Voraussetzungen
Die SuS kennen den Aufbau einer Nervenzelle, in der vorherigen Stunde wurde erarbeitet, wie durch Umpolung ein Reiz im Axon geleitet wird.
Einstieg
Wiederholung der Umpolung (dazu wird die Einstiegsfolie projiziert und der untere Teil abgedeckt.
Die Schüler bewerten die Geschwindigkeit meist in einer ersten Stellungsnahme als sehr hoch, ein Gespräch über die eigentlich sehr langsame Geschwindigkeit kann hier schon das Problem aufwerfen: Wenn einem zwei Meter großen Menschen auf den Fuß getreten wird, würde es nach den Angaben auf der Folie 2 Sekunden dauern, bis der Reiz im Gehirn angekommen ist. Hier kommt es zu einer Verständnislücke, hier stimmt etwas nicht, es ergibt sich ein Problem.
Mit oder ohne vorherige Problematisierung der Reizleitungsgeschwindigkeit wird die Folie komplett letztlich aufgedeckt. Es ergibt sich eine Leerstelle, die zu füllen ist: Wie erklärt sich die Diskrepanz zwischen den unterschiedlichen Geschwindigkeiten?
Mögliche Fragen
Wie sind unterschiedliche Reizleitungsgeschwindigkeiten möglich?
Wie kann der Reiz so schnell geleitet werden?
Mögliche Hypothesen (Lösungsplanung I)
• Je stärker der Reiz, desto schneller ist Reizleitung [Wichtig darauf einzugehen, es ergibt sich die Chance zu erkennen, dass die Reizleitung nur einen Buchstaben kennt]
• Abstände zwischen Umpolungsstellen größer
• Abstände zwischen Umpolungsstellen geringer
• Schwann-Zellen spielen eine Rolle
Es ist möglich mit einer Overlayfolie bereits Hypothesen in den unteren leeren Kasten von den Schülern einzeichnen zu lassen.
Überprüfungsmöglichkeiten (Lösungsplanung II)
Es wären vor allem eine Auswertung von Messwerten denkbar, etwa zur Verteilung der "Umpolungsstellen" am Axon.
Ich erarbeite dies in Klasse 8 aber mit einem Modellversuch mit anschließender Modellkritik.
Erarbeitung
Es werden Dominosteine in Reihe aufgestellt, es wird untersucht, ob ein größerer Abstand, ein kleiner Abstand oder ein stärkeres Anstossen der ersten Steins zu einer höheren Geschwindigkeit führt. Für die letzte Hypothese werden Strohhalme auf die Seite gelegte Dominosteine gelegt, sie sollen die Schwann-Zellen darstellen. Dazwischen kommen je 2 hochgestellte Dominosteine, dies wären die Raniver-Schnürringe. Wird ein Strohalm angestossen, gibt er den Impuls weiter und der nächste Dominostein = Umpolung wird ausgelöst.
Eine Skizze dazu findet sich im Kasten auf der linken Seite.
Sicherung
Zusammenfassender Tafelanschrieb.
Anschlussmöglichkeiten
-
Erfahrungen/eingesetzt in
Klasse 8 Gymnasium
Anmerkungen
Wichtig ist eine umfassende Modellkritik, um z.B. die Vorstellung zu vermeiden, dass Schwann-Zellen irgendwie mechanisch Reize weitergeben.
Unterrichtsmaterial zum Download