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Unterricht: Aufbau und Funktion des Gehirns

Das menschliche Gehirn ist ein äußerst komplexes Gebilde. Noch immer sind längst nicht alle Abläufe innerhalb des Gehirns erforscht und enträtselt. Diese Lerneinheit soll einen Einblick in seine grundlegende Funktionsweise geben. Im Vordergrund der Vorschläge steht das aktive Lernen – zum einen durch eigene Recherche und anschließende Präsentation der Ergebnisse mit der Methode des Gruppenpuzzles, zum anderen durch das plastische Modellieren eines Gehirn-Modells und mithilfe eines Spiels. Die Vorschläge richten sich vorwiegend an Schülerinnen und Schüler der Sekundarstufe 2, können aber je nach Niveau der Lerngruppe auch bereits ab Klassenstufe 9 eingesetzt werden

Regionen und Funktionen des Gehirns aktiv lernen

  • Die Grafik aus dem Film zeigt einen einfachen Querschnitt eines Gehirns; Rechte: WDR Die Schüler lernen, welche Hirnregion welche Funktionen übernimmt.

Die Schülerinnen und Schüler sehen zunächst alle drei Filme der Reihe "Dein Gehirn" an. Für die anschließende Auseinandersetzung mit den Inhalten ist es sinnvoll, wenn sie die Filme allein oder in Kleingruppen am Computer mehrmals nach eigenem Tempo ansehen können. Mit der Methode des Gruppenpuzzles erarbeiten sich die Schüler arbeitsteilig die verschiedenen Hirnregionen und ihre Funktion.

Teilen Sie den Kurs in fünf Gruppen. Jede Gruppe wird zu "Experten" für einen Bereich des Gehirns und erstellt eine Art Steckbrief für diese Hirnregion und ihre Aufgaben. Die Aufgaben zu den Hirnregionen sind unterschiedlich komplex, sie eignen sich zur inneren Differenzierung. Die Basisinformationen entnehmen sie den Filmen, auf den Arbeitsblättern sind die entsprechenden Filmausschnitte angegeben. Zusatzinformationen recherchieren sie im Schulbuch, in Nachschlagewerken oder im Internet. Zu den einzelnen Bereichen des Gehirns gibt es auf den Arbeitsblättern AB 1 bis AB 5 Vorlagen für die Steckbriefe. Anschließend werden die Gruppen neu zusammengesetzt, in jeder Gruppe ist mindestens ein Experte zu jeder Hirnregion vertreten. Alle Schülerinnen und Schüler erhalten zwei Gehirnkarten (Arbeitsblätter 6a und 6b). Die Experten berichten von ihren Erkenntnissen, die anderen notieren die wichtigsten Stichworte auf den Gehirnkarten. So hat jeder Schüler einen Überblick über die wichtigsten Gehirnregionen und ihre Aufgaben und kennt exemplarisch eine Region genauer.

  • Arbeitsblatt 1a - "Steckbrief Grosshirnrinde I"
  • Arbeitsblatt 1b - "Steckbrief Grosshirnrinde I Kontrollblatt"
  • Arbeitsblatt 2a - "Steckbrief Grosshirnrinde II"
  • Arbeitsblatt 2b - "Steckbrief Grosshirnrinde II Kontrollblatt"
  • Arbeitsblatt 3a - "Steckbrief Limbisches System I"
  • Arbeitsblatt 3b - "Steckbrief Limbisches System I Kontrollblatt"
  • Arbeitsblatt 4a - "Steckbrief Limbisches System II"
  • Arbeitsblatt 4b - "Steckbrief Limbisches System II Kontrollblatt"
  • Arbeitsblatt 5a - "Steckbrief Kleinhirn Hirnstamm"
  • Arbeitsblatt 5b - "Steckbrief Kleinhirn Hirnstamm Kontrollblatt"
  • Arbeitsblatt 6a - "Gehirn-Landkarte Grosshirnrinde (mit Kontrollblatt auf der 2. Seite)"
  • Arbeitsblatt 6b - "Gehirn-Landkarte Limbisches System (mit Kontrollblatt auf der 2. Seite)"

Gehirn plastisch formen

  • Fußballspieler Mario Götze am Ball; Rechte: ddp Fußballer, Schachweltmeister oder Geiger: Jedes Gehirn ist anders.

Der folgende Vorschlag vertieft das Wissen über die Aufgaben und Funktion des Gehirns, indem die Schüler ihr Wissen praktisch anwenden und ein Gehirn nach bestimmten Vorgaben plastisch modellieren. Nicht jedes Gehirn ist gleich. Vielmehr ist unser Gehirn stetigen Veränderungen unterworfen, beispielsweise durch die besondere Beanspruchung einzelner Bereiche oder durch Krankheiten. Im Gehirn von Musikern oder Sportlern sind unterschiedliche Regionen ausgeprägter als andere. Dies erarbeiten sich die Schülerinnen und Schüler, indem sie ein Gehirnmodell nach bestimmten Vorgaben formen. Am anschaulichsten wird die Aufgabe, wenn die Schüler das Gehirn aus unterschiedlich farbiger Knetmasse modellieren. Wenn dies zu aufwendig ist, können sie es mit unterschiedlichen Farben malen.

Als Informationsmaterial dienen die ausgefüllten Gehirn-Landkarten von Arbeitsblatt 6a und b. Zusätzlich ist es hilfreich, den Schülern ein dreidimensionales Hirnmodell als Muster zur Verfügung zu stellen.

Für die wichtigen Regionen des Gehirns gibt es Knetmasse in verschiedenen Farben (beispielsweise ist das Frontalhirn rot und das limbische System grün und das Kleinhirn ist gelb). Aufgabe ist es nun, das Gehirn eines Schachweltmeisters, eines Fußballers, eines Geigers und eines Alzheimer-Patienten darzustellen. Dafür wird der Kurs in vier Gruppen aufgeteilt. Die Anlage dieses Versuchs und Musterlösungen sind auf AB 7 genau erläutert. Notwendige Informationen finden die Schülerinnen und Schüler unter anderem in dem Hintergrundtext "Hirnstrukturen im Wandel" in diesem Wissenspool.

  • Arbeitsblatt 7 - "Plastisches Gehirn - Versuchsanlage"
  • Arbeitsblatt 8 - "Plastisches Gehirn - Arbeitsanweisungen"

Nervensystem, Hormone und Co

In einem Spiel werden wesentliche Teile des Zentralen Nervensystems, der Hormondrüsen und der Hormone erarbeitet. Dafür werden die Schülerinnen und Schüler in drei Gruppen unterteilt – in eine Darstellergruppe und zwei Rategruppen. Jeweils zwei bis vier Schüler aus der Darstellergruppe sollen verschiedene Szenarien gestalten, zum Beispiel Mobbing unter Jugendlichen. Die Rategruppen sollen nicht nur die Situation erraten, sondern auch, welche Botenstoffe in der jeweiligen Situation aktiv werden. Die genaue Spielanlage ist aus AB 9 zu ersehen. An die Gruppen werden Kärtchen mit Kurzdefinitionen ausgegeben (AB 10). Der Lernprozess findet hier über das Spiel statt.

Mit Arbeitsblatt 11 festigen die Schülerinnen und Schüler das Gelernte und wenden es auf weitere Situationen an. Sie müssen in eine Tabelle die passenden Botenstoffe zu einer Auslösersituation zuordnen sowie den Ort im Körper angeben, an dem der Botenstoff produziert wird. Zudem beschreiben sie die Wirkung und Beispiele für weitere Situationen. Je nach Niveau der Lerngruppe können sie die Botenstoffe in der Tabelle auch vorgeben. Dann müssen die Schüler nur noch Produktionsort, Wirkung und Beispielsituationen eintragen.

  • Arbeitsblatt 9 - "Spielanlage"
  • Arbeitsblatt 10 - "Botenstoffe Definitionskärtchen"
  • Arbeitsblatt 11 - "Tabellarische Übersicht"

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