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7. Juni 2017
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BIONIK-INNOVATIONS-CENTRUM B-I-C – Bionik im Lebenslangen Lernen

Zukunftsorientierte Bildungsinstitutionen stehen vor der Herausforderung, ein Kompetenzprofil zu vermitteln, das zu verantwortungsbewusstem, weitsichtigem wie nachhaltigem Handeln befähigt, um aktiv an der Gestaltung einer modernen, pluralistischen Gesellschaft mitwirken zu können.

 

Insbesondere innovative und interdisziplinäre Wissenschaftsdisziplinen wie die Bionik fördern hierbei neben Fach- und Spezialkenntnissen die zusätzliche Vermittlung von transdisziplinären Kompetenzen und vernetzten Wissensstrukturen insbesondere in den so genannten MINT-Fächern (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften).

 

Die Bionik als Crossover-Disziplin vermittelt eine fächerübergreifende wie anwendungsorientierte integrative Herangehensweise über die Grenzen einzelner Natur- und Ingenieurwissenschaften hinweg.

Bildungsinitiativen des B-I-C

Das Bionik-Innovations-Centrum setzte, auch im Rahmen des BMBF-geförderten Forschungsprojektes "Wissenschaftlich-didaktische Aufbereitung der Bionik für Aus- und Weiterbildung an Schulen und Hochschulen", zahlreiche Bildungsaktivitäten um. Im Folgenden finden Sie eine Übersicht abgeschlossener Projekte.

 


e-Learning

 

Im Internationalen Studiengang Bionik wurden komplexe Online-Trainings zu unterschiedlichen Themen entwickelt.

 

 

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Am B-I-C werden internetgestützte, multimediale e-Learning-Anwendungen entwickelt.

 

Das Label “Bionik Community” greift bionisch relevante Themenkomplexe auf, um Studierenden oder Studieninteressierten aller Fachrichtungen Einblicke in die Grundlagen der Bionik und deren Methoden zu bieten.

 

Alle erstellten e-Learning-Anwendungen wurden in Kooperation mit dem Institut für Didaktik der Naturwissenschaften der Universität Bremen evaluiert. Sie werden im Bereich der Studienorientierung eingesetzt.

 

e-Learning Anwendungen Bionik

 

 

e-Learning Anwendung
zum Thema "Terrestrische Lokomotion"

 

Das e-Training "Terrestrische Lokomotion" beschäftigt sich mit unterschiedlichen tierischen Fortbewegungsarten auf und in der Erde.

Erstellt von: Neele Grundmann, Katharina Haag, Jakob Jung, Andreas Rick, Nina Sauthoff. Modizfizierung/Erweiterung: B-I-C 2012.

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e-Learning Anwendung
zum Thema "Leichtbau"

 

Das e-Training "Leichtbau" beschäftigt sich mit unterschiedlichen Leichtbaustrukturen, Optimierung und Konstruktion – jeweils aus dem Blickwinkel der Bionik.

Erstellt von: Bele Günther, Mareike Markowis, Wiebke Kelterer, Bastian Tietjen und Birgit von See. Modizfizierung/Erweiterung: B-I-C 2012.

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e-Learning Anwendung
zum Thema "Aerodynamik / Fliegen"

 

Das e-Training "Aerodynamik / Fliegen" beschäftigt sich mit evolutionären Anpassungen des Vogelsflugs und deren Potential für Optimierungsprozesse in der Flugzeugtechnik.

Erstellt von: Neele Grundmann, Katharina Haag, Jakob Jung, Andreas Rick und Nina Sauthoff. Modizfizierung: B-I-C 2011.

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Bionik-Kit für Kids

 

Unterschiedliche Themen aus dem Bereich der Bionik werden in Form von verschriftlichten Lehr- und Lernmaterialien sowie in Form von Experimentaleinheiten erstellt.

 

 

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Im Rahmen der Aktivitäten "Bionik-Kit für Kids" werden unterschiedliche Themen aus dem Bereich der Bionik in Form von verschriftlichten Lehr- und Lernmaterialien sowie in Form von Experimentaleinheiten erstellt.

 

Die in Boxen integrierten kompakten Lehrmodule lassen sich auf unterschiedlichen Niveau- und Lernstufen einsetzen. Die Bionik-Kits beinhalten einzelne oder mehrere unterschiedliche Experimente zum jeweiligen Thema und sind sowohl in Schulen als auch in außerschulischen Lernorten oder Veranstaltungen einsetzbar.

 

Exemplarisch realisiert wurden hierzu bisher:

"Multitalent Blatt"

(botanische Inspirationen)

"Hören wie die Eulen"

(Akustik nach biologischem Vorbild)

"Kleben, Haften & Verbinden"

(biologische Fügetechnologien)

Bionik Lehrfilme

 

Am Bionik-Innovations-Centrum B-I-C werden Lehrfilme zu unterschiedlichen Bionik-Themen erstellt.

 

 

 

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In Semesterprojekten der Bionik-Studierenden werden Bionik-Lehrfilme für unterschiedliche Bildungsniveaus hergestellt.
Umsetzungsbeispiele (Dauer ca. 10 min) :

 

"Auf und davon geschwommen"

(Aquatische Lokomotion nach biologischem Vorbild)

"FUFO´rische Sensorik"

(Das bionische Auto der Zukunft)

"Laufen"

(Bionische Innovationen in Prothetik und Robotik)

 

Kurzlehrfilme zu den Themen Optimierung, Bionische Faserverbundwerkstoffe, Oberflächen, Bionik und Energie sowie Lokomotion wurden im Zusammenhang mit erstellten Unterrichtseinheiten gedreht, die in Kooperation mit dem Schulzentrum Rübekamp konzipiert, erstellt und durchgeführt wurden. (Dauer 3-5 min)

Außerschuliche Lernorte

 

Das Bionik-Innovations-Centrum B-I-C führt Kooperationen durch mit Museen, botanischen und zoologischen Gärten, Sciencecentern und anderen außerschulischen Lernorten.

 

 

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Die nachhaltige Etablierung bionischer Themen wird außer in Schule und Ausbildung auch über die Kooperation mit außerschulischen Bildungseinrichtungen erstrebt. Wichtige Medien sind langlebige Installationen mit hoher Breitenwirkung. Hierzu zählen Exponate beispielsweise die interaktive Ausstellung zur "Marinen Bionik" im Spicarium in Bremen Vegesack oder die Darstellung von Produkt- und Patententwicklungen aus bionischen Forschungsergebnissen in der Ausstellung "Bionik-Patente der Natur" des Museums für Naturkunde in Münster.

 

Kooperationsbeispiele

 

 


Entdeckerstation "Antifouling" im Bremer Spicarium.   "Bionik-Patente der Natur". Bionik Ausstellung des LWL Münster 2011.
     
 

Außerschulische Lernorte schaffen Raum, um die Bionik - und mit ihr das interdisziplinäre Denken und Arbeiten - auf unterschiedlichen Komplexitäts- und Lernniveaus so früh und so weit reichend wie möglich in lebenslange Bildungs- und Lernprozesse zu integrieren.

 

Die bionischen Inhalte mit ihrer inhaltlichen Vielfalt sind bestens geeignet, um Eingang in MINT- und technisch-naturwissenschaftliche orientierte Museen, "Erlebniswelten" oder botanische und zoologische Gärten zu finden.

 

"Copyright Evolution". Bionik-Wanderausstellung in Zusammenarbeit mit der Folkwang Universität Essen.  

Kooperationspartner u.a.:

Spicarium , Bremen Vegesack

Folkwang Universität der Künste, Essen

LWL-Museum für Naturkunde, Münster

Klimacenter Werlte

Lernstationen botanika

 

In Kooperation mit der Bremer botanika wurden vier interaktive Lern- und Experimentierstationen konzipiert, die sich mit botanischen und bionischen Themen befassen.

 

 

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Unter dem Titel "Bionik in botanischen Gärten" führten der Internationale Studiengang Bionik und das B-I-C der Hochschule Bremen im Sommersemester 2011 ein Kooperationsprojekt mit der botanika Bremen durch. In einem Semesterprojekt des 6. Semesters entstanden 4 Konzepte für interaktive Bionik-Lern- und Experimentierstationen, die im Botanischen Garten in Bremen installiert werden können.

 

 


Neben den biomechanischen Eigenschaften der Petioli lernen die Besucher auch Blattformen zu erkennen.   Von den biologischen Vorbildern bis zur technischen Umsetzung einer Faltung können die Besucher lernen und ausprobieren.
     
 

Die umgesetzten Themen waren:

 

  • Das bionische Potential von Flugsamen
  • Petioli (Blattstiele) von Laubbäumen
  • vielFALT - Faltstrukturen in der Pflanzenwelt
  • Hygroskopie - was Wasser alles bewegen kann
Pflanzliche Bewegungen durch Wasserquellung sind das Thema der vierten Experimentierstation für die botanika Bremen.  

Kooperationspartner:

botanika, Bremen

Spielerisch erfinderisch!

 

Im Rahmen eines kooperativen Praxisprojektes konstruierten Studenten des Internationalen Studienganges Bionik unter Verwendung von fischertechnik®-Baukästen Greifermodelle nach biologischem Vorbild.

 

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Geckos haften an glatten Oberflächen, weil sie Oberflächenstrukturen entwickelt haben, die Van-der-Waals-Kräfte nutzen können.

 

Im Rahmen eines einsemestrigen Praxisprojektes in Kooperation mit fischertechnik® wurde im Studiengang Bionik der Hochschule Bremen das Thema „Greifer und Manipulatoren nach biologischen Vorbildern“ bearbeitet. Unter Verwendung von fischertechnik® -Modulen wurden Greifersysteme mit unterschiedlichen Funktions- und Einsatzspektren konstruiert. Die Kombination elektrischer und mechanischer Ansteuerungen lieferte zahlreiche kreative Ideen und Konzepte.

 

Bionische Lehrmaterialien mit fischertechnik® - Gecko-Greifer

 

 


Neben den biomechanischen Eigenschaften der Petioli lernen die Besucher auch Blattformen zu erkennen.   Von den biologischen Vorbildern bis zur technischen Umsetzung einer Faltung können die Besucher lernen und ausprobieren.

 

Viele Geckos (Gekkonidae) besitzen außerordentlich leistungsfähige Greiffüße, die die Tiere selbst noch kopfüber an Glasplatten sicher haften lassen. Spezielle Nano-Lamellenstrukturen an den Zehen nutzen Van-der-Waals-Kräfte, um diese Haftung zu erreichen. Durch ein ausgeklügeltes Abrollsystem lassen sich die Füße schnell und zuverlässig wieder lösen.

Lassen sich diese Fähigkeiten auf einen Industriegreifer übertragen, z.B. um gerundete Formen mit glatten Oberflächen präzise zu greifen? Hierzu entstand ein Prototyp, der mit Hilfe von fischertechnik®- Bauteilen konzipiert und erbaut wurde.  

 

 

 

 

Kooperationspartner:

fischertechnik, Waldbachtal

Bionik AG Bionik@School

 

Im Internationalen Studiengang Bionik sind komplexe Online-Trainings zu unterschiedlichen Themen entwickelt worden.

 

 

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Die Bionik-AG "bionik@school" entstand in einer Kooperation des B-I-C mit dem Bremer Schulzentrum Rübekamp. An 16 Terminen konnten insgesamt 12 Schülerinnen und Schüler der 11. und 12. Klassenstufe sich unterschiedlichen bionischen Inhalten widmen. Das Konzept der Bionik AG nutzt die Form des „Forschenden Lernens“ und fördert damit vernetztes und interdisziplinäres Denken innerhalb der MINT-Fächer (Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik). Weitere individuelle Kompetenzen wie Selbstorganisation, Projektplanung, Beurteilungs- und Bewertungsfähigkeit werden gefördert.

 

 


Exkursion in den "Zoo am Meer", Bremerhaven.   Exkursion in den "Urwald Hasbruch" bei Hude.
     
 

Behandelte Themenbereiche waren u.a.:

  • Was ist Bionik?
  • Nachhaltigkeit, Biodiversität
  • Lokomotion im Wasser (Exkursion)
  • Fledermäuse (Exkursion) -Ultraschall, Leichtbau, Falttechniken
  • Bäume und Statik - Vorbild Natur (Exkursion)
  • Architektur, Design, Formen/Waben/Sechsecke
  • Werkstoffkunde

 

Bäume und ihre Statik. Führung durch den Menke Park, Bremen.

 

 

 

 

 

 

 

Kooperationspartner:

Schulzentrum am Rübekamp, Bremen

 

Gefördert und finanziert wurde das Projekt in der Fördermaßnahme BIONA des BMBF und von „BINGO! – Die Umweltlotterie“.

Schulprojekte

 

In Kooperation mit dem Bremer Schulzentrum am Rübekamp wurden verschiedene Lehreinheiten zu Bionik-Themenbereichen mit Demonstratoren und Experimentaleinrichtungen für SEK II entwickelt und erprobt.

 

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Die Studierenden des Abschluss-Semesters des Internationalen Bachelorstudiengangs Bionik gestalten Unterrichtseinheiten, die in Kooperation mit dem Bremer Schulzentrum „Rübekamp“ in der Sekundarstufe II erprobt werden.

 

Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich theoretische Hintergründe und können im Experiment Funktions- und Wirkungsweisen erleben.

 

 

Behandelte Themen   Bio-Sensorik
    Lokomotion der Tiere – Fliegen
    Lokomotion der Tiere – Schwimmen
    Funktionsoberflächen
    Biologische Werkstoffe

Bionik Schülertag

 

Am Bionik-Innovations-Centrum B-I-C wurden jahrelang Schülerprojekttage für alle Altersstufen durchgeführt.

 

 

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Die Projekttage Im B-I-C für Schulklassen und Kurse widmen sich ausführlich den Themen Fliegen, Lotus-Effekt und Bauteiloptimierung.

 

Der Altersstufe entsprechend ist der Tag mit Laborexperimenten, Bastelarbeiten, spielerischem Lernen und kurzen theoretischen Einheiten aus Biologie und Technik gestaltet.

 

Eckdaten des Projekttages

 

Zielgruppen   Alle Altersstufen von der Grundschule bis zu Leistungskursen der 13. Klasse sind angesprochen
Termine   Termine auf Anfrage
Dauer   4,5 Stunden exklusive der Pausen
Kosten   120 Euro pro Schulklasse

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