GK-Neurophysiologie-fertig 38KB Sep 15 2016
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Inhaltsfeld: IF 4 (Neurobiologie) Grundkurs Unterrichtsvorhaben IV: Molekulare und zellbiologische Grundlagen der neuronalen Informationsverarbeitung und Wahrnehmung – Wie wird aus einer durch einen Reizausgelösten Erregung eine Wahrnehmung? Inhaltliche Schwerpunkte: • • Aufbau und Funktion von Neuronen Neuronale Informationsverarbeitung und Grundlagen der Wahrnehmung Basiskonzepte: System Neuron, Membran, Ionenkanal, Synapse, Gehirn, Rezeptor Struktur und Funktion Neuron, Natrium-Kalium-Pumpe, Potentiale, Amplituden- und Frequenzmodulation, Synapse, Neurotransmitter, Hormon, second messenger, Reaktionskaskade, Fototransduktion, Sympathicus, Parasympathicus, Neuroenhancer Entwicklung Neuronale Plastizität Zeitbedarf: ca. 28 Std. à 45 Minuten Unterrichtsvorhaben IV: Thema/Kontext: Molekulare und zellbiologische Grundlagen der neuronalen Informationsverarbeitung – Wie ist das Nervensystem des Menschen aufgebaut und wie ist es organisiert? Inhaltsfeld: IF 4 (Neurobiologie) Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Inhaltliche Schwerpunkte: • • Aufbau und Funktion von Neuronen Neuronale Informationsverarbeitung und Grundlagen der Wahrnehmung Zeitbedarf: 20 Std. à 45 Minuten Die Schülerinnen und Schüler können … • UF1 (Wiedergabe) biologische Phänomene und Sachverhalte beschreiben und erläutern, • UF2 (Auswahl) zur Lösung von biologischen Problemen zielführende Definitionen, Konzepte und Handlungsmöglichkeiten begründet auswählen und anwenden, • E6 (Modelle) Anschauungsmodelle entwickeln sowie mithilfe von theoretischen Modellen, mathematischen Modellierungen und Simulationen biologische sowie biotechnische Prozesse erklären oder vorhersagen. • K3 biologische Sachverhalte und Arbeitsergebnisse unter Verwendung situationsangemessener Medien, und Darstellungsformen adressatengerecht präsentieren, Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Die Schülerinnen und Schüler … Reaktivierung von SI-Wissen erklären die Rolle von Sympathikus und Parasympathikus bei der neuronalen und hormonellen Regelung von physiologischen Funktionen an einem Beispiel (UF4, E6, UF2, UF1) Wie wird eine Nerven-Erregung gebildet und beschreiben Aufbau und Funktion weitergeleitet? des Neurons (UF1) erklären die Weiterleitung des das Neuron als Grundelement, Bau Aktionspotentials an myelinisierten Axonen (UF1) und Funktion erklären Ableitungen von elektrische Eigenschaften von Potentialen mittels Zellen Messelektroden an Axon und die Ionentheorie von Ruhe- und Synapse und werten Aktionspotential Messergebnisse unter Zuordnung kontinuierliche und saltatorische der molekularen Vorgänge an Erregungsleitung Biomembranen aus (E5, E2, UF1, chemische Synapse, Bau und UF2) Arbeitsweise dokumentieren und präsentieren stoffliche Einflüssen auf das die Wirkung von endo- und Nervensystem exogenen Stoffen auf Vorgänge am Axon, der Synapse und auf Gehirnareale an konkreten Beispielen (K1, K3, UF2) Wie erfolgt die Codierung und erläutern die Verschaltung von Verrechnung der Informationen im Neuronen bei der Nervensystem? Erregungsweiterleitung und der Verrechnung von Potentialen mit analoge und digitale Codierung der Funktion der Synapsen auf Umcodierung bei der molekularer Ebene (UF1, UF3) Weiterleitung erklären Wirkungen von exogenen synaptische Integration, Substanzen auf den Körper und zeitliche und räumliche bewerten mögliche Folgen für Summation Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz Buch, entsprechende Arbeitsblätter Buch, Arbeitsblätter Abbildungen aus dem Internet Eigenständige Erarbeitung von Membran- und Ruhepotential Selbstlernkurs: www.mallig.eduvinet.de (Rund um die Nervenzelle) Entstehung von Aktionspotentialen: http://www.youtube.com/watch?v=gBI wWKwIuAI Selbständige Erarbeitung des Aktionspotentials und seiner Weiterleitung Weiterleitung von APs: http://www.youtube.com/watch?v=sRzF t0OLUw0 Buch, Arbeitsblätter, evtl. InternetRecherche Buch, Arbeitsblätter mit entsprechenden Abbildungen Erarbeiten einer PPP und anschließende Präsentation Individuum und Gesellschaft (B3, B4, B2, UF4) Wie werden Umweltreize in elektrische Signale umgewandelt? Sinneszellen als Reizwandler, Bsp. Mechanorezeptor, Photorezeptor adäquater Reiz, Reizschwelle Intensitätscodierung tonische, phasische und phasischtonische Rezeptoren stellen das Prinzip der Buch, entsprechende Abbildungen Signatransduktion an einem Rezeptor anhand von Modellen dar (E6, UF1, UF2, UF4) stellen den Vorgang von der durch einen Reiz ausgelösten Erregung von Sinneszellen bis zur Konstruktion des Sinneseindrucks bzw. der Wahrnehmung im Gehirn unter Verwendung fachspezifischer Darstellungsformen in Grundzügen dar (K1, K3) ermitteln mithilfe von Aufnahmen eines bildgebenden Verfahrens Aktivitäten verschiedener Gehirnareale (E5, UF4) Diagnose von Schülerkompetenzen: Selbstevaluationsbogen mit Ich-Kompetenzen am Ende des Unterrichtsvorhabens Leistungsbewertung: Ggf. Klausur Arbeitsteilige Gruppenarbeit zu verschiedenen Sinnesorganen und entsprechenden Rezeptorzellen, Erarbeitung einer PPP, Präsentation Unterrichtsvorhaben V: Thema/Kontext: Lernen und Gedächtnis – Wie muss ich mich verhalten, um Abiturstoff am besten zu lernen und zu behalten? Inhaltsfeld: IF 4 (Neurobiologie) Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen: Inhaltliche Schwerpunkte: • Plastizität und Lernen Zeitbedarf: 8 Std. à 45 Minuten Die Schülerinnen und Schüler können … K1 Fragestellungen, Untersuchungen, Experimente und Daten strukturiert dokumentieren, auch mit Unterstützung digitaler Werkzeuge. UF4 bestehendes Wissen aufgrund neuer biologischer Erfahrungen und Erkenntnisse modifizieren und reorganisieren. Mögliche didaktische Leitfragen / Sequenzierung inhaltlicher Aspekte Wie funktioniert unser Gedächtnis? Informationsverarbeitungim Zentralnervensystem Bau des Gehirns Hirnfunktionen Was passiert, wenn eine Information aus dem Kurzzeit- ins Langzeitgedächtnis überführt wird? Neuronale Plastizität Konkretisierte Kompetenzerwartungen des Kernlehrplans Die Schülerinnen und Schüler … stellen aktuelle Modellvorstellungen zum Gedächtnis auf anatomischphysiologischer Ebene dar (K3, B1). erklären den Begriff der Plastizität anhand geeigneter Modelle und leiten die Bedeutung für ein lebenslanges Lernen ab (E6, UF4). Empfohlene Lehrmittel/ Materialien/ Methoden Lernumgebung zum Thema „Gedächtnis und Lernen“ Diese enthält: Informationsblätter zu Mehrspeichermodellen: a) Atkinson & Shiffrin (1971) b) Brandt (1997) c) Pritzel, Brand, Markowitsch (2003) Internetquelle zur weiterführenden Recherche für SuS: http://paedpsych.jk.unilinz.ac.at/internet/arbeitsblaettero rd/LERNTECHNIKORD/Gedaec htnis.html gestufte Hilfen mit Leitfragen zum Modellvergleich Informationstexte zu a) Mechanismen der neuronalen Plastizität b) neuronalen Plastizität in der Jugend und im Alter Wie beeinflusst Stress unser Lernen? Einfluss von Stress auf das Lernen und das menschliche Gedächtnis Ggf. Exkursion an eine Universität (Neurobiologische Abteilung) oder entsprechendes Datenmaterial Informationstext zum CortisolStoffwechsel (CRH, ACTH, Cortisol) Kriterien zur Erstellung von Merkblättern der SuS Didaktisch-methodische Anmerkungen und Empfehlungen sowie Darstellung der verbindlichen Absprachen der Fachkonferenz An dieser Stelle kann sehr gut ein Lernprodukt in Form einer Wikipedia-Seite zum effizienten Lernen erstellt werden. Vorschlag: Herausgearbeitet werden soll der Einfluss von: Stress Schlaf bzw. Ruhephasen Versprachlichung Wiederholung von Inhalten Gemeinsamkeiten der Modelle (z.B. Grundprinzip: Enkodierung – Speicherung – Abruf) und Unterschiede (Rolle und Speicherung im Kurz- und Langzeitgedächtnis) werden herausgestellt. Möglichkeiten und Grenzen der Modelle werden herausgearbeitet. Im Vordergrund stehen die Herausarbeitung und Visualisierung des Begriffs „Neuronale Plastizität“: (Umbau-, Wachstums-, Verzweigungs- und Aktivitätsmuster von Nervenzellen im Gehirn mit besonderem Schwerpunkt auf das Wachstum der Großhirnrinde) Möglichkeiten und Grenzen der Modelle werden einander gegenübergestellt. Die Messungen von Augenbewegungen und Gedächtnisleistungen in Ruhe und bei Störungen werden ausgewertet. (Idealerweise authentische Messungen bei einzelnen SuS) Konsequenzen für die Gestaltung einer geeigneten Lernumgebung werden auf Basis der Datenlage abgeleitet. Sie könnten z.B. in Form eines Merkblatts zusammengestellt werden. Welche Erklärungsansätze gibt es zur ursächlichen Erklärung von Morbus Alzheimer und welche Therapie-Ansätze und Grenzen gibt es? Degenerative Erkrankungen des Gehirns recherchieren und präsentieren aktuelle wissenschaftliche Erkenntnisse zu einer degenerativen Erkrankung (K2, K3). Recherche in digitalen und analogen Medien, die von den SuS selbst gewählt werden. formale Kriterien zur Erstellung eines Flyers Beobachtungsbögen Diagnose von Schülerkompetenzen: Selbstevaluationsbogen mit Ich-Kompetenzen am Ende des Unterrichtsvorhabens Leistungsbewertung: Ggf. Klausur Informationen und Abbildungen werden recherchiert. An dieser Stelle bietet es sich an, ein Lernprodukt in Form eines Informationsflyers zu erstellen. Präsentationen werden inhalts- und darstellungsbezogen beobachtet und reflektiert.
