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Dietzenbach

Greifen wie ein Fisch

  • Annette Schlegl
    VonAnnette Schlegl
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Der Dietzenbacher Lehrerin Petra Carbon könnte es mit einem innovativen Konzept gelingen, den naturwissenschaftlichen Unterricht in Europa zu verbessern.

Eine Dietzenbacher Lehrerin kann den naturwissenschaftlichen Unterricht der Zukunft mitgestalten: Petra Carbon, Pädagogin an der Heinrich-Mann-Schule, wurde ausgewählt, beim nationalen Science-on-Stage-Festival 2021 ihr Unterrichtsprojekt „Greifen wie ein Fisch“ vorzustellen. Damit demonstriert sie den Schülern, was der sogenannte Fin Ray Effect ist, der es möglich macht, dass sich Robotergreifer an die Kontur des jeweiligen Objekts anpassen.

Das nationale Festival der gemeinnützigen Bildungsinitiative Science on Stage Deutschland e.V. geht vom 8. bis 10. Oktober an der Pädagogischen Hochschule Karlsruhe über die Bühne. Die Veranstaltung ist, so heißt es in einer Pressemitteilung, die größte Ideenbörse von und für Lehrkräfte in Mint-Fächern. Mint ist der Sammelbegriff für Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik.

Petra Carbon ist eine von 100 Pädagoginnen und Pädagogen aus ganz Deutschland, die von einer Fachjury eingeladen wurden, ihre Unterrichtsprojekte vorzustellen. Die Lehrerin der Heinrich-Mann-Schule hat ein Handout für Lehrkräfte zum Fin Ray Effect entwickelt, der auch als Flossenstrahleneffekt bekannt ist. Er geht auf den Biologen Leif Kniese zurück, der 1997 beim Angeln entdeckte, dass sich die Schwanzflossen von Knochenfischen auf Druck nicht vom Finger weg bewegen, sondern sich ihm entgegenbiegen. Das liegt an der Struktur der Fischflossen: Sie bestehen aus elastischen Längs- und Querstreben.

Carbons Handout zeigt auf, wie der Fin Ray Effect mit Experimenten und Modellen begreifbar gemacht werden kann – und zwar in unterschiedlichen Schwierigkeitsgraden von der vierten Klasse bis zur Oberstufe. „Ich hole ein abgehobenes Thema in den Alltag“, erklärt Carbon. Die Kleinen basteln mit Hilfe von Schablonen Papiermodelle und heben damit Gegenstände hoch, die Größeren bauen Plastikmodelle und die ganz Großen aus einem Bausatz drei Tierroboter mit Servomotoren und Mikrocontroller, die sie mit einem Handy steuern können. Die Kleineren können experimentieren, wie viele Querstreben wohl am effektivsten sind, die Größeren können ausrechnen, welche Flossengröße im Verhältnis zur Geschwindigkeit die beste ist. „Sie können auch noch ein Programm für den Controller schreiben“, sagt Carbon. „Es gibt immer mehr Differenzierungen mit neuem Input für die Schüler und Schülerinnen und immer aufwendigere Materialien.“

Die Lehrerin hat das selbst entworfene Konzept an ihrer Heinrich-Mann-Schule in mehreren Mint-Kursen für Fünftklässler:innen ausprobiert. „Sie haben das Prinzip der Natur verstanden und haben es dann benutzt, um einfache Fin-Ray-Greifer zu bauen.“

Bionik, die Verbindung aus Biologie und Technik, sei ihr Steckenpferd, sagt sie. Bionik nehme sich die Natur zum Vorbild. Fin Ray sei zwar ein relativ unbekanntes Thema – die meisten verbinden den Lotuseffekt mit Bionik –, doch machten sich etwa Hersteller:innen von Stühlen das Prinzip bei Rückenlehnen zunutze.

Bei der Veranstaltung in Karlsruhe werden elf Mint-Lehrkräfte gekürt, die Deutschland im März 2022 beim internationalen Science-on-Stage-Festival in Prag vertreten. 400 Lehrkräfte aus mehr als 30 europäischen Ländern stellen dort ihre Unterrichtsprojekte vor. Besonders spannende Ideen finden danach europaweit als Unterrichtsmaterialien Verbreitung. Vielleicht macht ja auch Carbons Projekt „Greifen wie ein Fisch“ Schule.

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