Von Buchenblättern und Sonnensegeln

Eine Projektgruppe der Technischen Universität Dresden entwickelte ein Bionik-Experimentierset für den Schulunterricht.

Viele Erfindungen haben natürliche Vorbilder, wie der Klettverschluss die Klettpflanze oder selbstreinigende Oberflächen die Lotuspflanze. Das Lernen von der Natur ist der Leitgedanke der Bionik. Überzeugt davon, dass dieser Ansatz auch für Schüler von großem Interesse sein kann, konzipierte eine Projektgruppe an der TU Dresden Materialien für den Unterricht. 

Knospen und Blätter untersuchen

Mit der Bionik, also der Verschmelzung von Biologie und Technik, beschäftigen sich vor allem Naturwissenschaftler und Ingenieure, aber auch Architekten, Designer und Philosophen. Gerade diese Interdisziplinarität macht die Bionik reizvoll für praktische, fächerübergreifende Unterrichtseinheiten. Ein Beispiel dafür ist das Experimentmodul „Faltungen in Natur und Technik“, in dem die Schüler zunächst die Knospen verschiedener Pflanzenarten untersuchen und die Faltung und Einrollung der Blätter beschreiben. 

Ordnung im Chaos der Falten durch Origami erkennen

Die Erkenntnisse über die Prinzipien von Falten wurden danach mit einem Experiment mit zerknülltem Papier vertieft. In dem Chaos der Falten lässt sich nämlich durchaus eine Ordnung erkennen. Und auch am Ende des Unterrichtsmoduls drehte sich alles um das Thema Falten, als die Schüler sich im Origami, der japanischen Papierfaltkunst, übten. Neben den praktischen Übungen lernten die Schüler auch, wo die Erkenntnisse über die Gesetzmäßigkeiten von Falten Anwendung finden – zum Beispiel in der Raumfahrt. So erfand der ehemalige Direktor der japanischen Weltraumbehörden ein Sonnensegel, das in einer einzigen Bewegung entfaltbar ist. 

Nach Abschluss der Konzeptentwicklung entstand ein Set für Lehrer und Schüler, dessen Experimente kostengünstig und unkompliziert durchführbar sind. Das Ziel der Projektbeteiligten war es, fächerübergreifende Denk- und Handlungsweisen zu vermitteln. Zudem wurden durch die Experimente Problemlösefähigkeit und Umweltbewusstsein der Schüler gestärkt.