Das Nervensystem ist ein komplexes Netzwerk, das es uns ermöglicht, unsere Umwelt wahrzunehmen, zu denken, zu fühlen und zu handeln. Es ist von grundlegender Bedeutung für unser Überleben und unsere Lebensqualität. Für den Unterricht bietet eine Vielzahl von Materialien und Ressourcen, um Schülern aller Altersstufen die faszinierende Welt des Nervensystems näherzubringen. Dieser Artikel gibt einen Überblick über verschiedene verfügbare Materialien und didaktische Ansätze.
Grundlagen des Nervensystems
Um in das Thema einzusteigen, können Schüler in Partnerarbeit ihre Kenntnisse über das Nervensystem und dessen Funktion wiederholen und gegebenenfalls ergänzen, indem sie Schulbücher oder das Internet nutzen. Ihre Ergebnisse können sie dann in ein Arbeitsblatt eintragen. Um die selbstständige Vertiefung des Themas zu ermöglichen, sollten den Schülern vor der Bearbeitung eines Films einige Grundlagen bekannt sein. So sollten sie Nervensystem und Nervenzellen in Grundzügen sowie den Aufbau des Gehirns kennen.
Nervenzellen und ihre Funktion
Nervenzellen, auch Neuronen genannt, sind die grundlegenden Bausteine des Nervensystems. Sie sind spezialisiert auf die Aufnahme, Verarbeitung und Weiterleitung von Informationen in Form von elektrischen und chemischen Signalen. Der Aufbau einer Nervenzelle umfasst typischerweise:
- Dendriten: Verzweigte Ausläufer, die Signale von anderen Nervenzellen empfangen.
- Zellkörper (Soma): Enthält den Zellkern und andere Organellen.
- Axon: Ein langer, dünner Fortsatz, der Signale vom Zellkörper weg zu anderen Nervenzellen oder Zielzellen (z.B. Muskelzellen) leitet.
- Synapsen: Kontaktstellen zwischen Nervenzellen, an denen die Signalübertragung stattfindet.
Aufbau des Nervensystems
Das Nervensystem lässt sich grob in zwei Hauptteile unterteilen:
- Zentralnervensystem (ZNS): Bestehend aus Gehirn und Rückenmark. Das ZNS ist das Steuerzentrum des Körpers, das Informationen empfängt, verarbeitet und Befehle an die Peripherie sendet.
- Peripheres Nervensystem (PNS): Umfasst alle Nerven, die außerhalb des ZNS liegen. Das PNS verbindet das ZNS mit den Organen, Muskeln und der Haut und ermöglicht so die Kommunikation zwischen dem Gehirn und dem Rest des Körpers.
Das periphere Nervensystem gliedert sich weiter in das somatische und das autonome Nervensystem. Das somatische Nervensystem steuert willkürliche Bewegungen, während das autonome Nervensystem unwillkürliche Funktionen wie Herzschlag, Atmung und Verdauung reguliert. Das autonome Nervensystem besteht aus dem Sympathikus und dem Parasympathikus. Der Sympathikus ist für die "Kampf-oder-Flucht"-Reaktion zuständig, während der Parasympathikus für Entspannung und Erholung sorgt.
Lesen Sie auch: Enterisches Nervensystem vs. Vegetatives Nervensystem: Ein detaillierter Vergleich
Erregungsleitung und Synapsen
Die Erregungsleitung innerhalb einer Nervenzelle erfolgt elektrisch durch sogenannte Aktionspotentiale. An den Synapsen wird das elektrische Signal in ein chemisches Signal umgewandelt, indem Neurotransmitter freigesetzt werden. Diese Neurotransmitter binden an Rezeptoren auf der Zielzelle und lösen dort entweder eine Erregung oder eine Hemmung aus.
Die interaktive Lerneinheit aus chemgapaedia behandelt alles rund um Synapsen.
Unterrichtsmaterialien und Ressourcen
Eine Vielzahl von Unterrichtsmaterialien und Ressourcen stehen zur Verfügung, um das Thema Nervensystem im Unterricht zu behandeln. Diese reichen von Arbeitsblättern und interaktiven Übungen bis hin zu Filmen und Experimenten.
Arbeitsblätter und Übungen
Arbeitsblätter mit Multiple-Choice-Fragen und Lösungen zu verschiedenen Themen rund ums Nervensystem sind eine gute Möglichkeit, das Wissen der Schüler zu überprüfen und zu festigen. Ein illustriertes Arbeitsblatt zum Nervensystem bei Insekt und Mensch kann beispielsweise einen kurzen Lückentext und die Aufgabe enthalten, Reiz-Reaktions-Schemen zu entwerfen.
Interaktive Lernangebote
Moderne Medien bieten vielfältige Möglichkeiten, das Lernen interaktiv und ansprechend zu gestalten. Auf der freien Lernplattform Serlo wird eine knappe Zusammenfassung publiziert. Die als praktischer Teil des Ersten Staatsexamens entstandene interaktive Unterrichtseinheit macht nach einer eher kurzen Einführung den Nervenaufbau und die Entstehung von Aktionspotentialen die Einflüsse verschiedener Stoffe (wie Coffein, Opiate, Nicotin…) auf das Nervensystem deutlich. In diesem Onlinetraining von topteach.ch kann man in 19 Fragen zeigen, ob man alles rund ums Nervensystem verstanden hat.
Lesen Sie auch: Wie das vegetative Nervensystem die Blase beeinflusst
Filme und Videos
Filme und Videos können komplexe Sachverhalte anschaulich und verständlich erklären. BR-Telekolleg bietet beispielsweise einen Film, der erklärt, wie das Nervensystem funktioniert und wie wir so schnell auf Reize reagieren. Im Film „Das Gehirn“ können die Schüler verfolgen, wie ein Gehirn - hier am Beispiel des Fahrradfahrens erklärt - funktioniert.
Experimente und Versuche
Experimente und Versuche ermöglichen es den Schülern, das Nervensystem auf praktische Weise zu erleben und zu verstehen. Ein einfacher Reaktionstest mit einem Lineal kann beispielsweise zeigen, wie schnell unsere Nerven Informationen verarbeiten können. Die Lerntheke "Das Nervensystem des Menschen" enthält mehrere Schülerversuche, die selbstständig durchgeführt und ausgewertet werden können.
Lerntheken und Gruppenarbeiten
Lerntheken und Gruppenarbeiten fördern das selbstständige und eigenverantwortliche Lernen der Schüler. In einer Lerntheke zum Nervensystem können die Schüler beispielsweise verschiedene Stationen bearbeiten, die sich mit dem Aufbau des Nervensystems, der Erregungsleitung und den Funktionen des Gehirns beschäftigen. Eine kooperative Gruppenarbeit kann sich mit dem Gehirn, dem zentralen und peripheren Nervensystem, dem Aufbau einer Nervenzelle, der Erregungsweiterleitung und den Vorgängen an der Synapse beschäftigen.
Themenbereiche für den Unterricht
Im Unterricht können verschiedene Themenbereiche rund um das Nervensystem behandelt werden, je nach Alter und Kenntnisstand der Schüler. Einige Beispiele sind:
Reflexe
Reflexe sind unwillkürliche Reaktionen auf einen Reiz, die durch einen einfachen neuronalen Schaltkreis, den Reflexbogen, vermittelt werden. 16 Fragen für Auszubildende in Gesundheitsberufen rund um Reflexe (Eigen- und Fremdreflexe, Reflexbogen …) vermitteln detaillierte Kenntnisse. BR-Telekolleg: Ein Stich - ein Schmerz - und wir zucken zurück. Dass wir so schnell reagieren, verdanken wir unserem Nervensystem. Wie das funktioniert, erfahren Sie in Telekolleg Biologie.
Lesen Sie auch: Sympathikus und Parasympathikus detailliert erklärt
Das Gehirn
Das Gehirn ist das komplexeste Organ des Nervensystems und für viele höhere Funktionen wie Denken, Fühlen, Gedächtnis und Sprache zuständig. Im Film „Das Gehirn“ können die Schüler verfolgen, wie ein Gehirn - hier am Beispiel des Fahrradfahrens erklärt- funktioniert. Ob es möglich ist, mit der Kraft von Gedanken einen Computer zu steuern, wird in dem Film „Das Gehirn“ gezeigt. Gedächtnissportler verwenden verschiedene Methoden, um sich eine Abfolge von Gegenständen oder Fakten zu merken. Zwei dieser Methoden werden in dem Film „Das Gehirn“ vorgestellt.
Gedächtnis und Lernen
Das Nervensystem spielt eine entscheidende Rolle beim Gedächtnis und Lernen. Gedächtnissportler verwenden verschiedene Methoden, um sich eine Abfolge von Gegenständen oder Fakten zu merken. Zwei dieser Methoden werden in dem Film „Das Gehirn“ vorgestellt. Mithilfe des Arbeitsblattes 5 „Wie viele Dinge kannst du dir merken? - Gedächtnissport im Klassenraum“ können die Schüler die Loci-Methode ausprobieren. Mit Hilfe des Films füllen die Schüler auch das Arbeitsblatt 6 „Wie merken sich Gedächtnissportler Fakten?“ aus.
Schlaf
Der Schlaf ist ein wichtiger Erholungszustand für das Nervensystem. In der Sendung erfahren die Schüler, was in ihrem Gehirn passiert, wenn sie schlafen. Mit Hilfe des Lückentextes auf dem Arbeitsblatt 8 „Was macht dein Gehirn, wenn du schläfst?“ und Arbeitsblatt 9 „Superhirne?
Pubertät
Während der Pubertät finden im Gehirn wichtige Umbauprozesse statt, die das Verhalten und die Emotionen von Jugendlichen beeinflussen können. Während der Arbeit mit dem Arbeitsblatt 11 „Pubertät: Umbau im Gehirn - warum die Pubertät so anstrengend ist…“ finden die Schüler heraus, dass Jugendliche so anstrengend sind, weil ihr Gehirn während der Pubertät umgebaut wird.
Elektrolyte und Nervensystem
Elektrolyte, also in Körperflüssigkeiten gelöste Ionen, haben starke Wirkung auf Körper und Stimmung. Eine Störung des Elekrolythaushaltes kann verschiedenste Folgen haben, von Fehlern im Herzrhythmus bis hin zu einer angegriffenen Psyche. Wichtige Elektrolyte sind etwa Kalium- Natrium-, Calcium- und Magnesium-Kationen oder aber Phosphat- und Chlorid-Anionen.
Erkrankungen des Nervensystems
Das Themenspektrum des für Auszubildende in Gesundheitsberufen konzipierten Kurses umfasst neben detailliertem Aufbau und Funktion des Nervensystems und seiner Bestandteile vor allem auch verschiedene Erkrankungen (Multiple Sklerose, Parkinson, Demenz, Schlaganfall…).
Unterrichtsbeispiele und Projekte
Hier sind einige konkrete Beispiele für Unterrichtsprojekte und -aktivitäten zum Thema Nervensystem:
- Bau eines Neuronenmodells: Die Schüler bauen ein Modell einer Nervenzelle aus verschiedenen Materialien und beschriften die einzelnen Teile.
- Rollenspiel zur Synapse: Die Schüler spielen die verschiedenen Akteure an einer Synapse (Neurotransmitter, Rezeptoren, etc.) und stellen die Signalübertragung dar.
- Untersuchung von Reflexen: Die Schüler untersuchen verschiedene Reflexe (z.B. Kniesehnenreflex) und erklären den zugrunde liegenden Reflexbogen.
- Entwicklung eines Gedächtnistrainingsprogramms: Die Schüler entwickeln ein Programm zur Verbesserung des Gedächtnisses und testen es an sich selbst oder anderen.
- Erstellung einer Präsentation über eine Erkrankung des Nervensystems: Die Schüler recherchieren eine bestimmte Erkrankung des Nervensystems (z.B. Multiple Sklerose, Parkinson) und erstellen eine Präsentation über Ursachen, Symptome, Diagnose und Therapie.
tags: #einführung #nervensystem #unterrichtsmaterial