Unser Körper in Bewegung

Autor/inn/en:
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 so unserem Körper Bewegungsabläufe ermöglichen.
Ziele:	1. Unterrichtsstunde: Methodische Ziele: Erlernen der Fähigkeit Sinneseindrücke zeichnerisch darzustellen. Eigene Gedanken verdeutlichen, strukturieren und sie in Schemata veranschaulichen, um sie so anderen zu vermitteln. Verhaltensziele: Nutzung der eigenen Vorstellungskraft. Lernen mit Kritik umzugehen. 2. Unterrichtsstunde: Begriffliche Ziele: Unterscheiden zwischen den sich bewegenden Körperteilen (die Gliedmaßen bzw. Abschnitte der Gliedmaßen, die Augen, der Mund, etc.) und den Organen, die diese Bewegungen ermöglichen (Gelenke, Muskeln, Gehirn). Methodische Ziele: Sich auf eine rein wissenschaftliche Fragestellung konzentrieren können. Die eigenen Ideen sortieren, Fragen neu formulieren. Hypothesen formulieren. Argumentieren. Verhaltensziele: Lernen, seine eigenen Ideen und die der anderen anzuzweifeln. Neugier beweisen. 3. Unterrichtsstunde: Begriffliche Ziele: Zusammenhang zwischen der Lage der Knochen und der Gelenke. Die verschiedenen Arten von Verbindung zwischen den Knochen. Methodische Ziele: Fragen stellen und neu formulieren. Hypothesen formulieren. Die eigenen Beobachtungen darstellen können. Verhaltensziele: Lernen, Dinge anzuzweifeln. Einfallsreich und fantasievoll sein. 4. Unterrichtssunde: Begriffliche Ziele: Kenntnis der wichtigsten Bestandteile des Skeletts. Knochen und Gelenke verbinden. Knochen und Teile der Gliedmaßen verbinden. Methodische Ziele: Die reale Umgebung beobachten und sie mit Fragen und Hypothesen konfrontieren. Schemata anfertigen können. Die Realität, das Bild und den Wortschatz in Zusammenhang bringen können. Die eigenen Kenntnisse strukturieren können. Verhaltensziele: Neugierig und kreativ sein. 5. Unterrichtsstunde: Begriffliche Ziele: Verstehen, wie die Knochen miteinander verbunden sind. Genaue Identifizierung der Muskeln. Verstehen, wie die Muskeln miteinander verbunden sind und wie sie die Knochen bewegen. Methodische Ziele: Lernen die reale Umgebung zu beobachten und mit ihr zu experimentieren, um sie Fragen und Hypothesen, bzw. noch nicht formulierten Vorstellungen gegenüberzustellen. Ein erklärendes Modell (verkleinertes Modell, Schema) konstruieren können. Lernen, relevante Elemente aus der Realität zu übertragen Lernen, eine Aktion oder ein Phänomen zu erklären. Verhaltensziele: Neugierig und kreativ sein. Sich in eine Gruppe integrieren können, Ideen austauschen und Aufgaben aufteilen können.
Angestrebte Kenntnisse:	Der menschliche Körper und die Gesundheit: Körperbewegungen im Sport und bei der Arbeit
Dauer:	6 bis 8 Unterrichtsstunden à ca. 45 Minuten
Material:	1. Unterrichtsstunde: Pro Schüler/in: 1 Blatt Papier, Filzstifte, 1 Heft 2. Unterrichtsstunde: Pro 4er Gruppe: 1 Kopie der 5 ausgewählten Zeichnungen (vorhergehende Unterrichtsstunde) 3. Unterrichtsstunde: Für die gesamte Klasse: Zeichnungen und Schriftstücke der vorangegangenen Unterrichtsstunde 4. Unterrichtsstunde: Für die gesamte Klasse: Schriftstücke der vorangegangenen Unterrichtsstunde, 1 Skelett, 1 schematische Darstellung eines Skeletts pro Schüler/in 5. Unterrichtsstunde: Für die gesamte Klasse: Schriftstücke der vorangegangenen Unterrichtsstunde Pro 4er Gruppe: Lernwerkstatt "Sezieren": Hinterbeine eines Frosches, Pinzetten, Lupen / Lernwerkstatt "Modell": Holzleisten, mechanische Bauteile (Baukasten), elastisches Klebeband, Schnüre, Knete, Büroklammern.
Herkunft:	La main à la pâte, Paris

Ausgangspunkt für diese Unterrichtseinheit war eine Tanz-AG, an denen die Schüler/innen teilgenommen haben. Die/der Lehrende versucht hier den Schüler/inne/n ihrer/seiner 3. Klasse zu vermitteln, wie man ein "Problem löst": Phasen, in denen formuliert, Fragen gestellt, erforscht und strukturiert wird, wechseln sich ab. Die schriftliche Arbeit spielt eine wichtige Rolle bei der Vermittlung von Ideen, als Diskussionsgrundlage und bei der Strukturierung der Kenntnisse. Geschrieben wird zum Teil in Einzelarbeit ins Versuchsheft oder es entsteht mit Hilfe der/des Lehrenden eine gemeinsame Niederschrift.

1. Unterrichtsstunde: Warum können wir uns bewegen?

Dauer

Ungefähr 45 Minuten

Ablauf

Ausgangssituation

Nach einer Tanzstunde bittet die/der Lehrende die Schüler/innen 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/innen werden an der Tafel festgehalten. Einige Schüler/innen stellen die Bewegungen vor der Klasse nach und 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."

Beurteilung der individuellen Kenntnisse

Die/der Lehrende bittet die Schüler/innen schriftlich zu erklären, wodurch es unserem Körper möglich ist sich zu bewegen und schlägt vor, dies am Beispiel des Armes zeichnerisch darzustellen. Sie/er sammelt die Schriftstücke ein und analysiert sie.

2. Unterrichtsstunde: Erste Ausarbeitungen

Dauer

Ungefähr 45 Minuten

Ablauf

Anmerkung

Vor der 2. Unterrichtsstunde hat die/der Lehrende alle Organe oder Körperteile auf ein Plakat geschrieben, die in den Antworten der Schüler/innen auf die Frage "Warum können wir uns bewegen?" auftauchen. Sie/er wählt ebenfalls die 5 aussagekräftigsten Schülerzeichnungen (die das Innere des Armes darstellen) aus. Sie geben Auskunft über die Anfangsvorstellungen der Schüler/innen.

Zusammentragen der Ergebnisse

Nachdem die Schüler/innen kurz an die Aufgabenstellungen der vergangenen Unterrichtsstunde erinnert wurden, hängt die/ der Lehrende die Liste der von den Schüler/inne/n in ihren Notizen genannten Organe auf und bittet sie diese Antworten zu sortieren. Durch diese kollektive Arbeit lernen die Schüler/innen 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/innen 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

Der/die Lehrende verteilt die 5 ausgewählten Zeichnungen (durchnummeriert von A bis E) und bittet die Schüler/innen sie zu vergleichen und zu sagen, ob sie der Auswahl zustimmen oder nicht und dies zu begründen. Die Antworten werden in jeder Gruppe auf einem Plakat festgehalten.

Wie sich Schüler/innen das Innere des Arms vorstellen

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

Beispiele für Antworten einer Gruppe

B: Es gibt mehr Knochen als bei A, C, D, E.
C: Es ist nicht möglich, dass sich ein Knochen vollständig beugt und die Vene befindet sich nicht im Knochen.
D: Mit Hilfe der Legende ist die Zeichnung klar.
A: Die Knochen hängen zusammen.
E: Der Unterarmknochen ist nicht krumm.

Zusammentragen der Ergebnisse

Die 5 Zeichnungen, die in der Gruppe genutzt und vergrößert wurden, sowie die neu erstellten Aufzeichnungen werden an der Tafel befestigt. Die Schüler/innen lesen nacheinander die Gruppenplakate. Anschließend werden die formulierten Gedanken, aber auch die Formulierungen selbst diskutiert. Die/der Lehrende nutzt die Gelegenheit, um den Schüler/inne/n den Unterschied zwischen einer Feststellung (es wurde nur beschrieben, was gesehen wurde) und einer Meinung (entweder ist man einverstanden oder nicht) zu verdeutlichen. Sie/er ermutigt die Schüler/innen bei einer Meinungsäußerung zu argumentieren. Die/der Lehrende lässt einige Sätze neu formulieren und schreibt sie erneut auf die Plakate.

3. Unterrichtsstunde: Knochen und Muskeln

Dauer

Ungefähr 45 Minuten

Ablauf

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

Nachdem die Zeichnungen und Aufzeichnungen der letzten Unterrichtsstunde erneut aufgehängt wurden, bittet die/der Lehrende die Schüler/innen die Plakate noch einmal zu lesen.

Der/die Lehrende bittet die Schüler/innen 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/der Lehrende schreibt auf ein Plakat, was die Schüler/innen ihr/ihm 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 keine Zwischenräume (auf Höhe der Gelenke)	Sind die Knochen untereinander verklebt oder verbunden oder zusammengeschweißt oder greifen sie ineinander? Wachsen Knochen? Gibt es viele Muskeln? Überall? Wie wachsen Muskeln? Was ist ein Muskel? Wozu dient er? Wie funktionieren Muskeln?

Anmerkung

Diese Listen zeigen deutlich, dass noch Fragen auftauchen (die 2. und die 4.), bei denen die Schüler/innen nicht in der Lage sind die Bedeutung bezüglich des von der/dem Lehrenden gestellten Problems zu relativieren, d.h. dass noch nicht alle die Arbeit der Problemlösung verinnerlicht haben.

4. Unterrichtsstunde: Das Skelett

Dauer

Ungefähr 45 Minuten

Ablauf

Kurze Wiederholung der letzten Stunde

Die/der Lehrende wiederholt die Fragestellung der letzten Stunde. Anschließend lesen die Schüler/innen erneut das in der letzten Stunde angefertigte Plakat (Tabelle aus der 3. Unterrichtsstunde). Die Schüler/innen erinnern den/die Lehrer/in 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 zurückzugreifen (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/innen beobachten das Skelett und versuchen die in der letzten Stunde gestellten Fragen zu beantworten. Jede/r Schüler/in zeichnet das Skelett in sein/ihr Heft und notiert, was er/sie glaubt verstanden zu haben.

Diskussion

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

Die Schüler/innen formulieren mit Hilfe der/des Lehrenden das Gelernte und die neuen Fragen, die sie sich stellen.

Es kommt zu einer erneuten Diskussion darüber, wie die Knochen auf der Höhe der Gelenke miteinander verbunden sind. Am Skelettmodell sind die Knochen durch Schrauben und Muttern miteinander verbunden, den Schüler/inne/n 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/der Lehrende schreibt auf was die Schüler/innen 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 zu beobachten, um seine Vorstellungen zu ändern und dass eine untersuchende Beobachtung nicht nur Antworten bringt, sondern auch neue Fragen aufwirft.

Gemeinsam mit den Schüler/innen beschließt die/der Lehrende weitere Erforschungen vorzunehmen.
Mit Hilfe von Röntgenaufnahmen kann man sehen, wie die Knochen ineinander greifen. Antworten auf weitere Fragen zu den Knochen werden in Enzyklopädien bzw. in einem Atlas des menschlichen Körpers recherchiert.

Abschließende Niederschrift

Die/der Lehrende verteilt an jede/n Schüler/in das Bild eines Skeletts, das sie mit Hilfe der an der Tafel stehenden Wörter beschriften sollen: Sie sollen die Namen der Knochen und Gelenke auf der linken Seite eintragen und die Namen der Körperteile auf der rechten Seite.

Diese Aufzeichnung veranschaulicht die Kenntnisse, die während des Unterrichts erworben bzw. behandelt wurden, stellt jedoch nicht zwangsläufig eine Antwort auf die anfängliche Fragestellung dar. Antworten können erst nach hinreichenden Nachforschungen und Überprüfungen formuliert werden und auch erst nachdem alle Zwischenfragen beantwortet wurden. Zum Schluss wird zusammengefasst.

5. Unterrichtsstunde: Ein Simulationsmodell

Ablauf

Wiederholung der offen gebliebenen Fragen

Mit Hilfe der in der letzten Stunde angefertigten Plakate lässt die/der Lehrende 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/innen schlagen vor, ein Tier zu sezieren und Experimente durchzuführen (sie wissen nicht genau, was für welche).

Die/der Lehrende schlägt also vor, Hühnerschenkel zu sezieren und Modelle anzufertigen, um die Frage zu klären, wie die Knochen verbunden sind und wie sie sich bewegen. [Anmerkung der Übersetzer: Im französischen Originaltext werden Froschschenkel seziert.]

[Anmerkung der Übersetzer: 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 (von einem der Schenkel wurde 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 einen Arm nachzubauen (Unterarm und Oberarm), so dass er sich bewegen kann. Den Schüler/inne/n 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 gebaut 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 Froschschenkeln bzw. Hühnerschenkeln).
Sie können durch lange Klebebandstreifen (Isolierband) miteinander verbunden werden, Schrauben braucht man nicht.
Muskeln sind Fleisch (Froschschenkel, Hühnerschenkel).
Die Muskeln sind an den Knochen befestigt.
Zieht man an einem Muskel, kann man den Knochen bewegen, an dem er befestigt ist.

Anmerkung

Jede/r Schüler/in 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 4er-Gruppe).

Im Anschluss an die Gruppenarbeit schreibt jede/r Schüler/in in sein/ihr Heft was er/sie verstanden hat.

Zusammentragen der Ergebnisse

Die/der Lehrende schreibt an die Tafel, was die Schüler/innen ihr/ihm 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 sie 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/innen sind von der ursprünglichen Fragestellung ausgegangen und haben eine Erklärung formuliert, indem sie eine Synthese aller Antworten, die im Biologieunterricht erarbeitet wurden, gemacht haben.

Endgültiger Text

Unser Skelett besteht aus 206 Knochen. Sie sind hart und zerbrechlich. Auf der Höhe der Gelenke können sich die Knochen im Zusammenspiel bewegen. So werden Bewegungen des Körpers möglich.
Knochen greifen ineinander und sind durch Bänder miteinander verbunden.
Zum Schutz der Knochenenden in Höhe der Gelenke, sind diese von Knorpel umgeben.
Die Muskeln ermöglichen das Zusammenspiel der Knochen. Die Muskeln gehen in Sehnen über, die mit den Knochen verbunden sind.
Zieht sich ein Muskel zusammen, schwillt er an und verkürzt sich gleichzeitig. Er zieht auf diese Weise den Knochen, der sich bewegt.

Anmerkung

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

Mögliche Varianten entsprechend dem Niveau der Schüler/innen

Diese geschilderte Übung wurde in einer 3. Klasse durchgeführt. Haben die Schüler/innen jedoch bereits ein höheres Niveau, kann man sie dazu anhalten, die Befestigungspunkte der Muskeln zu lokalisieren und den Zusammenhang zwischen ihrer Lokalisierung und ihrer Rolle bei der Bewegung der Knochen zu erkennen. Die Schüler/innen sollen die Muskeln auf einer schematischen Zeichnung und/oder an einem Modell lokalisieren, indem sie ein Material auswählen, das die Muskeln darstellen soll (die Knochen sind bereits zusammengesetzt oder schematisiert). So lernen die Schüler/innen, dass die Bänder nicht einfach irgendwo festgemacht werden können.

Um den Schüler/innen leichter verständlich zu machen, dass das Verkürzen der Muskeln für die Bewegung der Knochen verantwortlich ist, hat eine Referendarin im Praktikum den Schüler/inne/n ein selbst gefertigtes 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 einer Masse an den Knochen befestigt, wie sie sonst verwendet wird, um Plakate an der Tafel oder an der Wand zu befestigen. Wenn die Schüler/innen 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, 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