Schülerlabor Baubionik -
Hausarbeit von Yasmin Gärtner

[zur Startseite]

   Inhalt und Relevanz der Arbeit

Klimawandel und Ressourcenverbrauch stellen die Menschheit vor große technische Herausforderungen. Die Bionik beschäftigt sich damit, die Natur als Vorbild für die Technik zu nehmen. Gerade im Baubereich gilt es, CO2 und Energie einzusparen, so dass die Baubionik ein wichtiges Gebiet ist. Didaktisch stellt sie eine Möglichkeit dar, interdisziplinär die Fächer Biologie, Physik sowie technische Aspekte zu verbinden.

Frau Gärtner hat in ihrer wissenschaftlichen Hausarbeit „Entwicklung eines Schülerlabors zur Baubionik“ ein interdisziplinäres Schülerlabor für einen ganzen Tag entwickelt, in dem sich Schüler experimentell mit der Baubionik auseinandersetzen. Dazu wurden die vier Teilgebiete wasserabweisende und lufteinschließende Oberflächen, energieautarke Gebäude und textile Solarthermie, an Belastung angepasste Bauteile und leichte stabile Konstruktionen ausgewählt.

Nach der Einleitung geht es im ersten Teil der Arbeit um theoretische Grundlagen. Im folgenden Kapitel werden die physikalischen und baubionischen Grundlagen der vier ausgewählten Themenbereiche vorgestellt. Das größte Kapitel betrifft didaktische und methodische Überlegungen. Im Unterkapitel 5.13 werden die vier entwickelten Stationen beschrieben. Die erste Station „Lotus und Salvinia“ setzt sich aus einer Reihe von Freihandversuchen zusammen. Bei der zweiten Station „Eisbär“ werden Messungen bei Modellaufbauten vorgenommen, die selbst entwickelt wurden. Für die dritte Station „Baumstamm und Astgabel“ wurden Styropormodelle für Bruchversuche und Plexiglasmodelle für Spannungspolarisation entwickelt. In der vierten Station „Palmblatt, Schilf und Bienenwabe“ werden eine Leonardo-Brücke und Papierbrücken gebaut. 

   Download als pdf
Die vollständige wissenschaftliche Hausarbeit [Download als pdf; 4,7 MB]
   Ausgewählte Bilder der Arbeit
 
Mit Bärlappsporen ummantelter und silbrig glänzender Finger, der nach dem rausziehen noch trocken ist.
 
Wassertropfen, der von einem Tulpenblatt abperlt
Bestrahlung eines weißen und schwrzen Döschens mit einer Wärmelampe
Döschen mit großporiger Luftpolsterfolie sowie drei Döschen mit mehrlagiger Folie und kleinen Lufteinschlüssen
Gebrochene Modelle, sortiert nach der Tragfähigkeit in aufsteigender Reihenfolge
 
Belastung des Modells mit Zugdreiecken mit Hilfe von Milchkartons (Bruch bei etwa 21 kg Belastung)
Leonardo-Brücke Belastung von verschiedenen Papierbrücken mit Tischtennisschlägern
  

Prof. Dr. Thomas Wilhelm, Institut für Didaktik der Physik, Universität Frankfurt, Max-von-Laue-Str. 1, 60438 Frankfurt am Main