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Der Ganztages­unterricht ist für alle Schülerinnen und Schüler der Klassen 5 bis 10 verbindlich. Die kleinen Klassen mit 24 Schülerinnen und Schülern ermöglichen gute individuelle Zugänge und Lernchancen.

Das Kern­element und wesentliche Unterscheidungs­merkmal zu anderen Ganztages­schulsystemen ist der integrierte Unterricht am Heisenberg-Gymnasium. Während an den meisten anderen Ganztages­schulen vormittags normaler Unterricht mit den Lehrern stattfindet und für die Nachmittage Betreuer für Sport und Freizeit­programme, bestenfalls für Hausaufgaben­betreuung zur Verfügung stehen, wird der Unterricht am Heisenberg-Gymnasium ausschließlich von Fachlehrerinnen und -lehrern gestaltet. Es gibt keine Unterschiede zwischen Vor- und Nachmittags­unterricht, jeder Schultag ist von einem ganzheitlichen und sinnvoll rhythmisierten Wechsel der Lehr- und Lernphasen geprägt. Theorie, Übung und Anwendung sind in einer Lehrerhand. Es gibt keine schriftlichen Hausaufgaben. Lehren und Lernen bilden eine vollkommen verschmolzene Einheit.

Im Vergleich zur Kontingent­stundentafel für Gymnasien sind die Kernfächer in den Klassen 5 bis 10 des HBG mit ca. 50 % höheren Wochen­stundenzahl ausgestattet. Hinzu kommen weitere, zusätzliche, fest im Stundenplan verankerte Stunden in den Natur­wissenschaften und  im Fachbereich Methodik, der sich aus den Einzelfächern „Methodik - Lerne das Lernen“, „Soziales Lernen“, „EDV - Umgang mit Computer, Medien und Programmen“ und dem  Fach „Darstellendes Spiel“ zusammensetzt.

Der gesamte Schultag wird ausschließlich von den Fach­lehrern der Klasse gestaltet. Der einzelne Lehrer hat im integrierten Unterricht viel mehr Zeit zur Verfügung und kann den klassischen Ablauf durch methodisch und didaktisch sinnvolle Wechsel von Theorie, Übung, Anwendung und Wiederholung bereichern. Offene Unterrichts­formen mit individuellem und gemeinsamem Arbeiten bilden neben dem klassischen „Lehren“ einen gewichtigen Schwerpunkt. Der Lern­prozess wird in dieser Struktur ganzheitlicher, da sich ein fest ineinander verwobenes Geflecht sowohl der verschiedenen Lern­phasen als auch der verschiedenen sozialen Arbeits­formen ergibt.

Im integrierten Unterricht werden sowohl leistungs­stärkere als auch leistungs­schwächere Schüler individuell wesentlich besser gefördert und gefordert.
Die Wochen­struktur enthält einen unterrichts­freien Nachmittag, den die Schülerinnen und Schüler für individuelle Lernzwecke, Arbeits­gemeinschaften oder für persönliche Freizeit­aktivitäten nutzen können. Unterrichts­beginn und Unterrichts­ende unterscheiden sich an den einzelnen Standorten minimal.