Uni­ver­si­tät Bay­reuth: 700 Neunt­kläss­ler for­schen ab jetzt im Gentechnik-Schülerlabor

Gentechnik-Schülerlabor
Gentechnik-Schülerlabor

Expe­ri­men­te sol­len Lust auf MINT machen

Kaum sind die Stu­die­ren­den in der Seme­ster­pau­se, neh­men Schü­ler ihre Plät­ze ein: Bis zum Start der Oster­fe­ri­en wer­den rund 700 Neunt­kläss­ler von Gym­na­si­en aus Bay­reuth, Ober­fran­ken und der Ober­pfalz das Gen­tech­nik-Schü­ler­la­bor auf dem Bay­reu­ther Uni­cam­pus ken­nen ler­nen. Hier dür­fen sie nach Her­zens­lust einen gan­zen Tag lang expe­ri­men­tie­ren – der außer­schu­li­sche Lern­ort Uni­ver­si­tät macht’s möglich.

„Wenn die Schü­ler im Labor erst ein­mal die not­wen­di­gen Hand­grif­fe erlernt haben, kön­nen sie wie rich­ti­ge Wis­sen­schaft­ler die Eigen­schaf­ten von Mole­kü­len erfor­schen. Wenn ein Expe­ri­ment nicht klappt, gehört auch das dazu – wie bei rich­ti­gen Wis­sen­schaft­lern eben auch“, erläu­tert Prof. Dr. Franz X. Bogner, Inha­ber des Bay­reu­ther Lehr­stuhls Didak­tik der Bio­lo­gie. Im Gen­tech­nik-Schü­ler­la­bor ist Julia Wank für einen Tag ihre Leh­re­rin. Sie ist Dok­to­ran­din bei Prof. Bogner und hat bereits ein erfolg­reich abge­schlos­se­nes Refe­ren­da­ri­at vor­zu­wei­sen. Die jun­ge Wis­sen­schaft­le­rin pro­mo­viert dar­über, wie man Neunt­kläss­lern didak­tisch am besten das The­ma DNA ver­mit­teln kann.

For­schend-ent­deckend ler­nen, krea­tiv sein, Bewer­tungs­kom­pe­tenz erlangen

„Wäh­rend Model­le im Bio­lo­gie­un­ter­richt häu­fig nur als rei­ne Anschau­ungs­ob­jek­te ein­ge­setzt wer­den, ste­hen in unse­rem Schü­ler­la­bor die Ent­wick­lung und die Arbeit mit Model­len nach wis­sen­schaft­li­chen Prin­zi­pi­en im Fokus“, sagt Prof. Bogner. Hät­ten sich die Schü­ler erst ein­mal das nöti­ge Fach­wis­sen erar­bei­tet, so der Bay­reu­ther Didak­tik-Pro­fes­sor, könn­ten sie auch leich­ter und fun­dier­ter über Chan­cen und Risi­ken der Gene­tik dis­ku­tie­ren. Leh­rer sprä­chen dabei von ‚Bewer­tungs­kom­pe­tenz‘ – die­se sei heu­te in allen neu­en Lehr­plä­nen einer der Bil­dungs­schwer­punk­te im Fach Bio­lo­gie. Zwar sei es schwie­rig, den Schü­lern wäh­rend eines ein­zi­gen Pro­jekt­ta­ges alle Facet­ten des Arbei­tens in der Gene­tik auf­zu­zei­gen, so Prof. Bogner, einen ersten Ein­blick erhiel­ten sie dennoch.

Der Unter­richt im Gen­tech­nik-Schü­ler­la­bor fin­det im Rah­men des Unter­richts­mo­duls ‚Ein­fach GENi­al! – Die DNA als Trä­ger der Erb­infor­ma­ti­on‘ statt. Das Modul wur­de als soge­nann­tes for­schend-ent­decken­des Ler­nen kon­zi­piert und erlaubt Schü­lern, sich mit den spe­zi­fi­schen Arbeits­tech­ni­ken eines Gen­la­bors ver­traut zu machen und selbst­stän­dig Expe­ri­men­te durchzuführen.

Das eigen­stän­di­ge Model­lie­ren der DNA-Struk­tur stellt den krea­ti­ven Teil des Pro­jekt­ta­ges dar: Hier knüp­fen die Schü­ler an die histo­ri­sche Vor­ge­hens­wei­se von Fran­cis Crick und James Wat­son an, die 1953 die Struk­tur des Erb­gu­tes ent­deck­ten. Und dafür den Nobel­preis bekamen!

Das erle­ben die jun­gen For­scher, wenn sie im Gen­tech­nik-Schü­ler­la­bor sind

Aus­ge­hend von einem Bei­spiel in der Kri­mi­nal­tech­nik ler­nen die Schü­ler den Stoff ‚DNA‘ ken­nen. Aber wie sieht die­ser Stoff eigent­lich aus und wo befin­det er sich im mensch­li­chen Kör­per? Um das her­aus zu fin­den, iso­lie­ren die Schü­ler ihre eige­ne DNA aus Mund­schleim­haut­zel­len. In der Kri­mi­nal­tech­nik lässt die Betrach­tung der DNA auf Stoff­ebe­ne aber noch kei­ner­lei Aus­sa­gen zu. „Bei der soge­nann­ten Aga­ro­se-Gel­elek­tro­pho­re­se, einer typi­schen gen­tech­ni­schen Arbeits­me­tho­de, machen die jun­gen For­scher die DNA-Mole­kü­le aus der eigens iso­lier­ten DNA durch einen spe­zi­el­len Farb­stoff auf Teil­chen­ebe­ne sicht­bar“, erklärt Dok­to­ran­din Julia Wank. „Die Ver­knüp­fung der Stoff- und der Teil­chen­ebe­ne bei den bei­den Ver­su­chen gelingt bei der Modell-Pha­se: Auf den Spu­ren von den Ent­deckern der DNA-Struk­tur bau­en die Schü­ler ein ein­fa­ches DNA-Modell nach ihren Vorstellungen.“

Hin­ter­grund

Gera­de das Krea­tiv­sein ist Bestand­teil des lau­fen­den EU-Pro­jek­tes CREA­TI­ONS, das vom Bay­reu­ther Lehr­stuhl Didak­tik der Bio­lo­gie koor­di­niert wird. „Ziel die­ses For­schungs­pro­jekts ist die För­de­rung von Kunst und Krea­ti­vi­tät in den Natur­wis­sen­schaf­ten, um wie­der­um dadurch das Inter­es­se von Schü­lern an den soge­nann­ten MINT-Fächern Mathe­ma­tik, Infor­ma­tik, Natur­wis­sen­schaft und Tech­nik zu wecken und zu för­dern“, erklärt Prof. Bogner.

Das Pro­jekt im Gen­tech­nik-Schü­ler­la­bor der Uni­ver­si­tät Bay­reuth bil­det die Grund­la­ge für eine wis­sen­schaft­li­che Stu­die, wie man gene­ti­sche Arbeits­me­tho­den und Anwen­dun­gen auf ein­fa­che und ver­ständ­li­che Wei­se erklä­ren kann, sodass Schü­ler alters­ge­recht erfah­ren, was wirk­lich dahin­ter steckt. Es sei nicht über­ra­schend, so der Lehr­stuhl­in­ha­ber, dass erwor­be­nes Fach­wis­sen sich nach­hal­tig auf Schü­ler­vor­stel­lun­gen aus­wir­ke. Die Stu­die sol­le nun klä­ren, inwie­weit selbst­stän­di­ges Expe­ri­men­tie­ren von Schü­lern bei­spiels­wei­se deren Inter­es­se an natur­wis­sen­schaft­li­chen Arbeits­wei­sen för­de­re und wel­che Aus­wir­kun­gen das selbst­stän­di­ge Model­lie­ren der DNA-Struk­tur auf das Modell­ver­ständ­nis der Schü­ler habe.

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