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Bionik

Unterricht Biologie Nr. 332/2008

Erscheinungsdatum:
März 2008
Schulstufe / Tätigkeitsbereich:
Sekundarstufe
Schulfach / Lernbereich:
Naturwissenschaften, Biologie
Bestellnr.:
53332
Medienart:
Zeitschrift
Seitenzahl:
48
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Natürliche Prinzipien übertragen und technisch anwenden

Autos sollen heute nicht nur schnell, sondern vor allem wendig und sparsam im Verbrauch sein. Ein eckiger Kofferfisch scheint alles andere als windschnittig zu sein – und doch können Automobilbauer von ihm lernen. Um ein biologisches Prinzip übertragen und technisch anwenden zu können, muss es erstmal verstanden sein. In der Schule kann ein konkreter Anwendungsbezug Anlass und Motivation sein, natürliche Phänomene und deren ultimate und proximate Ursachen genauer in den Blick zu nehmen.

Aus dem Inhalt:

  • Entspiegelung nach dem Prinzip der Motte
  • Bionische Forschung an Insekten
  • Der riblet-Effekt bei Haien und in der Technik
  • Bakteriophagen als Bausteine für die Nanoelektronik

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Abstract

Autor: Harms, Ute
Titel: Bionik.
Quelle: In: Unterricht Biologie,(2008) 332, S. 2–7

Abstract: Schon vor mehr als 250 Jahren rechtfertigte der französische Wissenschaftler de Réaumur die Erforschung der Natur mit der Suche nach nutzbringenden Dingen. Heute befasst sich die Bionik systematisch mit der Suche nach natürlichen Konstruktionen und Verfahren, die Anregungen für technische Anwendungen liefern können. Der [Basisartikel Unterricht Biologie 332 (32. Jg.)] spannt einen Bogen von den Anfängen der Bionik bis hin zu Beispielen aus der aktuellen bionischen Forschung. (DIPF/Orig.).

Schlagwörter: Deutschland, Technisches Verfahren, Anwendungsbeispiel, Forschung, Nachahmung, Biologieunterricht, Biotechnologie, Natur, Biologie, Geschichte , Naturwissenschaften


Autor: Hof, Sandra; Kremer, Kerstin
Titel: Vom Kofferfisch zum schnellen Flitzer?
Quelle: In: Unterricht Biologie,(2008) 332, S. 8–11

Abstract: Bei der Konstruktion des Bionic Car dienten nicht schnell schwimmende Tiere, sondern der eher plump wirkende Kofferfisch als Vorbild. Die Schülerinnen und Schüler interpretieren die körperlichen Unterschiede zwischen Fischarten als Angepasstheiten an Lebensraum und Lebensweise und übertragen die Erkenntnisse auf die Konstruktion von Automobilen. Der Beitrag stellt ein Unterrichtsmodell mit Aufgabenstellungen vor. (DIPF/Orig.).

Schlagwörter: Deutschland, Technik, Adaptation, Sekundarstufe I, Nachahmung, Unterrichtsmodell, Unterrichtsentwurf, Biologieunterricht, Biotechnologie, Natur, Biologie


Autor: Eckhardt, Marc; Germ, Michael; Grossschedl, Jörg
Titel: Der Flossenstrahl-Effekt.
Quelle: In: Unterricht Biologie,(2008) 332, S. 12–16

Abstract: Drückt man von der Seite gegen eine Fischflosse, biegt sie sich der Druckrichtung entgegen. Durch Untersuchungen an einer Fischflosse gehen die Schülerinnen und Schüler den Ursachen auf den Grund. Anschließend setzen sie ihre Erkenntnisse in einem Analogmodell aus Papier um und denken dann über mögliche technische Anwendungen nach. Der Beitrag beschreibt ein Unterrichtsmodell mit Schülerexperiment und Aufgabenstellungen. (DIPF/Orig.).

Schlagwörter: Deutschland, Technik, Innovation, Sekundarstufe I, Entdeckendes Lernen, Nachahmung, Experiment, Unterrichtsmodell, Unterrichtsentwurf, Biologieunterricht, Biotechnologie, Natur, Biologie


Autor: Ostersehlt, Dörte
Titel: Entspiegelung nach dem Prinzip der Motte.
Quelle: In: Unterricht Biologie,(2008) 332, S. 17–21

Abstract: Winzige Noppen auf den Augen von Nachtfaltern sorgen dafür, dass von den wenigen Lichtstrahlen in der Dämmerung so gut wie kein Licht reflektiert wird. Die Schülerinnen und Schüler erfahren, wie Reflexionen zustande kommen und wo sie unerwünscht sind. Anschließend lernen sie das Entspiegelungsprinzip der Mottenaugen sowie technische Möglichkeiten kennen, die im Laufe der Evolution entstandene Noppenstruktur bei der Herstellung reflexionsfreier Gläser nachzuahmen. Im Beitrag wird ein Unterrichtsentwurf und Unterrichtsmaterial vorgestellt. (DIPF/Orig.).

Schlagwörter: Deutschland, Technik, Schuljahr 07, Schuljahr 08, Sekundarstufe I, Nachahmung, Unterrichtsentwurf, Biologieunterricht, Biotechnologie, Natur, Biologie, Optik


Autor: Ostersehlt, Dörte
Titel: Flattern für die Wissenschaft.
Quelle: In: Unterricht Biologie,(2008) 332, S. 22–27

Abstract: Die Pioniere der Luftfahrt orientierten sich am Vogelflug, jetzt gerät der Insektenflug ins Visier der Ingenieure. Ausgangspunkt des Unterrichts sind Visionen über den Einsatz von Minifliegern. Als mögliche natürliche Vorbilder werden Schmetterlinge und Libellen benannt. Deren fliegerisches Geschick wird von den Schülerinnen und Schülern näher betrachtet. Der Beitrag enthält ein Unterrichtsmodell und Lehrmaterial. (DIPF/Orig.).

Schlagwörter: Deutschland, Technik, Schuljahr 08, Schuljahr 09, Schuljahr 10, Sekundarstufe I, Nachahmung, Unterrichtsentwurf, Biologieunterricht, Biotechnologie, Natur, Biologie


Autor: Gemballa, Sven; Dobler, Christiane; Gegler-Tautz, Robert; Bogner, Walter; Gembler-Tautz, Ro
Titel: Der Riblet-Effekt bei Haien und in der Technik.
Quelle: In: Unterricht Biologie,(2008) 332, S. 28–31

Abstract: Außer der Spindelform sorgen feine Riefen in den Schuppen bei Haien für eine Widerstand-mindernde Umströmung. Die Schülerinnen und Schüler setzen Körperform und Schuppenstruktur von Haiarten in Bezug zur Lebensweise und überprüfen den riblet-Effekt an verschiedenen Objekten. Der Beitrag stellt ein Unterrichtsmodell vor und bietet Lehrmaterial. (DIPF/Orig.).

Schlagwörter: Deutschland, Technik, Beobachtung, Anpassung, Schuljahr 08, Schuljahr 09, Schuljahr 10, Sekundarstufe I, Nachahmung, Unterrichtsentwurf, Biologieunterricht, Biotechnologie, Natur, Biologie, Energie, Physik, Bewegung


Autor: Bertsch, Uwe; Harms, Ute
Titel: Bakteriophagen als Bausteine für die Nanoelektronik.
Quelle: In: Unterricht Biologie,(2008) 332, S. 32–36

Abstract: Die Nanoelektronnik ist gekennzeichnet durch hohe Komplexität auf geringstem Raum. Die Biologie liefert nicht nur Lösungsansätze, sondern in bestimmten Viren auch die Bausteine zu deren Realisierung. Mit M13 lernen die Schülerinnen und Schüler einen genetisch leicht zu manipulierenden Bakteriophagen kennen, von dem bereits ganze Phagen-Bibliotheken existieren. Seine Fähigkeit zur Selbstorganisation wird bei z. B. der Herstellung von Folienbatterien ausgenutzt. Der Beitrag bietet einen Unterrichtsentwurf und Lehrmaterial. (DIPF/Orig.).

Schlagwörter: Deutschland, Technik, Schuljahr 11, Schuljahr 12, Schuljahr 13, Sekundarstufe II, Nachahmung, Unterrichtsentwurf, Biologieunterricht, Biotechnologie, Natur, Biologie, Mikroelektronik, Elektronik


Autor: Wüller, Martin; Ziemons, Anne; Baumgartner, Werner; Bohrmann, Johannes
Titel: Elektroantennometer im Schulversuch.
Quelle: In: Unterricht Biologie,(2008) 332, S. 37–39

Abstract: Viele Tiere verfügen über einen weit sensibleren Geruchssinn als der Mensch. Wie empfindlich die Antennenorgane von Insekten sind und dass Pheromonfallen messbare Reaktionen provozieren, lässt sich mithilfe eines selbst gebauten Elektroantennometers zeigen. Der Beitrag zeigt unterrichtliche Anknüpfungspunkte für den Biologieunterricht sowohl auf Sekundarstufe I wie auch auf Sekundarstufe II auf, und stellt Versuchsanordnungen sowie eine Bauanleitung für ein Elektroantennometer vor. (DIPF/Orig.).

Schlagwörter: Deutschland, Technik, Sekundarstufe II, Sekundarstufe I, Nachahmung, Experiment, Sinnesorgan, Biologieunterricht, Natur, Biologie, Tier


Autor: Nieder, Jürgen
Titel: Optimale Flügelformen.
Quelle: In: Unterricht Biologie,(2008) 332, S. 40–41

Abstract: Der Zusammenhang zwischen Flügelfläche, Belastung und Gleitstrecken lässt sich an Papierfliegern experimentell überprüfen. In solche Versuche einbezogen werden sollten die Winglets, die nach dem Vorbild der Flügelspitzen von Vögeln nach oben gebogen sind und den Luftwiderstand verringern sollen. Flugzeugingenieure versprechen sich von den Flügelchen mehr Reichweite und einen geringeren Kerosinverbrauch. Der Beitrag gibt eine Bauanleitung für Schülerexperimente mit aerodynamischen Flügelkonstruktionen. (DIPF/Orig.).

Schlagwörter: Deutschland, Technik, Sekundarstufe I, Nachahmung, Experiment, Biologieunterricht, Biotechnologie, Natur, Biologie, Tier


Autor: Krawczyk, Stefanie
Titel: Aufgabe pur: Ein alternatives Energiekonzept.
Quelle: In: Unterricht Biologie,(2008) 332, S. 42–43

Abstract: Einen Ausweg aus der drohenden Energiekrise verspricht die solare Wasserstofftechnologie. Vorbild visionärer Heliomiten ist ein Verbundprozess, wie er in dem Cyanobakterium Nostoc muscorum zwischen vegetativen Zellen und den Heterocysten stattfindet. Die Schülerinnen und Schüler beschreiben die Stoffwechselwege bei Nostoc und analysieren die Möglichkeit der Nachahmung des Prinzips bei einer technischen Wasserstoffproduktion. Der Beitrag enthält Lehrmaterial und Aufgabenstellungen für den Unterricht auf Sekundarstufe II. (DIPF/Orig.).

Schlagwörter: Deutschland, Konzeption, Technik, Sekundarstufe II, Nachahmung, Unterrichtsentwurf, Biologieunterricht, Biotechnologie, Natur, Biologie, Biochemie, Chemie, Organische Chemie, Energie, Ökologie


Autor: Ruppert, Wolfgang
Titel: Aufgabe pur: Schlechte Zuckerverwerter.
Quelle: In: Unterricht Biologie,(2008) 332, S. 43–44

Abstract: Bei der angeborenen Glukose-Galaktose-Malabsorption (GGM) fällt aufgrund einer Mutation eines der Proteine aus, die nach der Verdauung Monosaccharide durch die Darmepithelzellen ins Blut transportieren. Die Schülerinnen und Schüler leiten aus experimentellen Daten ab, welcher Transporter bzw. welches Gen von der Mutation betroffen ist, und analysieren den Stammbaum einer Familie, in der die Glukose-Galaktose- Malabsorption mehrfach aufgetreten ist. Der Beitrag enthält Aufgaben und Lehrmaterial für den Unterricht auf Sekundarstufe II. (DIPF/Orig.).

Schlagwörter: Deutschland, Sekundarstufe II, Experiment, Biologieunterricht, Biotechnologie, Biologie, Genetik, Biochemie, Chemie, Organische Chemie


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