Die vorliegende Unterrichtseinheit richtet in einem multimedialen Ansatz den Blick auf alltägliche Dinge, die ihre Vorbilder in der Natur finden. Der Begriff Bionik kann so auch schon von Grundschulkindern nachvollzogen werden, wenn intensive Beobachtungen der Natur Zusammenhänge erschließen, die für technische Erfindungen genutzt werden können. Die meisten Kinder lieben es, sich mit Kletten zu bewerfen und freuen sich daran, wenn sie auf der Kleidung des anderen hängen bleiben. Und sie benutzen wie selbstverständlich Klettverschlüsse, ohne aber das eine mit dem anderen direkt in Verbindung zu bringen. Ausgehend von der Löwenzahn-Sendung "Bionik – Technik aus Natur" erfahren die Schülerinnen und Schüler, dass viele technische Errungenschaften schon funktionieren, seit es Leben auf der Erde gibt. Eine interaktive Lerneinheit führt die Kinder dabei durch die Welt der Bionik, in der Beispiele aus der Natur mit ihren technischen Umsetzungen in Verbindung gebracht werden. So entdecken die Kinder Vorbilder für das Schwimmen, Fliegen oder Fahren, und suchen als Forscherinnen und Forscher selbst nach technisch umsetzbaren Möglichkeiten natürlicher Vorbilder. Der Klettverschluss, Schwimmflossen, die Pinzette oder der Spielzeugbagger gehören zu den Dingen, die Kinder im Alltag selbstverständlich benutzen, ohne auch nur daran zu denken, dass sie, wie so viele technische Erfindungen, dank intensiver Beobachtung der Natur entstanden sind. Der Begriff Bionik wird den meisten unbekannt sein. Die vorliegende Unterrichtseinheit richtet in einem multimedialen Ansatz den Blick auf diese alltäglichen Dinge, die ihre Vorbilder in der Natur finden. Zur theoretischen und virtuellen Aufarbeitung des Themas ist das Internet ein ideales Medium. Es gibt eine Reihe kindgemäßer Seiten, die den Kindern Gelegenheit zum selbstständigen Erforschen geben. Hier wird aber insbesondere auf die Sendung "Bionik – Technik aus Natur" (ZDF tivi – Löwenzahn) zurückgegriffen, die als idealer Einstieg in das Thema dient. Für Kinder verständlich vermittelt sie wissenschaftliche Fakten und hat außerdem hohen Unterhaltungswert, so dass mit Spaß gelernt werden kann. Ausschnitte der Sendung können jederzeit als Video auf der Internetseite von ZDF tivi abgerufen werden. Vorbereitung und Inhalte der Lernumgebung Diese Seite bietet einige Hintergrundinformationen zum Thema Bionik und führt in die Nutzung der interaktiven Lernumgebung ein. Fachkompetenzen Sachunterricht Die Schülerinnen und Schüler lernen den Begriff Bionik kennen und können ihn erklären. erfahren, dass der Maler Leonardo da Vinci als erster Bioniker angesehen wird. erfahren, dass Otto Lilienthal als erster relativ erfolgreich den Vogelflug kopierte. lernen den Begriff Lotuseffekt kennen. erfahren, dass es mittlerweile Farben mit diesem Effekt gibt. entdecken besondere Eigenschaften verschiedener Tiere und setzen diese in Beziehung zu bestimmten Erfindungen. ordnen Tiere, Pflanzen und Erfindungen richtig zu. lernen Vorbilder der Natur beim Fliegen, Bauen, Schwimmen und Fahren kennen. stellen eigene Überlegungen zu besonderen Fähigkeiten von Tieren und möglichen Erfindungen an. Deutsch Die Schülerinnen und Schüler füllen eine Tabelle aus. entziffern Rätselschriften. unterscheiden richtige und falsche Aussagen. lösen ein Worträtsel (Suchsel). ordnen Wörter dem richtigen Oberbegriff zu. üben Fremdwörter mit der Endung -ik und erklären deren Bedeutungen. bilden Nomen aus Verben. schreiben eine Geschichte zur Libelle oder zum Eisbär und bauen einen vorgegebenen Satz richtig ein. üben Lernwörter für ein Diktat. Englisch Die Schülerinnen und Schüler lernen englische Wörter für einige der Vorbilder aus der Natur kennen und üben die Aussprache am Computer. Kunst Die Schülerinnen und Schüler bauen ein Papierflugzeug. Medienkompetenz Die Schülerinnen und Schüler schauen ein Video im Internet und entnehmen daraus Informationen. führen gezielte Recherchen im Internet durch und nutzen das World Wide Web als Informationsquelle. bearbeiten eine interaktive Lerneinheit am Computer und machen dabei Erfahrungen mit dem Prinzip der Verlinkung. führen interaktive Übungen durch (HotPotatoes-Zuordnung). führen ein interaktives Memo-Spiel durch. beantworten Quizfragen online. Sozialkompetenzen Die Schülerinnen und Schüler treffen Absprachen zur Benutzung der Computer-Arbeitsplätze. einigen sich partnerschaftlich über die Reihenfolge der Aufgaben. helfen sich gegenseitig. Fritz entdeckt unter seinem Bauwagen eine Pflanze, an deren Blätter kein Staubkorn hängen bleibt. So etwas müsste es auch für Wandfarbe oder für Kleidung geben. Fritz staunt nicht schlecht, als er herausfindet, dass eine ganze Wissenschaft solche Phänomene beobachtet – und kopiert! Unterirdisch buddeln wie ein Maulwurf, schwimmen wie ein Hai im Meer oder schweben wie der Löwenzahn-Samen? Geht nicht? Von wegen! Fritz entdeckt noch ganz andere fantastische Erfindungen, die der Mensch der Natur abgeguckt hat. Bionik, eine junge Wissenschaft? Der Begriff Bionik wurde 1960 auf einem Kongress in Dayton/Ohio von dem amerikanischen Luftwaffenmajor Jack E. Steel geprägt und setzt sich zusammen aus "Bio" für Biologie und -"nik" für Technik. Ziel dieser Wissenschaftsdisziplin ist es, für technische Verfahren Methoden zu verwenden, die in der Biologie ihren Ursprung haben. Auf allen Ebenen der Biologie lassen sich Erkenntnisse gewinnen, die in der Technik angewandt werden können. Dazu muss man die Natur nur sehr genau beobachten. Die noch relativ junge Wissenschaft hat ihren Ursprung in dem Bemühen Leonardo da Vincis, durch genaues Beobachten und Dokumentieren des Vogelfluges Hinweise zum Bau einer Flugmaschine zu gewinnen, der allerdings scheiterte. Weiter kam dagegen Otto Lilienthal, der durch das Studium des Storchenflügels dem Prinzip des Auftriebs auf die Spur kam und tatsächlich bis zu 250 Meter weit flog. Was uns Ratten beibringen können Bionik heute nutzt das riesige Potenzial der seit drei Milliarden Jahren andauernden Evolution der belebten Natur beim Haus-, Flugzeug- und Schiffsbau, bei der Konstruktion von Autos, in der Medizin oder zur Erleichterung des Alltags. So schärfen sich Rattenzähne von selber, weil die scharfe Kante der Vorderzähne härter ist als der Rest der Zähne. Nach diesem Vorbild wurden Messer für die Müllzerkleinerung gebaut. Die Libelle stand Pate beim Bau von Hubschraubern. Die Wasserjagdspinne besitzt ein Luftpolster durch viele kleine Härchen und wird deshalb nicht nass. Dieses Prinzip wurde bei der Herstellung von Tauchanzügen übernommen. Die Fähigkeit von Delfinen und Fledermäusen, Ultraschalllaute auszusenden und durch das Echo den Abstand zu Hindernissen zu bestimmen, wird unter anderem in der Schifffahrt und der Medizin genutzt. Immer schön sauber bleiben Ein weiteres spektakuläres Beispiel aus jüngster Forschung ist der so genannte Lotuseffekt verschiedener schmutzabweisender Pflanzen (Lotusblume, Kohl, Frauenmantel, Kapuzinerkresse). Ihre Blätter sind mit winzigen Noppen versehen, die wiederum mit noch kleineren Wachskristallen übersät sind. Wasser perlt an ihnen ab und nimmt Schmutzpartikel mit. Dieser Effekt wird mittlerweile unter anderem bei Fassadenfarbe oder Autolacken genutzt. Damit behandelte Wände und Autos reinigen sich bei jedem Regen von selber. Inhalte Die interaktive Lerneinheit besteht neben der Eingangsseite aus vier weiteren Hauptseiten (Bionik, Sprache, Patterns in Nature, Dies und das), zwei Unterseiten zur Ergebniskontrolle, sechs intern verlinkten interaktiven Übungen (HotPotatoes-Übungen, Memo-Spiel) und 25 externen Links. Die Arbeitsanweisungen auf den meisten Arbeitsblättern (außer bei Nummer 9 und 11) beziehen sich jeweils auf direkt aufrufbare Internetseiten, was natürlich einen Internetzugang voraussetzt. Diese Arbeitsblätter sind besonders gekennzeichnet (durch ein Computer-Icon), auch auf dem Deckblatt. Die internen Links dagegen können offline bearbeitet werden. Zeitlicher Ablauf Organisation des Unterrichts und Zeitraum der Arbeit hängen von der Anzahl der jeweils vorhandenen Computer-Arbeitsplätze ab und davon, ob sie in einem Netzwerk gemeinsamen Zugang zum Internet haben. Sinnvoll hat sich auf jeden Fall Partnerarbeit erwiesen, da sich so zum einen die Zahl der eventuell auf einen Computer wartenden Kinder halbiert und zum anderen die Partnerinnen und Partner sich gegenseitig unterstützen können. Als zusätzliches Angebot können im Bedarfsfall weitere Arbeitsblätter zur Verfügung gestellt werden, die die in der Lerneinheit angesprochenen Themen vertiefen: zum Beispiel Sachbücher zum Thema anschauen, weitere Aufgaben zu Nomen aus Verben, die zweite Geschichte schreiben lassen (zum Beispiel in Partnerarbeit: abwechselnd fügen die Partnerkinder jeweils einen neuen Satz an). Als Fachlehrerin oder Fachlehrer haben Sie aber auch die Möglichkeit, nur die Sachthemen zu behandeln und die Fächer Deutsch, Mathematik und Kunst auszuklammern, wenn der fächerübergreifende Ansatz aus stundenplantechnischen Gründen nicht oder nur sehr schwer durchführbar ist. Organisation des Ablaufs Wichtig ist außerdem die Organisation des Unterrichtsablaufs. Absprachen bezüglich der Computer-Nutzung müssen getroffen werden, da nicht alle Schülerinnen und Schüler gleichzeitig am Rechner sitzen können. Dabei sollten Vorschläge der Kinder aufgegriffen werden, weil sie erfahrungsgemäß die Einhaltung eigener Vorschläge auch selbst überprüfen. Außerdem ist festzulegen, ob die Arbeit als Partner- oder Gruppenarbeit erfolgen soll. Anschließend muss eine entsprechende Einteilung vorgenommen werden (freie Wahl, Zufallsprinzip durch Ziehen von Kärtchen oder von der Lehrkraft bestimmt). Es hat sich zudem bewährt, "Computer -Experten" zu wählen, die bei Schwierigkeiten mit dem Medium als erste Ansprechpartner fungieren sollen. So können die Kinder viele Fragen unter sich klären und selbstständig arbeiten. Die Kinder sollten an offene Unterrichtsformen gewöhnt sein. Kenntnisse im Umgang mit dem Internet sind nicht unbedingt nötig, da die Links direkt über die Lerneinheit angesteuert werden und keine Internetadressen eingegeben werden müssen. Erklären sollte man auf jeden Fall, dass die Rückkehr auf den heimischen Rechner über den Rückwärtspfeil des Browsers erfolgt. Jedes Kind heftet seine fertigen Arbeitsblätter und gelösten Aufgaben in einem Hefter ab, der nach Abschluss des Projekts eingesammelt und von der Lehrkraft überprüft werden kann.