Informationsweiterleitung im Gehirn

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.

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

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.

Diese Unterrichtseinheit ist in Zusammenarbeit mit dem Kuratorium für die Tagungen der Nobelpreisträger in Lindau entstanden, das mit dem Nobelpreis ausgezeichnete Forschung Schülerinnen und Schülern, Studierenden sowie dem wissenschaftlichen Nachwuchs näherbringen möchte. Die Unterrichtseinheit ergänzt dabei das Materialangebot der Mediathek der Lindauer Nobelpreisträgertagungen um konkrete Umsetzungsvorschläge für die Unterrichtspraxis in den Sekundarstufen. Weitere Unterrichtseinheiten aus diesem Projekt finden Sie im Themendossier Die Forschung der Nobelpreisträger im Unterricht.

Unterrichtsablauf

Inhalt
Sozial- / Aktionsform

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 "Informationsweiterleitung im Gehirn" zum Download

Unterrichtsmaterial "Transmission of Information in the Brain" zum Download

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.

Video "Das Gehirn: Steuerzentrale des Körpers"

Video "Das Gehirn: Neuronen und Synapsen – Signalverarbeitung im Gehirn"

Video "Das Gehirn: Unser Navigationssystem"

Video "Das Gehirn: Eine eigene Zeit"

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Autorin

Portrait von Esther Käding
Esther Käding

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In Kooperation mit

Kuratorium für die Tagungen der Nobelpreisträger in Lindau

Dieser Inhalt ist in Zusammenarbeit mit dem Kuratorium für die Tagungen der Nobelpreisträger in Lindau (B) e.V. entstanden.