Biotechnologie fürs Klassenzimmer

Campus

7.12.2017

Schülerinnen und Schüler experimentieren im Unterricht zum Thema Gentechnik mit DNA – was heute nahezu ausgeschlossen ist, wird ein neues Bildungsprogramm möglich machen. Die Technische Universität München (TUM), die Amgen Foundation und das Schülerforschungszentrum Berchtesgadener Land kooperieren, um Biotechnologie in die Klassenzimmer zu bringen. Das Programm bietet Fortbildungen für Lehrkräfte und die notwendige Laborausstattung für den Unterricht.

Die Life-Science-Didaktikerinnen Dr. Patricia Schöppner und Dagmar Frick testen die Biotech-Ausrüstung, die Schulen ausleihen können. — Die Life-Science-Didaktikerinnen Dr. Patricia Schöppner und Dagmar Frick (v.l.) testen die Biotech-Ausrüstung, die Schulen ausleihen können. (Bild: A. Eckert / TUM)

Zu einem erfolgreichen Unterricht gehört in den Naturwissenschaften, dass Schülerinnen und Schüler selbst experimentieren. Obwohl diese Erkenntnis in Schulen und Bildungsforschung schon lange als gesichert gilt, bleibt es zumeist bei der Theorie, wenn Gentechnik und molekulare Biologie auf dem Stundenplan stehen. Und das trotz der immer größer werdenden Bedeutung dieser Wissensgebiete, sei es in der Medizin oder in der Industrie, etwa bei der Entwicklung von Produkten aus nachhaltigen Rohstoffen.

Der Grund ist simpel: Die Ausstattung mit Geräten und Material für solche Versuche ist meist zu teuer. Und weil gentechnische Experimente im Unterricht in weiter Ferne liegen, werden Lehrerinnen und Lehrer erst gar nicht dafür ausgebildet.

Schüler lösen Kriminalfall mit Gentechnik

Dies wollen die Amgen Foundation und die TUM ändern. Ihr Programm bietet zum einen Fortbildungen für Lehrkräfte und zum anderen die notwendige Ausrüstung, um Praxiselemente dann auch tatsächlich in den Schulen lehren zu können.

Im Basiskurs lernen die Lehrerinnen und Lehrer Arbeitsweisen und Einsatzgebiete der Gentechnik kennen und probieren anschließend Experimente für ihren Unterricht aus. Beispielsweise können die Schülerinnen und Schüler in einem Kriminalfall ermitteln, der anhand eines Gendefekts einer entführten Person aufgeklärt wird. In einem anderen Versuch analysieren sie, wie ihre DNA ihre bittere Geschmackswahrnehmung beeinflusst. Im Aufbaukurs werden fluoreszierende Proteine kloniert, gereinigt und analysiert.

Klassen experimentieren im Uni-Labor

Das Programm ist am Lehrplan für die 11. Klasse an Gymnasien ausgerichtet. Die zwei bis drei Nachmittage langen Kurse, die sich zunächst an Lehrerinnen und Lehrer in Bayern richten, werden von der TUM School of Education gehalten, der Fakultät für Lehrerbildung und Bildungsforschung der TUM. Die Basiskurse finden entweder in den Schulen selbst oder im Schülerforschungszentrum Berchtesgadener Land statt, die Aufbaukurse in einem Sicherheitslabor der TUM.

Anschließend können die Schulen kostenlos eine umfangreiche Biotechnologie-Ausrüstung ausleihen, die eigens für den Einsatz im Unterricht entwickelt wurde. Teil des Equipments sind beispielsweise Mini-PCR-Cycler, die DNA-Sequenzen vermehren, und Geräte für die Agarose-Gelelektrophorese, bei der DNA-Stränge nach der Größe und Ladung der Moleküle getrennt werden. Außerdem erhalten die Schulen Lösungen und Reagenzien sowie Begleitmaterial, unter anderem Videos zu den Versuchen.

Für die Experimente des Aufbaukurses besuchen auch die Schulklassen ein Sicherheitslabor der TUM. So lernen sie die Arbeitsumgebung der Profis in Wissenschaft und Industrie kennen.

Amgen Foundation stiftet rund 250.000 Euro

Das Programm „Amgen Biotech Experience“ wurde vor fast 30 Jahren gegründet und ist seither Schülerinnen und Schülern in zahlreichen Ländern, wie den USA, Puerto Rico, Irland und Großbritannien, zugänglich. Nun erweitert die Stiftung das Programm, um das Konzept in Kooperation mit verschiedenen Partnern in viele weitere Länder zu bringen, darunter Deutschland. Für das deutsche Schulsystem hat die Professur für Fachdidaktik Life Sciences der TUM die Ausgestaltung der Fortbildung übernommen. Nach einer bereits erfolgreichen Pilotphase wollen die Partner nun möglichst viele Lehrkräfte und Schulen erreichen. Die Amgen Foundation stellt dafür bis 2020 rund 250.000 Euro bereit.

„Das Ziel ist, Jugendliche für die Biotechnologie zu begeistern und ihnen die spannenden Berufsfelder in Wissenschaft und Wirtschaft über das Experimentieren näherzubringen“, sagt Prof. Claudia Nerdel, Inhaberin der Professur für Fachdidaktik Life Sciences. „Diejenigen, die das leisten können, sind Lehrerinnen und Lehrer mit dem entsprechenden Know-how. Wir bieten den aktuellen Forschungsstand sowohl der Lebenswissenschaft als auch der Bildungswissenschaft, wie erfolgreiches Lernen und interessanter Unterricht mit Bezug zu den zukunftsweisenden Biotechnologien gelingt.“

„Für Naturwissenschaften zu begeistern, mit Bildungsangeboten zu inspirieren und Nachwuchstalente zu fördern – das ist der Kern der Amgen Foundation“, sagt Dr. Roman Stampfli, Geschäftsführer der Amgen GmbH. „Sie unterstützt eine Vielzahl an Bildungsangeboten weltweit. Allein mit dem Amgen Biotech Experience-Programm wird die Amgen Foundation bis ins Jahr 2020 insgesamt rund 900.000 Schülerinnen und Schüler auf der ganzen Welt mit tiefen Einblicken in die Wissenschaft inspiriert haben.“