Sport: Swimming

Interview with professional triathlete Dominik Sowieja

Professional triathlete and engineer Dominik Sowieja gives insights in his carrer as an athlete but also working as an engineer. In this interview he answers questions from students and is an inspiration to anyone to push one’s limits to the personal boundaries and always try to improve. How technology and his curiosity for MINT subjects helped shape his career is documented in this interview.

This is the link to the video: https://www.cosinuss.com/en/videos/stem/interview-with-dominik-sowieja/

Swim smart. STEM in the water

(((Deutsche Version)))

Biology and technology meets movement: A concept for movement-based STEM promotion in children and adolescents.

The didactic concept is aimed at students in the 7th grade and above with sufficient swimming skills. Through the experience-oriented learning approach, the motivation for STEM topics is to be awakened and developed – at the same time also for doing sports.

Learning goals:

  • Get to know bionics
  • To experience natural phenomena in a practical way
  • Fun with movement
  • Fun with technology
  • Combining theory and practice in a playful way
  • Interdisciplinary experience-oriented learning (bionics (biology + technology), physics, sports, technology, biology)

Sequence of events: Movement-based STEM learning

After a short joint warm-up on the topic of bionics with practical examples of bionic innovations, the student teams started with the task of building a robotic fish using the Bionics Kit. In the process, components such as servo motors, plastic parts and cable ties were used, and at the end the students were able to control the robotic fish using their own end device. In the process, they learn more background knowledge and virtual assembly instructions with the help of 3D animations and an interactive learning poster. Afterwards, the fastest robotic fish is tested in the pool. After the technology input, the experiments in the water continue. The students go through a total of five stations. At the end, there is a team challenge in which each group builds a raft from utensils such as pool noodles, with which a team member is to be transported from pool edge to pool edge.

Assembling Bionic Fish with the construction kit and the interactive learning poster.

Curriculum references:

  • Fins shapes
  • Swim bladder
  • Marine mammals vs. fish
  • Microcontroller
  • Fin Ray effect (e.g. Fin Ray construction sheet from Festo Didactic)

Reference:

Robotics and swimming event for students:inside on the occasion of Girls‘ & Boys‘ Day 2022 at the Olympic swimming pool in Munich with 20 SuS (5 teams).

General conditions:

  • Duration: approx. 3h
  • Premises: Room for approx. 20 students for the assembly of the robot fish, swimming pool
  • Number of participants: approx. 20 students
  • Previous knowledge: Swimming skills necessary
  • Equipment: 5 bionics kits, 1 learning poster, workshop material
  • Supervisors: approx. 2 supervisors are needed

Schwimm Dich schlau. MINT im Wasser

(((English Version)))

Biologie und Technik trifft Bewegung: Ein Konzept zur bewegungsbasierten MINT-Förderung bei Kindern und Jugendlichen

Das didaktische Konzept richtet sich an Schüler:innen 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.

 Lernziele:

  • 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)

Ablauf: Bewegungsbasiertes MINT-Lernen

Nach einem kurzen gemeinsamen Warm-up zum Thema Bionik mit Praxisbeispielen für bionische Innovationen starten die Schülerteams mit der Aufgabe einen Roboterfisch mithilfe des Bionics Kits zu bauen. Dabei kommen Bauteile wie Servomotoren, Kunststoffteile und Kabelbinder zum Einsatz und am Ende können die SuS (Schüler:innen) 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 SuS durchlaufen. Am Ende folgt eine Team-Challenge, bei der pro Gruppe ein Floß aus Utensilien wie Poolnudeln gebaut wurde, mit dem ein Teammitglied von Beckenrand zu Beckenrand transportiert werden soll.

Zusammenbau Bionic Fish mit dem Baukasten und den interaktiven Lernposter

Lehrplanbezüge:

Referenz:

Robotik- und Schwimm-Veranstaltung für Schüler:innen anlässlich des Girls‘ & Boys‘ Day 2022 im Olympiaschwimmbad München mit 20 SuS (5 Teams)

Rahmenbedingungen:

  • Dauer: ca. 3h
  • Räumlichkeiten: Raum für ca. 20 SuS für den Zusammenbau des Roboterfisches, Schwimmbecken
  • Teilnehmeranzahl: ca. 20 SuS (Mädchen und Jungen)
  • Vorkenntnisse: Schwimmkenntnisse notwendig
  • Equipment: 5 Bionics Kits, 1 Lernposter, Workshop-Material
  • Betreuer: ca. 2 Betreuer werden benötigt

Modul Pulsmessungen beim Sport

 

Ziel ist es, dass die Schüler verschiedene Begriffe zur Pulsmessung und Herzfrequenz lernen und gleich anwenden. Dazu sollte die Unterrichtseinheit in einem Fitnesscenter oder LA- Anlage durchgeführt werden.  Gebraucht werden Pulsuhren und das Handout.

Stem on the move Beitrag Pulsmessung Oberstufe Sport

Propulsion and speed in the water

Propulsion and speed | dolphin kicks.

Questions:

  • What swimming techniques can people use to swim as fast as possible?
  • What tools can help with swimming fast?

 

Content taught:

  • A leg stroke inspired by the dolphin has become established in competition because it allows faster propulsion than pure crawl swimming („dolphin kicks“).
  • The dolphin kick works both in prone and lateral position. But be careful: in side position, untrained swimmers quickly swim in circles.
  • An effective means of increasing propulsion is to increase the surface area used to generate propulsion, e.g. by using fins.

 

(((Deutsche Version)))

Propulsion and resistance in water

Propulsion and resistance | gliding tests

Questions:

  • How can water resistance be reduced during gliding?
  • What is the most streamlined position?

Content taught:

  • Optimizing posture in the water:
    • Arms stretched,
    • hands on top of each other,
    • elbows as straight as possible,
    • head resting on the arms from the front,
    • spine stretched (shoulder mobility is important),
    • torso tense,
    • legs stretched and closed.

 

(((Deutsche Version)))

Hydrostatic pressure and buoyancy under water

Hydrostatic pressure and buoyancy | balloon under water

Questions:

  • Can you inflate a balloon under water?
  • What happens to the inflated balloon when it is pushed deep under water?
  • What happens analogously to organs, e.g. the eardrum and the (air-filled) lungs?

Content taught:

  • Inflating a balloon is also possible underwater. But: The hydrostatic pressure, i.e. the pressure that the water exerts on the balloon, makes inflation more difficult.
  • If you push an already inflated balloon underwater, the volume of the balloon shrinks with increasing depth and the buoyancy decreases.
  • Organs are also compressed analogously to the balloon with increasing water depth.

 

(((Deutsche Version)))

Buoyancy & density

Buoyancy and density | Starfish

Questions:

  • What happens when you lie (inhaled) on the water in a prone position?
  • What happens when one takes a parcel shape?
  • What happens when one exhales?

Taught content:

  • Depending on the distribution of body (mass) center and volume center in the body, the legs sink towards the bottom or remain in the horizontal position.
  • Individuals in whom the two points are close together have favorable conditions for swimming.

 

(((Deutsche Version)))

Auftrieb und Dichte

Auftrieb und Dichte | Seestern

Fragestellungen:

  • Was passiert, wenn man sich (eingeatmet) in Bauchlage auf das Wasser legt?
  • Was passiert, wenn man eine Päckchenform einnimmt?
  • Was passiert, wenn man ausatmet?

Vermittelte Inhalte:

  • Je nach Verteilung von Körper(massen)schwerpunkt und Volumenmittelpunkt im Körper sinken die Beine in Richtung Grund ab oder bleiben in der horizontalen Position.
  • Personen, bei denen die beiden Punkte nahe beieinander liegen, bringen günstige Voraussetzungen für das Schwimmen mit.

 

(((English Version)))

Hydrostatischer Druck und Auftrieb unter Wasser

Hydrostatischer Druck und Auftrieb | Luftballon unter Wasser

Fragestellungen:

  • Kann man einen Luftballon unter Wasser aufblasen?
  • Was passiert mit dem aufgeblasenen Luftballon, wenn man ihn tief unter Wasser drückt?
  • Was passiert analog mit Organen, z.B. dem Trommelfell und den (mit Luft gefüllten) Lungen?

Vermittelte Inhalte:

  • Das Aufblasen eines Luftballons ist auch unter Wasser möglich. Aber: Der hydrostatische Druck, also der Druck, den das Wasser auf den Luftballon ausübt, erschwert das Aufblasen.
  • Wenn man einen bereits aufgeblasenen Luftballon unter Wasser drückt, dann schrumpft das Volumen des Luftballons mit zunehmender Tiefe und der Auftrieb wird geringer.
  • Organe werden analog zum Ballon mit zunehmender Wassertiefe ebenfalls zusammengedrückt.

 

(((English Version)))

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