Bionik und Autos: die Natur als Ingenieurin

In dieser Unterrichtseinheit für den Biologie- und Ethikunterricht der Sekundarstufe II zum Thema "Bionik und Autos" erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler selbstständig die Grundlagen der Bionik und lernen verschiedene bionische Anwendungen aus dem Alltag kennen. Der Schwerpunkt liegt dabei auf praxisnahen Beispielen aus dem Automobilbau, bei denen natürliche Vorbilder für technische Innovationen genutzt werden.

Unterrichtseinheit
  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt / Religion / Ethik
  • Sekundarstufe II
  • 4 - 8 Unterrichtsstunden
  • Arbeitsblatt
  • 3 Arbeitsmaterialien

Beschreibung der Unterrichtseinheit

In den letzten Jahren ist das Interesse an bionischen Entwicklungen – insbesondere im Hinblick auf das Thema Nachhaltigkeit – enorm gestiegen. Mithilfe der Bionik ist es möglich, nicht nur nachhaltige und umweltschonende Technologien und Produkte zu entwickeln, sondern dadurch auch Ressourcen einzusparen und so einen Beitrag zur Nachhaltigkeit zu leisten.

Die vorliegende Unterrichtseinheit lässt sich in den Rahmenlehrplan der Sekundarstufe II für das Fach Biologie einordnen und orientiert sich an einem Thema, das sich vor allem in den letzten Jahren als eigenständige wissenschaftliche Disziplin etabliert hat. Die Bionik besitzt mittlerweile breitgefächerte Anwendungsmöglichkeiten, wobei die nachhaltigen Innovationen in vielen technischen Bereichen und auch im täglichen Alltag zum Einsatz kommen.

Im Fokus dieser Unterrichtseinheit steht neben der Vermittlung der Grundlagen der Bionik vor allem die Anwendung bionischer Erfindungen im Alltag. Im späteren Verlauf der Einheit wird dann ein besonderes Augenmerk auf die Anwendungen aus dem Bereich des Automobilbaus gelegt.

Abschließend haben die Schülerinnen und Schüler die Möglichkeit, ein eigenes Beispiel der Bionik zu erforschen und einen Vortrag oder wahlweise ein Poster zu entwickeln.

Zusätzlich kann das Thema um ethische Aspekte erweitert werden, indem die Schülerinnen und Schüler ein Zitat aus dem zugrunde liegenden Text interpretieren und die Grenzen der Forschung und die Chancen (der Bionik) diskutieren.

Optional kann eine Diskussion über Nachhaltigkeitsaspekte im Bereich des Kfz-Handwerks geführt werden, das sich aufgrund seiner Innovationsbereitschaft und seines Willens zu mehr Nachhaltigkeit als Lehrbeispiel eignet.

Unterrichtsmaterialien "Bionik und Autos"

Gesamtdownload

Unterrichtsablauf

Inhalt
Sozial- / Aktionsform

Didaktisch-methodischer Kommentar

Das Forschungsgebiet Bionik gewann vor allem in den letzten Jahren an Relevanz, da bei der Suche nach Lösungen für Fragstellungen zum Thema Nachhaltigkeit die Hilfe aus der Natur sehr willkommen ist. Das Thema Bionik eignet sich außerdem gut, um das Interesse der Schülerinnen und Schüler an Naturwissenschaften und Technik zu wecken, da es viele Berührungspunkte mit dem Alltag bietet.

Die Unterrichtseinheit ist ideal für den Biologieunterricht der Sekundarstufe II geeignet. Thematisch eignet sie sich als vertiefende Ergänzung im Anschluss an den Themenblock „Evolution und Zukunftsfragen“, der in jedem Lehrplan zu finden ist. Da die Einheit biologische mit ethischen Themen vereint, kann sie aber auch fächerübergreifend für die Fächer Ethik, Gemeinschaftskunde oder Politik genutzt werden.

Ein gewisses Grundwissen in Bezug auf den Umgang mit biologischen Fragestellungen, der in der Sekundarstufe I geschult wird, wird für die Bearbeitung der Aufgaben vorausgesetzt. Außerdem sollte die grundlegende Fähigkeit vorliegen, themenbezogen in verschiedenen Quellen zu recherchieren. Weitere Kenntnisse sind nicht notwendig.

Die Einheit bietet ein breites Spektrum an Lernmethoden und Sozialformen, sodass der Unterricht interessant und abwechslungsreich gestaltet werden kann. Für die Erarbeitung der verschiedenen Aufgabenstellungen stehen Arbeitsblätter mit Info-Texten zur Verfügung. In einigen Aufgabenstellungen wird zusätzlich die eigene Recherchefähigkeit entwickelt und auch das kritische Hinterfragen geschult.

Vermittelte Kompetenzen

Fachkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  •  erlangen Wissen über verschiedene Herangehensweisen in der Bionik.
  •  lernen verschiedene bionische Anwendungsbeispiele kennen.
  •  benennen die Ziele der Bionik.
  •  zeigen Möglichkeiten sowie Grenzen der Bionik auf.

Medienkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • verfassen und vergleichen verschiedene Informationsquellen.
  • wählen Medienangebote und Informationen selbständig aus.
  • können Medieninhalte analysieren und kritisch bewerten.

Sozialkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • können ihr Wissen auf fächerübergreifende Fragestellungen anwenden.
  • verbessern ihre Kommunikationsfähigkeit, indem sie über ethische Fragen diskutieren und argumentieren.

 

Verwendete Literatur

  • Hill, B: Bionik: Lernen von der Natur; Duden Schulbuch-Verlag; 1. Auflage; Berlin; 2006.
  • Zeuch, M; Was ist Was - Bionik; Tessloff-Verlag, Nürnberg; 2010.

Portalanbieter

Kooperationspartner

Anbieter der Unterrichtseinheit

Auszeichnungen

Autorin

Portrait von Maike Schnucklake
Maike Schnucklake

Maike Schnucklake ist promovierte Chemikerin und hat an der Freien Universität Berlin studiert.

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