Labyrinth Maeuse - Dreilinden Gymnasium

Lernen mit/an/von Farbmäusen
Grundkurs 24 (2.Semester) Biologie mit Frau Will
Vanessa Domscheit, Moana Renneberg, Jessica Wegner, Katharina Fischer, Nadine Narnbach,
Janice Kamenka, Amanda Scholz, Cenk Ferris Papke
Einleitung:
Unsere Schulmäuse Lilly, Hermine und Kanthara brachten uns dazu einen Versuch
zu wagen. Wir wollten herausfinden, ob wir Schüler fähig sind, unseren Mäusen
etwas beizubringen bzw. ob die Mäuse fähig sind, etwas von uns Schülern zu lernen.
Da wir ein selbstgebautes Labyrinth in der Biologie zur Verfügung hatten, haben wir
uns das Ziel gesetzt, den Mäusen zu lehren möglichst schnell durch das Labyrinth zu
laufen.
Voller Eifer machten wir uns an die Vorbereitungen.
Bei unseren vorausgegangenen Recherchen sind wir auf den israelischen
Verhaltensbiologen Ilan Golani gestoßen, der sich bereits seit vielen Jahren mit dem
Verhalten und der Exploration der Maus auseinandergesetzt hat.
Für uns war besonders interessant, welche Lernmethoden Erfolg versprechend sind.
Der nächste Schritt war es also, uns mit den möglichen Lernformen
auseinanderzusetzen.
Lernmethode
Definition
1. Klassische Konditionierung
Die klassische Konditionierung ist eine
grundlegende Lernform, bei der ein
Reiz oder ein Ereignis das Auftreten
eines anderen Reizes oder Ereignisses
vorhersagt; es wird also ein Reiz gelernt
Beim bedingten Reflex kann ein Reflex
durch einen gelernten Reiz ausgelöst
werden.
„Lernen
am
Erfolg“
Bei dieser Methode wird ein spontan
gezeigtes
Verhalten
durch
nachfolgende Belohnung in seiner
Häufigkeit erhöht, d.h. eine Reaktion
wird gelernt.
Prägung umfasst alle Lernprozesse, die
folgende
Kennzeichen
aufweisen:
1. Sie sind an eine zeitlich eng
begrenzte sensible Phase in der
Verhaltensentwicklung
eines
Individuums
gebunden
und
2. sie führen zu dauerhaften, in vielen
Fällen irreversiblen Lernergebnissen
Beispiele:
Gesangsprägung,
1a. Bedingter Reflex
2. Operante Konditionierung
3. Prägung
4. Lernen durch Einsicht
5. Lernen durch Nachahmung
Traditionsbildung
Nachfolgeprägung
Kognitives Lernen; der erste Versuch
führt nach kurzem Nachdenken zum
Erfolg; Aneignung oder
Umstrukturierung von Wissen und
Einsicht; Erkennen, Verstehen und
Erfassen
Nachahmung entspricht einem
vollständigen Kopieren von Handlungen
& Verhaltensweisen von Artgenossen.
kopieren auch nachfolgende
Generationen das Verhalten, kommt es
zur Traditionsbildung
Zu wissen welche Lernmethoden es gibt, reicht allerdings nicht aus, um Mäuse zu
trainieren. Daher mussten wir noch allgemeine Informationen über unsere Mäuse
sammeln, um möglichst gezielt vorgehen zu können und beim Training auf
Interessen der Mäuse eingehen zu können bzw. Handlungen zu vermeiden, die den
Mäusen negativ erscheinen.
Auf folgende Angaben sind wir gestoßen:
Farbmäuse zählen zu der Familie der Nagetiere und verdanken ihren Namen ihrer
weitgehenden Farbenvielfalt.
Der natürliche Lebensraum der Maus sind Felder und Wälder. Sie verstecken sich
unter Laub und bauen sich unterirdisch Wege und Unterschlüpfe, da sie dort sicher
vor Raubvögeln und anderen Jagdtieren sind.
Ihre Hauptnahrung sind feine Saatkörner und Getreidemischungen, sie fressen aber
auch Obst und Gemüse. Am besten ist es, wenn man ihnen hartes Brot gibt.
Diese Nahrungsgrundlagen haben wir bei unserem Experiment beachtet.
Nähere Angaben zur Farbmaus finden Sie auf der Homepage des
Dreilinden – Gymnasiums unter „Fächer“ --> „Biologie-Aktuell“.
Da Mäuse sich gut an ihre Umwelt anpassen können und sie auch sehr
explorationsfreudig sind, war es eine große Freude für unsere Mäuse, uns bei
diesem Experiment zu unterstützen.
Mit dem Ende der Vorbereitungen und dem Anfang des Trainings hat sich uns die
Frage gestellt, ob unsere Schulmäuse überhaupt fähig sind einen Labyrinthlauf
zu erlernen und vor allem: Welche Trainingsmethode ist nun die effektivste für
unsere Schulmäuse?
Materialien:
Nagefutter, Stoppuhr
Holzlabyrinth
vertrauter Gegenstand der Mäuse
Mehlwürmer
Farbmäuse
Durchführung:
Zu Beginn setzen wir die hungrige Maus in das gesäuberte Labyrinth und starten die
Stoppuhr.
Während die Maus sich nun ihren Weg durchs Labyrinth bahnt, notieren wir wie oft
sie umkehrt und zurück in Richtung Start läuft bzw. sich in einer Sackgasse verirrt.
Erreicht die Maus schließlich das Ziel, erwartet sie dort eine Belohnung in Form von
Futter oder einem ihr vertrauten Gegenstand.
Nun wird die Zeit gestoppt und die Maus behutsam zurück in den Käfig gesetzt.
Bei unserem Versuch teilten wir die Durchführung in zwei Phasen. In Phase eins
wurde das Labyrinth vor der Benutzung nicht gesäubert und die Mäuse bekamen das
gewohnte Futter. In Phase zwei hingegen wurde das Labyrinth vor dem Benutzen
gesäubert und die Mäuse erhielten ausschließlich Brot.
Achtung: Die Mäuse sollen diesen Vorgang nur mit positiven Erfahrungen
verbinden, negative Einflüsse sind
somit zu vermeiden!!!
Beobachtungen
Im Folgenden wird eine Übersicht unserer Beobachtungen gegeben. Es werden die
jeweiligen Zeitdauern der Übungen angegeben. Die Farben in der Tabelle stimmen
mit den Farben der Kurven im Kurvendiagramm überein (Lilly-rot, Hermine-blau,
Kanthara-grün).
Zeitmessung der jeweiligen Übungseinheit der drei Mäuse im Labyrinth:
Mäuse/ Übung
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
Lilly
Hermine
Kanthara
0:46
1:19
1:12
1:40
6:50
1:20
4:35
1:12
1:10
0:54
1:19
1:15
1:04
3:02
2:35
1:33
1:52
1:29
1:45
2:54
1:23
1:30
1:29
1:30
1:19
1:17
2:13
1:42
1:39
2:00
1:57
1:32
3:15
1:25
1:40
1:38
1:31
1:28
1:21
11
12
13
Darstellung der Messwerte in ein Kurvendiagramm:
7
Zeit in min
6
5
4
3
2
1
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
Übungseinheiten
Während des gesamten Versuchszeitraumes lief Lilly 14-mal in Sackgassen und
kehrte nur 2-mal um. Hermine lief insgesamt 12-mal in Sackgassen und kehrte 5-mal
um und Kanthara lief 10-mal in Sackgassen und kehrte nur 4-mal um.
Auswertung
Bei der Auswertung sind wir zunächst auf einige auffällige
Einzelbeobachtungen näher eingegangen, danach haben wir versucht
die Vorgänge des gesamten Versuchszeitraumes auszuwerten.
Beschreibende Auswertung zu einigen Einzel-Beobachtungen:
Lilly:
Übung 1: Bestzeit, die danach auch nicht noch mal erreicht wurde, wahrscheinlich
aus Neugier. Ohne in eine Sackgasse zu laufen, ohne umzukehren ist sie in 0,46
Minuten durch das Labyrinth gerannt.
Übung 5: Bei diesem Tag, hat Lilly vollkommen resigniert, da Übung 4 etwa fünf
Minuten vorher statt gefunden hatte. Hier hatte sie gar kein Interesse mehr an
diesem Test teil zu nehmen, da sie sich mitten im Labyrinth angefangen hat zu
putzen. Also wurde nach 6 ½ Minuten die Übung abgebrochen werden.
Übung 7: Hier wurde vorher das Labyrinth gereinigt, und Lilly war die Erste die durch
das Labyrinth gelaufen ist. Dadurch, dass das Labyrinth gereinigt wurde, hat sie sich
durch die nichtvorhandene Duftspur nicht orientieren können.
Hermine:
Übung 4: An diesem Übungstag war Hermine die Langsamte. Der vermutliche
Grund hier für war einen Vogel, welcher übers Labyrinth flog. Wodurch sie erschrak,
da Mäuse vor allem Angst haben was sich über ihnen bewegt.
Übung 6: An diesem Übungstag hatte sich Hermine deutlich verschlechtert. Sie saß
mehrmals nur in der Ecke und putzte sich, eventueller Grund war die Unsicherheit
und Angst.
Übung 7: Bei dieser Übung war Hermine die Dritte die durch das Labyrinth gelaufen
ist. Sie ist dementsprechend mit 2,54 Minuten die Beste gewesen. Wahrscheinlich ist
hier eine Duftspur verteilt worden.
Kanthara:
Übung 7: Kanthara war hier die zweite die durch das Labyrinth gelaufen ist.
Dementsprechend bestärkt sich hier unser Verdacht, dass der Lernprozess nicht
korrekt Verlaufen ist.
Übung 9: Bei dieser Übungseinheit hat sich Kanthara deutlich verschlechtert. Der
Grund für dieses “Verschlechterung“ war das Knallen einer Tür, wodurch sie
erschrak und umkehrte.
→ Bei den letzten Übungseinheiten konnten man bei allen drei Mäusen eine
Leistungssteigerung erkennen, dass heißt alle Mäuse legten den Weg im Labyrinth in
einer kürzeren Zeit zurück.
Gesamt-Auswertung
Für unsere Farbmäuse war das Labyrinth unbekanntes Terrain. Also waren sie
gezwungen dieses Terrain zu erkunden. Sie durchliefen das Labyrinth, schnupperten
viel, gingen in Sackgassen und drehten sich immer wieder um. Auf welche Art Mäuse
neue Gebiete erkunden hatte schon Ilan Golany herausgefunden. Sie gehen vor,
dann wieder zum Anfang zurück und das Stück für Stück weiter. Anhand unserer
Versuchsergebnisse konnten wir genau feststellen, bis zu welchem Punkt Exploration
stattfand, wo die Mäuse gelernt hatten und auch, wo sie kein Interesse mehr hatten.
Zunächst zu den Mäusen. Lilly, Kanthara und Hermine haben sich durch dieses
Labyrinth begeben und haben es auch alle geschafft bis zu Ende durchzulaufen.
Das Hauptproblem war, den Mäusen beizubringen, dass es sich lohnen würde bis
zum Ende durchzulaufen. Aber wie stellt man das an? Wir haben uns mehrere
Möglichkeiten ausgedacht und auch ausprobiert. Als erstes probierten wir die von
uns „sicheres Heim“ genannte Methode aus, wobei am Ziel des Labyrinthes das
Haus, indem sie sehr gerne liegen und schlafen, wartete. Nachdem wir aber gemerkt
haben, dass das die Mäuse nicht zum Laufen anregte, probierten wir weiter. Danach
kann die „Futterspur“ Methode. Wir legten Körner wie einen Weg bis zum Ziel hin,
aber auch dies reizte sie nicht weiter. Um den Mäusen nun klar zu machen, dass es
sich lohnt bis zum Ende zu laufen, haben wir sie auf eine strenge Brotdiät gesetzt.
Das bedeutet, dass wir unseren Mäusen über eine Woche nur Brot zum Fressen
gegeben haben. Die Körner wurden dann nach einer Woche dezent im Labyrinth
verteilt, genauer an verschiedenen Standpunkten, wo wir gemerkt haben, dass die
Mäuse dort unsicher sind. Diese Methode verhalf den Mäusen zum Weiterlaufen. Sie
sahen die Körner und wussten nun, dass es dort möglicherweise noch mehr geben
könnte. Alle drei Mäuse sprangen auf diese Methode an.
Kommen wir nun zu den Diagrammen der Durchführung. Die Mäuse wurden
genauestens beobachtet und alles wurde dokumentiert. Kanthara und Hermine
waren bis zur 7. Übung in einem guten Zeitbereich. Lilly begann schon ab der 4.
Übung kein Interesse mehr zu zeigen. Ab dort führten wir dann andere
Lockmethoden durch, wie z.B. die Brotdiät, die Mäuse „kooperierten“ und liefen
durch. Ab der 9. Übung hatten wir nur noch Zeiten unter 2 Minuten, manchmal sogar
auch unter 1 Minute. Das war der Zeitpunkt, wo wir wussten, dass den Mäusen
bewusst ist, warum sie dort durchlaufen und ihnen war das Terrain bekannt –
Exploration abgeschlossen.
Obwohl die Mäuse unter ständigem Stress stehen, durch vorbeigehende Schüler, die
dann evtl. gegen die Scheibe klopfen und sie somit verschrecken, haben sie es
probiert. Natürlich gab es auch Momente, wo wir den Versuch abbrechen mussten,
weil die Maus nicht wusste was sie zutun hatte. Das sahen wir in den ersten
Versuchen die wir taten. Häufig haben sich die Mäuse an der Duftspur im Labyrinth
orientiert, die bei vorhergehenden Durchläufen unbeabsichtigt gelegt wurden. Ein
weiterer Störfaktor war die Plexiglasabdeckung. Diese irritierte die Maus und somit
schnupperte sie oft daran, das tat sie dann lange und es ging Zeit verloren.
Um aber nun zu klären, mit welcher Lernform sie das gemeistert haben, müssen wir
den Versuch genauer betrachten. Die Mäuse haben an den Stellen, wo wir die
Körner reingelegt haben (nach der Brotdiät), positive Erfahrungen gemacht und sind
daraufhin weitergelaufen. Der Geruch der anderen Mäuse hat sie ebenfalls zum Ziel
geführt. Das konnten wir daran erkennen, dass alle Mäuse an den selben Stellen
länger verharrten und in die selben Sackgassen gingen.
Am Ende haben es alle geschafft, durch das Labyrinth zulaufen ohne umzudrehen.
Genau bedeutet es, dass das Labyrinth ein neuer Reiz für die Mäuse ist. Die neue
Reaktion ist das zielgerichtete Durchlaufen durch das Labyrinth.
Wir haben hier also eine Verschränkung von klassischer Konditionierung, operanter
Konditionierung und Lernen am Erfolg.
Fazit: Unsere Mäuse werden artgerecht gehalten. Trotz des zeitweise auftretenden
Stresses schafften wir es den Mäusen beizubringen, dass sie durch das Labyrinth
laufen sollen. Durch die Anwendung verschiedener Methoden haben wir es geschafft
die Mäuse besser zu verstehen und zu wissen was ihnen gefällt und was nicht, bzw.
wie weit man sie belasten kann und wie lange. Unser Grundkurs ist mit viel Elan an
diese doch nicht ganz einfache Aufgabe herangegangen und wir sind stolz sie mit
gutem Erfolg auch zu beenden.
Gruppen:
- Kanthara: Amanda und Nadine
-
Lilly: Vanessa, Janice und Cenk
-
Hermine: Katharina und Jessica