Sehen - Experimente Biologie

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Didaktische und sachliche Anmerkungen: Von den vielen Versuchen, die man zum Auge und zum Sehen machen kann, sind hier nur einige wenige ausgewählt, weil sie zum Staunen anregen und zum indirekten Schließen auf die Fähigkeiten des Lichtsinnes (Auge und Verrechnungen im Gehirn). Die Versuche dienen dazu, deutlich zu machen, dass man auch durch raffinierte Versuchsanordnungen etwas über die Dinge herausbekommt, gerade auch dann, wenn man sie nicht chemisch oder anatomisch analysiert. Die Gegenwartsbedeutung des Versuchs ist vergleichsweise gering, da das Auge durch Eigenbewegungen, die vom Gehirn kompensiert werden, den blinden Fleck gleichsam "überspielt" oder "wegretuschiert". Im täglichen Leben spielt diese Unzulänglichkeit gar keine Rolle. Der Versuch erscheint vielmehr geeignet, Einsicht zu wecken, dass man durch geschickte Versuchsanordnung auf Zusammenhänge im Körper aufmerksam wird, die man sonst nicht wahrnimmt.
Tipp: Eine gewisse Disziplin und Konzentration auf die Aufgabe sind nötig, daher gelingt der Versuch nicht auf Anhieb. Die Erklärung muss von der Lehrperson gegeben, bzw. angedeutet werden.

Erklärung des blinden Flecks: Das Bild entsteht auf dem Augenhintergrund. Dort sammeln die Lichtsinneszellen, die auf der Netzhaut nebeneinander liegend zusammengefasst sind, Informationen und leiten sie an das Gehirn weiter. Nun liegen aber die Lichtsinneszellen auf der Außenseite der Netzhaut, also mit dem »Rücken zum Lichteinfall« und zwischen Glaskörper und Augenhintergrund. Die Nervenbahnen zum Gehirn müssen daher an einer Stelle die Netzhaut und das dahinter liegende Gewebe durchdringen, um zum Gehirn zu gelangen. Dort können keine Lichtsinneszellen liegen – dort ist der »blinde Fleck«, den jedes menschliche Auge hat.
Durch unmerkliche automatische Bewegungen der Augenmuskulatur werden die beiden blinden Flecke ständig »überspielt« und das Gehirn kann eine realistische Bildverarbeitung leisten.
Bei Täuschungen ist das anders: Eine Täuschung beruht auf der Langsamkeit des Sehvorgangs (Kinoeffekt), die andere auf einer Fehlinterpretation des Verarbeitungsapparats (Gehirn). :

Zusammenfügen zweier getrennter Zahlen: Zwei Zahlen werden zu einer Zahl »zusammenfügt«, wenn sie nur rasch genug hintereinander zu sehen sind. Werden mehr als 24 Bilder in der Sekunde geboten, werden die Bilder als Bewegung wahrgenommen (Fehler auf Grund der Trägheit der Lichtsinneszellen, diese biologische Unzulänglichkeit wird im Film ausgenutzt).

Loch in der Hand: die beiden in jedem Auge verschiedenen Bilder werden vom Gehirn – fälschlich – miteinander verbunden und führen zu einer falschen Interpretation der vorm Auge zutreffend gesehenen einzelnen Bilder (Fehler auf Grund der Selbsttäuschung des Gehirns).
In beiden Versuchen werden erstaunliche Fehlleistungen des Sehvorgangs nachgewiesen: Es ist unmittelbar einsichtig, dass eine Täuschung vorliegt – umso wichtiger ist die Folgerung, dass man immer überprüfen muss, was man »sieht«. Die Schülerinnen und Schüler lernen, dem Augenschein zu mistrauen und sie lernen Experimente zu verstehen, die Täuschungen hervorrufen. Es sollte andererseits darauf hingearbeitet werden, dass eine „auf den ersten Blick“ vorliegende Klarheit auch eine Täuschung sein kann. Der Versuch ist also eine Aufforderung, kritisch zu sein und immer wieder nachzufragen.

Tipps: Hausaufgabe zum Basteln der benötigten Geräte aus Plastik, ein Klassensatz ist vor Vorteil.
1. Zeichne Kreise von etwa 8 cm Durchmesser auf eine Pappe mit Hilfe einer Tasse. 
2. Bohre mit einem spitzen Bleistift sehr sorgfältig an die Ränder je zwei Löcher
3. Schreibe auf die Vorderseite und Rückseite eine Zahl wie angegeben.
4. Fädle je eine Kordel in die Löcher ein.
5. Durch aufdrillen der Kordeln lässt sich die Scheibe in rasche Rotation vor und zurück versetzen.
6. Die Zahlen verbinden sich bei Rotation zu der Zahl 14.


Sehen Arbeitsunterlage 1 ------------------------------------------------------
Unsere Augen sind an einer Stelle blind! 

Was brauchst du?
Einen Streifen weiße Pappe, verschiedene Buntstifte
Was kannst du tun?
1. Male im Abstand von 6 cm ein Kreuz und einen Punkt auf den Papierstreifen, möglichst einen festen Karton.
2. Schließe das linke Auge oder halte es mit der Hand bedeckt.
3. Schaue mit dem rechten Auge auf den Punkt auf dem Pappstreifen (wie in der Abbildung gehalten).
4. Bewege nun ganz langsam mit ausgestrecktem Arm den Pappstreifen auf dich zu. Dabei musst du den Pappstreifen genau gerade vor dich halten.
5. Wenn sich das Kreuz rechts befindet, geschieht etwas sehr überraschendes, wenn man den Streifen näher ans Auge führt.
6. Schiebe den Karton noch näher an das rechte Auge heran. Was passiert?
7. Probiere nun dein linkes Auge aus. Wie musst du den Karton nun halten?


Hören Arbeitsunterlage 2 -------------------------------------------------------
Wie man aus zwei Zahlen eine machen kann!

Was brauchst du? 
Pappe, Kugelschreiber, Kordel

Was kannst du tun?
1. Schneide aus Pappe einen Kreis von etwa 8 cm Durchmesser
 
2. Schreibe eine Zahl auf die eine Seite ganz weit nach links

3. Schreibe eine andere Zahl auf die Rückseite ganz weit nach links, aber auf dem Kopf stehend

4. Bohre nun mit dem Bleistift oder dem Kugelschreiber rechts und links je zwei kleine Löcher in die Pappe
5. Klebt Vorderseite und Rückseite so zusammen, dass die Löcher genau aufeinander passen.

6. Durch jedes Loch wird eine Kordel gezogen und die Enden werden miteinander verknotet.

7. Dann werden die Enden der Kordeln und damit auch die Pappscheibe rasch gedreht.

Welche Zahl kann man lesen? vor dem Drehen: _____________________ wärend des Drehens: ______________________
Erkläre deine Beobachtung!



Hören Arbeitsunterlage 3-----------------------------------------------------------
Wie kommt das Loch in die Hand?

Was brauchst du?
Einen Bogen Schreibpapier
Was kannst du tun?
1. Rolle das Papier zu einer Röhre zusammen.

2. Sehe mit dem rechten Auge durch die Öffnung der Rolle

3. Halte dabei die linke Hand neben die Rolle, so dass das linke offene Auge die Hand sieht.


Was siehst du nach einiger Zeit?

Erkläre, was du siehst! Wie kommt der Eindruck zustande? Lass dir bei der Erklärung helfen!


 
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