Arbeitsblatt: Sektionsanleitung AUge

QuickTime and TIFF (Unkomprimiert) decompressor are needed to see this picture. 30.3.2008 STA Schulversuche Naturphänomen Pädagogische Hochschule EXPERIMENT: SEKTION EINES SCHWEINEAUGES VORBEREITUNG: Sachanalyse: Die Wand des Augapfels besteht aus drei übereinander liegenden Häuten. Die äussere Augenhaut wird in zwei Abschnitte untergliedert. Die weisse Lederhaut liegt im hinteren Augapfelbereich. An ihr setzen die äusseren Augenmuskeln an, die das Auge in der Augenhöhle bewegen. Dort wo das Licht ins Auge eintritt, befindet sich die durchsichtige Hornhaut. Sie wird ständig mit Tränenflüssigkeit befeuchtet. Die zweite Schicht, die mittlere Augenhaut besteht aus drei Abschnitten. Die Aderhaut ist reich an Blutgefässen und versorgt die anliegenden Schichten mit Nährstoffen und Sauerstoff und besitzt eine Pigmentschicht. Nach vorn geht die Aderhaut in den Ziliarkörper (auch Strahlenkörper) über, der der Aufhängung der Augenlinse und deren Akkomodation dient. Der vorderste Abschnitt der mittleren Augenhaut ist die Regenbogenhaut. Sie bildet die Pupille und reguliert den Lichteinfall (Adaptation). Die dritte Schicht, die Netzhaut enthält die Lichtsinneszellen (Photorezeptoren). Im Bereich des Austritts des Sehnervens befinden sich keine Lichtsinneszellen. Diese Stelle nennt man blinden Fleck. Die Stelle des schärfsten Sehens ist der gelbe Fleck. Der Innenraum des Augapfels besteht aus dem Glaskörper, der Linse und den beiden Augenkammern. Ins Innere gelangt das Licht durch die Hornhaut und die Pupille. Sie ist die kreisförmige Öffnung der farbigen Regenbogenhaut, der Iris. Durch die Muskelfasern in der Iris kann die Pupille vergrössert und verkleinert werden. Dieser Vorgang, der das Auge an die Umgebung anpasst, heisst Adaption. Hinter der Iris ist die elastische Augenlinse an Bändern aufgehängt. Die Linsenbänder verlaufen zum ringförmigen Ziliarmuskel. Das Augeninnere ist von dem gallertartigen Glaskörper erfüllt. Er verleiht dem Auge die feste und runde Form, die auch Augapfel genannt wird. Zwar ist die ganze Retina (Netzhaut) mit Sinneszellen bedeckt, das Scharfsehen konzentriert sich jedoch auf nur 0,02 Prozent der Retinafläche, der sogenannte gelbe Fleck. Dies entspricht etwa zwei Grad unseres rund 200 Grad umfassenden horizontalen Blickfeldes. Wir sehen also eigentlich nur den Ausschnitt scharf, den unsere beiden Augen mit ihren Sehachsen fixieren. Beim Betrachten eines Gegenstandes kommt das ruhende und scharfe Bild dadurch zustande, dass die Augenmuskeln, uns meist unbewusst, nacheinander verschiedene Ausschnitte des Objektes vor den gelben Fleck rücken. Das Auge ruht also beim Betrachten nie, es ist immer in kleinster Bewegung begriffen. 20080330-123620Experiment_Auge[1].doc Marc Widmer 1 QuickTime and TIFF (Unkomprimiert) decompressor are needed to see this picture. 30.3.2008 STA Schulversuche Naturphänomen Pädagogische Hochschule Didaktische Analyse: Vorwissen Die Lernenden haben während vier Woche Werkstattunterricht zum Thema Optik einen Posten zum Aufbau des Auges bearbeitet. Die Aufgabe war, anhand eines Textes eine Skizze zu beschriften und die verschiedenen Bestandteile an einem Augenmodell zu betrachten. Es ist von Vorteil, dass die Teilnehmer/innen ein gutes Wissen haben um von der Sektion zu profitieren. Zielsetzungen Ziel ist es, die erworbenen Kenntnisse während des Sezierens anzuwenden. Die Schüler/innen sollen die wichtigsten Bestandteile wie Glaskörper, Netzhaut, Linse, Sehnerv, Hornhaut etc. selbständig bestimmen können und über deren Funktion Bescheid wissen. Zudem sollen sich die Lernenden mit einem tierischen Organ auseinandersetzen und Berührungsängste/Ekel abbauen. Weiter sollen die Lernenden lernen in Gruppen zu sezieren, insbesondere mit dem Sezierbesteck umzugehen (ohne die Klassenkameraden/innen zu gefährden). DRUCHFÜHRUNG: Bei der Sektion ist auf eine ruhige Atmosphäre und klare Regeln im Klassenzimmer zu achten. Es empfiehlt sich in Gruppen à ca. 4 Personen pro Auge zu arbeiten und zum Sezieren zu sitzen. Weiter sollte man darauf achten, dass diese Arbeit nicht kurz nach dem Mittag stattfinden und das Zimmer gut durchlüften. Weiter müssen (je nach Klasse) Regeln dafür sogen, dass keine Unfälle passieren und dass niemand mit den Augen erschreckt wird. Es ist günstig bereits zum Voraus abzuklären, ob (und wer) jemand nicht an der Sektion teilnehmen will/kann und für diejenigen Personen eine Beschäftigung vorzubereiten – es wird niemand gezwungen. Dann sollte vor Beginn nochmals über das Verhalten bei Übelkeit oder Ohnmacht diskutiert werden (aufs WC, trinken, an die frische Luft .) ohne das Thema jedoch zu dramatisieren. Als „vorbeugende Massnahme sollten die Schüler und Schülerinnen während der Sektion sitzen. (Vorsicht, wenn jemand plötzlich das Zimmer verlassen will, oft wird es einem dann erst recht unwohl!). Während der Durchführung der Sektion gibt es zwei verschiedene Formen: Einerseits eine „geführte Sektion, d.h. die Lehrperson erklärt einen Schritt, die Schüler/innen vollziehen in, die Lehrperson erklärt weiter . etc. Dies hat den Vorteil, dass alle Gruppen immer auf dem selben Stand sind, wenn es aber Komplikationen bei einer Gruppe gibt oder eine Gruppe besonders schnell ist, kann dies zu Langeweile führen, welche zum „Blödeln verleitet. Die zweite Variante ist eine eigenständige Arbeitsweise der Gruppen, welche nach Anleitung im eigenen Tempo arbeiten. Hier ist die Ergebnissicherung während der Arbeit eher schwierig und es erfordert eine grosse Disziplin der Lernenden. Ich habe beide Varianten ausprobiert, bei einer etwas ruhigen Klasse habe ich die Schüler/innen selbständig sezieren lassen und sie verschiedene Bestandteile des Auges (Glaskörper, Linse, Iris) herauspräparieren lassen, um am Schluss eine „Kontrolle über die Ergebnisse zu haben. Eine etwas unruhige Klasse habe ich nach meiner Anleitung sezieren lassen und zur Ergebnissicherung immer wieder an einen Tisch zusammengezogen um bestimmte (gut präparierte) Teile speziell anzuschauen oder das weitere Vorgehen zu besprechen. Es ist von Vorteil, wenn die Augen möglichst frisch bezogen werden können. Einfrieren verhindert zwar das üble Riechen, doch die Linse wird sehr schnell trüb, was zu einem nicht ganz so faszinierenden Ergebnis führt, weil die 20080330-123620Experiment_Auge[1].doc Marc Widmer 2 QuickTime and TIFF (Unkomprimiert) decompressor are needed to see this picture. 30.3.2008 STA Schulversuche Naturphänomen Pädagogische Hochschule Funktion der Linse dadurch eingeschränkt wird. Sektionsanleitung für ein Schweineauge Material: Sezierbesteck: Schere, Pinzette(n), Skalpell, Rasierklinge, Nadel Zeitungspapier Evt. Schale Handschuhe Abfallbehälter Objektträger Augen von Schwein oder Rind Zu dritt bekommt ihr ein Auge. 1. Nach dem ihr die äusseren Bestandteile identifiziert habt, entfernt ihr mit der Rasierklinge oder dem Skalpell sorgfältig das Fettgewebe um den Augapfel, in dem der Sezierende das Fettgewebe mit der einen Hand festhältst und mit der andern mit dem Schneidwerkzeug das Fettgewebe abschabt. 2. Halte das Auge nun mit der einen Hand und mache mit Skalpell oder Rasierklinge einen kleinen „Hick in die weisse Augenhaut ( siehe Abbildung), damit du mit der Schere ansetzen kannst. 3. Nimm, nun die Schere und schneide damit das Auge vorsichtig rundherum auf. 4. Nun kannst du die zwei Hälften auseinander klappen. Gehe vorsichtig vor und berühre, wenn möglich, nicht die Innenseite der hinteren Augenhälfte. 5. Welches ist der Glaskörper, präpariere in hinaus und lege ihn beiseite. Welche Konsistenz hat er? 6. Betrachte nun zuerst die Hinterseite des Auges. Was erkennst du? Womöglich hat sich ein schleimiges Häufchen gebildet, welches nur an einem Punkt angemacht ist, was könnte das sein? Weshalb ist es gerade an diesem Punkt angemacht? 7. Nun betrachten wir die Vorderseite: Präpariere die Linse möglichst unversehrt heraus, indem du mit dem Skalpell vorsichtig die feinen Bänder, welche sie an ihrer Position halten, sorgfältig durchtrennst. Wasche sie sorgfältig unter fliessendem Wasser um Rückstände des Glaskörpers zu entfernen. Lege die Linse nun auf Zeitungspapier, was kannst du beobachten? Drücke sie nun mit einem Objektträger ganz wenig flach. Was fällt dir auf? (Verweis auf Akkomodation!) Zeichne und beschrifte den Augapfel von vorne und von hinten auf ein separates Blatt. Als Hilfe kannst du die Augenlegende benützen. Lege die herauspräparierten Teile sorgfältig auf ein weisses Papier: Glaskörper, Linse, Iris, Netzhaut, Sehnerv. Weitere Fragen: Findest du den „blinden Fleck Kennst du die Funktion des Glaskörpers? 20080330-123620Experiment_Auge[1].doc Marc Widmer 3 QuickTime and TIFF (Unkomprimiert) decompressor are needed to see this picture. 30.3.2008 STA Schulversuche Naturphänomen Pädagogische Hochschule AUSWERTUNG: Die Form der Durchführung ist sehr stark klassenabhängig. Es bieten beide Varianten ihre Vor- und Nachteile – richtig eingesetzt und gut vorbereitet führen beide zum Erfolg. Wichtig sind dabei klare Regeln: Es wird nicht herumgespielt, nicht sinnlos „geschnezelt niemand wird zu etwas gezwungen, konzentriertes Arbeiten. Obwohl viele Schüler/innen zu Beginn sehr skeptisch waren und noch nicht ganz sicher waren ob sie auch mitmachen wollen, waren am Schluss alle begeistert. Auch solche, welche nur zuschauen wollten griffen plötzlich zum Skalpell und waren vom Auge fasziniert. In der Schlussbesprechung der Unterrichtseinheit zum Thema Auge und Optik waren beide Klassen davon überzeugt, dass ihnen das Erleben des Auges beim Verständnis der Funktion der einzelnen Bestandteile viel geholfen habe. QUELLEN: [Stand: 1.2.2006] [Stand: 1.2.2006] Eichenberger J. (Hrsg.), 2005: Unterlagen zum Kurs Schulversuche und Naturphänomene – Experimentieren. Pädagogische Hochschule, Aarau Heitzmann A. (Hrsg.), 2005: Unterlagen zum Kurs Fachdidaktik Biologie. Pädagogische Hochschule, Aarau Gautschi P., Kunz Heim D., Leimgruber Wettstein G., Messner H., Vettiger H., Stamm M., Reimann E. u.a., 2002: Lehren Lernen. Fachhochschule Aargau Pädagogik, Aarau 20080330-123620Experiment_Auge[1].doc Marc Widmer 4