Bionik - Natur als Vorbild

Bionik

Mittlere Schulformen

Biologie

9. | 10. Klasse

4 - 7 Unterrichtsstunden

Beschreibung

Pflanzen und Tiere können Vorbilder für technische Konstruktionen und Verfahrensabläufe sein. In dieser Einheit bauen Ihre Schüler biegungsstabile und flugfähige Körper nach dem Vorbild der Natur. Dadurch erkennen sie die Zusammenhänge von Struktur und Funktion und frischen ihre physikalischen Grundkenntnisse auf. Mit Rätsel!
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Kompetenzen

Klasse:9/10
Dauer:7 Stunden (Minimalplan: 4)
Kompetenzen:Die Schüler …
  • erläutern mehrere Beispiele für technische Konstruktionen nach biologischen Vorbildern.
  • wenden die Konstruktionsprinzipien von Naturobjekten auf technische Bauteile an.
  • stärken ihre soziale Kompetenz durch die Arbeit im Team.
Aus dem Inhalt:
  • Natur und Technik – findet das Paar!
  • Wir bauen eine Flugvorrichtung für die Erbse und stabile Stäbe aus Papier.
  • Bottom-Up- und Top-Down-Methode
  • Schleimpilz gegen Ingenieur
  • Bionik kreuz und quer – ein Rätsel
  • Was weißt du alles über die Bionik? – Kompetenzraster

Inhaltsangabe

V = VorbereitungSV = SchülerversuchAb = Arbeitsblatt/Informationsblatt
D = DurchführungFo = FolieLEK = Lernerfolgskontrolle
= Zusatzmaterial auf CD

Stunde 1: Natur als Vorbild

M 1(Fo/Ab)Natur und Technik – findet das Paar!
  • evtl. einige Originalobjekte, z. B. Klettfrucht, nicht benetzbares Blatt

Stunde 2: Die Erbse soll fliegen!

M 2 V: 20 min D: 45 min(SV/Ab)Wir bauen eine Flugvorrichtung für die Erbse
  • verschiedene Flugfrüchte und - samen
  • 1 Stoppuhr
  • evtl. 1 Trittleiter
  • 1 Maßband
  • mehrere Knetstäbe
  • 1 Rolle dünner Draht
  • 1 Packung Watte
  • 1 Packung Zahnstocher
  • mehrere Strohhalme
  • mehrere Vogelfedern (Daunen)
  • 1 Schere pro Gruppe
  • mehrere Bögen Druckerpapier pro Gruppe
  • 1–2 Bögen Seidenpapier pro Gruppe
  • 1 Rolle Frischhaltefolie
  • 1 Rolle Bindfaden
  • 1 Alleskleber pro Gruppe
(Bilder)Konstruktionzeichnungen Leonardo da Vincis/Abbildung eines Zanonia-Samens/Foto der Etrich Taube

Stunden 3–4: Konstruieren und Vergleichen

M 3 V: 10 min D: 45 min(SV/Ab)Stabile Stäbe in Natur und Technik
  • mehrere Bögen DIN-A4-Druckerpapier (80 g) pro Gruppe
  • 1 Schere pro Gruppe
  • 1 Klebstoff pro Gruppe
  • verschiedene Pflanzenstängel
  • 2%ige Safranin-Lösung
  • 1 Petrischale pro Gruppe
  • 1 scharfes Messer oder Rasierklinge pro Gruppe
  • 100 ml Leitungswasser pro Gruppe
  • 1 Lupe oder 1 Binokular pro Gruppe
  • 1 Radiergummi pro Gruppe
  • 1 Bleistift pro Gruppe
  • 1 Rotstift pro Gruppe
M 4 V: 20 min D: 45 min(SV/Ab)Unsere Papierstäbe im Belastungstest
  • Papierstäbe aus Versuch M 3
  • verschiedene Pflanzenstängel
  • 1 Plastikbeutel mit Tragegriff
  • 1 Beutel Aquarienkies (ca. 1 kg)
  • 1 Esslöffel oder kleine Schaufel
  • 6 Ziegelsteine
  • 1 Waage (mind. 1 kg)
  • 1 Anschlagtafel
  • Stängel verschiedener Pflanzen

Stunden 5–6: Typen der Bionik

(Bild)Foto von Otto Lilienthal
M 5(Ab)Wie die Natur zum Vorbild wird
M 6(Ab)Schleimpilz gegen Ingenieur

Stunde 7: Lernerfolgskontrolle

M 7(LEK)Bionik kreuz und quer – ein Rätsel
M 8(LEK)Was weißt du alles über die Bionik? – Kompetenzraster
(LEK)Teste dich selbst! – Was weißt du über Bionik?

Minimalplan

Bei wenig Zeit können Sie die Einheit auf

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