Das Auge. Inhaltsverzeichnis

Transkript

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2 Inhaltsverzeichnis A- Lehrplanbezug S. 2 B- Auflistung aller Medien mit Inhaltsbeschreibungen S. 3 C- Grafische Darstellung der Programmierung S. 10,11 D- Unterrichtsentwürfe S. 15 E- Hinweise zur Nutzung der Grafiken dieser DVD S. 18 F- Allgemeine Informationen zur Benutzung dieser DVD S. 19 1

3 A Lehrplanbezug Die Sinne des Menschen Das Auge, Bau und Funktion: Akkomodation und Adaption Sehfehler und ihre Korrektur Farben sehen Die Leistungen eines Sinnesorgans im Zusammenwirken mit dem Gehirn 2

4 B Auflistung aller Medien mit Inhaltsbeschreibungen 1. Wie wir sehen Film Das Auge Ein wichtiges Sinnesorgan (3 Min.) Der Film zeigt, wie wichtig das Auge für unseren Alltag und das Funktionieren unserer Ordnung ist. Vor allem der Straßenverkehr ist ohne gute Sehfähigkeit gar nicht denkbar. Jetzt geht es darum, wie das menschliche Auge sieht. Was passiert, wenn wir etwas sehen? Wie erreicht diese Information unser Gehirn? In einer Animation wird gezeigt, wie Lichtstrahlen von einer Birne das Auge treffen, dort durch die Pupille auf die Linse treffen, von dieser spiegelverkehrt gebündelt werden und zu guter Letzt die Netzhaut erreichen. In einer Microansicht werden die Lichtstrahlen auf der Netzhaut weiterverfolgt: Sie erregen die lichtempfindlichen Sehzellen. Diese geben Reize an die bipolaren Zellen ab, die ihrerseits die Reize an impulsgebende Nervenzellen weiterleiten. Von hier geht es zum Sehnerv. Gebündelt erreichen die Impulse über den Sehnerv das Gehirn. Hier findet die Informationsverarbeitung statt und hier wird das immer noch auf dem Kopf stehende Bild wieder gerade gerichtet. Das Gehirn beschäftigt sich also nur mit dem Gesehenen und nicht mit dem Sehvorgang selbst. Dadurch spart es sich Zeit und Arbeit. Grafik Das Auge Hierbei handelt es sich um eine angeschnittene Seitenansicht des Auges. Die Grafik eignet sich gut für den Unterricht: Die Schüler können ihr Wissen testen und die wichtigsten Bestandteile des Auges aufzählen. Ein Klick auf das Lämpchen rechts unten und die Lösung wird eingeblendet. Das Druckersymbol in der Lösungsgrafik bedeutet übrigens, dass man diese Grafik an einem Computer auch im ROM -Teil als PDF findet und an jedem Drucker ausdrucken kann Der gelbe Fleck Eine mikroskopisch-schematische Ansicht des gelben Flecks. Oben links im Bild der gelbe Fleck, wie er auf der Netzhaut zu sehen ist. Der Pfeil symbolisiert die Vergrößerung und zeigt die (schematische) Anordnung der Zapfen und der direkten Zuordnung der Nervenzellen, die den Impuls an den Sehnerv abgeben. Also eine 1:1 Verrechnung der Sinnesreize. 3

5 Aufbau der Netzhaut Im Film wurde kurz der Signalweg des Sinnesreiz von den Sehzellen (Zapfen und Stäbchen) bis zu den impulsgebenden Nervenzellen ganz oben in der Netzhaut gezeigt. Diese Grafik stellt die einzelnen Zellen mit ihren biologisch korrekten Namen vor Das Bild auf der Netzhaut Diese Frage bietet sich natürlich an: Im Film wurde gezeigt, dass das Gesehene auf der Netzhaut auf dem Kopf steht. Wir erkennen aber alles richtig herum. Wie kommt das? Diese Frage wird in einer Grafik gestellt. Ein Klick auf das Lämpchen rechts unten und die Lösung wird eingeblendet. Wie im Film kommentiert steht es hier schwarz auf weiß: Das Gehirn korrigiert das Bild automatisch. Das Druckersymbol in der Lösungsgrafik bedeutet übrigens, dass man diese Grafik an einem Computer auch im ROM -Teil als PDF findet und an jedem Drucker ausdrucken kann Bild Standbilder aus dem Film Das Auge Dieses Bild zeigt sehr schön den Strahlengang von außen in das Auge auf die Netzhaut. Besonders die kopfstehende Birne auf der Netzhaut bietet sich für an Der gelbe Fleck Der gelbe Fleck ist der Fleck der schärfsten Sehens. Hier stehen die Zapfen besonders dicht. Hier ist jedem Zapfen direkt eine impulsgebende Nervenzelle zugeordnet Der Strahlengang im Auge Dieses Bild kam nicht im Film vor: Es verdeutlicht den Strahlengang der einfallenden Lichtstrahlen und ihre Brechung in der Linse mit anschließender Projektion auf die Netzhaut. Gut für die Erklärung der Linse (Sammellinse!) Vom Sehnerv zum Gehirn Um dem Betrachter eine räumliche Orientierung zu geben, gibt dieses Bild einen Überblick über den Zusammenhang zwischen Auge, Netzhaut, Sehnerv, Gehirn und Rückenmark. 4

6 Der Sehnerv Der Sehnerv. Hier laufen alle Informationen aus der Netzhaut zusammen. Er überträgt die Informationen direkt an das Gehirn. 2. Akkomodation Film Nah- und Fernsicht (3 Min.) Der Film erläutert, wie es uns gelingt, Gegenstände, die sich weit weg befinden genauso scharf zu sehen, wie Dinge, die sich direkt vor unseren Augen abspielen. Es wird wieder von der Birne ausgegangen. Einmal ist sie weit weg, einmal ganz nah. Beide Male haben wir ein scharfes Bild auf der Netzhaut. In der Computeranimation wird das Auge auf die wichtigsten Komponenten für die Akkomodation reduziert: Linse, Ziliarmuskel und Zonulafasern. Jetzt sieht man noch einmal, wie sich das Auge auf die unterschiedlichen Entfernungen einstellt. Ist der Gegenstand weit entfernt, dann ist der ringförmige Ziliarmuskel entspannt, d.h. er ist geweitet. Die Zonulafasern, die an diesem Ring hängen und andererseits mit der Linse verbunden sind, ziehen daher an der Linse. Diese ist dehnbar. Durch den Zug der Fasern dehnt sich die Linse folglich und verliert dadurch an Brechkraft. Die Lichtstrahlen, die auf die Linse fallen, werden weniger stark gebrochen und treffen scharf auf die Netzhaut. Wenn wir die Birne ganz nah betrachten, zieht sich der ringförmige Ziliarmuskel zusammen. Das ist nach längerer Zeit anstrengend. Die Zonulafasern ziehen nun nicht mehr so stark an der Linse. Ähnlich einem Gummi, an dem der Zug nachlässt, zieht sich die Linse daher wieder zusammen. Dabei wird sie leicht kugelförmig und die Brechung der Lichtstrahlen nimmt zu. Wieder haben wir ein scharfes Abbild auf der Netzhaut. In der Darstellung von der Seite wird dies am Strahlengang durch zwei exemplarische Strahlen verdeutlicht. Der eine Strahl läuft fast durch die Mitte und wird kaum gebrochen. Der obere wird bei dicker werdender Linse immer stärker gebrochen, bis die beiden Strahlen auf der Netzhaut direkt zusammentreffen. Grafik Linsen bei Nah- und Fernsicht Ganz deutlich sieht man den Unterschied und gleichzeitig auch die Dehnbarkeit der Linse, wenn man sie, wie hier abgebildet, bei Nah- und Fernsicht betrachtet. 5

7 Lichtbrechung in Linsen Ein Frage- und Antwortspielchen: Wieder sieht man die beiden Linsen aus Allerdings hier verbunden mit der Frage nach der stärkeren Brechung. Das kleine Lämpchen unten rechts im Bild bringt die Lösung: Die stärker gewölbte Linse bricht die Lichtstrahlen mehr Alterssichtigkeit Hier was für kluge Köpfe: Wie beeinflusst die eingeschränkte Dehnbarkeit der Linse im Alter unser Sehen? Die Antwort gibt es wieder über das Lämpchen Ziliarmuskel I Zeigt die anatomische Anordnung von Ziliarmuskel, Zonulafasern und Linse im Auge Ziliarmuskel II In starker Vergrößerung sieht man hier die Zonulafasern, die einerseits die Linse fixieren, andererseits am Ziliarmuskel hängen und dadurch, je nach Muskelanspannung, die Linse dehnen oder stauchen. Bild Linse bei Nahsicht Linse bei Nahsicht: Die Linse ist stärker gebogen, die Zonulafasern sind ohne Spannung, der Ziliarmuskel ist angespannt. Da er ein Ringmuskel ist, bildet er im angespannten Zustand einen kleineren Innendurchmesser Linse bei Fernsicht Linse bei Fernsicht: Der Ziliarmuskel ist entspannt, also geweitet. Dadurch entsteht auf den Zonulafasern Zug, der wiederum die Linse dehnt und damit die richtige Brechung für das Sehen in der Entfernung einstellt siehe siehe

8 3. Adaption Film Sehen im Hellen und Dunkeln (2 Min.) Der Augenarzt leuchtet Tom mit seiner Apparatur ins Auge. Sofort verengt sich die Pupille. Sobald der Lichtstrahl verschwindet, weitet sich die Pupille wieder. Die Iris steuert den Lichteinfall ins Auge. Das zeigt eine Computeranimation: Je weniger Umgebungslicht uns umgibt, desto weiter öffnet die Iris die Pupille. Dadurch fällt mehr Licht auf die Netzhaut. Auf diese Weise passt sich das Auge immer der umgebenden Helligkeit an. Aber auch im Auge verändern sich die Abläufe: Je dunkler es wird, desto aktiver sehen wir mit den hochempfindlichen Stäbchen und desto weniger sind die farbempfindlichen Zapfen am Sehen beteiligt. In den Stäbchen ist der Sehfarbstoff, der unter Einwirkung von Licht zerfällt. Die dabei freigesetzte Energie löst den entscheidenden Impuls aus, der über eine Kette von weiteren Zellen bis an die impulsgebenden Nervenzellen in der obersten Schicht der Netzhaut weitergeleitet wird. Von dort wandert das Signal zum Sehnerv und weiter zum Gehirn. (siehe ) Grafik Der Weg der Impulse Ein kleiner Ausschnitt aus der Netzhaut zeigt den Weg vom Sehimpuls aus den Stäbchen bis zum Nervenreiz: Das einfallende Licht löst bei den Stäbchen ein Aktionspotential aus, das über die bipolaren Zellen an die impulsgebenden Nervenzellen gesendet wird. Die Amakrinzellen und die Horizontalen Zellen sind wichtig für die Querverrechnung der Signale. D.h., nicht alle Stäbchen senden ihr Signal geradewegs an die impulsgebenden Nervenzellen. Die meisten Signale der Stäbchen laufen bei den Horizontalen Zellen zusammen. Diese ermitteln aus den Signalen einen Durchschnittswert, den sie dann weiter senden. Das Gleiche wiederholt sich in den Amakrinen. Auch hier werden alle einlaufenden Signale miteinander verrechnet und dann erst an die impulsgebenden Nervenzellen weitergegeben Frage- und Antwortgrafiken zum Thema Adaption. Die Grafiken sind gut für den Einsatz im Unterricht geeignet. Sie regen die Schüler zu eigenem Nachdenken an. Die meisten Fragen beziehen sich auf den Film Das Druckersymbol in der Lösungsgrafik bedeutet jeweils, dass man diese Grafik an einem Computer auch im ROM -Teil als PDF findet und an jedem Drucker ausdrucken kann. 7

9 Anpassung des Auges an den Lichteinfall Warum sind wir geblendet, wenn wir aus dem Dunkeln ins Helle kommen? Sehen im Dunkeln I Warum sehen wir im Dunkeln alles schwarz-weiß? Sehen im Dunkeln II Warum erweitert sich die Iris, wenn es dunkel wird? Sehen im Dunkeln III Warum können wir bei absoluter Dunkelheit nichts mehr sehen? Bild Pupillenveränderung Deutlich: Die Pupille im Dunkeln (weit) neben der Pupille im Hellen (klein) Stäbchen mit Sehfarbstoff Der Sehfarbstoff wird zum Teil aus dem Vitamin A gewonnen, daher auch der Spruch, Karotten seien gut für die Augen. Bei Lichteinfall zerfällt der Sehfarbstoff in einen energetisch geringeren Zustand. Die dabei frei werdende Energie wird als Impuls an die bipolaren Zellen, bzw. an die Horizontalen Zellen übertragen. 4. Farbig Sehen Film Wir sehen Farben (3 Min.) Tom sitzt beim Augenarzt. Er erzählt eine wundersame Geschichte von lilafarbenem Wasser. Der Arzt vermutet eine Farbsehschwäche und zeigt ihm (und dem Zuschauer) Bilder mit farbigen Punkten. Der normalsichtige Zuschauer erkennt auf den ersten Bildern noch Farben, aber auf einigen nur Punkte. Doch Tom sieht dort Zahlen! Das ist für jeden normalsichtigen Zuschauer erstaunlich. In der Computeranimation erklärt der Film, warum wir überhaupt Farben sehen. Es wird gezeigt, dass wir über drei Zapfen mit verschiedenen Empfindlichkeiten verfügen. Einen Zapfen für die Farbe Rot, einen für Grün, einen für Blau. Dabei ist zu beachten, dass alle drei Zapfen nicht ausschließlich auf die jeweilige Wellenlänge reagieren, sondern vielmehr ein relativ weites Spektrum im Bereich dieser Wellenlänge abdecken. Ebenso wie die Stäbchen, senden auch die Zapfen ihre Signale über die bipolaren Zellen bis an die impulsgebenden Nervenzellen. (dies v.a. im Gelben Fleck) 8

10 oder über die Horizontalen Zellen, die bipolaren und die Amakrinzellen an die impulsgebenden Nervenzellen. Ab hier geht es wie gehabt bis zum Sehnerv und dann weiter zum Gehirn Der Gelbe Fleck (stark vereinfachte Darstellung) (2 Min.) Der Augenarzt leuchtet durch Toms Pupille auf die Netzhaut. Dort erkennt er den gelben Fleck, den Ort den schärfsten Sehens. Im Film sehen wir, warum dieser auffällig gelbe Fleck so heißt: Es ist der Punkt mit der mit Abstand dichtesten Konzentration von Zapfen. An diesem Punkt findet keine Querverrechnung durch die Horizontalen Zellen bzw. die Amakrinzellen statt. Auf dem Gelben Fleck sendet jeder Zapfen sein Signal direkt an die Impulsgebenden Nervenzellen. Das Signal kommt also 1:1 über den Sehnerv im Gehirn an. Außerhalb des Gelben Flecks nimmt die Konzentration an Zapfen rapide ab. Auch die Impulsgebenden Nervenzellen sind immer weiter verstreut. Daher ist ein weites Netz notwendig, um die Informationen der weit auseinander liegenden Zapfen bei den wenigen Impulsgebenden Nervenzellen zusammeln. Zu diesem Zweck werden die Informationen in den Horizontalen Zellen vorverrechnet und auf einer weiteren Ebene durch die Amakrinzellen weiter verrechnet, bis das Resultat an die Impulsgebenden Nervenzellen geschickt wird. Kein Wunder, dass bei dem ganzen Rechnen das Detail auf der Strecke bleibt und das Sehen daher außerhalb des Gelben Flecks unschärfer und nicht so klar ist. Grafik Frage- und Antwortgrafiken zum Thema Farbig Sehen. Die Grafiken sind gut für den Einsatz im Unterricht geeignet. Sie regen die Schüler zu eigenem Nachdenken an. Das Druckersymbol in der Lösungsgrafik bedeutet jeweils, dass man diese Grafik an einem Computer auch im ROM - Teil als PDF findet und an jedem Drucker ausdrucken kann Die Bedeutung des gelben Flecks Warum wird der Gelbe Fleck auch Ort des schärfsten Sehens genannt? Farbensehen Warum brauchen wir drei Zapfen, um alle Farben normal zu sehen? Grünblindheit Wie wirkt sich der Ausfall einer Zapfenart für das Sehen aus? 9

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13 Gelber Fleck (stark schematisierte Darstellung des Gelben Flecks) Auf diesem Bild ist gut zu erkennen, wie die Konzentration der Zapfen vom Gelben Fleck aus abnimmt. Die Zapfen sind hier gelb dargestellt, die Impulsgebenden Nervenzellen rot. Deutlich ist auch das direkte Zusammenwirken von Impulsgebenden Nervenzellen und Zapfen. Außerhalb: weniger Zapfen und weniger Impulsgebende Nervenzellen Zapfen Jedem Zapfen seine Wellenlänge: Dieses Bild stellt die Zapfen als Photorezeptoren für jeweils eine Wellenlänge dar. Tatsächlich ist die Abgrenzung fließend. Teilweise überlappen sich die Spektren der einzelnen Zapfen sogar Impulsbahn Die Impulsgebenden Nervenzellen, die eigentlichen Reizauslöser in der Netzhaut. Sie wandeln das Aktionspotential der Sehzellen und Amakrinen in ein Nervensignal um, das vom Gehirn und den übrigen Nervenbahnen im Körper verstanden wird. 5. Fehlsichtigkeit Film Sehen mit Brille/Korrekturlinse (2 Min.) Tom noch immer beim Augenarzt. Er macht einen Sehtest und der Arzt stellt fest, dass Tom kurzsichtig ist. Das ist keine Krankheit. Bei manchen Menschen ist der Augapfel minimal kürzer oder länger, als es für das scharfe Sehen richtig wäre. Diese Eigenschaft kann vererbt werden. In der 3D-Animation wird der verlängerte oder verkürzte Augapfel stark überzeichnet, um dem Betrachter den Effekt zu verdeutlichen. In Wirklichkeit handelt es sich hier nur um Millimeter! Gezeigt wird ein gesundes Auge im Anschnitt: Zwei exemplarische Strahlen gehen von einem Punkt aus und treffen auf das Auge. Beide werden leicht gebrochen, doch liegen Netzhaut und Linse so zu einander, dass die beiden Strahlen sich genau auf der Netzhaut wieder vereinen. Im Klartext: Der einzelne Punkt, dessen Lichtstrahlen unser Auge erreichen, wird beim scharfen Sehen auch wieder als ein Punkt auf der Netzhaut abgebildet. Jetzt simuliert die Animation einen Menschen mit Kurzsichtigkeit: Der Augapfel ist länger. Der Brechungswinkel der Linse bleibt gleich, doch an der Stelle, wo die beiden (exemplarischen) Strahlen zusammenlaufen, ist jetzt keine Netzhaut mehr. Diese ist einige Millimeter weiter nach hinten versetzt. Dadurch wird 12

14 der einzelne Punkt in diesem Fall bei 2 Strahlen zweimal abgebildet. Das Bild wird dadurch unschärfer. Nimmt man nun eine konkave Linse (Streulinse) und setzt sie vor das Auge, dann werden die Lichtstrahlen durch die Linse schon einmal derart gebrochen, dass sie das Auge als vergrößertes, eigentlich unscharfes Bild erreichen. Dieses wird nun durch die natürliche Brechung der Augenlinse auf der verlagerten Netzhaut wieder scharf. Oder anders ausgedrückt: Die Streulinse kompensiert den Fehler, der sich aus dem Zusammenwirken von verlängertem Augapfel und dem Brechungswinkel der Linse ergibt. Bei der Weitsichtigkeit ist der Augapfel etwas kürzer, als es für das scharfe Sehen passend wäre. Die Betroffenen erleben dies, wenn sie in der Nähe alles verschwommen sehen. Statt auf der Netzhaut liegt der scharfe Punkt diesmal hinter der Netzhaut. Die Strahlen werden also gebrochen, doch treffen sie als zwei Strahlen auf die Netzhaut. Auch hier wird also ein Punkt in diesem Beispiel bei 2 Strahlen zwei Mal abgebildet. Das hat unscharfes Sehen zur Folge. In diesem Fall ist die Sammellinse das Mittel der Wahl. Sie bricht die Lichtstrahlen, bevor sie unser Auge erreichen schon einmal vor. Die Strahlen erreichen das Auge also in einem engeren Radius. Das hat zur Folge, dass der Brechungswinkel der Augenlinse und der Brechungswinkel der Korrekturlinse zusammen genau den optimalen Brechungswinkel für scharfes Sehen bei einem verkürzten Augapfel ergeben. Grafik Augapfel (normal) Hier ist ein gesunder Augapfel im Maßstab abgebildet. Dieser dient für die nachfolgenden Grafiken als Vergleichsmöglichkeit Weitsichtigkeit Weitsichtigkeit ist schon bei einem um einige Millimeter verkürzten Augapfel gegeben. Aber wie sagt der Augenarzt: Es gibt schließlich auch Leute mit großen Füßen und Menschen mit kleinen Füßen Kurzsichtigkeit Kurzsichtigkeit: Der Augapfel ist minimal verlängert vgl Konturlinse (bei Weitsichtigkeit) Die konvexe Korrekturlinse bricht die einfallenden Lichtstrahlen. Sie erreichen das Auge in einem kleineren Radius und ermögliche so das scharfe Sehen. 13

15 Konturlinse (bei Kurzsichtigkeit) Die konkave Korrekturlinse wird zur Korrektur der Kurzsichtigkeit verwendet. Sie bricht die Lichtstrahlen dergestalt, dass sie das Auge in einem weiteren Radius erreichen. Die Brechung der Augenlinse ist nun genau richtig, um die Strahlen auf der nach hinten verlagerten Netzhaut zu vereinen. 6. Beim Augenarzt Film Man kann sich die Augen nicht verderben.(11 Min.) Hier sehen wir den ganzen Besuch von Tom beim Augenarzt. Vieles kennt man als Zuschauer schon aus den Modulen 1-5. Doch ist der Film auf jeden Fall sehenswert. Er vermittelt dem Betrachter ein anderes Verständnis für Sehfehler. Dass es sich bei diesen Krankheiten in Wirklichkeit um ein paar Millimeter Größenunterschied des Augapfels handelt und nichts Außergewöhnliches ist und eine Farbsehschwäche einen Menschen um kein Gramm schlechter macht als andere, wird besonders betont. Außerdem räumt dieser Film mit dem Märchen auf, fernsehen, in den Computer starren oder bei schlechtem Licht arbeiten, mache die Augen kaputt. Aus medizinischer Sicht ist das Quatsch. Ein Auge funktioniert wie eine Kamera und unterliegt ausschließlich den ganz natürlichen Abnutzungserscheinungen wie jedes andere Organ auch. Der Arzt fragt Tom nach seinen Beschwerden. Tom erzählt von seiner Kurzsichtigkeit, die Dinge in der Ferne immer nur verschwommen wahrnehmen lässt. Weiter erzählt er von seiner Art, die Farben zu sehen. Auf jeden Fall anders als seine Klassenkameraden. Der Arzt zeigt ihm (und dem Zuschauer) daraufhin einige Farbtafeln. Der gesunde Zuschauer erkennt auf den ersten Tafeln unschwer die abgebildeten Zahlen, doch auf den anderen Bildern sieht ein Mensch ohne Farbfehlsichtigkeit nichts als ein paar farbige Punkte. Tom sieht hier Zahlen! Besser kann man Farbsehschwäche kaum darstellen. Mit der typischen Prozedur, den Testbildern und vorgeschalteten Linsen, ermittelt der Augenarzt jetzt die Ausprägung von Toms Sehschwäche. Anschließend folgt der Blick ins Innere des Auges. Noch einmal sieht der Betrachter nun alle Details, die er aus den Themen 1-5 dieser DVD schon kennt: Der gelbe Fleck (Farbig sehen), die reaktionsschnelle Iris (Adaption) und die Netzhaut (Wie wir sehen). 14

16 Bild Mit den Farbtafeln kann man die Grünblinden von den normal Sehenden unterscheiden: Farbtafel I Farbtafel II Linsenanpassung Der gelbe Fleck (stark schematisierte Darstellung des Gelben Flecks) Auf diesem Bild ist gut zu erkennen, wie die Konzentration der Zapfen vom Gelben Fleck aus abnimmt. Die Zapfen sind hier gelb dargestellt, die Impulsgebenden Nervenzellen rot. Deutlich ist auch das direkte Zusammenwirken von Impulsgebenden Nervenzellen und Zapfen. Außerhalb: weniger Zapfen und weniger Impulsgebende Nervenzellen Pupillenveränderung Deutlich: Die Pupille im Dunkeln (weit) neben der Pupille im Hellen (klein). D- Unterrichtsentwürfe 3 Unterrichtsstunden einer 8.Klasse zum Thema Akkomodation/Adaption 1. Voraussetzungen: Thema Sinneswahrnehmung und Sinnesorgane. Es wurde eine Liste aller gängigen Sinnesorgane angefertigt und die jeweilige Sinneswahrnehmung zugeordnet. Zur intensiveren Untersuchung wurde das Auge ausgesucht und bereits ein Rinderauge präpariert, um Linse, Glaskörper und Netzhaut zu finden. (Alternativ kann das AB Auge auf dem CD-ROM-Teil der DVD Das Auge bearbeitet werden.) 2. Die 1.Unterrichtsstunde: - Einstieg (10 min): Die Schüler lesen die Buchstaben eines augen arzttypischen Sehtestbogens aus verschiedenen Entfernungen (Schüler, die eine Brille brauchen, tun dies ohne Brille) Schüler mit Sehfehler sehen je nach Entfernung die Zahlen nicht so gut wie die anderen. 15

17 - Diskussion (5min): Warum sehen manche Schüler die Zahlen weniger gut. Warum hängt die Schärfe von der Entfernung ab, wie stellt das Auge das Gesehene scharf? Entscheidung: Erst der gesunde Vorgang, später Betrachtungen zu Sehfehlern - Einsatz des Filmes Akkomodation aus der DVD Das Auge (5min): Die Schüler erkennen, wie Ziliarmuskel und Linse die Akkomodation erreichen. Die Aufgabe der Hornhaut wird deutlich gegebenenfalls mit Lehrerhilfe. - Zusammenfassung und Fixierung (20min): Das AB Akkomodation wird ausgeteilt. Die Schüler bearbeiten die Fragen 1 und 2. - Hausaufgabe : Die Schüler sollen das Erarbeitete lernen und die Fragen 3 und 4 aus dem AB zu Nah- und Fernsicht bearbeiten. Die Grafiken sollen ins Heft eingeklebt werden. 3. Die 2. Unterrichtsstunde: - Einstieg (5min): Kontrolle der HA, Wiederholung der Ergebnisse der letzen Stunde, Hinweis auf den 2.Teil - Sehfehler mit entsprechendem Tafelanschrieb. - Sammlung (5min): Die Schüler kennen die Begriffe Kurz- und Weitsichtig. Betroffene wissen auch, dass Kurzsichtige Nahes und Weitsichtige Fernes ohne Brille scharf sehen können. - Einsatz des Arbeitsblattes zur Fehlsichtigkeit KurzWeit_AB ( 15min) Die Schüler erkennen, dass Kurzsichtige zu lange und Weitsichtige zu kurze Augäpfel haben, wodurch das scharf projizierte Bild mal vor, mal hinter der Netzhaut liegt. Die Bearbeitung geschieht unter gelegentlicher Anleitung des Lehrers, damit die gesuchten Strahlengänge gefunden werden. - Wie geschieht die Korrektur? (5 min) Sammlung: Die Korrektur findet über Linsen (Brille, Kontaktlinse) statt. Vergleich der verschiedenen optischen Eigenschaften am Overhead über vorhandene Brillen : Kurzsichtigkeit: Konkave Linse à kein Brennpunkt Weitsichtigkeit: Konvexe Linse à Brennpunkt 16

18 - Zusammenfassung und Fixierung (5min) - Abschluss mit ausgesuchtem Stück der DVD Das Auge ( 5 min) - Hausaufgabe: Bearbeitung des AB zur Korrektur von Fehlsichtigkeit 4. Die 3.Unterrichtsstunde - Wiederholung der Inhalte der letzten 2 Stunden über Fotos aus der DVD Das Auge (5min) - Einstieg (5min): Die Schüler führen in Partnerarbeit folgendes Experiment durch: Ein Schüler dreht sich mit dem Gesicht zum Fenster, schließt beide Augen und hält die Hand vor die Augen. Der Partner setzt sich etwas schräg gegenüber direkt davor. Wenn der erste Schüler nach ca. 30s die Augen wieder öffnet, soll der Partner für etwa 5s genau die Pupillen beobachten. - Sammlung der Beobachtungen und kurze Diskussion über die Erklärungen (5min): Die Schüler werden im Allgemeinen erkennen, dass die Pupillen unter der Hand groß geworden sind und sich beim Öffnen stark verkleinern. Binnen weniger Sekunden werden sie aber wieder ein wenig größer. Die Schüler wissen im Allgemeinen schon, dass die Pupille bei weniger Lichteinfall größer wird, bei höherem Lichteinfall kleiner. Mit dem Lehrer wird der Sinn dieser Änderung erarbeitet nämlich, dass durch die größere Pupille von dem wenigen Licht mehr zur Netzhaut gelangt und die kleine Pupille das kräftige Licht zum Schutz nicht vollständig zur Netzhaut durchlässt. Der Effekt, dass die Pupille sich nach dem Verengen wieder ein wenig weitet, ist so zu erklären, dass auch die Netzhaut sich an das stärkere Licht gewöhnt und der Schutz daraufhin reduziert werden kann, also die Netzhaut jetzt mehr Licht verträgt. - Einsatz des Filmstückes Adaption zur Erläuterung des Vorganges der Pupillenänderung (10min): Die Schüler erkennen, dass die Iris als Blendenvorhang wirkt und die Öffnung/das Verengen der Pupille bewirkt. Neu ist, dass bei hellem Licht die farbsehenden Zapfen aktiv sind, bei Schwachlicht und extrem geweiteter Pupille nur die Stäbchen (sehen Graustufen). Nebenbei ist erkennbar, dass das rechte Auge des Jungen beim Augenarzt die Änderungen des linken Auges mitmacht. Das ist so zu erklären, dass das Gehirn die Steuerung der Iris vornimmt und, solange es gesund ist, die Änderungen synchron verlaufen. 17

19 - 2. Experiment (5min) : Die Schüler schließen in der selben Position wie beim ersten Experiment nur ein Auge und der Partner beobachtet das andere Auge Die Schüler erkennen die synchronen Änderungen nochmals. - Zusammenfassung und Fixierung (10min) - Hausaufgabe: Bearbeiten des AB zur Adaption F-Hinweise für die Nutzung der Grafiken im ROM-Teil Grafiken mit dem Druckersymbol sind als pdf- und doc-dateien im ROM-Teil der DVD abgelegt. Ein Ausdruck dieser Dokumente ist nur am PC möglich: Je nach Abspielprogramm und dessen Version, die auf Ihrem Computer installiert sind, kann der Weg zum ROM-Teil sich anders gestalten. Dieser aber funktioniert häufig: Mit einem Doppelklick auf Arbeitsplatz auf dem Desktop erscheint u.a. das Symbol für das DVD Laufwerk. Durch ein Anklicken des DVD Laufwerk-Symbols mit der rechten Maustaste erscheint ein Fenster mit mehreren Befehlen. Klicken Sie mit der linken Maustaste einmal auf den Befehl Öffnen. Es erscheint u.a. der Ordner ROM, der wiederum durch Doppelklick geöffnet wird. Es erscheinen nun die Symbole für die ausdruckbaren doc- und pdf-dateien, die wieder durch Doppelklick geöffnet werden können. Änderungen, die in doc-dateien vorgenommen werden, können ausgedruckt, aber beim Schließen der Datei nicht gespeichert werden, da die Dateien schreibgeschützt sind. So kann zum Ausdrucken der Aufgabe die Lösung in einer doc-datei vorübergehend gelöscht werden, beim Schließen der Datei/ Grafik bleibt die Lösung erhalten. 18

20 G-Allgemeine Hinweise zur Nutzung der DVD Die von focus-multimedia hergestellten DVD s haben immer die gleiche Menüstruktur und können als Multimedia-Pakete bezeichnet werden. Die Benutzer/Innen finden auf der ersten Ebene der Scheibe ein Themen-Menü, aus dem ersichtlich ist, in welche Unterrichtsthemen das Hauptthema unterteilt wurde. Jedes dieser Themen wurde multimedial aufbereitet. Auf der zweiten Ebene finden sich ein Medien-Menü, das die Medienarten (Film/Grafik/Bild) aufzeigt, die zur Bearbeitung der Einzelthematik zur Verfügung stehen. Auf der dritten Ebene sind die Einzeltitel der Medien, Laufzeiten der Filme, Zweisprachigkeit etc. aufgezeigt. Bei einem Teil der Bilder und Grafiken bietet die Programmierung Arbeitsblätter mit entsprechenden Lösungsblättern an, die z.t. mit Hilfe von PC und Drucker auch ausgedruckt werden können. Pfeile weisen dem Nutzer den Weg durch das Gesamtmenü. Ein Beispiel von dieser DVD soll die Struktur und den Weg der Nutzung veranschaulichen: Hauptthema: Das Auge Themenmenü mit den entsprechenden Unterthemen 1. Wie wir sehen 2. Akkomodation 3. Adaption 4. Farbig sehen 5. Fehlsichtigkeit 6. Beim Augenarzt Man wählt sich das gewünschte Thema aus, z.b Akkomodation, klickt es an und findet das Medienmenü mit den drei bottoms Film-Grafik-Bild vor. Will man sehen, welche Filme zu diesem Thema existieren, dann klickt man auf den bottom Film, und es erscheint in diesem Fall der Titel: Nah- und Fernsicht. Klickt man jetzt den gewünschten Film an, dann läuft er ab. Ähnlich geht es mit den anderen Medienarten Grafik und Bild. Ein themenbezogenes Fachwörterlexikon mit Kurzdefinitionen ergänzt das Medienangebot.Auf jeder DVD findet der Nutzer ein booklet, in dem u.a. die gesamte Menüstruktur grafisch dargestellt ist. Die von FOCUS-multimedia hergestellten DVD s bieten somit den Lehrkräften alles, was sie zu einem medienunterstützten und damit effektiven Unterricht benötigen. 19

21 Impressum: Konzeption und Redaktion: focus-multimedia Buch und Regie: Reinold Schnatmann Kamera: Otmar Schmid Schnitt: Stefan Frank Fachberatung und Unterrichtsvorschläge: Gido Freyer 3D-Grafik: Markus Schnatmann Programmierung: Christian Müller Produktion: focus-multimedia Buchhierlstr. 15; MÜNCHEN focus-multimedia 2007