Umweltpädagogik ist immer dann von großer Nachhaltigkeit geprägt, wenn sie mit allen Sinnen erfahrbar, vor Ort in der Natur und handlungsorientiert stattfinden kann. Dazu hat das Gymnasium Lindenberg einen ganz besonderen außerschulischen Lernort etabliert und dessen pädagogische Nutzbarkeit kontinuierlich weiterentwickelt.
Inmitten in der ökologisch bedeutenden Waldsee-Moorlandschaft befindet sich unser Exkursionsstützpunkt mit dem Focus auf die Limnologie (Gewässerkunde). Im Jahr 2009 wurde das Gebäude des Waldsee-Freibades erneuert. Das Gymnasium hat sich dabei mit einem Konzept eingebracht, das unter Einbeziehung diverser Kooperationspartner in seinem Ergebnis einen Mehrzweckraum hervorgebracht hat, der mit einer biologischen Exkursionssammlung, Bestuhlung, Whiteboard, Spülnische ... ideal für Exkursionen, Praktika, Vorträge und Ausstellungen eingerichtet ist. Im Lehrplan verankerte Themen wie zum Beispiel das Ökosystem See können hier am realen System erfahrbar gemacht werden. Zudem findet regelmäßig das W-Seminar Limnologie am Waldsee statt. Arbeitstechniken wie das Planktonfischen, das Arbeiten mit dem Binokular und die Durchführung von Gewässeranalysen gehören hier zur Routine.

Seit einigen Jahren setzen wir in Lehrer- und Schüler-Experimenten sogenannte Smarte Sensoren ein. Im Rahmen der digitalen Fortbildungsinitiative der MB-Dienststelle Schwaben geben wir unsere Erfahrungen an andere Schulen weiter.

Sensoren, die erfassen, Datenlogger und Computer, die die Daten auswerten, dieses „Two-Box-Prinzip“ ist digital 1.0. Eine neue Sensoren-Generation macht nun Datenlogger und PC überflüssig: Sie brauchen nur noch den Sensor und Ihr Smartphone bzw. das der Schüler. Sie messen, werten aus, analysieren, bereiten auf und senden die Ergebnisse via Bluetooth an die Smartphones oder Tablets der Schüler. In praktischen Ü;bungen wird in den Umgang mit Temperatur-, pH-Wert-, Licht-, Leitfähigkeit- und Kohlenstoffdioxidsensoren eingeführt. Konkrete Unterrichtsbausteine zeigen die vielfältigen Einsatzmöglichkeiten (B/C/Ph/NT/Geo und weitere) und die Einbindung in mebis auf. Die Sensoren, als Teil des BYOD-Konzepts, eröffnen neue technische, didaktische und soziale Möglichkeiten, die einfach Spaß machen und so die SuS und nicht zuletzt auch uns Lehrer motivieren.

Führung durch die Post Brauerei in Weiler

Mit dem Chemie-Koppelkurs 10bc durften wir am Mittwoch, den 3. April 2019, gemeinsam mit unseren Lehrern, Herrn Hemmerich und Frau Schneider, die Post Brauerei in Weiler besuchen. Nach einer kurzen Begrüßung wurde uns im Sudhaus erklärt, dass seit 1516, dem Geburtsjahr des „Reinheitsgebotes”, stets die gleichen Zutaten für das Bierbrauen notwendig sind: Hopfen, Malz, Hefe und Wasser. Letzteres stammt aus der örtlichen Quelle, der „Siebers-Quelle”. Nach dem Aufkochen von Hopfen und Malz führt der als „Würze” bezeichnete Sud seine Tour im Gärkeller fort - so auch wir. Dort werden der Würze nun bei verschiedenen Temperaturen unterschiedliche Hefekulturen zugesetzt. Es entstehen durch Gärung im Laufe einiger Tage die unter- und obergärigen Biersorten. Unsere nächste Station waren die Bierfilter, durch die pro Stunde 6000 Liter Bier laufen. Im Anschluss besichtigten wir die Füllerei. Dort befinden sich das Laugenbad, in welchem die Flaschen gewaschen und die Etiketten der benutzten Flaschen ablöst werden, sowie die Maschinen, welche die gereinigten Flaschen auf dem Förderband mit neuen Etiketten bekleben. Zum Abschluss ging es in das brauereieigene Museum, wo uns die Geschichte der Post-Brauerei und die historischen Methoden des Abfüllens und der Abdichtung von Holzfässern vorgestellt wurden.

Nach dieser interessanten und aufschlussreichen Brauereiführung bekamen wir zwei Kisten verschiedener Sorten „Sprudel” spendiert. Wir bedanken uns bei der Post Brauerei Weiler und unseren Lehrern dafür, dass sie die Führung möglich gemacht haben!

Indikatoren in Alginatbällchen – Verblüffende Farbverläufe − Jahrgangsstufe 10

Eine Chemie-Übung, die auch was fürs Auge bietet, wurde in einer Unterrichtsstunde der Klasse 10bc durchgeführt. Die jungen Forschenden vermischten dafür eine Natriumalginat-Lösung mit zwei verschiedenen Indikatoren. Tropft man das Alginat-Indikator-Gemisch nun in eine Lösung mit Calcium-Ionen, gelieren diese und bilden eine festere Haut um den noch flüssigen Kern. Eine verblüffende Ähnlichkeit zu (veganem) Kaviar oder zu den Bobas, aus dem der bekannten Bubble Tea entsteht. Die auf diese Weise gewonnen Alginatbällchen wurden abgesiebt, gereinigt und in einer geteilten Petrischale angeordnet.

Spannend wurde es, als im Abzug zu den Bällchen noch konzentrierte Salzsäure gegeben wurde. Obwohl die Flüssigkeit räumlich getrennt war, konnte bereits nach wenigen Minuten ein wunderschöner Farbverlauf in und zwischen den Bällchen beobachtet werden. Erklärt wurde dieses Phänomen mit dem Prinzip der Diffusion: Aus der konzentrierten Salzsäure dampft Wasserstoffchlorid. Dessen Moleküle bilden auf dem dünnen Wasserfilm der Bällchen entsprechende Ionen, die in die Bällchen eindringen und die Farbveränderung verursachen.

Der Versuch war bei allen beteiligten Gruppen ein voller Erfolg und die dabei geschossenen Fotos werden die guten Erinnerungen an diesen Mittwochmorgen noch lange wachhalten.

Wie baut man einen Springbrunnen − Jahrgangsstufe 10

Passend zum aktuellen Unterrichtsstoff „Säuren und saure Lösung” untersuchten die Schülerinnen und Schüler der Klasse 10bc die Reaktion von Wasserstoffchlorid-Gas (HCl) mit Wasser. Dafür wurde das Gas mit Hilfe von Kochsalz und konzentrierter Schwefelsäure im Abzug hergestellt. Durch ein einfaches Konstrukt aus einer Spritze mit Indikatorlösung und einem durchbohrten Stopfen wurde ein Miniatur-Springbrunnen zusammengebaut.

Nach einer kleinen Starthilfe wurde das Wasser aus der Spritze eindrucksvoll in das Reagenzglas gezogen: Ein schöner Nebeneffekt, wenn sich das Gas im Reagenzglas in Wasser löst und ein Unterdruck im Glas entsteht. Durch den Farbumschlag des Indikators konnte sofort die saure Lösung identifiziert werden. Die gelbe Flüssigkeit, die bei diesem Versuch entstanden ist, wird im Labor und auch im Alltag auch als Salzsäure bezeichnet.

Dank dieses ästhetischen Versuches, der auch bei Teenagern für Staunen sorgt, bleiben die entsprechenden Fachinhalte sicherlich mit einer schönen Erinnerung verknüpft.

Was Ötzi mit Chemie zu tun hat − Jahrgangsstufe 8

Über 30 Jahre nach der Entdeckung von Ötzi, der weltbekannten Mumie aus dem Eis, findet dieses Thema weiterhin Platz in unserem Unterricht. Interessant für den Chemie-Unterricht ist nicht die Person an sich, sondern ein Gegenstand, den Ötzi bei sich trug: Ein Beil, dessen Klinge zu 99 % aus Kupfer besteht. Nun sind gediegene, also reine Metalle in der Natur selten anzufinden. Wie kam Ötzi also an Metall für sein Beil? Einen möglichen Weg bestritt die Klasse 8a in ihrer Chemie-Übung: Malachit, ein grünliches Kupfererz und früher bekannter Schmuckstein, wurde bis zur Schwarzfärbung erhitzt. Mit Zugabe von Holzkohle-Pulver, das aus Kohlenstoff besteht, wurde das schwarze Gemisch noch einmal erhitzt, bis es aufglühte. Und tatsächlich, in den Reagenzgläsern der Schülerinnen und Schüler fanden sich Kupferstücke. Diese hat man unter dem Bino gut betrachten können.

Auch wenn die gewonnene Menge an Kupfer höchstens für eine stecknadelgroße Klinge reichen würde, so gelangten die jungen Forschenden zu einer wichtigen Erkenntnis: Metalle können − mit teilweise einfachen Mitteln − aus Erzen bzw. Salzen gewonnen werden. Ähnlich muss es bei Ötzi gewesen sein, auch wenn wir den genauen Prozess und v.a. seine Ausstattung an Geräten nicht kennen.

Experiment zur verzögerte Wirkstofffreigabe − Jahrgangsstufe 11

Verschiedene Schmerzmittel, aber auch einige Medikamente zur Behandlung psychischer Erkrankungen, geben bei Einnahme ihre Wirkstoffe verzögert und über einen längeren Zeitraum in den Körper ab. Das ist deswegen so wichtig, da eine sofortige Freisetzung der gesamten Wirkstoffmenge zu unerwünschten und gefährlichen Nebenwirkungen führen würde.

Das Prinzip dieser sogenannten Retard-Medikamente wurde von der Klasse 11abc in einer Doppelstunde nachgestellt. Als „Wirkstoff“ wurde dafür Ammoniumthiocyanat in Alginatbällchen eingeschlossen. Eine Hälfte dieser Bällchen ist im Anschluss noch mit einer Hülle versehen worden, die die Kapsel von solchen Medikamenten darstellen soll. Diese wurde mit Hilfe von Polymilchsäure geschaffen. Diesen Biokunststoff haben die Schülerinnen und Schüler aus Milchsäure selber hergestellt.

Nach der Verkapselung erfolgte auch schon die Erprobung der Modell-Retard-Bällchen: Eine Lösung mit Eisen-Ionen hat dafür als umgebendes Medium gedient. Bei den Bällchen ohne Hülle konnte eindrucksvoll gezeigt werden, dass sich die Lösung in kürzester Zeit intensiv blutrot färbt. Ursache dafür ist das Zusammenwirken von Eisen-Ionen mit den Thiocyanat-Ionen aus den Bällchen. Die verkapselten Bällchen färbten die Lösung dagegen erst verzögert und nicht so intensiv rot.

Mit diesem Versuch und seinen ästhetischen Komponenten konnte im Anschluss diese Darreichungsform für Medikamente anschaulicher erarbeitet werden.

Spende von Silikonschläuchen für das Chemielabor

Ende April erhielt die Fachschaft Chemie eine Sachspende in Form von 2 x 25 Metern Silikonschläuchen von der Firma Siltec aus Weiler. Dadurch können nun unter anderem die rot-braunen Gummischläuche aus älteren Versuchsaufbauten durch die neuen und flexibleren Alternativen ausgetauscht werden. Ein Vorteil ist jetzt, dass die transparenten Schläuche Einblick geben, wann und wie viel Flüssigkeit durchfließt. Dadurch wird es für unsere Schülerinnen und Schüler leichter werden, einen Versuchsaufbau besser nachvollziehen und letztlich verstehen zu können.

Wir bedanken uns bei Herrn Florian Schmidt von der Firma Siltec für diese freundliche Unterstützung und freuen uns, das Material bald im Unterricht und auch in Übungsstunden verwenden zu dürfen!

Vom Stop-Motion-Video eines Reaktionsmechanismus bis hin zur Messwerterfassung bietet der Einsatz moderner digitaler Technologien ein weites Betätigungsfeld für die Bearbeitung naturwissenschaftlicher Problemstellungen. Ob durch Simulation chemischer Prozesse, Erstellung von Lernsoftware oder computergestütztes Experimentieren: Der gezielte Einsatz digitaler Technologie fördert die Studierfähigkeit und dient als Vorbereitung für die spätere Berufstätigkeit. Von zentraler Bedeutung bleibt die vorwissenschaftliche Problemstellung (fachliche Kompetenz), die jeweils mithilfe einer modernen, digitalen Herangehensweise die Anwendungs- und Medienkompetenz schult.

Hier ist leider noch Baustelle.

Erstellung, Produktion, Test und Verkauf von Unterrichtsmaterialien zur Binnendifferenzierung im naturwissenschaftlichen Unterricht