Mathematik und Naturwissenschaften

Mathematik

In nahezu allen Jahrgangsstufen gibt es eine Reihe besonderer Angebote, die über den regulären Unterricht in den MINT- (Mathematik – Informatik – Naturwissenschaft – Technik) Fächern hinausgehen; so auch in Mathematik. Das Hauptaugenmerk dieser Angebote ist es, ebenso wie im „normalen“ Mathematikunterricht, Interesse und Spaß an mathematischen Themen, an Knobeleien und logischem Denken zu wecken, zu vermitteln oder weiterzuentwickeln.

Die o.g. besonderen Angebote tragen dabei seit vielen Jahren dazu bei, dass unsere Schülerinnen und Schüler immer wieder äußerst erfolgreich an Wettbewerben teilnehmen. Gleichzeitig erreicht aber auch die breite Schülerschaft der Liebigschule im Mittel hervorragende Ergebnisse bei den zentralen Abschlussprüfungen im für alle verpflichtenden Abiturprüfungsfach Mathematik.

Spezielle Angebote und Besonderheiten

Besonderer Wert wird im Fach Mathematik auf die Nutzung moderner Medien gelegt. So gehört neben dem „wissenschaftlichen Taschenrechner“ auch die Nutzung von „geogebra“ und/oder Tabellenkalkulationssoftware zur Datenanalyse und -auswertung selbstverständlich dazu. Im Jahrgang 5 werden alle Schülerinnen und Schüler beispielsweise mit der Nutzung derartiger Software vertraut gemacht. Darüber hinaus absolvieren Sie im Rahmen des Projekttags „Entdecke Gießen“ eine spannende mathematische Stadtrally.

In den folgenden Jahrgängen dient Geometriesoftware (bspw. auch „dynageo“) regelmäßig dazu, mathematische Sachverhalte zu visualisieren, um den Zugang sowie selbstentdeckendes Lernen zu erleichtern.

In der Einführungsphase besteht die Möglichkeit, ergänzend zum regulären Mathematikunterricht einen zweistündigen Kompensationskurs zu besuchen, falls doch einmal Defizite aus der Mittelstufe vorhanden sein sollten.

Während der Qualifikationsphase werden regelmäßig mehrere Leistungskurse angeboten. In diesen werden spezielle Taschenrechner (sogenannte CAS-Rechner) genutzt. Mit deren Hilfe lässt sich sowohl wissenschafts-propädeutischer als auch anwendungsorientierter Unterricht realisieren, was von den Absolventinnen und Absolventen dieser Kurse sehr geschätzt wird.

Teilnahme an Wettbewerben

Das Mathematikkollegium der Liebigschule bietet bspw. in Form der Mathematik-AG aber auch durch Binnendifferenzierung im Unterricht Schülerinnen und Schülern besondere Möglichkeiten, sich auf Wettbewerbe vorzubereiten. So gibt es seit vielen Jahren beständig äußerst erfolgreiche Teilnehmer*innen bis hin zu Landessieger*innen bspw. an der Mathematikolympiade, dem Känguruwettbewerb, dem Bundeswettbewerb Mathematik. Um die Schüler*innen an derartige Wettbewerbe heranzuführen, wird der Känguruwettbewerb im Jahrgang 5 in Jahrgangsbreite absolviert. Auch die Teilnahme am hessischen Mathematikwettbewerb in der Jahrgangsstufe 8 erfolgt in Jahrgangsbreite. In den vergangenen Jahren haben unsere Klassen dabei sowohl in der Breite als auch in der Spitze erfreulicherweise hervorragende Ergebnisse erzielen können.

Physik

Die Physik zählt neben der Biologie und Chemie zu den naturwissenschaftlichen Fächern. Sie wird als Nebenfach mit zwei Wochenstunden unterrichtet. Insbesondere die jüngeren Schüler zeigen eine hohe Motivation und Wissbegierde für physikalische Themen, sodass an der Liebigschule bereits im zweiten Halbjahr der Jahrgangsstufe 6 mit dem Physikunterricht begonnen wird. Dabei stehen zunächst physikalische Phänomene im Vordergrund, welche die Schülerinnen und Schüler mithilfe von Experimenten untersuchen. Schon hier zeigt sich die große Bandbreite der Physik von Optik, Magnetismus bis hin zur Wärmelehre.

In den kommenden Lernjahren der Sekundarstufe 1 werden die weiteren Teilgebiete Elektrizitätslehre, Mechanik sowie Radioaktivität behandelt. Dabei können die Schülerinnen und Schüler aufgrund der guten Ausstattung der Liebigschule häufig eigenständig experimentieren und Zusammenhänge erforschen. Komplexere Versuche demonstriert in der Regel die Lehrkraft.

Wie in der Mittelstufe ist der Physikunterricht in der Einführungsphase der Oberstufe zweistündig. Sowohl die praktischen Anforderungen beim Experimentieren wie auch die theoretischen in Form von Berechnungen nehmen zu. Neben den klassischen Messgeräten werden nun auch elektronische Sensoren in Kombination mit einem Smartphone, Tablet oder PC eingesetzt. Grundlagen zu den Ursachen und Folgen des Klimawandels können sich die Schülerinnen und Schüler in einer interdisziplinären Unterrichtseinheit selbstorganisiert erarbeiten.

In der anschließenden Qualifikationsphase besteht je nach Leistungsniveau die Möglichkeit, einen Grund- oder Leistungskurs zu besuchen. Inhalte der modernen Physik können dort in häufig kleinen Gruppen bei einem Zeitumfang von drei bzw. fünf Wochenstunden erlernt werden. Trotz des größeren Aufwandes werden wie in den vorangegangenen Lernjahren zahlreiche Schüler- und Lehrerexperimente durchgeführt. Durch das Aufzeigen von Anwendungsbezügen wird die Bedeutung der Physik für unsere Gesellschaft verdeutlicht.

Die in den einzelnen Jahrgangsstufen vermittelten Inhalte können den Jahresplänen und dem Kerncurriculum des Kultusministeriums entnommen werden.

Biologie – Faszination Leben

Im Fachbereich Biologie an der Liebigschule liegt es uns am Herzen, den Schülerinnen und Schülern die faszinierende Welt der Biologie und biologischer Vorgänge praxisnah zu vermitteln. Wir versuchen dabei die Begeisterung und das Interesse an der Biologie und den Naturwissenschaften über verschiedene Wege zu erhalten und auszubauen.

Im Unterricht lassen wir immer wieder praktische Elemente wie Experimente und die Arbeit mit Modellen einfließen, um die Schülerinnen und Schüler schon früh an naturwissenschaftliche Arbeitsweisen heranzuführen und der Freude am Experimentieren Raum zu geben. Das Spektrum reicht dabei von ersten Modellexperimenten zur Anpassung des Eisbären an seine Umwelt in Klasse 5 bis zu den gentechnischen Projekttagen im neu eingerichteten S1 – Gentechniklabor für die Grund- und Leistungskurse der Q-Phase. Hier werden komplexe molekularbiologische Vorgänge und Prozesse für die Schülerinnen und Schüler praktisch begreifbar gemacht.

Neben den Möglichkeiten im Unterricht haben wir an der Schule AG- und Wettbewerbs-Angebote, bei denen die Schülerinnen und Schüler biologischen Interessen nachgehen können.

AGs, Wettbewerbe und besondere Angebote

In der Bienen AG lernen Kinder der 5. und 6. Klasse die Lebensweise der Bienen im Bienenjahr kennen und erhalten über die Arbeit mit den Bienen Grundkenntnisse der Imkerei.

Im Rahmen der Schulgarten AG pflegen und bebauen die Schülerinnen und Schüler den Schulgarten, wobei die geernteten Produkte wie z.B. Äpfel und Kartoffeln immer wieder zu leckeren Gerichten verarbeitet werden.

Die Jugend forscht AG begleitet Jungforschende bei ihren naturwissenschaftlichen Projekten.

Im Rahmen der Klassen 6 und 7 bieten wir die Teilnahme am HEUREKA-Wettbewerb Mensch und Natur an, hier können Schülerinnen und Schüler ihr naturwissenschaftliches Allgemeinwissen testen.

Hermann-Hoffmann-Akademie und GiJufo

Die Liebigschule arbeitet eng mit der Hermann-Hoffmann-Akademie für junge Forscher der JLU-Gießen, die von Prof. Dr. Ziemek und Prof. Dr. Wissemann ins Leben gerufen wurde, zusammen.

Seit 2013 besteht ein Kooperationsvertrag zwischen der Liebigschule Gießen und der Universität Gießen vertreten durch die Hermann-Hoffmann-Akademie für junge Forscher der JLU (HHA) und dem Zentrum für Lehrerbildung (ZfL) der JLU-Gießen. Die Zusammenarbeit umfasst dabei verschiedene Bereiche:

Kooperationsangebote von Seiten der Schule

Kooperationen im Bereich Examens-, Master- und Doktorarbeiten Studentinnen und Studenten führen Unterrichtseinheiten durch oder befragen Schülerinnen und Schüler mit im Institut für Biologie-Didaktik entwickelten Fragebögen.

Eine Studentin richtete beispielsweise in ihrer Examensarbeit einen digitalen Bienenstock in der Schule ein.

Die Liebigschule sorgt jedes Jahr für einen erhöhte Aufnahme und Betreuung von Praktikanten und speziell von Praktikantinnen und Praktikanten des Fachbereichs Biologie. Frau Dr. Karl betreut die Praktikantinnen und Praktikanten als Lehrbeauftragte im Rahmen der Vor- und Nachbereitung des Praktikums.

Kooperationsangebote von Seiten der Universität

Projekt GiJufo („Gießener Jugendliche forschen“)

Sophia Krastev bei der Präsentation ihrer Arbeit beim Wissenschaftsfestival 2019 (Foto: Schott)

Seit 2015 können Schülergruppen jedes Jahr eigene Forschungsprojekte unter Anleitung von Lehramtsstudenten durchführen, finanziert und betreut über die HHA. Das von Prof. Dr. Hans-Peter Ziemek und Dr. Julian Roth-Brennecke ins Leben gerufene Projekt soll es Schülerinnen und Schülern ermöglichen, ein Forschungsprojekt unter Betreuung durch studentische Mentoren durchzuführen oder aber auch Forschungsideen mit deren Hilfe zu entwickeln. Projekte aus allen MINT-Bereichen sind hier möglich. Das Projekt läuft an verschiedenen Gießener Schulen und umfasst den Zeitraum von nach den Osterferien bis Ende November.

Anfang Dezember endet das Projekt mit einem „Wissenschaftsfestival“, bei dem die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit erhalten, ihre Ergebnisse mithilfe von erstellten Postern der Öffentlichkeit vorzustellen. In diesem Rahmen werden die Arbeiten von sog. „Science Coaches“, das sind Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der Universität Gießen begutachtet. Jede Schülergruppe erhält dabei ein individuelles Feedback zu ihrer Arbeit. Hierbei steht nicht der Wettbewerbsgedanke im Mittelpunkt, sondern die Möglichkeit der Präsentation der Ergebnisse. Die Schülerinnen und Schüler erhalten ferner Anregungen zur Weiterarbeit von den Science Coaches.

Das Projekt bietet die Möglichkeit der Kontaktaufnahme zu universitären Forschungseinrichtungen (Forschen an der Universität Gießen) und aus ihm erwachsen oftmals „Jugend forscht“ Arbeiten, die Schülerinnen und Schüler auch bei diesem Wettbewerb präsentieren.

Unter folgendem Link „Projekte GiJufo ab 2015“ können Sie die Themen der in den letzten Jahren erstellten Arbeiten einsehen.

Das Buntbarschlabor in der HHA

Schülerinnen und Schüler der Klasse 6 beobachten das Verhalten von Buntbarschen (Foto: Schott)

Das Buntbarschlabor bietet Schulklassen der Jahrgangsstufe 6 beim Thema Fische die Möglichkeit Verhaltensbeobachtungen oder auch Attrappen-Versuche selbstständig zu planen und auszuwerten. Oberstufenkurse profitieren beim Thema Verhalten durch die Möglichkeit auf höherem Niveau Experimente mit Buntbarschen durchzuführen und somit den Weg der wissenschaftlichen Erkenntnisgewinnung praktisch zu erlernen.

Das Pottwal-Skelett bei der Eröffnung Januar 2019 (Foto: Schott)

Das Pottwal-Skelett

Seit Januar 2019 ist im Hörsaal der HHA ein vollständiges Pottwal-Skelett ausgestellt. Auch hier haben Klassen der Unter-, Mittel- und Oberstufe die Möglichkeit im Rahmen von Führungen, sich über die Lebensweise dieser Meeressäuger zu informieren. Einige Klassen der Unter- und Oberstufe konnten bereits im Laufe des Jahres 2019 das Skelett in Augenschein nehmen.

Die Vogelsammlung und andere Sammlungspräparate

Die umfangreiche Präparate-Sammlung der Liebigschule mit diversen Vogel- und Säugetierpräparaten konnte durch den Umzug in die HHA erhalten werden. Dort ist eine umfangreiche Präparate-Sammlung in der Entstehung. Zukünftig wird es Schülerinnen und Schüler möglich sein, diese Sammlung zu besichtigen und Lehrerinnen und Lehrer der Liebigschule werden Tierpräparate an die Schule ausleihen können.

Umzug der Tierpräparate im März 2019 (Prof. Ziemek mit Mitarbeiterin; Foto: Schott)

Von der Kooperation profitieren Schüler, Lehrer, Studenten und damit Universität und Schule:

Die HHA und der Botanische Garten sind zu Fuß sehr gut zu erreichen. Der Weg zur Senkenbergstraße umfasst lediglich 10-15 min.
Schüler profitieren durch Möglichkeiten der Vertiefung und Erarbeitung von Themen oder Forschungsprojekten an der HHA, in von Studenten vorbereiteten Experimenten oder im Rahmen von Führungen und Projekttagen.
Studentinnen und Studenten können schon im Studium vermehrt mit Schülern arbeiten, sie Lernen durch Lehren. Dabei erfolgt eine Vertiefung der eigenen Fähigkeiten bezüglich des wissenschaftlichen Arbeitens z.B. im Rahmen des Projektes „Gießener Jugendliche forschen“ (GiJufo) oder der Erarbeitung von Unterrichtseinheiten.
Lehrer erhalten Möglichkeiten am außerschulischen Lernort erarbeitete Unterrichtseinheiten zu vertiefen bzw. Schülerinnen und Schüler Möglichkeiten zur Durchführung wissenschaftlicher Arbeiten anzubieten und zu ermöglichen (GiJufo).
Die Lehramtsausbildung erhält Zugang zu Schülergruppen für Examensarbeiten bzw. die Möglichkeiten der Ausbildung von Praktikantinnen und Praktikanten im Rahmen von Schulpraktika.
Die Schule hat die Möglichkeit in Zusammenarbeit mit der HHA / Universität ein attraktives MINT Angebot zu gestalten.

Wenn Sie die Arbeit der Akademie unterstützen möchten, finden Sie hier die Homepage des „Fördervereins der Hermann-Hoffmann-Akademie“: http://www.foerderverein-hha.de/

Die Fachschaft Biologie
von links: Dr. Sebastian Stille, Dr. Sandra Karl, Gerald Weidemann, Dr. Almut Herrmann, Stefan Wagner, Dr. Sigrid Schmitt, Alexandra Spengler, Dr. Achim Schott, Carmen Sondergeld, Sabine Böckling, Fiona Barteska, Christine Wallenfels (nicht abgebildet Thomas Linnemann)

Chemie

Bereits am Schnuppertag für die 4. Klässler und auch bei der Einschulungsfeier der 5. Klassen ist der Fachbereich Chemie vertreten. Für die Fünftklässler findet einmal wöchentlich in einer großen Pause im Wechsel mit Physik das „Experiment der Woche“ statt, bei dem eine Lehrkraft des jeweiligen Fachbereichs oder eine Schülerin oder ein Schüler einer höheren Jahrgangsstufe ein kurzes Experiment vorführen und altersgerecht erklären.

Chemieunterricht in der 8-10

Das Fach Chemie wird in der Mittelstufe von den Klassen 8-10 durchgängig zweistündig, möglichst ohne Lehrerwechsel, unterrichtet. Die Sicherheitsregeln und wichtige Arbeitstechniken wie Messen, Wiegen, Erhitzen mit dem Gasbrenner werden zunächst in einer Stationsarbeit erlernt. Der Lernerfolg wird anhand einer theoretischen und praktischen Prüfung geprüft und führt zum Erwerb des „Laborführerscheins“.

Gerade im ersten Lernjahr steht die hohe Selbstaktivität durch Schülerexperimente im Mittelpunkt. Anknüpfend an der Lebenswelt der Schülerinnen und Schüler werden die verschiedenen Lehrinhalte des Schulcurriculums möglichst mit Bezug auf den Alltag vermittelt. Hier stehen der Kompetenzerwerb und das Verständnis von chemischen Prinzipien im Mittelpunkt.

Im Jahrgang 9 steht im Rahmen des Unterrichts ein Besuch des Liebigmuseums mit Führung und einer Experimentalvorlesung wie zu Liebigs Zeiten für alle Klassen auf dem Programm. Das LiebigLab des Fachbereichs Chemie unter Leitung von Prof. Dr. Richard Göttlich wird immer wieder von Klassen bzw. Kursen zum Selbständigen Experimentieren an Stationsarbeiten zu bestimmten Themen besucht.

Chemieunterricht in der Sek II

Das breite Angebot der Chemie in der Mittelstufe macht sich in der Sek II durch sehr hohe Anwahlzahlen im Leistungskurs- und Grundkursbereich und viele Prüfungen im Abitur bemerkbar. So finden in den letzten Jahren meist zwei oder sogar drei Leistungskurse pro Jahrgang parallel statt und Chemie ist somit das am stärksten angewählte naturwissenschaftliche Fach im Leistungskursbereich. Daneben finden meist drei bis vier Grundkurse statt.

Ergänzt wird der Unterricht der Sek I durch den MINT-/JIA-Wahlunterricht der Klassen 9 und 10, in dessen Rahmen in einem Jahr Chemie/Biologie fächerübergreifend projektorientiert unterrichtet wird. Im AG-Bereich wird das Angebot unterstützt durch die AGs „LIO experimentiert“ (Sek I) und „LIO forscht“ (Sek II) ergänzt.

Wettbewerbe und Auszeichnungen

Viele Schülerinnen und Schüler nehmen regelmäßig und erfolgreich an verschiedenen Wettbewerben im Bereich Chemie statt. Hier ist die Teilnahme z.T. auch schon ab der 5. Klasse als Frühstarter möglich (z.B. Chemie mach mit, DeCheMax, IJSO) und ab der 8. Klasse (Chemie die stimmt). Auch längerfristige umfangreichere Projekte für Schüler experimentieren/Jugend forscht und Jugend testet können bearbeitet werden. Präsentationen über chemische Themen werden als Videos für Jugend präsentiert erstellt. Auch bei der Mittelhessischen MINT-Nacht können SchülerInnen über chemische Themen Kurzvorträge zu Experimenten oder Recherchethemen halten.

In der Sek II münden diese Wettbewerbe dann in Teilnahmen der Internationalen Chemie Olympiade (IChO), dem Chemiewettbewerb der Royal Australian Chemical Instituts (RACI) und dem Young Chemist Award der JLU Gießen. Auch Facharbeiten zum Erwerb des MINT-EC-Zertifikats im Bereich Chemie sind möglich. Regelmäßig verleiht der Fonds der Chemischen Industrie einen Preis an den/die beste(n) ChemikerIn des Abiturjahrgangs.

2020 wurde die Liebigschule mit dem Schulpreis „Chemie mach mit“ ausgezeichnet. Die folgende Tabelle zeigt die Wettbewerbsteilnahmen im Bereich Chemie der letzten drei Schuljahre:

Sek I	18/19	19/20	20/21
Chemie mach mit	15	25/8 Patzierungen 37/8 Platzierungen	33/6 Platzierungen 39/noch offen
Chemie die stimmt	—	3	19/6 qual. für 2. Runde
Internationale Junior Science Olympiade	17/3 qual. für 2. Runde	4	—
Jugend testet	2 (unter den besten 20 in Deutschland)	—	—
Schüler experimentieren/Jugend forscht	2/2x 2. Preis Arbeitswelt	—	—
Sek II
DeCheMax		14/7 qual. für 2. Runde	5/5 qual für 2. Runde/4 Jahrgangssieg Bund Q-Phase
Internationale Chemie Olympiade (IChO)	1	2/1 qual. für 2. Runde	5/3 qual. für 2. Runde
Chemiewettbewerb der Royal Australian Chemical Instituts (RACI)	21	—	—
Jugend forscht	—	4/1. Preis regional, Sonderpreis Qualitätssicherung durch zerstörungsfreie Prüfung 3×2. Preis	1
Jugend testet	—	4/1 Bundessieg	—

Die Fachschaft Chemie

Von links nach rechts: Selina Wagner, Dr. Achim Schott, Dr. Sandra Karl, Dr. Almut Herrmann, Carmen Sondergeld, Stefan Wagner, Dr. Sigrid Schmitt, Matthias Kreuzinger-Solan, Gerald Weidemann

Informatik

Informatik durchdringt die ganze Gesellschaft und damit auch die Lebenswelt und den Alltag unserer Kinder. Algorithmen, Informatiksysteme und vernetzte Anwendungen kommen fast überall zum Einsatz und haben mit den Spielsachen und Kommunikationsmitteln unsere Schülerinnen und Schüler vielfach erreicht und beeinflussen deren Heranwachsen. Die Lio unterstützt sie dabei durch das Angebot Informationstechnischer Grundbildung (ITG) in den Jahrgängen 5 bis 7. Die Informatik knüpft an dieses Wissen an.

Allerdings heißt Informatik an der Lio keine bloße Vertiefung von ITG und somit auch keine Anwenderschulung für z.B. Office-Programme. Es geht vielmehr um Kompetenzen wie der Umgang mit Daten und Algorithmen, die Funktionsweise von Rechnern und Netzen sowie Kenntnissen über die Informationsgesellschaft und Datensicherheit (vgl. Bildungsstandards der Gesellschaft für Informatik).

Flyer WPU Informatik 9 & 10

Informatikunterricht in der Mittelstufe

Dazu können unsere Schülerinnen und Schüler in der Sek. I im Jahrgang 9 das Wahlpflichtfach Informatik für zwei Jahre wählen. Der Unterricht umfasst zwei Stunden pro Woche und greift bspw. nachfolgende Themen auf:

Hardware, Bits ‘n Bytes
Tabellenkalkulation und Präsentationen
Webseiten gestalten mittle HTML, CSS und JavaScript
Sicherheit und Verschlüsselung
Künstliche Intelligenz
Einstieg in die Programmierung (z.B. mit Scratch und später dem Java-Hamster)
Linux und OpenSource
uvm.

Informatikunterricht in der Oberstufe

In der Oberstufe (Sek. II) umfasst der Unterricht in der 11. Klasse zwei Stunden, in den Klassen 12 und 13 entweder zwei (Grundkurs) oder fünf (Leistungskurs) Stunden. Auch in der Sek. II ist Informatik ein Wahlfach und muss daher aktiv angewählt werden.
Folgende Inhalte stehen im Vordergrund:

Netzwerke
Objektorientierte Programmierung
Algorithmendesign
Aufbau und Erstellung relationaler Datenbanken
Theoretische Informatik
Datenschutz und Datensicherheit

Wettbewerbe

In allen Jahrgangsstufen wird projektorientiert unterrichtet und die Schülerinnen und Schüler schaffen eigene Produkte. Daneben werden auch unterschiedliche Wettbewerbe wie z.B. der Info-Biber, Bundeswettbewerb Informatik oder Jugend forscht in den Unterricht integriert.

Schließlich sammeln die Schülerinnen und Schüler mit jedem Kurshalbjahr und mit jedem Wettbewerb nicht nur Erfahrungen und Wissen für die Zukunft, sondern auch etliche Punkte für das MINT-EC-Zertifikat.