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Bionik in der Schule

Kreidetafel "Bionik", Quelle: Pixabay
Kreidetafel "Bionik", Quelle: Pixabay

Naturorientiertes Lernen fördert fachübergreifendes Denken
Durch das Beobachten und eigene Entdecken von Naturphänomenen werden viele Naturvorgänge für Schülerinnen und Schüler verständlicher.
Praxisorientiertes Lernen ist wesentlich effektiver als Frontalunterricht. Beobachten, anfassen, ausprobieren, verstehen – das sind die Lernschritte beim naturorientierten Lernen. Durch die experimentelle Herangehensweise an technische Fragestellungen wird zunächst das Interesse der Lernenden für biologische Phänomene geweckt. Über die Prinzipienfindung der natürlichen Prozesse werden zum einen die Problemlösefähigkeit und zum anderen die Experimentierfreude der Schülerinnen und Schüler gefördert.

Bionik als fächerübergreifendes Schulfach?
Einige Fachleute betrachten die interdisziplinäre Wissenschaftsdisziplin Bionik als eine Schlüsseldisziplin im Bereich von Wissenschaft und Technik. Naturwissenschaftlich-technisches Denken und Arbeiten ist für viele Lebensbereiche erforderlich. Durch die Übertragung von Erkenntnissen aus der Biologie in die Technik verfügt die Bionik über alle Voraussetzungen, um den neuen Bildungsstandards der Schulen gerecht zu werden. Insbesondere für den fächerübergreifenden Unterricht ergeben sich viele Möglichkeiten für eine lebendige Unterrichtsgestaltung.

Entdeckendes Lernen
Ein wesentlicher Bestandteil des entdeckenden lernen ist, dass die Kreativität und der Ideenreichtum der Schülerinnen und Schüler gefragt sind, wenn sie nach technischen Lösungen für eine definierte Fragestellung suchen. Im Unterschied zum klassischen lernen wird der Unterrichtsstoff den Lernenden nicht einfach nur präsentiert, sondern von ihnen selbst entdeckt. Die Schülerinnen und Schüler lernen so Ursache-Wirkungs-Beziehungen kennen, aus denen sie ein Modell entwickeln.

Erfindendes Lernen
Aus dem abgeleiteten Modell werden Erfindungen. Die Forschenden vollziehen bereits gemachte Erfindungen nach oder machen neue eigene Erfindungen zur Lösung von technischen Problemen. Das naturorientierte Lernen fördert somit die Analogiebildung zwischen biologischen und technischen Systemen. Hierbei soll auch der Aspekt der Nachhaltigkeit, wie beispielsweise der Umgang mit Energie- und Rohstoffreserven mit einbezogen werden.

Geeignete Unterrichtsmaterialien zur Bionik
Der BIOKON-Standort Münster bietet Anregungen für Schulversuche und Experimente zur Bionik. Zu den Projekten zählen unter anderem:

  • Fliegen wie ein Vogel
  • Nie mehr putzen
  • Wärmedämmung nach Eisbärenart
  • Ökonomisch und ökologisch verpacken
  • Sicher verbinden
  • Leichtbau in der Natur

Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit bietet ausgearbeitete Arbeitsblätter und Handreichungen für Lehrkräfte der Sekundarstufen I/II zum Download an. Unter anderem "Hightech aus der Natur" (PDF)
Der Bildungsserver Hessen stellt ebenfalls umfangreiches Unterrichtsmaterial zum Thema Bionik zur Verfügung. Dazu zählen CD-Roms, DVDs und Filmmaterialien und viele Links zu Einzelthemen der Bionik.

Ganz neu auf dem Markt ist der Bionik-Koffer. Er wurde erstmals auf der Hannover Messe 2008 vorgestellt. Der Bionik-Koffer ist ein Kooperationsprojekt der Plant Biomechanics Group Freiburg und des Kompetenznetz Biomimetik. Er beinhaltet Experimente zu den folgenden sechs bionischen Produkten:

  • Lotus-Effect
  • Klettverschluss
  • Fin Ray Effect
  • Faltstrukturen
  • Bauteiloptimierung
  • Pneumatischer Muskel

Daneben enthält der Koffer Informationsmaterialien wie ein Bionik-Buch und Lehrmaterialien in Form von Arbeitsblättern, Lösungen und Experimenten.

Das Unternehmen Bionik-Sigma bietet für Schulen, Bildungseinrichtungen, Unternehmen und Buchhandlungen Kurse, Vorträge, Workshops, Exp

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