Neuro-Biologie-LK: Aspekte der Hirnforschung

Unterrichtsvorhaben II:
Thema/Kontext: Aspekte der Hirnforschung – Welche Faktoren beeinflussen unser Gehirn?
Inhaltsfeld: Neurobiologie
Inhaltliche Schwerpunkte:
Schwerpunkte übergeordneter Kompetenzerwartungen:


Plastizität und Lernen
Methoden der Neurobiologie (Teil 2)
Die Schülerinnen und Schüler können …

Zeitbedarf: ca. 8 Std. à 90 Minuten



UF4 Zusammenhänge zwischen unterschiedlichen, natürlichen
und durch menschliches Handeln hervorgerufenen Vorgängen
auf der Grundlage eines vernetzten biologischen Wissens
erschließen und aufzeigen.
K2 zu biologischen Fragestellungen relevante Informationen
und Daten in verschiedenen Quellen, auch in ausgewählten
wissenschaftlichen Publikationen recherchieren, auswerten und
vergleichend beurteilen.
K3 biologische Sachverhalte und Arbeitsergebnisse unter
Verwendung situationsangemessener Medien und
Darstellungsformen adressatengerecht präsentieren,
B4 begründet die Möglichkeiten und Grenzen biologischer
Problemlösungen und Sichtweisen bei innerfachlichen,
naturwissenschaftlichen und gesellschaftlichen Fragestellungen
bewerten.
Mögliche didaktische Leitfragen /
Sequenzierung inhaltlicher Aspekte
Wie funktioniert unser Gedächtnis?

Informationsverarbeitung im
Zentralnervensystem

Bau des Gehirns

Hirnfunktionen
Was passiert, wenn eine Information
aus dem Kurzzeit- ins
Langzeitgedächtnis überführt wird?
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).
… stellen Möglichkeiten und
Grenzen bildgebender Verfahren
 Neuronale Plastizität
zur Anatomie und zur Funktion des
Gehirns (PET und fMRT)
Welche Möglichkeiten und Grenzen
bestehen bei bildgebenden Verfahren? gegenüber und bringen diese mit
der Erforschung von
Gehirnabläufen in Verbindung
 PET
(UF4, UF1, B4).
 MRT, fMRT
Didaktisch-methodische
Anmerkungen und
Empfohlene Lehrmittel/
Empfehlungen sowie Darstellung
Materialien/ Methoden
der verbindlichen Absprachen
der Fachkonferenz
An dieser Stelle kann sehr gut ein
Natura S. 140 fff
Lernprodukt in Form einer
Zu prüfen sind diese Vorschläge: Wikipedia-Seite zum effizienten
Lernen erstellt werden.
Lernumgebung zum Thema
Vorschlag: Herausgearbeitet
„Gedächtnis und Lernen“
werden soll der Einfluss von:
Diese enthält:
 Stress
 Schlaf bzw. Ruhephasen
 Informationsblätter zu
 Versprachlichung
Mehrspeichermodellen:
 Wiederholung von Inhalten
a) Atkinson & Shiffrin (1971)
Gemeinsamkeiten der Modelle
(z.B. Grundprinzip: Enkodierung –
b) Brandt (1997)
Speicherung – Abruf) und
Unterschiede (Rolle und
c) Pritzel, Brand,
Speicherung im Kurz- und
Langzeitgedächtnis) werden
Markowitsch (2003)
herausgestellt. Möglichkeiten und
Grenzen der Modelle werden
 Internetquelle zur
weiterführenden Recherche herausgearbeitet.
für SuS:
Im Vordergrund stehen die
Uni Linz
Herausarbeitung und
gestufte Hilfen mit Leitfragen zum Visualisierung des Begriffs
„Neuronale Plastizität“: (Umbau-,
Modellvergleich
Informationstexte zu
a) Mechanismen der neuronalen
Plastizität
b) neuronalen Plastizität in der
Jugend und im Alter
Wachstums-, Verzweigungs- und
Aktivitätsmuster von Nervenzellen
im Gehirn mit besonderem
Schwerpunkt auf das Wachstum
der Großhirnrinde)
Möglichkeiten und Grenzen der
Modelle werden einander
gegenübergestellt.
MRT und fMRT Bilder, die
unterschiedliche Struktur- und
Aktivitätsmuster bei Probanden
zeigen.
Wie beeinflusst Stress unser Lernen?

Einfluss von Stress auf das
Lernen und das menschliche
Gedächtnis

Cortisol-Stoffwechsel
Welche Erklärungsansätze gibt es zur
ursächlichen Erklärung von Morbus
Alzheimer und welche Therapie-

recherchieren und präsentieren
aktuelle wissenschaftliche
Erkenntnisse zu einer
Informationstexte, Bilder und
kurze Filme zu PET und fMRT
Ggf. Exkursion an eine Universität Die Messungen von
(Neurobiologische Abteilung) oder Augenbewegungen und
entsprechendes Datenmaterial
Gedächtnisleistungen in Ruhe und
bei Störungen werden ausgewertet.
(Idealerweise authentische
Informationstext zum CortisolMessungen bei einzelnen SuS)
Stoffwechsel (CRH, ACTH,
Konsequenzen für die Gestaltung
Cortisol)
einer geeigneten Lernumgebung
werden auf Basis der Datenlage
Kriterien zur Erstellung von
abgeleitet. Sie könnten z.B. in
Merkblättern der SuS
Form eines Merkblatts
zusammengestellt werden.
Recherche in digitalen und
Informationen und Abbildungen
analogen Medien, die von den SuS werden recherchiert.
Ansätze und Grenzen gibt es?

Degenerative Erkrankungen des
Gehirns
degenerativen Erkrankung (K2,
K3).
selbst gewählt werden.
formale Kriterien zur Erstellung
eines Flyers
Beobachtungsbögen
Reflexionsgespräch
dokumentieren und präsentieren die Arbeitsblätter zur Wirkungsweise
Wirkung von endo- und exogenen von verschiedenen NeuroStoffen auf Vorgänge am Axon,
Enhancern
Neuro-Enhancement:
der Synapse und auf Gehirnareale
o Medikamente gegen
Alzheimer, Demenz und an konkreten Beispielen (K1, K3, Partnerarbeit
UF2).
ADHS
Kurzvorträge mithilfe von
leiten Wirkungen von endo- und
Abbildungen (u. a. zum
exogenen Substanzen (u.a. von
synaptischen Spalt)
Neuroenhancern) auf die
Gesundheit ab und bewerten
Unterrichtsgespräch
mögliche Folgen für Individuum
und Gesellschaft (B3, B4, B2, UF2, Erfahrungsberichte
UF4).
Podiumsdiskussion zum Thema:
Sollen Neuroenhancer allen frei
zugänglich gemacht werden?
Wie wirken Neuroenhancer?

Rollenkarten mit Vertretern
verschiedener Interessengruppen.
Diagnose von Schülerkompetenzen:


Vorwissens- und Verknüpfungstests – neuronale Netzwerkerstellung und moderierte Netzwerke
Selbstevaluationsbogen mit Ich-Kompetenzen am Ende des Unterrichtsvorhabens
An dieser Stelle bietet es sich an,
ein Lernprodukt in Form eines
Informationsflyers zu erstellen.
Präsentationen werden inhalts- und
darstellungsbezogen beobachtet
und reflektiert.
Die Wirkweise von
Neuroenhancern (auf
Modellebene!) wird erarbeitet.
Im Unterricht werden
Gemeinsamkeiten und
Unterschiede der verschiedenen
Neuroenhancer gemeinsam
erarbeitet und systematisiert.
An dieser Stelle bietet sich eine
Podiumsdiskussion an.


KLP-Überprüfungsform: „Dokumentationsaufgabe“: „Handreichung für effizientes Lernen“
KLP-Überprüfungsform: „Bewertungsaufgabe“ (z.B. zum Thema: Neuroenhancement – Chancen oder Risiken?)
Leistungsbewertung:



angekündigte Kurztests
Transferaufgabe zu Synapsenvorgängen (z.B. Endorphine und Sport)
ggf. Klausur
In Anlehnung an:
© 2015 Qualitäts- und UnterstützungsAgentur - Landesinstitut für Schule - Letzte Änderung: 20.02.2014