Bionics4Education: Robotik praxisnah erleben

Bionisch inspiriertes Bewegen und Greifen

Bionics4Education ist ein Bionik-Bildungskonzept, das digitales und analoges Lernen vereint. Ziel ist es, junge Menschen für Naturwissenschaften und Technik (MINT) zu begeistern. Bionik und technische Bildung werden dabei sinnvoll verknüpft – in Form eines Baukastens zum Ausprobieren und Lernen.

Lehrer erklärt seiner Klasse ein technisches Modell
Bionics4Education bringt die Themen Bionik und Technik praxisnah ins Klassenzimmer Foto: © Festo Didactic

Mit dem sinnvollen Einsatz von digitalen Medien ergeben sich durch die Digitalisierung viele neue Möglichkeiten, den klassischen Unterricht aufzufrischen. Festo stellt mit Bionics4Education ein Lehrkonzept vor, das fächerübergreifendes Lernen und kreatives Experimentieren in Teamarbeit ermöglicht. Das Lehrkonzept orientiert sich an natürlichen Phänomenen und liefert dadurch neue Impulse für Lehrende, um sich an technische Problemstellungen im Klassenzimmer heranzutrauen.

Motiviert und ganzheitlich in den MINT-Unterricht

Ein interdisziplinäres Team aus Ingenieuren, Designern, Informatikern und Biologen des Bionic Learning Networks hat zusammen mit den Didaktikexperten der Festo Didactic, das Lehrkonzept Bionics4Education entwickelt. Mit bionisch inspirierten Projekte sollen sich junge Menschen für das Thema MINT (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik) und das bionische Arbeiten begeistern. Das Bildungskonzept vereint einen praktischen Lernbaukasten für praxis- und  lösungsorientiertes Lernen und eine digitale Lernumgebung.

Bionisches Arbeiten didaktisch aufbereitet

Die Bionik-Baukästen eignen sich besonders für Schülerinnen und Schüler an allgemeinbildenden Schulen im Alter von 14 bis 18 Jahren. Der erste Lernbaukasten enthält zum Beispiel Materialien zum Bau von drei verschiedenen Bionik-Projekten:

  • Bionischer Elefantenrüssel mit adaptivem Greifer
  • Fischmodell
  • Chamäleongreifer

Als Grundausstattung verfügt jeder Baukasten über kleine Servomotoren, Elektronikbauteile oder Kunststoffelemente. Aufgabe der Lernenden ist es, diese mit selbst ausgewählten Materialien ideenreich und sinnvoll zu kombinieren. Es eignen sich Kabelbinder, Sandsäckchen, Pappe, Schaumstoff und vieles mehr, sodass individuelle und wiederverwendbare Modellvarianten gestaltet werden können. Kinder und Jugendliche lernen auf spielerische Art und Weise von der Natur inspirierte Tierroboter selbst zu bauen und anschließend über Schnittstellen wie PC oder mobile Endgeräte wie Smartphones fernzusteuern.

Zwei Schülerinnen bedienen einen Roboter per Smartphone
Bildung in Zeiten der Digitalisierung: Intuitive Bedienung der Robotertiere per Smartphone oder Tablet Fotos: © Festo Didactic
Drei Schüler arbeiten gemeinsam ein einem Roboter
Bionik-Baukästen für Techies: Die faszinierende Welt der Bionik auf spielerische Art erlernen und erleben. Fotos: © Festo Didactic
Baukasten mit Anleitung für Roboter-Modelle
Roboter-Modelle mit einem Baukasten umsetzen – perfekt für einen fächerübergreifenden Unterricht. Fotos: © Festo Didactic

Hilfestellungen für Lehrende und Lernende in digitaler Lernumgebung

Ergänzend zur Hardware gibt es eine digitale Lernumgebung mit weiteren Inhalten rund um die Bionik sowie hilfreiche Tipps zur praktischen Umsetzung im Unterricht. Auf der Website erfahren die Lernenden mehr über die bionische Arbeitsweise des Bionic Learning Network Teams. Die kostenfrei zur Verfügung gestellten Inhalte sollen einerseits den Lernenden beim Zusammenbauen und Programmieren helfen und andererseits den Lehrenden biologisches und methodische Hintergrundmaterial liefern. Ziel der Online-Lernumgebung ist es, eine Reihe von bionisch inspirierten Projekten und unterstützenden Inhalten anzubieten, mit denen Pädagogen eine projektbasierte Lernerfahrung für ihre Schülerinnen und Schüler schaffen können. Im Vordergrund steht Kreativität, Innovation und Problemlösung.

MINT: Begeisterung für Naturwissenschaften und Technik wecken

Bionics4Education basiert auf einem offenen Bildungsansatz, das heißt, die Unterrichtsmaterialien und Informationen sind im Sinne von Open Educational Resources gestaltet. Lehrkräfte, außerschulische MINT-Programmleiter und andere Interessenten können Inhalte wie Software-Codes kostenfrei downloaden. Das Material steht zur Weiterentwicklung durch kreative und engagierte Kinder und Jugendliche zur Verfügung. Prinzipiell ist auch der Ausdruck von Bauteilen auf dem eigenen 3D-Drucker möglich.

Da Bionik als Bindeglied zwischen Biologie und Technik dient, ist das Angebot eine  perfekte Ergänzung zu jedem integrativen MINT-Bildungsprogramm, zeigt zugleich berufliche Perspektiven in MINT-Berufen und MINT-Studiengängen auf und trägt damit zur Berufs- und Studienorientierung bei. Mithilfe des bionischen Bildungsbaukastens wird Theorie zur einfachen Praxis – in Form motivierender und begeisternder Experimentierfreude. Die interdisziplinären Lerninhalte lassen sich in den Fächern Biologie, Physik, Informatik und Technik im Schulalltag, an Projekttagen oder Einzelveranstaltungen integrieren.

Corporate Educational Responsibility®: Engagement für technische Bildung

Entstanden ist die Idee für Bionics4Education aus den ungezählten Vormodellen während der Entwicklungsphasen einzelner Bionik-Projekte. Die Lerneffekte der Ingenieure sollten nicht nur bewahrt, sondern didaktisch aufbereitet und jungen Menschen zur Verfügung gestellt werden. Vor diesem Hintergrund ist das Baukastensystem als offene Wissensquelle gestaltet. So können Schulklassen, Arbeitsgruppen oder neugierige Einzelforscher entweder mit dem vorab ausgestatteten Baukasten in die Bionik starten oder von A bis Z alles selbst organisieren und aufbauen. Damit möchte Festo Begeisterung für das Thema Technik bei jungen Menschen wecken und gleichzeitig den technischen Nachwuchs in Deutschland, aber auch weltweit, fördern.