Präparation eines Schweineauges

1. Stellung der Stunde in der Einheit

1. Stunde: Über welche Sinnesorgane nehmen wir unsere Umwelt wahr?
2. Stunde: Vom Reiz zur Reaktion (Reiz-Reaktionsschema)
3. Stunde: Schutzeinrichtungen des Auges
4. Stunde: Anatomie des menschlichen Auges
5. Stunde: Präparation eines Schweineauges
6. Stunde: Das Auge, ein optischer Apparat. Vergleichender Aufbau von Kamera und Auge
7. Stunde: Akkomodation (Stationsarbeit mit Sehtest, Nahpunktbestimmung und verschiedene Arbeitsblätter zur Akkomodation)
8. Stunde: Sehfehler – Kurz- und Weitsichtigkeit
9. Stunde Bildentstehung auf der Netzhaut
10. Stunde
11. Stunde
12. Stunde
13. Stunde Stationsarbeit mit Auswertung
14. Stunde
15. Stunde
16. Stunde

Aus zeitlichen und organisatorischen Gründen musste die Unterrichtseinheit in ihrem Ablauf geändert werden. Die Präparation des Schweineauges konnte aus verschiedenen organisatorischen und zeitlichen Gründen leider nicht im direkten Zusammenhang mit dem Stundenthema „Anatomie des menschlichen Auges“ stehen. Da die Präparation für die Schüler jedoch immer motivierend ist, soll auf diese nicht verzichtet werden, obwohl er an dieser Stelle nicht in den Ablauf der Unterrichtseinheit passt.

Der Aufbau der Unterrichtseinheit musste wie folgt geändert werden:

1. Stunde: Über welche Sinnesorgane nehmen wir unsere Umwelt wahr?
2. Stunde: Vom Reiz zur Reaktion (Reiz-Reaktionsschema)
3. Stunde: Schutzeinrichtungen des Auges
4. Stunde: Anatomie des menschlichen Auges
5. Stunde: Das Auge, ein optischer Apparat. Vergleichender Aufbau von Kamera und Auge
6. Stunde: Akkomodation (Stationsarbeit mit Sehtest, Nahpunktbestimmung und verschiedene Arbeitsblätter zur Akkomodation)
7. Stunde: Sehfehler – Kurz- und Weitsichtigkeit
8. Stunde Bildentstehung auf der Netzhaut
9. Stunde Präparation eines Schweineauges
10. Stunde
11. Stunde
12. Stunde
13. Stunde Stationsarbeit mit Auswertung
14. Stunde
15. Stunde
16. Stunde

2. Didaktisch - methodische Analyse

Vorüberlegungen

Sehen ist eine überzeugende Sinneserfahrung. Wir sehen Personen, Gegenstände oder Landschaften klar und farbig. Erst wenn wir Teile dieser Fähigkeit verlieren oder gar erblinden, wird deutlich, mit welcher Leichtigkeit und Selbstverständlichkeit wir üblicherweise sehen und welch große Rolle das Sehen in unserem Leben spielt.

Erkenntnisfördernd ist deshalb im Unterricht die Betrachtung, Zeichnung und Beschreibung des menschlichen Auges, soweit es von außen sichtbar ist. Nützlich für die Erkundung weiterer Strukturen und Funktionen des Auges ist die Präparation eines Schweineauges.

Eine Untersuchung und Präparation eines Schweineauges löst erfahrungsgemäß bei vielen Schülern Ekelgefühle und Abneigungen hervor. Diese werden in Vorfeld des Unterrichts thematisiert. Durch Gespräche, in denen sich die Schüler mit ihren Abneigungen ernst genommen fühlen, kann versucht werden, die Einstellung der Schüler zu ändern.

Weiterhin sollten evtl. anhängende Lider und Blut von der Lehrperson entfernt werden, um eine Annäherung der Schüler zu erleichtern.

Grundsätzlich soll die Teilnahme an dieser Untersuchung freiwillig sein. Schüler, die an der Präparation nicht teilnehmen wollen, können während dessen in einem anderen Raum z.B. mit Hilfe eines Arbeitsblattes Bau und Funktion eines Auges erarbeiten. In der Praxis nehmen allerdings alle Schüler an den praktischen Untersuchungen teil.

Da die Klasse biologischen Phänomenen gegenüber sehr aufgeschlossen ist, kann davon ausgegangen werden, dass alle Schüler an der Untersuchung teilnehmen. Außerdem sollen die Schüler in Gruppen arbeiten. So können sich die Schüler in der Gruppe absprechen, wer die Präparation vornimmt und wer nicht. Schüler, die trotz allem noch Ekelgefühle haben, können sich so bei der Präparation zurückhalten, es ist jedoch gewährleistet, dass sie die Ergebnisse der Untersuchungen auffassen.

Die Form der Gruppenarbeit hat noch weitere Vorteile, die im Verlauf noch ausführlicher behandelt werden.

Vor der praktischen Arbeitsphase müssen den Schülen einige Hinweise zur Durchführung und Sicherheit gegeben werden.

Während der Präparation darf keinesfalls gegessen oder getrunken werden! Am Ende müssen die Hände gründlich mit Seife gewaschen werden.

Diese Hinweise werden in frontaler Unterrichtsform von der Lehrperson zu Beginn des Unterrichts bekannt gegeben und stehen auch noch einmal für jeden Schüler ersichtlich auf den Arbeitsblättern. Somit soll sichergestellt werden, dass sich die Schüler an die Anweisungen halten.

Die Präparationsmaterialien und Anleitungen sind für die Gruppen bereits auf einem Wagen zusammengestellt. Jeweils ein Schüler der Gruppe holt für diese Arbeitsaufträge und Materialien. Aus Erfahrungen ist bekannt, dass somit genügend Zeit für die Präparation zur Verfügung steht.

Zur Präparation sollten frische Schweineaugen zur Verfügung stehen, da bei zuvor eingefrorenen der Glaskörper beim Aufschneiden des Auges ausfließt.

Die Augen können am Tag zuvor vom Schlachthof geholt und im Kühlschrank bei 4°C aufbewahrt werden.

Durch die Präparation des Schweineauges und den Vergleich mit dem Modell und Lehrbuchabbildung sollen die Teile des Auges und die Eigenschaften der Augenlinse untersucht werden. So können die Schüler Gemeinsamkeiten und Unterschiede z.B. in der Größe, die bei Abbildungen und Modellen nicht dem Realobjekt entsprechen, untersuchen und feststellen. Weiterhin kann die Akkomodationsfähigkeit der Linse, die nicht an den Schulmodellen verdeutlicht werden kann, aufgezeigt werden.

Das Schweineauge entspricht in seiner Größe und dem Aufbau etwa dem menschlichen Auge und ist deshalb für den Unterrichtseinsatz besonders geeignet.

Als Alternative standen früher Rinderaugen zur Verfügung. Da diese größer sind, konnten die Strukturen einfacher dargestellt werden. Diese dürfen allerdings wegen BSE nicht mehr zu Präparationszwecken benutzt werden.

Der zur Verfügung stehende Raum erlaubt es, in Kleingruppen von 4 Schülern zu arbeiten. Die Schüler sind Gruppenarbeit vom Biologieunterricht bereits gewohnt. Deshalb können die Gruppen frei von den Schülern gebildet werden. Ihnen macht es Spaß, in Gruppen zu arbeiten. Neben der Verbesserung der unter Lernziele angesprochenen sozialen Lernziele unterstützen sich die Schüler auch gern gegenseitig und erreichen so einen höheren, schülergerechten Lernzuwachs.

Bei der Präparation soll zuerst die äußere Muskulatur und der Sehnerv betrachtet werden. Da die Schüler den Augenaufbau schon ausführlich im Unterricht behandelt haben, ist davon auszugehen, dass sie trotz des zeitlichen Abstandes vom Unterrichtsthema:„Anatomie des menschlichen Auges“ die Strukturen schnell und gezielt benennen können.

Mit einer spitzen Schere bzw. Skalpell wird dann die Lederhaut durchtrennt, so dass eine vordere und ein hintere Augenhälfte vorliegen. Hierbei müssen die Schüler vorsichtig arbeiten, da der Glaskörper durch zu tiefe Schnitte oder zu festes Drücken leicht beschädigt werden kann und dann weiteren Untersuchungen nicht mehr zur Verfügung steht. Dies stellt auch gleichzeitig das psychomotorische Lernziel dar. Erfahrungen haben gezeigt, dass die Schüler sehr vorsichtig arbeiten, sodass davon ausgegangen werden kann, dass dies auch im Hinblick auf das gute Disziplinverhalten der Klasse keine Schwierigkeiten aufwirft.

Die hintere Augenhälfte wird in Wasser hin und her geschwenkt, wodurch sich die leicht gräuliche Netzhaut abhebt und faltig zusammenlegt, weil sie noch an einer Stelle mit dem Augapfel verbunden bleibt. An eben dieser Stelle sitzt der Sehnerv. Es handelt sich um den Blinden Fleck. In diesem Bereich befinden sich keine Sensoren. Auch diese Fakten sind den Schülern aus dem Unterricht bekannt und sollten keine Schwierigkeiten bereiten. Treten wider Erwarten bei einzelnen Schülern Probleme auf, so können diese in der Gruppe geklärt werden. Außerdem steht der Lehrer während der praktischen Arbeitsphase den Schülern als Berater zur Verfügung.

Die Netzhaut könnte im Nachhinein mit dem Mikroskop weiter untersucht werden, wobei allerdings unter schulischen Bedingungen nicht viel mehr als ein geometrisches Muster der Sensorzellen sichtbar wäre. Da die weitere Untersuchung jedoch einen zu großen zeitlichen Aufwand, der in einer Stunde nicht durchführbar wäre, mit sich bringen würde, wird hierauf verzichtet.

Stattdessen sollen die Schüler in der vorderen Augenhälfte die Linse mit den Linsenbändern und Ziliarmuskel untersuchen. Die Linse ist vorwiegend für die Funktion der Akkomodation, für die Wahl der Gegenstandsweite, die scharf auf die Netzhaut abgebildet wird, zuständig.

Didaktische Analyse

Ein weiterer Versuch an einem Schweineauge macht das Netzhautbild sichtbar: Von hinten wird ein Loch etwa von der Größe eines Centstücks in den Augapfel geschnitten. Das Heraustreten (Auslaufen) des Auges wird mit einem Stück Zeichenpergamentpapier, welches gleichzeitig als Mattscheibe dient, verhindert. Das so präparierte Auge wird in einem abgedunkelten Raum zur Festlegung und Formung auf die Öffnung eines dünnhalsigen Erlenmeyerkolbens gesetzt und auf eine brennende Kerze ausgerichtet. Auf dem Pergamentpapier ist das Bild einer umgedrehten Kerze zu erkennen, das Netzhautbild.

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