Auf die Plätze, Fertig, Infizieren! Teach article

Übersetzt von Daniel Busch. Stellt den epischen Kampf zwischen Pathogenen und dem Immunsystem in eurem Klassenraum nach.

Jeder, der einmal Livebilder eines humanen weißen Blutkörperchens gesehen hat, das ein Bakterium im Körper jagt und einfängt, würde meinen, er verfolge ein Spiel von Räuber und Gendarm. Unermüdlich verfolgt das weiße Blutkörperchen den Eindringling, bis die Zelle ihr Ziel erreicht hat und den Übeltäter erst verdaut und dann wieder ausspuckt. Leider lässt sich die Spannung dieser Verfolgungsjagd nicht so leicht auf die beschriebenen Seiten eines Schulbuches übertragen.

‚Auf die Plätze, Fertig, Infizieren!‘ ist ein Rollenspiel für den Biologieunterricht der Mittelstufe (11-14 Jahre). Es ermöglicht den Schülern zu erkennen, wie dynamisch das menschliche Immunsystem sein muss, um den Körper in drei Verteidigungslinien gegen Infektionen zu schützen. Die drie Verteidigungslinien sind dabei die Haut, die weißen Blutkörperchen (durch Entzündung) und Antikörper (durch die Immunantwort).

Das Spiel kann in einer 45-Minuten-Stunde erklärt und durchgeführt werden. Es kann als Einführung in das Immunsystem oder als Wiederholungsstunde verwendet werden. Im Gegensatz zum Lernen durch Schulbuchabbildungen und Frontalunterricht, beteiligen sich die Lernenden aktiv an der Entwicklung eines Modells zur Interaktion der verschiedenen Komponenten zum Schutz des Körpers vor Eindringlingen und Krankheiten. Die Lernenden können ihr Modell außerdem verwenden, um zu argumentieren, ob ein hypothetischer Bluttest eines Patienten Hinweise auf eine Immunantwort zeigt, oder nicht. Unterricht durch Rollenspiele erlaubt Lernenden einen Eingriff in die chaotische Welt der Naturwissenschaft.

Wettkampf zwische Antikörper und Antigen

Das Immunsystem verlässt sich auf drei Hauptverteidigungslinien, von denen zwei unspezifisch gegen Pathogene agiert, während das dritte spezifisch gegen einen bestimmten Erreger wirkt.

Unspezifische Abwehr

1. Haut (oder Schleim oder Flimmerhärchen): Die Haut ist eine effektive Barriere gegen das Eindringen von Mikroorganismen, während Flimmerhärchen, Tränen, Schweiß, Speichel, Schleim und Ohrenschmalz die Mikroorganismen einschließen oder wegwaschen.
2. Entzündungsanwort (Weiße Blutkörperchen): verschiedene Typen von weißen Blutkörperchen umzingeln und umschließen entweder die Mikroorganismen (z.B. Neutrophile und Mikrophagen) oder sie töten ihre Ziele durch das Ausschütten von schädlichen Chemikalien (z.B. natürliche Killerzellen oder Basophile). Von Basophilen freigestezte Histamine fördern beispielsweise die Weitung der Blutgefäße und die Freisetzung weiterer weißer Blutkörperchen aus den Gefäßem in das infizierte Gewebe.

Spezifische Abwehr

3. Die Immunantwort (Antkörper): ein Typ weißer Blutzellen, bekannt als B-Zellen, produzieren Antikörper gegen fremde Antigene (welche nicht länger Pathogene genannt werden, weil sie jetzt eine Antikörperantwort hervorrufen), während andere weiße Blutzellen, die T-Zellen, die Immunantwort verstärken und fremde Zellen direkt töten.

Das Spiel ist ein Wettbewerb zwischen zwei Teams, in denen die Lernenden des einen Teams eine eindringende Infektionsursache (Antigene) repräsentieren, während das andere Team die Teile des menschlichen Immunsystems (Haut, weiße Blutzellen und Antikörper) spielen.

Material

• Rollenkarten
  Die Rollenkarten können von der Artikelseite der Science in School Website heruntergeladen werden.

Durchführung

1. Bevor die Unterrichtsstunde startet, sollten Sie die Antigen-Antikörper-Karten entlang der gestrichtelten Linien ausschneiden, um zwei Rollen zu schaffen. Das Material bietet genügend Rollenkarten für 28 Lernende, aber zusätzliche Karten für größere Lerngruppen können noch kopiert werden. Die Rollenkarten können zum einfacheren Gebrauch vergrößert und laminiert werden.

2. Als Teil eines Unterrichtsgespräch beginnen Sie die Schüler zu bitten, über ihre letzte Krankheit und deren Dauer zu berichten. Sie können weiterführende Fragen stellen, wie ‚Habt ihr euch schon einmal gefragt, warum der Arzt die Drüsen an der Seite eures Halses untersucht?‘ und ‚Wie wart ihr eurer Meinung nach in der Lage, wieder gesund zu werden?‘ Die Lernenden könnten z.B. die Rolle des Immunsystems für den Gesundungsprozess nennen.
3. Räumen Sie Tische und Stühle an den Rand des Klassenraums, um für die Lernenden ausreichend Platz für ein schnelles Herumgehen im Klassenraum zu schaffen. Aus Sicherheitsgründen sollte Rennen während der Aktivität nicht erlaubt sein. Das Markieren erfolgt durch Berührung und soll behutsam erfolgen, ohne zu schubsen.
4. Bitten Sie jeden Lernenden mit geschlossenen Augen eine Rollenkarte zu ziehen; es ist wichtig, dass die Lernenden vor Beginn des Spiels nicht wissen, wer ihrs passendes Antigen oder ihr passender Antikörper ist. Die Karten bestimmen die Rollen der Teilnehmer wie folgt:

1. Haut – diese Rolle wird vom Lehrer eingenommen, sodass der Rest der Lerngruppe am Spiel teilnehmen kann. Der Lehrer bewacht die Tür des Klassenraums und hält diese geschlossen (die Tür bleibt unverschlossen, aber der Lehrer muss darauf achten, dass die Tür nicht von einem Teilnehmer des anderen Teams, das draußen wartet, von außen geöffnet wird), bis ein Schnitt oder ein Bruch in der Körperschleimhaut simuliert wird. Dann öffnet der Lehrer (bzw. Die Haut) die Tür und lässt die Antigene in den Klassenraum.
2. Weiße Blutzellen (Makrophagen, Neutrophile und natürliche Killerzellen) – diese Lernenden stehen im Klassenraum in der Nähe der Tür, um eindringende Antigene davon abzuhalten, weiter in den Raum zu gelangen. Die Makrophagen und Neutrophilen müssen die Antigene umschließen, indem sie zwei Hände auf die Schultern des Antigens legen. Wenn nur eine Hand das Antigen berührt, kann es entkommen und sich frei im Klassenraum bewegen. Die natürlichen Killerzellen sollten mit einer Pipette mit etwas Wasser ausgestattet werden, um das Freisetzen der schädlichen Chemikalien zu simulieren. Die Killerzellen können nur die rechte Hand des Antigens befeuchten, um es zu zerstören.
   Wenn die Antigene es erfolgreich an den weißen Blutzellen vorbei schaffen, dann rufen diese die dritte Verteidungslinie hinzu: die Antikörper, die bis zu diesem Zeitpunkt gewartet haben.
3. Antikörper – diese Lernenden sind antigenspezifisch und sollten in der Mitte oder am Rand des Klassenraums waren. Ihre Karten sind einzigartig geformt, sodass die Lernenden nur in der Lage sind, den Lernenden zu fangen, dessen Karte die komplementäre Form aufweist. Daher ist es so wichtig, dass die Lernenden vor dem Spiel nicht wissen, wer ihr passendes Antigen oder Antikörper ist.
4. Antigene – diese Lernenden bleiben zu Beginn außerhalb des Klassenraums. Wenn der Lehrer das Signal gibt, müssen die Antigene versuchen den Klassenraum zu betreten (obwohl die Haut die Antigene am Eintreten hindert). Wenn die Antigene beim Durchbrechen der ersten Verteidigungslinie erfolgreich waren, müssen sie sich durch die zweite Linie (weiße Blutkörperchen) kämpfen, welche versuchen werden, die Antigene durch Berühren an den Schultern zu fangen. Wenn die Antigene den weißen Blutzellen erfolgreich entkommen sind, ist es an den Antikörpern (die dritte Verteidigungslinie), die Antigene zu fangen. Wenn ein Antigen gefangen wurde, muss es dem Antikörper seine Karte zeigen. Wenn die Karten zueinander passen, setzen sich Antikörper und Antigen nebeneinander auf den Boden. Wenn die Karten nicht zueinander passen, muss der Antikörper das Antigen wieder freilassen und versuchen, das nächste Antigen zu fangen, bis es seinen passenden Partner findet und fängt.

Der Lehrer sollte als Erzähler, Zeitwächter und Schiedsrichter des Spiels agieren. Als Erzähler kommentiert der Lehrer die Aktionen (z.B. wenn die Antigene eine Verteidigungslinie durchbrechen oder wie viele Antigene noch frei grassieren).

Hinweis: obwohl B-Zellen eine wichtige Rolle in der Herstellung der Antikörper haben, ist ihre Rolle im Spiel ausgeblendet, um so vielen Lernenden wie möglich eine aktive Rolle als Antikörper oder Antigene in der Jagd zu geben. Sollte der Lehrer wünschen, die B-Zellen mit einzubinden, kann er einen Schüler anweisen eine B-Zelle zu spielen, die dafür verantwortlich ist, möglichst schnell zusätzliche Rollenkarten für B-Zellen herzustellen.

5. Lassen Sie das Spiel wie beschrieben 4-5 Minuten spielen. Wenn ein einzelnes Antigen am Ende des Spiels noch lebt, dann ist die Klasse mit der entsprechenden Krankheit auf der Karte des Antigens infiziert und der Körper wird krank werden (z.B. sich eine Erkältung einfangen), während sich das Antigen vermehrt. Wenn alle Antigene besiegt sind, hat das Immunsystem den Körper erfolgreich gesund gehalten.
6. Wiederholen Sie das Spiel mindestens zweimal, mit einem Rollentausch der Teams, sodass jedem Lernenden erlaubt ist, eine Rolle auf beiden Seiten zu spielen. Bedenken Sie, dass das Immunsystem damit beginnt, Antikörper zu synthetisieren und weitere weiße Blutzellen tu produzieren, um den Eindringling zu besiegen, sobald dieser den Körper infiziert hat. Zusätzlich verfügt das System über ein Gedächtnis sowohl mit Erinnerung an das Antigen als auch mit Kopien des komplementären Antikörpern, falls eine zukünftige Infektion auftritt. Wenn die Klasse in der ersten Runde also infiziert wurde, sollten die Antikörper während der zweiten Runde präsent sein.
7. Sobald das Spiel endet führen Sie mit den Lernenden eine kurze Diskussion darüber, was sie gelernt oder als Resultat des Spielens beobachtet haben. Ermutigen Sie sie den Prozess, durch den das Immunsystem den Körper verteidigt zusammenzufassen.
8. Bitten Sie die Lernenden ein Modell des Immunsystems zu zeichnen (dies kann eine Concept Map, ein Comic, eine Animation oder jede andere angemessene Darstellungsform sein) um ihre Fähigkeit, Daten zu analysieren und darauf eine Erklärung zu konstruieren, zu evaluieren. Sie sollten dabei Begriffe aus jeder der drei Verteidigungslinien in ihren Diagrammen verwenden.
9. Als Erweiterung des Spiels können die Lernenden die Viren von den Antigen-Karten recherchieren und mehr über ihre Pathogenie, Diagnose, Behandlung und Epidemiologie herausfinden lassen.

‚Auf die Plätze, Fertig, Infizieren!‘ erlaubt es Lehrkräften, ein herausforderndes Konzept auf verständliche Weise vielen Lernertypen aus der Mittelstufe näherzubringen, insbesondere denen, die am Besten durch Bewegung und soziale Interaktion lernen. Es erlaubt den Lernenden darüber hinaus, ein komplexeres Konzeptmodell über das simultane Interagieren von Zellen, Chemikalien und infizierenden Agenten im Immunsystem zu entwickeln. In einem größeren Rahmen gibt es den Lernenden ein größeres Maß an Bewunderung ihres Körpers.