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Das Insektenkarussell: Ein bionisches Experiment zur Erforschung der Hafteigenschaften von Insekten für den Biologieunterricht
Petra Nikolay1, Kilian Klinkenberg1,2, Ingeborg Heil1
1RWTH University, Deutschland; 2Gymnasium an der Gartenstraße, Mönchengladbach
Bionik ist eine Antwort auf unsere Verantwortung für die Zukunft, erweitert das Bewusstsein für Umwelt- und Naturschutz und den Respekt von Biodiversität. Unterrichtseinheiten mit bionischen Lehr-Lern-Inhalte fördern systemisches Denken, bieten einen interessanten Ansatz für interdisziplinäres Lernen und ermöglichen Einsicht in wissenschaftliche Vorgehensweisen und anwendungsbezogene Forschungskontexte.
Mit dem sogenannten Insektenkarussell, bei dem als Modellorganismus die Stabschrecke (Carausius morosus) zum Einsatz kommt, kann gezeigt werden, wie forschungsrelevante Themen auch mit einfachen Mitteln behandelt werden können. Das Experiment fördert den Erwerb biologischer Kenntnisse und technischer Fertigkeiten und zeigt zudem mathematische und digitale Anwendungsmöglichkeiten.
Das Insektenkarussell bietet eine spezifische Messmethodik zur Bestimmung der Hafteigenschaften von Stabschrecken auf verschiedenen Oberflächen. Hierbei wird die Zentrifugalkraft, die auf das Insekt beim Haftverlust wirkt, berechnet. Dieses Experiment bildet den Schwerpunkt der Unterrichtseinheit, in deren Rahmen sich die Lernenden zusätzlich in weiteren Arbeitsstationen mit dem Grundbauplan der Insekten, Reflexen, Hafteigenschaften als Angepasstheiten des Modellorganismus Stabschrecke und dem Laufrhythmus als Beispiel für einen weiteren bionischen Ansatz beschäftigen.
Für die Station zum Insektenkarussell stehen abrufbare Videos zur Verfügung. Mit diesen können die entsprechenden Messwerte erfasst und ausgewertet werden. Somit verknüpft das hybride Konzept die originale Begegnung mit lebenden Organismen im Rahmen der verschiedenen Stationen mit der Möglichkeit anhand der Videos ausreichend Daten für eine sachgerechte Auswertung zu generieren.
Die Vorstellung des Konzepts soll Anregungen zur Weiterentwicklung von Biologieunterricht geben, der die Bildungsstandards für den mittleren Schulabschluss abdeckt. Das vorgestellte Material fördert den Kompetenzerwerb in den Bereichen Fachwissen im Basiskonzept Struktur und Funktion, Erkenntnisgewinnung und Kommunikation.
