Die fächerüberspannenden Themen der Bionik bieten zahlreiche Anknüpfungspunkte in der schulischen Bildung. Die Broschüre orientiert sich an Lehrplaninhalten und die Materialien sind direkt im Unterricht einsetzbar. Zudem werden Anregungen für die außerunterrichtliche Arbeit bzw. für die Begabtenförderung gegeben. Inhalt: 1 Bionik in der Schule 1.1 Bionik als Unterrichtsgegenstand 1.2 Zum Einsatz der Broschüre im naturwissenschaftlich-technischen Unterricht 1.3 Wie arbeiten Bioniker? 1.3.1 Biologische Systeme als Vorbild 1.3.2 Technische Lösung als Ergebnis 2 Themen zur Bionik 2.1 Von der Klette zum Klettverschluss 2.1.1 Fachliche Grundlagen 2.1.2 Arbeitsblätter 2.2 Wärmedämmung nach Eisbärenart 2.2.1 Fachliche Grundlagen 2.2.2 Arbeitsblätter 2.3 Wassergewinnung nach Vorbild des Nebeltrinkerkäfers 2.3.1 Fachliche Grundlagen 2.3.2 Arbeitsblätter 2.4 Schwimmen und Tauchen nach dem Vorbild der Tiere 2.4.1 Fachliche Grundlagen 2.4.2 Arbeitsblätter 3 Karriere mit Bionik
Inhalt Die Materialien sind für den naturwissenschaftlich-technischen Unterricht in den Klassenstufen 7/8 bestimmt, können aber auch in den anderen Klassenstufen eingesetzt werden. Für den Unterricht in heterogenen Lerngruppen werden Arbeitsmaterialien angeboten, die ein unterschiedliches Anforderungsniveau aufweisen.
Der Abschnitt »Wie arbeiten Bioniker« verdeutlicht den prinzipiellen bionischen Denk- und Arbeitsprozess der Bionik. Ihn nachzuvollziehen bedeutet für Lernende, sich mit biologischen Phänomenen und technischen Anwendungen auseinanderzusetzen sowie eine Reihe von naturwissenschaftlichen Methoden (insbesondere Modellmethode und experimentelle Methode) anzuwenden. Der Abschnitt ist so konzipiert, dass Texte und Übersichten z. B. als Kopiervorlage genutzt werden können.
Die »fachlichen Grundlagen« der vier Themen zeigen die Zusammenhänge zwischen biologischem Vorbild und technischer Anwendung auf. Diese Abschnitte können direkt als Material für die Hand der Schülerinnen und Schüler bzw. als Kopiervorlage genutzt werden.
Die »Arbeitsblätter« sind wie folgt strukturiert: Sie enthalten einen fachlichen Kontext, aus dem sich eine Forscherfrage ableitet. Lernende sind gefordert, diese Forscherfrage nach der Schrittfolge des forschenden Lernens (experimentelle Methode) zu beantworten. Schwerpunktmäßig geht es dabei entweder • um das biologische Vorbild, d. h. um das Analysieren der lebenden Natur, das Erkennen sowie Erklären biologischer Prinzipien, das Abstrahieren und das Entwickeln eines Erklärungsmodells oder • um die technische Lösung, d. h. um das Entwickeln eines Konstruktionsmodells, seine Variation, die Prüfung und Bewertung der technischen Umsetzbarkeit und die Ausarbeitung der technischen Lösung. Darüber hinaus enthalten die Arbeitsblätter Informationen und Arbeitshinweise.
Anmerkungen
Didaktische Anmerkungen Jedes Arbeitsblatt besteht aus zwei Seiten. Den Arbeitsblättern 4, 6 und 8 sind Vorlagen zur Dokumentation der Beobachtungen und Messdaten zugeordnet. Empfehlenswert ist, die Arbeitsblätter als Vorder- und Rückseite zu kopieren und ggf. zu laminieren. Das Arbeitsblatt 11A/11B zeigt exemplarisch die Herangehensweise, die v. a. für Projektunterricht und außerunterrichtliche Tätigkeit geeignet ist. Voraussetzung dafür ist, dass Lernende über die erforderlichen Kompetenzen verfügen, sich selbstständig mit einem ausgewählten Bionik-Thema auseinanderzusetzen: • Kenntnisse über den bionischen Arbeitsablauf: · Festlegen der technisch zu realisierenden Funktion · Ermitteln von biologischen Vorbildern und Erkennen des Prinzips · Entwickeln von Funktionsmodellen · Übertragung der gewonnenen Erkenntnisse auf technische Objekte • sicheres Anwenden der Erkenntnismethoden • praktische Fähigkeiten bei der Erstellung von Modellen.
Handhabung Neben der hier vorhandenen Pdf-Version kann sich jede Thüringer Regelschule, Thüringer Gemeinschaftsschule, Thüringer Gesamtschule und jedes Thüringer Gymnasium ein gedrucktes und kostenfreies Exemplar über das Thillm bestellen. Falls Sie diese Publikation bestellen möchten, wenden Sie sich bitte per Email an: doreen.nuechter@thillm.de
