Skip to content

Abgucken erwünscht – mit der IJF über Bionik lernen

Die Initiative Junge Forscherinnen und Forscher e.V. (IJF) bietet für Schülerinnen und Schüler zu Themen aus Naturwissenschaft und Technik Forschervormittage in der Schule an. Wie beurteilen die Jugendlichen das Bionik-Programm, bei dem sie die fachlichen Inhalte anhand von Experimenten eigenhändig nachvollziehen können?

Seit 2010 engagiert sich die IJF in Kooperation mit der Universität Würzburg und weiteren Partnern für die Bildung von Kindern und Jugendlichen in den Bereichen Naturwissenschaften und Technik. Dabei setzt die IJF bayernweit vor allem auf Schulbesuche sowie auf Fortbildungen für Lehrkräfte, um Anregungen zu geben, wie sie ausgewählte Themen den Lernenden näherbringen und in einen lehrplankonformen Unterricht inte­grieren können. Aktuell werden folgende Themen angeboten: Bionik, erneuerbare Energien, Leichtbau und Nanotechnologie. Das aus Naturwissenschaftlerinnen und Naturwissenschaftlern bestehende IJF-Team kommt dabei meist auf Initiative eines Fachlehrers oder der Schulleitung an die Schule.

Bionik im Unterricht und mit der IJF

Bionik taucht bundesweit in den Lehrplänen wiederholt an mehreren Stellen auf. Hierzu hat die IJF ein Lernmodul entwickelt, das einen 30-minütigen Vortrag sowie eine 60-minütige stationengeleitete Experimentierphase in Kleingruppen beinhaltet. Die IJF bringt dabei alle benötigten Materialien inkl. Experimentieranleitungen mit. Zielgruppe sind die Jahrgangsstufen 5–7 von Realschulen und Gymnasien. Das Lernmodul wird jeweils von IJF-Referenten an den Schulen mit gleichzeitig 40 bis zu 70 Schülerinnen und Schülern durchgeführt, sodass mit zwei Durchläufen in der Regel eine Jahrgangsstufe abgedeckt werden kann. Die Schule stellt lediglich die Räume sowie betreuende Lehrkräfte für die Aufsicht zur Verfügung. Inhaltlich wird dabei anhand konkreter Beispiele das „Prinzip der Bionik“ nachvollzogen, also Phänomene der Natur auf die Technik zu übertragen (z. B. Klettverschluss, Lotus-Effekt). Durch den Schwerpunkt auf das selbsttätige Experimentieren der Schülerinnen und Schüler und dem Aufzeigen von Wissenschaftler-Laufbahnen (z. B. Otto Lilienthal) werden darüber hinaus naturwissenschaftliche Denk- und Arbeitsweisen geübt und vertieft.

Beurteilung des Forschervormittags

Stellvertretend für die IJF-Schulbesuche aber auch allgemein für außerschulische Lernangebote im MINT-Bereich wurde das Bionik-Programm von uns mit fachdidaktischen Fragestellungen beforscht. Einige der Ergebnisse stellen wir hier vor. Die Datenerhebung im Rahmen unserer Studie erfolgte an vier bayerischen Schulen (zwei Gymnasien, zwei Realschulen). Was sind die zentralen Aussagen? Der Bionik-Forschervormittag wird insgesamt sehr positiv bewertet. Die klare Mehrheit der Teilnehmenden verbuchte subjektiv einen fachlichen und motivationalen Zugewinn. Folgende Aspekte fallen zudem auf: Die Lehrkräfte bereiteten die Schülerinnen und Schüler nur teilweise auf die Veranstaltung vor. Dies betraf sowohl organisatorische Aspekte, wie die Gruppenaufteilung für die Experimentierphase, als auch inhaltliche Aspekte, was von dem Bionik-Vormittag zu erwarten war. Die durchgeführten Experimente wurden als gut verständlich empfunden und machten den Teilehmenden großen Spaß. Wir fanden bei der Entwicklung fachlicher Vorstellungen der Schülerinnen und Schüler zum Teil deutliche Lernerfolge, etwa wie die Fähigkeit mancher Geckos zu erklären sei, dass sie kopfüber an der Decke laufen können. Dennoch äußerten einige Probanden sechs bis acht Wochen nach der Veranstaltung erneut alltagsweltliche Vorstellungen zu den behandelten Phänomenen. Dies ist kaum verwunderlich. Auch in vergleichbaren Studien zeigte sich, dass singuläre Lernereignisse nur einen bedingten Lernerfolg erzielen können.

Außerschulische Lernangebote setzen wertvolle Impulse

Eine längerfristige kontinuierliche Auseinandersetzung mit einem Thema, z. B. im Rahmen des Wettbewerbs „Jugend forscht“, führt bei den Lernenden langfristig zu besseren Lernerfolgen. Damit wird die Vor- und Nachbereitung von einzelnen Lern­er­eig­nis­sen, wie des Bionik-Forschervormittags, und deren Einbettung in den normalen Unterricht umso wichtiger. So können derartige Lernangebote sehr wertvolle Impulse setzen. Für einen bestmöglichen Erfolg empfiehlt es sich daher, vor allem organisatorische Fragen, wie die Gruppenaufteilung für die Experimentierphase, im Voraus zu klären sowie inhaltliche Aspekte, wie z. B. die Auswertung der Versuchsergebnisse, im normalen Folgeunterricht aufzuarbeiten. Hierfür hält die IJF passendes Unterrichtsmaterial bereit. Wer als Lehrkraft ausgewählte MINT-Themen im Unterricht behandeln möchte, dem empfehlen wir einen Schulbesuch der IJF als besonderes Lernereignis zu integrieren.

Dr. Jürgen Paul & Prof. Dr. Jorge Groß

Zusatzmaterial

Hier finden Sie zusätzliche Informationen zu dem Artikel von Dr. Jürgen Paul und Prof. Dr. Jorge Groß mit dem Titel „Abgucken erwünscht – mit der IJF über Bionik lernen“, pubiziert in der Ausgabe 4/2016 des MINT Zirkels.

Weitere Informationen

www.initiative-junge-forscher.de

Beitrag teilen:

Facebook
Twitter
LinkedIn
Pinterest
XING
WhatsApp
Email

Ähnliche Beiträge

Das Fischereispiel – ein Experiment (nicht nur) für den Ökonomieunterricht
8. August, 2022
Auch in der Wirtschaftswissenschaft werden Experimente mittlerweile zur Untersuchung einer Vielzahl von Fragestellungen genutzt: Die experimentelle Wirtschaftsforschung gilt als etablierte Disziplin.
Energien der Zukunft als Unterrichtsthema
29. Juli, 2022
Biomasse, Sonnenenergie, Windkraft und Wasserkraft sind die Themen der Zukunft. Grund genug, sie bereits heute auf spielerische Weise in den Unterricht einzubinden. Dieser Beitrag gibt spannende Unterrichtsideen in Form von Stationen und Experimenten.
Hier ist was im Busch!
8. Juli, 2022
Hecken sind viel mehr als nur ein Sichtschutz für Haus und Garten. Sie sind ein wichtiger Lebensraum, in dem sich so manche tierische Überraschung versteckt, und können zudem Treibhausgasemissionen kompensieren – vorausgesetzt, es handelt sich um Naturhecken aus einheimischen Sträuchern.
Rätsel | Würfelaufkleber
8. Juni, 2022
Auf MINT Zirkel gibt es Knobel- und Rätselspaß mit Heinrich Hemme.
Mathematik(er) auf Banknoten – Avicenna
7. Juni, 2022
Schaut man in die Geldbörsen in aller Welt, so entdeckt man viele Banknoten, die voller Mathematik, Physik und Astronomie sind. Wer nach Tadschikistan reist, wird mit großer Sicherheit auch einen 20-Somoni-Schein in seiner Geldbörse haben. Darauf ist der Universalgelehrte Avicenna abgebildet.
Eine nachhaltige Welt aus dem 3-D-Drucker – Widerspruch oder Chance?
2. Juni, 2022
Unterschiedlichste Anwendungen der 3-D-Drucktechnologie führten in den letzten Jahren in vielen Bereichen der Industrie und Forschung zu enormen Fortschritten. Die stetige Weiterentwicklung zukünftiger Anwendungsmöglichkeiten wie der 3-D-Druck von Häusern oder das sogenannte Bioprinting, also der Druck von Gewebestrukturen oder Organen, lässt darüber hinaus vermuten, dass die Bedeutung der 3-D-Druckindustrie auch weiterhin stark zunehmen wird. Lässt sich das auch im Kontext einer Bildung für nachhaltige Entwicklung einsetzen?
Lernen durch Schreiben: Gilt das auch für MINT-Fächer?
25. Mai, 2022
Die Lehr-Lernforschung nimmt an, dass Schüler*innen Lerninhalte besser durchdringenund verstehen, wenn sie über diese Inhalte schreiben. Schreiben als explizite Lernaktivität erweist sich aber nicht nur als sinnvoll in den sozialwissenschaftlichen Fächern, in denen seit jeher viel geschrieben wird. Eine aktuelle Metaanalyse zeigt,dass dies genauso für die naturwissenschaftlich-mathematischen Fächer gilt.
Mit einem Mystery spielerisch zum Bau der Daniell-Zelle
18. Mai, 2022
Beim problemorientierten Chemieunterricht denken die meisten Lehrkräfte sicher an Erarbeitungen anhand von Experimenten oder experimentellen Daten. Doch es geht auch spielerischer, nämlich durch ein Mystery. Wie genau die Mystery-Methode auf spannende, rätselhafte und aktivierende Weise angewendet werden kann, zeigt dieser Beitrag anhand der Erarbeitung der Daniell-Zelle.
Wärmespeicher – ein spannendes Thema für fächerübergreifenden MINT-Unterricht
13. Mai, 2022
Um unsere Gesellschaft klimaneutral oder sogar klimapositiv umzugestalten, ist neben einer besseren Wärmedämmung auch und gerade im Wärmesektor, der etwa die Hälfte des Energiebedarfs ausmacht, eine Abkehr von Erdöl und Erdgas erforderlich. Als Ersatz eignen sich Erdwärme, Sonnenenergie (Solarthermie) und Heizen mit „grünem“ Strom in Kombination mit Wärmespeichern.
Teure Technik? – Bau eines Robotergreifarms aus günstigen Materialien
2. Mai, 2022
Roboter begeistern Schüler*innen aller Altersklassen. Die Verwendung von Robotern im technischen Unterricht sorgt für gesteigertes Interesse und Motivation, da Inhalte anhand von faszinierenden Realobjekten greifbar gemacht werden.
Urheberrecht – ein Buch mit sieben Siegeln?
25. April, 2022
Egal um welches Fach es sich handelt, jede Lehrkraft kommt mit dem Thema Urheberrecht in Berührung und sollte deshalb mit den Grundlagen vertraut sein. Dabei geht es nicht nur um den Umgang mit im Unterricht eingesetzten Materialien, sondern auch darum, die Schüler*innen zu sensibilisieren.
Trockenstress bei Pflanzen – Wassermangel im Unterricht messen
11. April, 2022
In den Jahren 2018 bis 2020 regnete es in Deutschland viel zu wenig, was deutlich am Zustand der Wälder zu sehen ist. Zwar verfügen Pflanzen über bestimmte Mechanismen, mit trockenen Phasen umzugehen, aber eben nur für eine bestimmte Zeit.