Informationsweiterleitung im Gehirn

Transmission of Information in the Brain

  • Biologie
  • Gesamtschule, Gymnasium, Sekundarstufe II
  • 1 bis 2 Unterrichtsstunden
  • Video, Arbeitsblatt, Didaktik/Methodik, Ablaufplan
  • 8 Arbeitsmaterialien

In dieser Unterrichtseinheit erfahren die Lernenden anhand von Videos, aus welchen Bereichen das Gehirn besteht. Sie wiederholen ihr Wissen über Neuronen und die Weiterleitung von Signalen, um sich anschließend genauer über die im Video vorgestellte Patch-Clamp-Technik zu informieren.

BESCHREIBUNG DER UNTERRICHTSEINHEIT

Die Lernenden erfahren durch das Video „Das Gehirn: Steuerzentrale des Körpers“ welche Bereiche es im Gehirn gibt und für welche Sinneswahrnehmungen und Steuervorgänge diese zuständig sind. Danach wiederholen sie mithilfe des Videos „Das Gehirn: Neuronen und Synapsen – Signalverarbeitung im Gehirn“ ihr Wissen über Aufbau und Funktion von Neuronen, um sich anschließend selbstständig über die vorgestellte Patch-Clamp-Technik zu informieren.

Unterrichtsablauf

Inhalt
Sozial-/Aktionsform

Einstieg

Die Lehrkraft zeigt das Bild vom Gehirn (Arbeitsblatt 1) als Hinweis auf das Thema. Nachdem die Schülerinnen und Schüler sich geäußert haben, schauen sie sich das Video „Das Gehirn: Steuerzentrale des Körpers“ an und bearbeiten dazu Arbeitsblatt 1. Anschließend wird das Arbeitsblatt gemeinsam besprochen.

Plenum; Einzel-/Partner-/Kleingruppenarbeit; Plenum

15 bis 20 Minuten

Erarbeitung

Die Lehrkraft bittet die Lernenden mit ihrem Vorwissen zu erklären, wie Informationen zum Gehirn und weiter gelangen. In Kleingruppen/Partnerarbeit sehen die Lernenden dann das Video „Das Gehirn: Neuronen und Synapsen“. Anschließend recherchieren sie die Funktion der Patch-Clamp-Technik anhand von Arbeitsblatt 2.

Plenum; Gruppenarbeit/Partnerarbeit

30 Minuten

Besprechung

Die Ergebnisse der Recherche werden beispielhaft von einer oder zwei Gruppen vorgestellt.

Plenum

15 Minuten

Vertiefung

In der Folgestunde können in arbeitsteiliger Partner- oder Gruppenarbeit das Navigationssystem des Gehirns und die Darstellung von Zeitabläufen im Gehirn vorgestellt werden.

Minuten

Didaktisch-methodischer Kommentar

Das Thema „Gehirn und Informationsweiterleitung“ im Unterricht
Der Bereich Neurobiologie umfasst Prozesse von der systemischen bis zur molekularbiologischen Ebene. Die leicht nachzuvollziehende Aufnahme von Reizen durch die Sinnesorgane ist nur der Anfang von zahllosen Abläufen im Körper, die in einer passenden Reaktion auf die Reize münden. Für die Lernenden ist es interessant zu erfahren, wie ihr Gehirn ihren Körper und ihr Verhalten steuert. Die Vermittlung der Techniken, mit denen in der Neurobiologie geforscht wird, unterstützt das Verständnis und ermöglicht einen Einblick in die Abläufe wissenschaftlicher Arbeit.


Vorkenntnisse
Die Schülerinnen und Schüler kennen Aufbau und Funktion von Neuronen und wissen wie die Erregungsweiterleitung an Neuronen funktioniert.

Didaktische Analyse
Das Einstiegsvideo über den Aufbau des Gehirns führt zu der Frage, was mit eingehenden Informationen in unserem Körper auf zellulärer und molekularbiologischer Ebene passiert. Das folgende Video erklärt in kompakter Form die Funktion von Neuronen und Synapsen und schafft eine Grundlage für das Verständnis der wissenschaftlichen Technik, mit der diese Funktion erforscht wird.
Zur Vertiefung kann in der folgenden Stunde eine arbeitsteilige Gruppenarbeit zu den Themen „Navigationssystem Gehirn“ und „Die Zeit des Gehirns“ erfolgen.

Methodische Analyse
Nachdem das Interesse der Lernenden durch den Einstiegsfilm geweckt ist, arbeiten sie möglichst selbstständig in kleinen Gruppen. Dadurch wird eine hohe Aktivität jedes Einzelnen ermöglicht. Durch die angeleitete Recherche können die Schülerinnen und Schüler selbst herausfinden, wie die Patch-Clamp-Methode grundsätzlich funktioniert. Da dies nicht unkompliziert ist, arbeiten die Lernenden mit Partnern oder in Kleingruppen und können sich gegenseitig unterstützen.


Unterrichtsmaterial

Unterrichtsmaterial zum Download

Dieses Arbeitsblatt kann als Impuls für den Einstieg genutzt werden und wird während des ersten Videos von den Lernenden bearbeitet.

Dieses Arbeitsblatt enthält die Aufgabenstellung für die Recherche der Patch-Clamp-Technik.

Dieses Arbeitsblatt enthält Arbeitsaufträge für eine arbeitsteilige Partner/-Gruppenarbeit zu den Themen „Das Gehirn: Unser Navigationssystem“ und „Das Gehirn: Eine eigene Zeit“.

Hier können Sie Arbeitsblatt 1-3 als Sammelmappe herunterladen.

Teaching Guides for Download

This workseet can be used as an introduction to the topic.

This worksheet contains the task for researching the patch clamp technique.

This worksheet contains tasks for partner/group work on the topics ´The Brain: Our Navigational System` and ´The Brain: A Time of Its Own.`

Externe Links

Hier finden Sie weitere Informationen über die Patch-Clamp-Technik.

Vermittelte Kompetenzen

Fachkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler
• kennen Aufbau und Funktion des Neurons.
• beschreiben und erläutern biologische Sachverhalte.
• können Experimente mit komplexen Versuchsplänen und -aufbauten mit Bezug auf ihre Zielsetzungen erläutern.

Medienkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler
• können zu biologischen Fragestellungen relevante Informationen und Daten in verschiedenen Quellen recherchieren, auswählen und vergleichend beurteilen.
• präsentieren biologische Sachverhalte und Arbeitsergebnisse unter Verwendung situationsangemessener Medien und Darstellungsformen adressatengerecht.

Sozialkompetenz
Die Schülerinnen und Schüler
• arbeiten kooperativ in Partner- oder in Kleingruppenarbeit.

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