Voraussetzungen
Keine. Ich behandle das Thema eher spät in der Einheit (nach der Lungenpräparation).
Einstieg
Projektion von AT Einstieg, wobei die rechte Hälfte abgedeckt ist. Die Schüler klären zuerst die Atmung des Frosches, der die Luft quasi herunterschluckt. Damit wissen die Schüler mehr über die Atmung des Frosches als über die eigene. Deckt man nun die zweite Hälfte des Arbeitstransparents auf, fordert die Leerstelle eine Frage.
Mögliche Fragen
Was bewirkt beim Menschen, dass die Luft in die Lunge kommt?
Mögliche Hypothesen (Lösungsplanung I)
a) Die Luft geht von selbst in die Lunge und dann dehnt die Lunge sich aus
Dieses (zumindest in meinem Unterricht) immer auftretende Präkonzept lässt sich gut als Gradmesser des Unterrichtserfolgs einsetzen -es ist wirklich hartnäckig.
b) Wir schlucken die Luft hinunter
c} Es gibt einen Unterdruck in der Lunge (hier weiter Erklärungen einfordern, wie ein Unterdruck entstehen könnte)
Überprüfungsmöglichkeiten (Lösungsplanung II)
a) Nichts tun, absichtlich nicht atmen und abwarten
b) Ausprobieren, ob das funktioniert
c) Beobachtungen am Körper, ob sich irgendetwas ausdehnt, etc.
Erarbeitung
1. Versuch: Tief atmen und dabei den Brustkorb beobachten. Er hebt und senkt sich. Schnell kommt der Einwand man könne auch ohne Brustkorbbewegung atmen.
2. Versuch: Brustkorb festhalten oder runterdrücken oder ihn nicht bewegen. Bei der Atmung bewegt sich nun deutlich der Bauch.
Nun können Abbildungen der Zwerchfell- und Brustkorbatmung (Schulbücher) eingesetzt werden. Die meisten Sammlungen haben auch entsprechende Modelle.
Ich ein großer Fan des Luftballon-Modells zur Zwerchfellatmung, es ist 1. einleuchtend, stellt aber 2. einen Pneumothorax dar, so dass sich gleich die nächste Stunde ergibt (siehe Anschlussmöglichkeiten). Hier bietet sich eine gute Möglichkeit zur Modellkritik.
Auswertung/Sicherung
Abhaken der Hypothesen und TA-Anschrieb: Die Atmung erfolgt beim Menschen als Unterdruckatmung. Die Schüler formulieren detailliert und in der richtigen Reihenfolge die Vorgänge, die zum Einströmen der Luft führen: Zwerchfellatmung: Zwerchfell spannt sich an --> zieht nach unten --> Lunge wird nach unten gezogen --> Lungenvolumen erweitert sich --> Unterdruck entsteht --> Luft strömt ein...
Genauso wird die Brustatmung und das Ausatmen beschrieben.
Anschlussmöglichkeiten/Vertiefung/Festigung
Um das Thema abzurunden, sollte auf die Frage eingegangen werden, warum der Frosch nicht auch Brust- oder Zwerchfellatmung einsetzen kann. Zur Klärung dient Folie 2 mit den Skeletten. Man erkennt, dass der Frosch keinen Brustkorb besitzt und damit auch nicht auf diese Art atmen kann (Struktur-Funktionszusammenhang).
Um die oben angesprochene Modellkritik durchführen zu können, sollte in der nächsten Stunde thematisiert werden, wie die Lunge an Zwerchfell/Brustkorb befestigt ist. Die Verbindung muss fest und flexibel sein.
Ich nutze dazu ein Bild, auf dem eine verletzte Joggerin zu sehen ist, ein Ast hat den Brustkorb durchstoßen, sie bekommt nur schwer Luft. Die Schüler fordern Röntgenaufnahmen, auf ihnen wird sichtbar, dass ein Lungenflügel wegen der Luft zwischen Lungen- und Rippenfell kollabiert ist. (Das Material hierzu kann ich aus urheberrechtlichen Gründen nicht zur Verfügung stellen, wo ich es herhabe, weiß ich leider auch nicht mehr.) Nun kann geklärt werden, dass der Raum zwischen Lunge und Brustkorb mit einer Flüssigkeit gefüllt ist und so eine flexible aber gleichzeitig feste Verbindung herstellt. Als Modellversuch dienen 2 Objektträger, die mit einem Flüssigkeitsfilm verbunden sind. Sie gleiten leicht übereinander, man kann sie aber nicht auseinander ziehen. Mit diesem Wissen kann man sich das Zwerchfellatmungsmodell noch einmal ansehen und die Grenzen von Modellen diskutieren.
Erfahrungen/eingesetzt in
Klassen 7 und 9, Gymnasium
Anmerkungen
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Kumulatives Lernen / Vernetzungsmöglichkeiten
Wie immer kann man den Bereich Struktur und Funktion ansprechen.
Unterrichtsmaterial zum Download
AT Ventilation - Wie kommt die Luft in die Lunge? (PDF)
AT Skelettvergleich Frosch Mensch (PDF) Dieses Dokument steht nicht unter der by-nc-sa-Lizenz der Creative Commons. Bitte beachten Sie hier die GFDL (hier Erklärungen auf Deutsch)!