Bionik im FvU Klasse 10
Im Rahmen des fächerverbindenden Unterrichtes der zehnten Klasse teilten sich die Schüler im Voraus in verschiedene Themengruppen ein, welche sich alle mit einzelnen Bereichen der Bionik beschäftigten. Zu den einzelnen Unterthemen – Schwarmintelligenz, Lotuseffekt, Fin-Ray und Leichtbau – fuhren die Schüler nach Dresden.
Unsere Gruppe fuhr in das Schülerlabor der TU Dresden um dort einige Experimente durchzuführen. Uns standen vier Experimente zur Auswahl, aus welchen jeder zwei durchführen durfte. Im Experiment Leichtbau erfuhren wir, wie Leichtbaumaterialien hergestellt, verarbeitet und genutzt werden können. Die Experimentiergruppe Flugzeuge beschäftigte sich mit dem Aufbau und den Materialien eines Triebwerkes, welche durch Experimente bestimmt wurden. So charakterisierten wir die Eigenschaften (Dichte, Wärmeausdehnung, Preis und Festigkeit) welche die Materialien aufweisen sollten. Dies erforschten wir in einzelnen Experimenten mit dem Ofen und einer Zugmaschine.
Weitere Experimente waren zum selbsthergestellten Superkleber und zur Hydrophobie (wasserabweisend) unterschiedlich aufbereiteter Metalle (aufgeraut, mit POMA behandelt). Am Ende stellte jede Gruppe ihre Ergebnisse den anderen in Form einer Präsentation vor.
Am Dienstag beschäftigten wir uns in Experimenten mit dem Lotuseffekt. Dazu testeten wir einige Pflanzen auf ihre Hydrophobie. Dies geschah in sechs verschiedenen Experimenten, welche die Schüler eigenständig durchführten.
Die Ergebnisse wurden erneut in Präsentationen vorgestellt und ausgewertet.
Der fächerverbindende Unterricht der Klassenstufe 10 beschäftigt sich mit dem Thema Bionik. Es werden Experimente, Exkursionen und Ausarbeitungen zu diesem Thema durchgeführt.
Bionik ist die Verbindung zwischen der Biologie und der Technik. Bei dem Zusammenfügen von Biologie und Technik gibt es im Prinzip 2 mögliche Prozesse: Top-down und Bottom-up. Bei Top-down wird versucht technische Probleme mit biologischen Kenntnissen zu lösen. Die Bottom-up-Form bezeichnet die Kenntnisse aus der Natur, die technisch umgesetzt und somit zum Vorteil der Technik genutzt werden.
Ein Beispiel für die Bionik ist die Schwarmintelligenz. Diese haben wir in der Turnhalle selbst nachgestellt. Dieses Experiment ist aufgegangen und wurde später in der Schule analysiert. Die Schwarmintelligenz soll ein Verkehrssystem ohne Stau darstellen. Weitere Beispiele sind Pampelmusenschalen für Motorrad- und Fahrradhelme, Rattenzähne für selbstschärfende Messer, Mottenaugen für die (Nicht-)Lichtreflexion von Bildschirmen und Delfine für die kabellose Unterwasserkommunikation.
Ein Greifer mit „Finray-Effekt“ verformt sich, im Gegensatz zu einem steifen Greifer, wenn er ein Objekt anhebt. Dieses Prinzip findet Anwendung bei Greifarmen von Robotern, welche leicht zerbrechliche Gegenstände anheben. Die Verformbarkeit wird durch Querstreben im Greifarm erzeugt. Wir haben einen solchen Greifer an dem Beispiel einer Fischflosse gebaut.
Die Holzbalken zum Halten befinden sich unterhalb der Greifer aus Pappe. Die „Flosse“ biegt sich in der Richtung, von der der Druck kommt.