Experimentieren zum Thema "Auge"

Die Welt steht Kopf

Auge und Gehirn lassen sich leicht täuschen. Um dies den Schülerinnen und Schülern eindrucksvoll zu vermitteln, kommen in dieser Experimentierstunde sogenannte "Umkehrbrillen" zum Einsatz. Ein Unterrichtsvorschlag für den Biologieunterricht in den Klassenstufen 5 – 7.
 Experimentieren zum Thema "Auge"
Experimentieren zum Thema "Auge"

Didaktische Vorbemerkungen

Die tiefere Auseinandersetzung mit dem Thema "Auge" und seinen Besonderheiten ist spannend und lohnenswert, denn "mit keinem anderen Organ nehmen wir die Umwelt in einer solchen Vielfalt wahr wie mit dem Auge". Voraussetzung für diese Stunde ist, dass die Schülerinnen und Schüler den grundlegenden Aufbau des menschlichen Auges kennen und ihnen die wichtigsten Funktionen der einzelnen Bestandteile geläufig sind.

Für die Lehrkraft bietet die Unterrichtsstunde eine Menge Vorteile. Zwar sind die Umkehrbrillen in ihrer Anschaffung teuer, dafür können sie aber mehr als einmal zum Einsatz kommen. Es werden lediglich die Brillen und die Arbeitsblätter benötigt – die Vorbereitung für diese Experimente ist im Vergleich zu anderen Experimenten und im Verhältnis zu seiner Wirkung sehr zeitökonomisch. Den Schülerinnen und Schülern bietet das Experiment die Möglichkeit, in einem sehr überschaubaren Projekt handlungsorientiert am eignen Körper zu erfahren, wie kompliziert der Sehvorgang im Auge ist, welche wichtige Rolle das Gehirn in diesem Prozess spielt und wie leicht es sich täuschen lässt. Kurz: Der Einsatz der Umkehrbrille im Unterricht ermöglicht Lehrkräften und Schülern eine Unterrichtsstunde aus einem etwas anderen Blickwinkel.

Sequenzverlauf

Kompetenzorientierte Grundintentionen

Die Schülerinnen und Schüler

  • erklären die Lichtbrechung beim Durchgang durch ein anderes Medium als Luft;
  • erläutern das Funktionsprinzip der Umkehrbrille; legen dar, dass unser Gehirn das auf dem Kopf stehende Bild korrigiert;
  • verbalisieren, dass unsere Gehirne sich durch optische Effekte täuschen lassen können.

Einstieg

Es bietet sich an, zum Einstieg eine kurze mündliche Wiederholung der wesentlichen Bestandteile des Auges bzw. der für diese Stunde wichtigen Bestandteile des Auges (Hornhaut, Linse, Glaskörper, Netzhaut, Sehnerv) durchzuführen, um den Schülerinnen und Schülern eine optimale Ausgangslage für die Stunde zu bieten. Dies kann mithilfe einer Meldekette geschehen, wobei die Bestandteile anhand der Folie (M1) erarbeitet werden. Es ist darauf zu achten, dass Bestandteil und Funktion immer im Zusammenhang genannt werden.

Um das Phänomen der Lichtbrechung zu thematisieren, bestimmen die Schülerinnen und Schüler den Austrittswinkel von Lichtstrahlen, indem sie ihn auf die Folie (M2, Abb. 1) einzeichnen. Insgesamt sollte der Einstieg nicht länger als fünfzehn Minuten in Anspruch nehmen.

Erarbeitung

Die Klasse wird in Vierergruppen (möglich sind auch Fünfergruppen) eingeteilt. Erfahrungen haben gezeigt, dass sich möglichst heterogene Gruppen für diese Versuche eignen. Eine Entscheidung per Losverfahren würde sich daher anbieten. Für die Orientierung und um eine möglichst selbstständige Arbeit der Gruppen zu ermöglichen, wird den Schülerinnen und Schülern zunächst die Struktur der Stunde erläutert.

Dann wird das Arbeitsblatt M3 ausgeteilt und alle Materialien, die für die Versuche gebraucht werden, werden auf dem Pult bereitgelegt. In der sich anschließenden Gruppenarbeitsphase beschäftigen sich die Schülerinnen und Schülern in ihren Gruppen mit der Umkehrbrille. Die Arbeitsblätter geben ihnen alle Informationen, um die Versuche selbstständig durchzuführen und auszuwerten. Diese Gruppenarbeitsphase wird 30 Minuten in Anspruch nehmen. Danach werden alle gebeten, die Materialien wieder zurück auf das Pult zu bringen und die Arbeitsblätter abzuheften. Die Funktionsweise der Umkehrbrille kann anschließend mit dem Originalobjekt und der Zeichnung (M2, Abb. 2) verdeutlicht werden, sodass die Schülerinnen und Schüler das Prinzip der Totalreflexion nachvollziehen können.

Sicherung

Zur Sicherung der gewonnenen Ergebnisse findet zum Abschluss der Stunde eine Besprechung im Plenum statt. Dazu sollten je nach räumlichen Begebenheiten die Arbeitsblätter über den Tageslichtprojektor oder über das Smartboard visualisiert und gemeinsam bearbeitet oder mindestens die Deutung schriftlich an der Tafel festgehalten werden. Hier ist besonders wichtig, dass die Schülerinnen und Schüler die Bedeutung dieser Ergebnisse umfassend verbalisieren.

  • eingestellt am 13.05.2015
Autoren

Dr. Claas Wegner
OStR im Hochschuldienst


Lea Brönneke
Mitarbeiterin im Projekt "Kolumbus-Kids" in Bielefeld

  • Quelle

    Dieser Artikel stammt aus dem Schulmagazin 5-10 2/2014. Die aktuelle Ausgabe finden Sie auf www.oldenbourg-klick.de.

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