24. Oktober 2022
Bionik verbindet in interdisziplinärer Zusammenarbeit Biologie und Technik mit dem Ziel, durch Abstraktion, Übertragung und Anwendung von Erkenntnissen, die an biologischen Vorbildern gewonnen werden, technische Fragestellungen zu lösen.
Dieser Wissenschaftszweig ist mittlerweile eine etablierte Innovationsmethode, die insbesondere in Deutschland eine Vielzahl an Produktoptimierungen und Neuentwicklungen hervorgebracht hat (Klettverschluss, selbstreinigende Fassadenfarbe, Brückenkonstruktionen, Medizinprodukte). Bioniker/Innen erforschen Lösungen der Natur, wie die Wabentechnik oder die extrem reißfeste Spinnenseide, und machen sie für technische Anwendungen nutzbar. Hierbei bedienen sie sich der Methode der Systemanalyse.
Inhalt
Nach einer kurzen Einführung in das Thema Bionik werden die Jugendlichen in die Grundlagen der Systemananalyse eingeführt und führen diese mit Ahornsamen (einem Drehflügler) durch. Dabei werden die verschiedenen Kenngrößen erhoben, wie Gewicht, Länge, Fläche, Rotationsradius, Sinkgeschwindigkeit… Die einzelnen Bestandteile des Ahornsamens werden im Hinblick der Flugeigenschaften betreffend analysiert.
Anschließend bauen und entwickeln die Jugendlichen nach den Prinzipien der Analogie- und Variationsmethode eigene Modelle aus Papier, Pappe und Draht und untersuchen das Flugverhalten indem sie Flugversuche aus einer definierten Höhe durchführen. Dabei sind der Kreativität keine Grenzen gesetzt. Nachfolgend wird darüber diskutiert, welche Modifikationen die Flugeigenschaften verbessert bzw. verschlechtert haben.
Da sich die Bionik aus vielen Teilbereichen verschiedener Wissenschaften bedient… so vielfältig sind auch die Möglichkeiten in dieses Berufsfeld einzusteigen. So werden im Rahmen dieses Workshops Werdegänge des Biologen, Physikers und Ingenieurs vorgestellt.
Organisatorisches
Dieser Workshop
- eignet sich für Schülerinnen und Schüler der Klassenstufen 7 – 12
- kann mit maximal 12 SuS durchgeführt werden.
- dauert ca. 4 h
- beinhaltet Berufs- und Studienorientierung
- kann mit einem Besuch in den Laboren der Hochschule oder in der Mensa kombiniert werden
- ist kostenfrei
Anmeldung unter Marketing-TUB@hochschule-rhein-waal.de oder Tel. 02821-80673-9826
24. Oktober 2022
Im MINT-Workshop „BodenBildung – Boden begreifen“ steht der Boden als Lebensgrundlage für Menschen, Tiere, Pflanzen und Mikroorganismen im Vordergrund. Idealerweise bietet sich dieser Workshop zum Thema Boden für Jugendliche ab der 8. Jahrgangsstufen in den Wahlpflichtbereichen Biologie und Erdkunde an.
Die Schüler*innen nehmen Bodenproben auf landwirtschaftlichen Flächen eines ökologisch und eines konventionell bewirtschafteten Betriebes. Anschließend führen sie an diesen Proben professionelle Bodenanalysen durch, protokollieren und analysieren die Ergebnisse wissenschaftlich. Abschließend wird diskutiert, welchen Einfluss die Art der Bodenbewirtschaftung auf die Bodenfruchtbarkeit und Bodenqualität hat und was dieses für eine nachhaltige Bodennutzung bedeutet. Zudem werden auch die betrieblichen Konsequenzen ökologischer und konventioneller Landwirtschaft beleuchtet.
Böden sind die Lebensgrundlage für Menschen, Tiere, Pflanzen und Mikroorganismen. Sie speichern Kohlenstoff, Pflanzennährstoffe und Wasser, und sind die Basis für die Erzeugung von Nahrungs- und Futtermitteln sowie nachwachsende Rohstoffe. Böden bilden zudem einen wichtigen Baustein für den Hochwasserschutz, bieten Flächen für Besiedlung, Verkehr und Freizeit und sind ein Archiv der Natur- und Kulturgeschichte und somit schützenswert. Da fruchtbarer Boden das Ergebnis langer physikalischer, chemischer und biologischer Prozesse (10.000 Jahre und mehr) ist, wird Boden als eine endliche Ressource angesehen.
Der Mensch lebt nicht nur in seiner Umwelt sondern er nutzt sie auch intensiv. Diese Nutzung führt oftmals dazu, dass natürlich Ressourcen übermäßig belastet oder gar zerstört werden. Dieses trifft auch auf Böden zu. So werden Böden beispielsweise durch Schadstoffe, wie z.B. Mikroplastik verunreinigt oder durch intensive landwirtschaftliche Nutzung stark gestört. Dadurch können wichtige Ökosystemleistungen von Böden, wie die Speicherung von Kohlenstoff und Wasser oder die Filterung und Reinigung von Wasser beeinträchtigt werden.
Im praktischen Teil von „BodenBildung – Boden begreifen“ entdecken die Schüler*innen das Boden als Standort von Pflanzen bestimmte physikalische, chemische und biologische Eigenschaften aufweist. Der Workshop besteht aus zwei Einheiten à 4 Stunden. In der ersten Einheit nehmen die Schüler*innen Proben des Oberbodens einer ökologisch und einer konventionell bewirtschafteten Ackerfläche in der Nähe der Schule und analysieren diese im Anschluss.
Folgende Eigenschaften werden im Rahmen einer professionellen Bodenanalyse durchgeführt:
- Einheit:
– Ermittlung der Bodenart mittels Fingerprobe (physikalische Eigenschaft)
– Feststellung des Wasserhaltvermögens (physikalische Eigenschaft)
- Einheit:
– Messung des pH-Werts und der Einfluss auf die Verfügbarkeit von Nährstoffen (chemische Eigenschaften)
– Bestimmung des Humusgehalts mittels Brennprobe (chemische Eigenschaft)
– Bestimmung der mikrobiellen Aktivität im Boden mit und ohne Zugabe von Glukose mittels Infrarotsensor oder Laugenfalle (biologische Eigenschaft)
Am Ende jeder Einheit werden die Ergebnisse wissenschaftlich an der Tafel protokolliert in dem die Schüler*innen ihre Messwerte in eine Tabelle und Grafik eintragen. Die Daten werden dann analysiert und deren Bedeutung besprochen. In einer anschließenden Diskussion werden auch Themen wie Bodenverbesserung, eine nachhaltige Nutzung und was man selbst dazu beitragen kann, erörtert. Dabei werden auch neuere wissenschaftliche Erkenntnisse, z.B. zum Einfluss von Mikroplastik auf bodenbiologische Prozesse erläutert.
Organisatorisches:
Dieser Workshop
- eignet sich für Schüler:innen ab der 8. Klasse
- kann mit maximal 16 Schüler:innen durchgeführt werden
- eignet sich für Projekttage
- dauert mind. 4 Stunden
- beinhaltet Berufs- und Studienorientierung
- ist kostenfrei
Das Hygienekonzept der Schule zur Corona-Pandemie kommt in dem Workshop zur Anwendung und wird somit eingehalten.
24. Oktober 2022
Alltagsgegenstände nur mit der Kraft der Gedanken bewegen? Was wie Science Fiction klingt, ist dank moderner Brain-Computer-Interface (BCI)-Systeme schon Wirklichkeit. Im BCI@Home-Projekt der Hochschule Rhein-Waal wird erforscht, wie man Gehirn und Computer am besten verbindet, um Menschen mit begrenzten körperlichen Möglichkeiten das Leben zu erleichtern. Eine solche Schnittstelle ermöglicht Patienten durch bloße Gehirnaktivität, also ohne Sprache, zu kommunizieren oder auch Roboter zu steuern.
Im BCI-Lab der Hochschule erleben die Schüler*innen aktuelle Hightech-Forschung hautnah. Nach einer kurzen Einführung in das Forschungsprojekt entwickeln die Jugendlichen eine eigene „Anwendung“ die mit Hilfe des BCI angesteuert werden kann. Dies könnte zum Beispiel eine selbstgebaute Aufzugsteuerung aus Servomotoren, ein haptisches Feedback (Vibrationsmotoren) oder die Steuerung eines Roboterfahrzeugs sein. Die Schnittstelle zwischen „Anwendung“ und BCI ist ein Microcontroller (Arduino/Rasberry), der von den Schüler*innen selbst programmiert und angepasst werden kann.
Anschließend bekommen die Jugendlichen die Möglichkeit, ihre selbst programmierte Anwendung auszuprobieren. Dabei werden sie mit Hilfe einer handelsüblichen EEG-Kappe verkabelt. Die gemessene Gehirnaktivität wird durch die BCI-Technologie in die selbst programmierten Computerbefehle umgewandelt. In einer abschließenden Runde berichten die Schüler*innen über ihre Erfahrungen mit dem BCI-System und bekommen die Möglichkeit, Fragen an den Projektleiter und seine Mitarbeiter zu stellen.
Weitere Informationen zu diesem Projekt finden sie unter BCI Home.
Organisatorisches:
Dieser Workshop
- eignet sich für Schüler:innen ab der 8. Klasse
- kann mit maximal 12 Schüler:innen durchgeführt werden
- eignet sich für Projekttage
- dauert mind. 4 Stunden
- beinhaltet Berufs- und Studienorientierung
Mittwoch, 30. November 2022 um 09:00 Uhr | Anmeldeschluss ist der 23.11.2022
Veranstaltungsort: BCI Labor der Fakultät Technologie und Bionik an der Hochschule Rhein-Waal
Die Teilnehmerzahl ist begrenzt und die Plätze werden nach Anmelde-datum vergeben.
Dieser Kurs ist kostenlos. Anmeldung unter Marketing-TUB@hochschule-rhein-waal.de oder Tel. 02821-80673-9826
19. September 2022
Biologie und Technik trifft Bewegung: Ein Konzept zur bewegungsbasierten MINT-Förderung bei Mädchen ab der 7. Klasse!
Das didaktische Konzept richtet sich an Schülerinnen ab der 7. Klasse mit ausreichend Schwimmkenntnissen. Durch den erlebnisorientierten Lernansatz soll die Motivation für MINT-Themen geweckt und ausgebaut werden – sogleich auch fürs Sport treiben.
Ablauf: Bewegungsbasiertes MINT-Lernen
Nach einem kurzen gemeinsamen Warm-up zum Thema Bionik mit Praxisbeispielen für bionische Innovationen starten die Schülerinnenteams mit der Aufgabe einen Roboterfisch mithilfe des Festo Bionics Kits zu bauen. Dabei kommen Bauteile wie Servomotoren, Kunststoffteile und Kabelbinder zum Einsatz und am Ende können die Schülerinnen den Roboterfisch über ihr eigenes Endgerät steuern. Dabei haben sie mithilfe von 3D Animationen und einem interaktiven Lernposter noch mehr Hintergrundwissen und eine virtuelle Aufbauanleitung kennengelernt. Anschließend wird der schnellste Roboterfisch im Schwimmbecken getestet.
Nach dem Technik-Input geht es mit den Experimenten im Wasser weiter. Insgesamt fünf Stationen werden von Schülerinnen durchlaufen. Am Ende folgt eine Team-Challenge, die eine Überraschung sein wird!
Die Lernzeile der Veranstaltung sind wie folgt:
-Bionik kennenlernen
-Natürliche Phänomene praxisnah erfahrbar machen
-Spaß an Bewegung
-Spaß an Technik
-Theorie und Praxis spielerisch kombinieren
-Interdisziplinäres erlebnisorientiertes Lernen (Bionik (Biologie + Technik), Physik, Sport, Technik, Biologie)
Ein Professor, eine Professorin der Bionik und wissenschaftliche MitarbeiterInnen aus dem FabLab.blue der Hochschule Rhein-Waal werden anwesend sein, um den Teilnehmerinnen die Bionik und das FabLab.blue, vorzustellen.
Die Teilnehmerzahl ist begrenzt und die Plätze werden nach Anmelde-datum vergeben.
Veranstaltungsort: Embricana Freizeitbad, Emmerich
Dieser Kurs ist kostenlos. Anmeldeschluss ist der 22.11.2022
Anmeldung unter Marketing-TUB@hochschule-rhein-waal.de oder Tel. 02821-80673-9826
16. September 2022
Wie ChemikerInnen und ForscherInnen wissen, ist die Chemie überall um uns herum. Von den Kunststoffen, die in unseren Computerteilen verwendet werden, bis hin zu den Lebensmitteln, die wir im Supermarkt kaufen, sind Chemikalien und Chemie wichtige Bestandteile des modernen täglichen Lebens. Ein Beispiel für die Verwendung von Chemikalien im täglichen Leben ist die Körperpflege.
Badeseife, Körperwaschmittel und Duschgel sind die drei Möglichkeiten, die man beim Baden hat. Verschiedene Menschen haben unterschiedliche Vorlieben. Manche Menschen bevorzugen die herkömmliche Seife zur Reinigung ihres Körpers, während andere das entspannende Erlebnis von Duschgels bevorzugen und wieder andere Körperpflege verwenden. Flüssige Duschseife hat für viele jüngere Menschen die Seife ersetzt. Auch wenn einige ChemikerInnen die Grundlagen der Seife kennen, ist die Chemie der Körperpflege interessant, ob man sie nun benutzt oder nicht.
In diesem Workshop wollen wissenschaftliche Mitarbeiterinnen der Fakultät Tehcnologie und Bionik den Schülerinnen und Schülern interessante natürliche Stoffe zeigen und mit ihnen Experimente durchführen. Sie möchten ein Duschgel herstellen und die Theorie bzw. die Funktionsweise der Chemikalien und ihre Wechselwirkung miteinander aufzeigen.
Der Schwerpunkt wird darauf liegen zu zeigen, wie alltägliche Chemikalien funktionieren und wie alltägliche Phänomene erklärt werden können. Eigenständig arbeiten die Teilnehmer*innen im Labor und werden dabei von einer Chemielaborantin, einer wissenschaftlichen Mitarbeiterinn sowie einen Professor professionell betreut.
Der Workshop findet in den entsprechenden Laboren der Hochschule statt und die Schülerinnen und Schüler experimentieren zu Themen der Werkstofftechnik und Chemie mit neuartigen professionellen Geräten.
Die Teilnehmerzahl ist begrenzt und die Plätze werden nach Anmelde-datum vergeben. Anmeldeschluss ist der 07.10.2022
Dieser Kurs ist kostenlos. Anmeldung unter Marketing-TUB@hochschule-rhein-waal.de oder Tel. 02821-80673-9826
20. April 2022
Auch in diesem Jahr beteiligt sich die Hochschule Rhein-Waal wieder am Girls‘ Day.
In dem Workshop „Programmieren mit Arduino“, welcher in Zusammenarbeit mit der Fakultät Technologie und Bionik stattfindet, sind noch Plätze frei!
Informationen zum Kurs:
In diesem Workshop lernen die Teilnehmerinnen die Basics des Programmierens kennen und wenden sie auf einem Arduino-Board an. Arduinos sind kleine Elektronik-Boards mit Software. Die Teilnehmerinnen werden sie zunächst zusammenbauen und -löten und dann zum Beispiel als Fensteralarm programmieren. Das fertige Ergebnis können die Teilnehmerinnen mit nach Hause nehmen und mit dem Erlernten selbstständig weiter- oder neuprogrammieren.
Die Veranstaltung findet ab 10:30 bis ca. 14:30 Uhr in Präsenz auf dem Campus in Kleve statt. Treffpunkt ist im Gebäude 05 unten im Eingangsbereich. Vorher richtet die Zentrale Studienberatung zwischen 9:00 – 10:30 Uhr einen zentralen Kick-off aus (Hörsaalzentrum, Hörsaal 2).
Anmeldungen sind noch bis zum 21. April möglich direkt unter: https://www.girls-day.de/@/Show/hochschule-rhein-waal.2/kleve/programmieren-mit-arduino
