Unser Körper in Bewegung

Autoren:
Publikation:	1.1.2000
Lernstufe:	3
Übersicht:	Unterrichtseinheit à 6 Unterrichtsstunden zur Erschließung des mensch­lichen Skeletts und dem Verständnis darüber, wie die Muskeln mit den Knochen verbunden sind und unserem Körper Bewegungsabläufe ermö­glichen.
Dauer:	6 bis 8 Unterrichtsstunden à ca. 45 Minuten
Material:	1. Unterrichtsstunde: Pro Schüler: 1 Blatt Papier, Filzstifte, 1 Heft 2. Unterrichtsstunde: Pro Vierergruppe: 1 Kopie von 5 ausgewählten Zeichnungen aus der vorherigen Unterrichtsstunde 3. Unterrichtsstunde: Für die gesamte Klasse: Zeichnungen und Texte aus der vorherigen Unterrichtsstunde 4. Unterrichtsstunde: Für die gesamte Klasse: Texte aus der vorherigen Unterrichtsstunde, 1 Skelett; pro Schüler: 1 schematische Darstellung eines Skeletts 5. Unterrichtsstunde: Für die gesamte Klasse: Texte aus der vorherigen Unterrichtsstunde; Lernwerkstatt "Sezieren": Hühnerschenkel, Pinzetten, Lupen Lernwerkstatt "Modell": Holzleisten, mechanische Bauteile (Baukasten), Gummibänder, Patafix, Schnüre, Knete, Büroklammern, ...
Herkunft:	La main à la pâte, Paris
Bewertung:	5 (1 Bewertung)

Ausgangspunkt für diese Unterrichtseinheit war eine Tanz-AG, an denen die Schüler teilgenommen haben. Die Lehrerin versucht in dieser Unterrichtseinheit den Schülern ihrer 3. Klasse zu vermitteln, wie man ein "Problem löst". Es wechseln sich verschiedene Phasen ab: 1. Fragen formulieren, 2. Hypothesen aufstellen, 3. Experimentieren, 4. Schlüsse ziehen, 5. Dokumentieren. Die schriftliche Arbeit spielt eine wichtige Rolle beim Sammeln von Ideen, als Diskussionsgrundlage und bei der Strukturierung der Kenntnisse. Entweder schreibt jeder Schüler für sich in sein Versuchsheft, oder es entsteht mit Hilfe der Lehrerin eine gemeinsame Niederschrift.

1. Unterrichtsstunde: Warum können wir uns bewegen?

Ablauf

Nach einer Tanzstunde bittet die Lehrerin die Schüler sich während des Tan­zens darzustellen.

Abb. 1: Zeichnungen tanzender Kinder

Zusammentragen der Ergebnisse

Die Zeichnungen werden verglichen und es werden diejenigen ausgewählt, die die Bewegungen am besten darstellen. Die Antworten der Schüler werden an der Tafel festgehalten. Einige Schüler stellen die Bewegungen vor der Klasse nach. So kann zusammenfassend festgestellt werden, dass die Bewegungen am deutlichsten zu erkennen sind, wenn die Gliedmaßen gebeugt dargestellt werden.

Einführung des Versuchsheftes

"In diesem Heft könnt ihr euch Notizen machen, sei es um eure Gedanken zu den Bewegungen oder eure neuesten Erkenntnisse festzuhalten. Ihr könnt auch Zeichnungen anfertigen. Ihr könnt das Heft mit nach Hause nehmen."

Evaluierung der individuellen Kenntnisse

Die Lehrerin bittet die Schüler schriftlich zu erklären, wieso unser Körper sich bewegen kann, und schlägt vor, dies am Beispiel des Armes zeichnerisch dar­zustellen. Sie sammelt die Texte ein und analysiert sie.

2. Unterrichtsstunde: Erste Ausarbeitungen

Anmerkung

Vor der 2. Unterrichtsstunde schreibt die Lehrerin alle Organe und Körper­teile, die in den Antworten der Schüler auf die Frage "Warum können wir uns bewe­gen?" auftauchen, auf ein Plakat. Außerdem wählt sie aus den Schülerzeich­nungen, die das Innere des Armes darstellen, die fünf aus­sagekräftigsten aus. Diese Zeichnungen geben Auskunft über die Anfangsvorstellungen der Schüler.

Zusammentragen der Ergebnisse

Nachdem die Schüler kurz an die Aufgabenstellungen der vergangenen Unter­richtsstunde erinnert wurden, hängt die Lehrerin die Liste der von den Schü­lern in ihren Notizen genannten Organe auf und bittet sie, diese Antworten zu sortieren. Durch diese kollektive Arbeit lernen die Schüler zu unterscheiden zwischen:

• den Körperteilen, die sich bewegen (Gliedmaßen bzw. Teile von Gliedma­ßen, Augen, Mund);
• den Stellen, an denen sich etwas bewegt und die sie unter dem Begriff Gelenk kennen, ohne genau zu wissen, was er bedeutet; die Schüler sind sich darüber einig, dass sich bestimmte Körperteile beugen oder auf Höhe der Gelenke drehen lassen;
• den Körperteilen, durch die Bewegungen möglich werden (vielleicht durch die Knochen oder die Muskeln oder das Gehirn).

Gruppenarbeit

Die Lehrerin verteilt die fünf ausgewählten und durchnummerierten Zeichnun­gen und bittet die Schüler sie zu vergleichen. Sie sollen außerdem sagen, ob sie der Auswahl zustimmen oder nicht und ihre Antworten begründen. Jede Gruppe hält ihre Antworten auf einem Plakat fest.

Abb. 2: Schülerzeichnungen: Wie sieht ein Arm von innen aus?

Beispiele für Antworten einer Gruppe

Die fünf Zeichnungen sind mit A, B, C, D und E bezeichnet.

• B: Es gibt mehr Knochen als in den Zeichnungen A, C, D, E.
• C: Es ist nicht möglich, dass sich ein Knochen vollständig beugt und es ist kein Blutgefäß eingezeichnet.
• D: Mit Hilfe der Legende ist die Zeichnung klar.
• A: Die Knochen hängen zusammen.
• E: Der Unterarmknochen ist nicht krumm.

Zusammentragen der Ergebnisse

Die fünf Zeichnungen, die (in vergrößerter Form) in den Gruppen untersucht wurden, sowie die neu erstellten Plakate werden an der Tafel befestigt. Die Schüler lesen nacheinander die Gruppenplakate durch. Anschließend werden die formulierten Gedanken, aber auch die Formulierungen selbst diskutiert. Die Lehrerin nutzt die Gelegenheit, um den Schülern den Unterschied zwischen einer Feststellung (es wurde nur beschrieben, was gesehen wurde) und einer Meinung (entweder ist man einverstanden oder nicht) zu verdeutlichen. Sie ermutigt die Schüler, bei einer Meinungsäußerung zu argumentieren. Die Lehre­rin lässt einige Sätze neu formulieren und schreibt sie erneut auf die Plakate.

3. Unterrichtsstunde: Knochen und Muskeln

Ablauf

Kurze Wiederholung der letzten Unterrichtsstunde und gemeinsames Formulie­ren der Fragen und Hypothesen.

Nachdem die Zeichnungen und Plakate der letzten Unterrichtsstunde erneut aufgehängt wurden, bittet die Lehrerin die Schüler die Plakate noch einmal zu lesen.

Die Lehrerin bittet die Schüler genau zu formulieren, was sie zu wissen glauben und welche Fragen noch offen sind. Es gibt Unstimmigkeiten, was die Härte von Knochen angeht, über die Art wie sie miteinander verbunden sind, darüber, was Muskeln eigentlich sind und welche Rolle sie spielen.

Die Lehrerin schreibt auf ein Plakat, was die Schüler ihr diktieren:

Was wissen wir zum heutigen Zeitpunkt [Datum] über Körperbewegungen:	Fragen, die uns zu einem besseren Verständnis der Funktionsweise der Bewegungen verhelfen:
Knochen müssen an etwas befestigt sein. Es gibt einen Knochen im Unterarm und einen im Oberarm. Zwischen beiden befindet sich ein Gelenk. Knochen sind hart und können bre­chen. Sie lassen sich nicht beugen. Knochen ermöglichen Bewegungen. Knochen sind gerade, aber vielleicht nicht alle. Zwischen den Knochen gibt es (auf Höhe der Gelenke) keine Zwischen­räume.	Sind die Knochen untereinander ver­klebt oder verbunden oder greifen sie ineinander? Wachsen Knochen? Gibt es viele Muskeln? Überall? Wie wachsen Muskeln? Was ist ein Muskel? Wozu dient er? Wie funktionieren Muskeln?

4. Unterrichtsstunde: Das Skelett

Kurze Wiederholung der letzten Stunde

Die Lehrerin wiederholt die Fragestellung der letzten Stunde. Anschließend lesen die Schüler erneut das in der letzten Stunde angefertigte Plakat (Tabelle aus der 3. Unterrichtsstunde). Die Schüler erinnern die Lehrerin daran, dass sie sich ein Skelett anschauen wollten.

Anmerkung

Einige Hersteller bieten kleine Skelettmodelle an. In Ermangelung eines Skeletts kann man auch auf Fotografien von Skeletten zurückgreifen (siehe die Litera­turquellen weiter unten). Um die gewonnenen Kenntnisse erneut einzusetzen, kann man mit den Kindern Röntgenbilder analysieren. Dies setzt jedoch ein paar Vorkenntnisse voraus.

Betrachtung des Skeletts

Die Schüler beobachten das Skelett und versuchen die in der letzten Stunde gestellten Fragen zu beantworten. Jeder Schüler zeichnet das Skelett in sein Heft und notiert, was er glaubt verstanden zu haben.

Diskussion

Während der Diskussion nennt die Lehrerin die Namen der wichtigsten Kno­chen: Schädel, Gebiss, Wirbel, Rippen, Oberarmknochen, Speiche, Elle, Ober­schenkelknochen, Schienbein, Wadenbein, Kniescheibe, Finger- und Zehen­knochen.

Die Schüler formulieren mit Hilfe der Lehrerin, was sie gelernt haben sowie die neuen Fragen, die sie sich stellen.

Es kommt zu einer erneuten Diskussion darüber, wie die Knochen an den Gelen­ken miteinander verbunden sind. Am Skelettmodell sind die Knochen durch Schrau­ben und Muttern miteinander verbunden. Den Schülern ist natürlich bewusst, dass dies in der Realität nicht der Fall ist.
Nicht alle sind davon überzeugt, dass Schädelknochen immer hart sind. Sie schließen dies aus dem, was sie über Babys gehört haben.

Die Lehrerin schreibt auf, was die Schüler sagen:

Was wissen wir zum heutigen Zeitpunkt [Datum] über Körperbewegungen:	Unsere Fragen:
Wir haben alle ein Becken. Wir haben alle die gleiche Anzahl Knochen. Das Skelett ist die Gesamtheit aller Knochen. Wir haben Knochen in den Füßen, sie helfen uns aufrecht zu stehen. Die Rippen sind mit der Wirbelsäule verbunden.	Sind Schädelknochen weich? Sind Knochen miteinander verbunden oder greifen sie ineinander? Können Knochen aus dem Arm heraustreten? Wozu dienen unsere Knochen? Was ist Knorpel? Wozu dient er? Was sind Bänder? Wozu dienen sie?

Es sei an dieser Stelle angemerkt, dass es nicht ausreicht, die Wirklichkeit (also ein Skelett zum Beispiel) zu beobachten, um seine Vorstellungen zu ändern, und dass das Beobachten nicht nur Antworten bringt, sondern auch neue Fragen aufwirft.

Gemeinsam mit den Schülern beschließt die Lehrerin weiterzuforschen. Mit Hilfe von Röntgenaufnahmen kann man sehen, wie die Knochen ineinandergreifen. Antworten auf weitere Fragen zu den Knochen werden in Sachbüchern bzw. in einem Atlas des menschlichen Körpers recherchiert.

Abschließende Niederschrift

Jeder Schüler bekommt das Bild eines Skeletts und beschriftet es mit Hilfe der an der Tafel stehenden Wörter. Die Namen der Knochen und Gelenke sollen auf der linken Bildseite stehen, die Namen der Körperteile auf der rechten Seite.

Diese Arbeit zeigt zwar, welche Kenntnisse die Schüler während des Unter­richts erworben haben, beantwortet aber nicht automatisch die ursprüngliche Frage. Bevor eine Antwort formuliert werden kann, müssen noch einige Dinge nachgeschlagen bzw. Zwischenfragen beantwortet werden. Zum Schluss wird zusammengefasst.

5. Unterrichtsstunde: Ein Knochen-Muskel-Gelenke-Modell

Wiederholung der offen gebliebenen Fragen

Mit Hilfe der in der letzten Stunde angefertigten Plakate lässt die Lehrerin die gestellten Fragen und die gegebenen Antworten wiederholen. Es wird festge­stellt, dass immer noch nicht geklärt ist, wie die Knochen miteinander verbun­den sind und wodurch sich die verschiedenen Körperteile bewegen. Die Schüler schlagen vor, ein Tier zu sezieren und Experimente durchzuführen (sie wissen nicht genau, was für welche).

Die Lehrerin schlägt also vor, Hühnerschenkel zu sezieren und Modelle anzufer­tigen, um die Frage zu klären, wie die Knochen miteinander verbunden sind und wie sie sich bewegen.

Anmerkung für Lehrende: Was beim Sezieren beachtet werden sollte, können Sie in der Fußnote 4 der Unterrichtseinheit "Was wird aus den Nahrungsmitteln, die wir essen?" nachlesen.

Die Klasse wird in zwei Gruppen aufgeteilt

• Die eine Hälfte der Klasse, die wiederum in Gruppen aufgeteilt ist, arbeitet an den Hühnerschenkeln (die Lehrerin hat bereits von einem der Schenkel das Fleisch gelöst; die beiden Knochen, die durch Bänder verbunden sind, liegen frei). Den Kindern stehen Hilfsmittel (Pinzetten und Lupen) zur Verfügung.
  Kommentar von La main à la pâte: Man kann hier statt der Hühnerschen­kel auch die Vor- oder Hinterbeine eines Kaninchens verwenden. Beim Sezieren beobachten die Kinder auch verstärkt den eigenen Körper bzw. denjenigen der anderen Kinder, und entdecken Analogien zu den sezierten Gliedmaßen.
• Die andere Hälfte der Klasse, die ebenfalls in Gruppen aufgeteilt ist, soll versuchen das Modell eines Arms anzufertigen (Unterarm und Oberarm). Der Arm soll sich bewegen können. Den Schülern stehen zahlreiche Mate­rialien zur Verfügung: Holzstäbe, mechanische Teile (Baukasten), Klebe­band, Gummibänder, Schnur, Knete, Büroklammern. Jede Gruppe (Sezierer und Modellbauer) soll schriftlich und zeichnerisch darstellen, was sie beob­achtet bzw. was sie gebastelt hat und erklären, was sie verstanden hat.

Zusammentragen der Ergebnisse

Sich auf die angefertigten Zeichnungen und Texte stützend, erklärt jede Grup­pe, was sie gemacht und verstanden hat. Die verschiedenen Antworten wer­den gegenübergestellt. Zum Abschluss wird eine erste Bilanz gezogen und die Ergebnisse in der Klasse ausgehängt:

• Die Knochen greifen ineinander und sind durch eine Art elastischer Schnur miteinander verbunden (beobachtet an den Hühnerschenkeln).
• Sie können durch lange Klebebandstreifen (Isolierband) miteinander ver­bunden werden, Schrauben braucht man nicht.
• Muskeln sind Fleisch (Hühnerschenkel).
• Die Muskeln sind an den Knochen befestigt.
• Zieht man an einem Muskel, kann man den Knochen bewegen, an dem er befestigt ist.

Anmerkung

Jeder Schüler sollte die Möglichkeit haben, allein zu sezieren. Man erkennt deutlich, wie die antagonistischen Muskeln arbeiten. Anschließend sollte ein Vergleich mit dem menschlichen Körper angestellt werden. Dies sollte auch die Verallgemeinerung vereinfachen, die einen wichtigen Schritt zum Verständnis darstellt.

Es sei angemerkt, dass es den Gruppen, die Modelle erstellt haben, zwar ge­lungen ist die Gelenke nachzustellen, jedoch nicht Muskeln zu modellieren.

Dokumentarische Recherche in Gruppen

Die Klasse beschließt in den Lehrbüchern der 4. bis 6. Klasse nachzuschlagen, um die Informationen zu vervollständigen und um sicher zu gehen, dass keine Fehler aufgetreten sind (zwei verschiedene Lehrbücher pro Vierergruppe).

Im Anschluss an die Gruppenarbeit schreibt jeder Schüler in sein Heft, was er verstanden hat.

Zusammentragen der Ergebnisse

Die Lehrerin schreibt an die Tafel, was die Schüler ihr sagen und hilft eventuell neu zu formulieren:

• Die leicht dehnbaren Bänder halten die Knochen fest zusammen.
• Durch Kontraktion bewegen die Muskeln die Knochen.
• Bei der Kontraktion verkürzen oder verlängern sich die Muskeln, sie werden fest.

Dies bedeutet nicht, dass die Schüler die Funktionsweise der Muskeln verstan­den haben. Ihnen ist jedoch anscheinend klar geworden, dass die Muskeln für die Bewegung verantwortlich sind.

6. Unterrichtsstunde: Gemeinsame Zusammenfassung

Diese Stunde fand im Rahmen des Deutschunterrichts (im Originaltext: Franzö­sischunterricht, A.d.Ü) statt. Die Schüler sind von der ursprünglichen Frage­stellung ausgegangen und haben eine Erklärung formuliert, indem sie eine Syn­these aller Antworten, die im Biologieunterricht erarbeitet wurden, gemacht haben.

Anmerkung

Die Lehrerin kann die Schüler entweder bitten, eine endgültige Fassung des gesamten Erläuterungstextes zu entwerfen oder kann Lückentexte mit unter­schiedlichen Schwierigkeitsstufen vorschlagen. Dies ermöglicht eine Differen­zierung der Aufgaben und eine Anpassung an das jeweilige Niveau der Schüler.

Mögliche Varianten entsprechend dem Niveau der Schüler

Diese Übung wurde in einer 3. Klasse durchgeführt. Haben die Schüler jedoch bereits mehr Vorkenntnisse, kann man ihnen die Aufgabe stellen, die Befesti­gungspunkte der Muskeln zu finden und den Zusammenhang zwischen dem Befestigungspunkt und der Rolle der Muskeln bei der Bewegung der Knochen zu erläutern. Die Schüler sollen sich anhand einer schematischen Zeichnung und/oder anhand eines Modells überlegen, wo die Muskeln ansetzen (die Knochen sind bereits zusammengesetzt oder schematisiert). So lernen die Schüler, dass die Bänder nicht einfach irgendwo festgemacht werden können.

Um den Schülern leichter verständlich zu machen, dass das Verkürzen der Muskeln für die Bewegung der Knochen verantwortlich ist, hat eine Referen­darin den Schülern ein selbst angefertigtes Modell mitgebracht. Sie hat die Kinder gebeten, ihr zu erklären was passiert, wenn sie das Modell bewegt. Das Modell wurde aus Hartpappe gefertigt, die Knochen waren durch Musterklam­mern miteinander verbunden und die Muskeln wurden durch Schnüre darge­stellt, die von Knete umhüllt waren. Diese Muskeln waren mit "Patafix" an den Knochen befestigt. Wenn die Schüler nun einen Muskel verkürzten und dabei den Knochen festhielten, sahen sie, dass dieser dicker wurde und an dem Knochen zog, den sie nicht festgehalten hatten. Ihnen wurde so auch der Begriff der antagonistischen Muskeln verdeutlicht.

Eine andere Referendarin hatte ein ähnliches Modell angefertigt, bei dem die Knochen aus Holzleisten angefertigt waren, die durch ein System von Zapfen und Zapfenlöchern miteinander verbunden waren.

Literaturquellen

• Lehrbuch und Atlas des menschlichen Körpers, Arne Schäffler und Sabine Schmidt, Komet, 2002
• Bildatlas des menschlichen Körpers, Sobotta, area, 2007

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