererfahrungen gesammelt. Da wir zwei Klassensätze Calliope besitzen, kann jedes Kind im Informatikunterricht selbstständig kleine Projekte umsetzen – digitale Würfel, Vokabeltrainer, Rechenhilfen, Temperaturmesser, Einparkhilfen uvm.

Es ist somit neben dem verantwortungsvollen und kritischen Umgang mit den digitalen Technologien unserer modernen Welt unser Ziel, auch ein theoretisches Grundverständnis informatischer Ideen und Methoden zu vermitteln und spielerisch praktische Erfahrungen in der Anwendung und Entwicklung von Algorithmen im Unterricht einzubinden.

Differenzierungsfach Informatik Klasse 8/9 (9/10 ab G9)

Organisatorisch ist zum Differenzierungskurs Informatik zu sagen, dass dieser zweistündig in den Jahrgängen 8 und 9 stattfindet. Wie in allen Differenzierungskursen setzt sich die Note durch Teilnahme am Unterricht sowie zwei schriftliche Arbeiten im Halbjahr zusammen, wobei eine Arbeit pro Schuljahr durch ein Projekt ersetzt werden kann. In der Schule wird in der Regel mit OpenSource-Programmen an Einzelrechnern gearbeitet .

Ab nächstem Schuljahr (G9-Jahrgang) wird der Informatikunterricht im Differenzierungsbereich in der 9. und 10. Klasse, jeweils 3-stündig erteilt.

Da auch manchmal Hausaufgaben im Fach Informatik aufgegeben werden, ist eine Voraussetzung für den Informatikunterricht ein eigener Computer oder ein anderes sinnvolles Endgerät zu Hause. Vorerfahrungen im Programmieren sind natürlich nicht notwendig, aber es sollte eine gewisse Begeisterung für die Arbeit mit Computern sowie Spaß am logischen und strukturierten Denken und technisch orientiertem Unterricht mitgebracht werden.

Inhaltlich sollte der Informatikunterricht nicht als Schulung in der Computernutzung oder in Office Programmen aufgefasst werden. Vielmehr werden im achten und neunten Jahrgang Programmiererfahrungen zunächst mit Scratch gesammelt, einer spielerischen Blockprogrammiersprache, bei der kleine Programme und Projekte (meist Spiele) erstellt werden. Später werden die Programmierkenntnisse mit der textorientierten Programmiersprache Python vertieft. Entwurf von Algorithmen, Verwendung von Kontrollstrukturen, Variablen, Methoden und Parametern, Strukturierung von Programmen und Analyse und Test von Programmen stehen hier im Vordergrund.

Ausschnitt aus einem Spieleprojekt – scratch.mit.edu

Ausschnitt aus einem Python Code – python.org

Das Messen, Steuern und Regeln von Microcontrollern (Calliope oder Arduinos) ermöglichen es, anschaulich algorithmisches Denken zu fördern und die Steuerung von Informatiksystemen in Grundzügen zu verstehen, welche durch vertiefende Einblicke in die Hardware eines Rechners ergänzt werden.

Die Strukturierung von Daten und Informationen wird u.a. durch das Tabellenkalkulationsprogramm LibreOffice Calc eingeübt. Je nach Schwerpunktwahl können Bildbearbeitungsprogramme wie GIMP, Verschlüsselungen und Entschlüsselungen (Kryptologie) und eventuell einfache Homepage-Entwicklungen mit
HTML und CSS im Unterricht behandelt werden, um sich kritisch mit der Bedeutung von Informatik im Zusammenhang mit Mensch und Gesellschaft auseinanderzusetzen.

Ihre informatisch-technischen Grundkenntnisse können die Schülerinnen und Schüler außerdem einmal im Jahr beim sogenannten Biber-Wettbewerb erproben. Bei weiterführendem Interesse ist auch eine individuelle Teilnahme am Jugendwettbewerb Informatik möglich.

Sekundarstufe II – Informatik

Alle Schülerinnen und Schüler des Gymnasiums Vohwinkel haben in der Sekundarstufe II die Möglichkeit, Informatik zu wählen. Dabei ist es keine Voraussetzung, dass man das Fach im Differenzierungsbereich belegt hat.

Einführungsphase

Ein zentraler Baustein auf dem Weg zum Abitur ist die Modellierung und Implementierung und Analyse von Programmen mit der objektorientierten Programmiersprache Java. Hier lernen die Schülerinnen und Schüler die Grundlagen der objektorientierten Programmierung und der algorithmischen Grundstrukturen anhand der interaktiven Java- Entwicklungsumgebung Greenfoot und dem an das Schulbuch angebundenen Szenario: Planetenerkundung mit einem Marsrover.

Im zweiten Halbjahr der Einführungsphase werden noch Such- und Sortieralgorithmen thematisiert und die Geschichte der digitalen Datenverarbeitung sowie Grundlagen zum Datenschutz behandelt.

Qualifikationsphase

In der Q-Phase haben die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, sich zwischen einem Grund- und Leistungskurs zu entscheiden. Im Jahr 2021 wird der erste Grundkurs am Gymnasium Vohwinkel das Abitur ablegen, 2022 der erste Leistungskurs.

Innerhalb von 2 Jahre werden die Programmierkenntnisse in Java vertieft. Lineare und dynamische Datenstrukturen, Suchen und Sortieren auf Binär- und Suchbäumen sowie die Analyse, der Entwurf und Implementierung von Algorithmen stehen hier im Vordergrund.

Neben der Programmierung mit Java gibt es noch folgende Themengebiete:

  • Formale Sprachen und Automaten (Endliche Automaten, Grammatiken regulärer Sprachen, Grenzen und Möglichkeiten von Automaten)
  • Modellierung und Nutzung von relationalen Datenbanken (SQL)
  • Grundprinzipien des Datenschutzes

Unsere InformatiklehrerInnen

  • Frau Reinholz
  • Herr Dr. Herrmann
  • Herr Räder
  • Herr Ernesti
  • Herr Gehrmann
  • Herr Wengel (Referendar)