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Unterricht: Superaugen

Einsatz im Unterricht

Der Film eignet sich gut für den Einsatz im Biologieunterricht der Mittelstufe, insbesondere aber auch im fächerübergreifenden oder fächerverbindenden Unterricht Biologie und Physik sowie im projektartigen Unterricht. Er kann zu Beginn der Unterrichtseinheit zum Sehen eingesetzt werden um den Schülern einen Überblick über die vielfältigen Teilthemen zu geben. Daraufhin könnten die Schülerinnen und Schüler sich in Gruppenarbeit selbstständig den Teilthemen widmen, so dass sich am Ende der Reihe die Teile zum Ganzen fügen. Denkbar wäre auch ein Gruppenpuzzle mit der Hauptfrage: Wie unterscheiden sich die visuelle Wahrnehmung von Mücke, Mensch, Muschel oder Regenwurm. Die Expertengruppen (Erarbeitungsgruppe) können sich dann verschiedenen Teilthemen widmen, die alle die Klärung dieser Frage in den späteren Puzzlegruppen (Austauschgruppe) zum Ziel haben. Es ist aber auch möglich diesen Film in Ausschnitten in den passenden Unterrichtssequenzen einzusetzen.

Vergrößertes Fliegenauge, Fliegenauge in einer Aufnahme mit dem Rasterelektronenmikroskop (Quelle: SWR)

Die Fliege kann mit ihren Facettenaugen Bewegungen in viele Einzelbilder zerlegen.

Der Film ist hervorragend geeignet um einige Konzepte, wie sie in den neuen Bildungsstandards für das Fach Biologie enthalten sind, einzuführen und zu vertiefen. Nicht nur die beiden Basiskonzepte des Kompetenzbereichs Fachwissen, Struktur und Funktion und Entwicklung, können entwickelt werden, sondern auch der Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung und Kommunikation.

Der Film verdeutlicht die Entwicklungsreihe des Auges. Durch kleine Veränderungen der Struktur des Sehorgans entwickelt sich eine zunehmende Komplexität und damit auch eine immer größere Leistungsfähigkeit des Sehorgans. (siehe auch Basiskonzept Struktur und Funktion). So sollen die Schülerinnen und Schüler im Kompetenzbereich Fachwissen der Bildungsstandards im Basiskonzept Entwicklung den Verlauf und die Ursachen der Evolution an ausgewählten Lebewesen beschreiben und erklären. Im Film wird zwar nicht die stammesgeschichtliche Entwicklung einer Tierart verfolgt, sondern die Entwicklung eines Organs, des Sehorgans. Die Mechanismen zur Erklärung dieser evolutionären Entwicklung sind jedoch denen der stammesgeschichtlichen Entwicklung sehr ähnlich und stellen damit eine Anwendung der Erklärung von Verlauf und Ursachen der Evolution dar. Diese Kompetenz kann mit Hilfe des Films und des Arbeitsblattes 1 eingeübt werden.

Katze, Nautilus, Bussard (Quelle: SWR)

Nautilus, Bussard oder Katze. Die Augentypen unterschiedlicher Spezien sind den Bedürfnissen ihrer Besitzer angepasst.

Die neuen Bildungsstandards im Fach Biologie betonen nicht nur eine Veränderung des Fokus auf die Fachinhalte, sondern implementieren unter anderem auch Standards für den Kompetenzbereich Erkenntnisgewinnung. Hier gilt unter anderem, dass die Schülerinnen und Schüler Modelle zur Veranschaulichung von Struktur und Funktion anwenden und die Aussagekraft eines Modells beurteilen. Einen Beitrag zur Entwicklung dieser Kompetenz bietet die Arbeit mit dem Arbeitsblatt 2. Hier sollen die Schüler eine Lochkamera als Modell für die Funktionsweise des Blasenauges, wie es beispielsweise bei Nautilus vorkommt, basteln. Die Schülerinnen und Schüler erarbeiten sich durch die praktische Auseinandersetzung mit der Lochkamera und durch die Veränderung der Parameter die Funktionsweise des Blasenauges des Nautilus. Abschließend soll dies mit dem Blasenauge verglichen werden und so das Modellhafte der Lochkamera verdeutlicht werden.

Aufnahme mit einer Lochkamera (Quelle: Lothar Heinrich)

Aufnahme mit einer Lochkamera durch mehrere Belichtungslöcher.

Der Film "Superaugen" illustriert anschaulich die Auflösungsfähigkeiten des Auges und die Funktion der Lichtsinneszellen (Stäbchen und Zapfen). Dieses Prinzip ist für Schülerinnen und Schüler leicht verständlich. Die zeitliche Auflösung, die beispielsweise bei Insekten besonders hoch ist, ist jedoch schwer zu verstehen. Durch das Basteln eines Daumenkinos können die Schüler die Grenzen der zeitlichen Auflösung des menschlichen Auges begreifen. Durch die Auswertung der Grafik, in der die Flimmerverschmelzungsfrequenzen verschiedener Tierarten dargestellt sind, können die Schülerinnen und Schüler sich die mögliche Wahrnehmung dieser Tierarten und möglicherweise das daraus resultierende Verhalten der Tiere (z.B. schnelles Wegfliegen der Fliege vor der Fliegenklatsche) verdeutlichen. Dazu stellen sie Ergebnisse (und Methoden) biologischer Untersuchungen dar, argumentieren damit, erklären biologische Phänomene und setzen Alltagsvorstellungen dazu in Beziehung. Arbeitsblatt 3 kann also die Entwicklung des Kompetenzbereichs Kommunikation entwickeln helfen.

Arbeitsblätter