Pädagogik

Pädagogischer Hintergrund

Ausgangssituation

Die moderne Bio-Wissenschaft nimmt in unserer Gesellschaft immer mehr Raum ein. Diskussionen um Gentechnik, High- Tech-Medikamente, Impfstoffe gegen neue Viren, Impfungen allgemein, aktuelle Techniken in Medizin, Diagnostik, usw. sind inzwischen fixer Bestandteil der tagtäglichen Information. In Ausbildung, Lehre und damit auch in der Schule sollte mit diesen Entwicklungen unbedingt Schritt gehalten werden. Dazu ist es unumgänglich, die Vermittlung derart flexibel zu gestalten, dass das Wissen um den rasanten Fortschritt auch rechtzeitig und in angemessener Form an die SchülerInnen weitergegeben werden kann. Doch die Vermittlung schwieriger technischer Inhalte ist oft mit langen, komplizierten Texten, mit abstrakten Schemata, Tabellen oder Modellen verbunden. Deshalb ist es umso wichtiger, anfassbare, greifbare, anschauliche und praxisnahe Unterrichtsmöglichkeiten zu finden, um damit die Zusammenhänge verständlich zu machen. Wissenschaft muss anfassbar sein und sie soll so spannend vermittelt werden, wie sie auch in Wirklichkeit ist! Universitäten und Museen bieten zwar immer öfter Demonstrationslabors für Schulen und Interessierte an, doch oftmals bleiben diese Angebote im Bereich eines Durchschleuse- und Zuschauerlabors stehen. Dies geschieht aus Zeit-, Finanz- und Kapazitätsgründen. Die HBLA Ursprung hat sich in den letzten Jahren ein umfassenden molekularbiologisches Laboratorium zusammengestellt und setzt dieses für spannende, praxisnahe High-Tech Projekte ein. Das Thema Borreliose ist ein Thema von allgemeinem öffentlichem Interesse. Dadurch ist es möglich für das Projekt und die Ergebnisse eine öffentliche Aufmerksamkeit zu erhalten. Dies wiederum ist für die Projektteilnehmer/innen eine wichtige Quelle der Motivation zur Mehrarbeit.

Ziele des Projektes

Ziel des Projektes war es unter anderem Aufmerksamkeit für das Thema Borreliose und damit auch für das Projekt selbst zu erarbeiten. Spaß am Lernen, fast spielerisches Erwerben unterschiedlicher Kompetenzen (s.u.), und Üben eines neuen Unterrichtskonzeptes waren Teile der Zielformulierung. Um Grundbegriffe aus der High-Tech-Praxis mit Sinn und Nachhaltigkeit zu vermitteln, erfordert es neben dem passenden Equipment auch eine pädagogisch ausgefeilte Idee, Zeit und die Hilfe von Partnern und Spezialisten, welche die Inhalte ansprechend vermitteln können. Ein wichtiges Ziel des Projektes war die Vermittlung und das praxisnahe Lernen von High-Tech Wissenschaften. Dies geschieht aber nicht in universitären Labors, sondern wird direkt an der Schule durchgeführt. Grundlegendes (natur)wissenschaftliches Denken wird durch die Praxis selbst erreicht: Validität, Falsifizierung, Entwicklung einer Theorie, wissenschaftliches logisches Denken, aber auch Denken im systemischen Zusammenhang (Einbetten der gewonnenen genetischen Information in das Gesamtsystem Mensch).

Grundlagen der Laborarbeiten werden durch Praxis vermittelt:
• eigenverantwortliches Arbeiten. Jede/r Schüler/in ist mit dafür verantwortlich, das am Schluss ein Analyseergebnis vorliegt.
• Konzentration und genaues Arbeiten. Jede Kontamination und ungenaue Arbeit verfälscht oder verhindert ein Ergebnis.
• Molekularbiologie ist teure High-Tech-Forschung.
• Forschung ist Teamarbeit. Auch die Schüler/innen müssen in Teams zusammenarbeiten. Ein gutes Team hat immer bessere Ergebnisse als ein Haufen „Einzelkämpfer“. Dasselbe gilt für die Arbeit in Forschungsstätten.
• Die Betreuung der Schüler/innen bzw. des Kurses wird auch von Wissenschafter/innen mit Top-Laborpraxis übernommen.
• Für die Schüler/innen bietet sich eine spannende Abwechslung zum Schulalltag durch praxisnahes Lernen und Kennenlernen einiger grundlegender gentechnischer Methoden – begleitet von einem Gentechnik-Spezialisten.Neben den Laborarbeiten wurden folgende Praxisziele angepeilt:
• Eigensicherheit durch Impfungen, Vorbereitungen und Schutzmaßnahmen beim Fangen der Zecken.
• Genaues Kartieren und Mitprotokollieren der Fundorte
• Präsentation der Ergebnisse für die Öffentlichkeit
• Erstellung eines Leitfadens zur Vorbeugung gegen Borreliose
• Erstellen eines „Werbefilms“, Erlernen grundlegender Arbeiten für den Filmbereich (Regie, Filmen, Schneiden, Ton, etc.)
• Mitorganisation des öffentlichen Vortrages über Impfen und Zecken.
• Erstellen eines Endberichtes

Pädagogische Ziele

Zielgerichtetes und geplantes Arbeiten

Die Führung des Projektes erfolgt vor allem durch die Zielvorgaben. Ziel des Projektes für die Schüler/innen war die Kartierung eines Waldes bei Elixhausen nach Borreliose infizierten Zecken. Damit soll geholfen werden, das Sicherheitsrisiko für die Kinder des nahe liegenden Kindergartens beim Spielen korrekt einzuschätzen. Dazu mussten Vorversuche durchgeführt werden, dann Zecken gefangen, der Ort kartiert, im Labor analysiert, die Ergebnisse interpretiert, wieder kartiert und für die Öffentlichkeit kommuniziert werden.

Kooperation und Teamkompetenz

Die Kooperation zwischen den Lernenden ist in einem Projekt dieser Größe Grundvoraussetzung für das Gelingen. Zusammenarbeit und Teamarbeit will gelernt werden – und das gelingt am besten, indem man es erlebt, miteinander diskutiert, streitet, Lösungen findet oder auch scheitert.
Jede Gruppe war für das Ergebnis mitverantwortlich. Eine wechselseitige Kontrolle und Hilfestellung im Team ist wichtig für den Erhalt eines optimalen Ergebnisses. Der Forschungsspezialist/in ist jeweils weniger Leiter/in als Moderator des Projektteiles. Er/sie steht jederzeit für Fragen zum Thema, aber auch zu allgemeinen Themen wie Forschung, Gentechnik, aber auch Studiumsmöglichkeiten, Jobchancen und Ähnliches zur Verfügung. Aber auch nach dem Projekt stand der/die Spezialist/in via e-Mail für Spezialfragen zur Verfügung - auch für den/die Lehrer/in.

Förderung von Selbstständigkeit und Eigenverantwortung der Lernenden

Jedes Team ist für das Erhalten eines Ergebnisses selbst verantwortlich. Dies erfordert aber auch Eigenverantwortung jedes Einzelnen. Jeder Fehler, vor allem im Labor, kann das gesamte Projekt gefährden oder zumindest verteuern. Unkonzentriertes, ungenaues, unsauberes Arbeiten hat immer ein schlechtes oder nicht auswertbares Ergebnis zur Folge.
Für die Projektleitung war es bei einigen Projektteilen wichtig, dass die Schüler/innen auch OHNE Lehrer auskommen können.

Methodenvielfalt im Unterricht und Erwerb dieser Methodenkompetenz

Als griffigen Inhalt für die Vermittlung schwieriger molekularbiologischer Zusammenhänge wurde das Thema Zecken und Borreliose gewählt. Auch mit der Wahl des spannenden Themas lassen sich die Schüler/innen leichter zu einer konzentrierten Mitarbeit motivieren.
Die eingesetzten pädagogischen Methoden sollten aber auch jederzeit für die Schüler/innen klar ersichtlich sein. Warum wird ein Spezialist eingeladen, warum muss Arbeit im Team erfolgen, warum braucht man ein Speziallabor, warum sind Sicherheitsmaßnahmen notwendig? Welche Kompetenzen sollen vermittelt werden, welche Kompetenzen benötigt man im Berufsleben, welche Schwäche hat der Einzelne bezüglich dieser Kompetenzen? Damit soll auch bei der Lernarbeit der Teilnehmer/innen die Eigenverantwortung gefördert werden.
Die jungen Menschen sollen auf Möglichkeiten des Lernens aufmerksam gemacht und damit zu eigenem weiterem Entdecken motiviert werden. Dies kann durchaus auch einen klassischen Frontalunterricht inkludieren, um Grundlagen vermitteln zu können, Wissen kann aber auch im Selbststudium der Schüler/innen erworben werden.
Besonders gefragt und gefördert waren Improvisationsfähigkeit, vor allem bei der Arbeit im Wald, Problemlösungsfähigkeit und eine eigenständige Arbeits- und Zeitplanung.

Erlernen von Informationsmanagement

Lernen, nicht (be)lehren. Informationsquellen waren neben offenen Arbeits- und Diskussionsgruppen mit den Experten vor allem Fachbücher und das WWW. Informationen zur Lösung anfallender Probleme im Labor (Reinraumbank, Chemikalien, steriles Arbeiten, kontaminationsfreies Arbeiten, Sicherheit im Wald) mussten die SchülerInnen selbst zusammentragen, evaluieren, und diskutieren.

Verstehen, Probleme lösen, Argumentieren

Vor allem im Diskussionsbereich wird das wissenschaftliche Argumentieren, das ständige Hinterfragen von „sogenannten Tatsachen“, das Suchen nach Alternativen gefordert und gefördert. Ohne Verstehen des theoretischen Hintergrundes ist ein praktisches Arbeit nicht möglich. Fehler müssen innerhalb der Gruppe selbst entdeckt und (wenn rechtzeitig bemerkt) selbst diskutiert und evt. korrigiert werden.

Lernen aus Fehlern - (Leistungsbeurteilung im Sinne einer förderlichen Rückmeldung)

Die Beurteilung der Leistung erfolgt nicht über den Projektmoderator oder teilnehmenden Lehrer/in, sondern vorwiegend über das Endergebnis. Dort sehen die Teilnehmer/innen, ob alles richtig gemacht wurde. Eine weitere Rückkoppelung erfolgt durch die Mitschüler/innen im Team. Fehler sollten dort gegenseitig erkannt und sofort (evt. unter Zuhilfeholung des/der Spezialist/in) korrigiert werden.

Fächerverbindendes Arbeiten

Bei den Projekten werden vor allem naturwissenschaftliche Fächer miteinander verknüpft: Biologie, Chemie und Physik und schließlich Englisch als die Forschungssprache des 20. und 21. Jhdt. Sämtliche relevante Wissenschafts-Datenbanken im Internet sind in englischer Sprache verfasst.

Kooperation zwischen Lehrenden

Durch die Zusammenarbeit mit Forschern, durch die Einladung zu Vorträgen an der Schule und durch die Erstellung eines Informationsblattes zum Thema Borreliose wurde das Projekte auch von den Lehrkräften verwendet, um auch das eigene Know-how aufzufrischen oder zu erweitern. Arbeiten im Mikroliterbereich, Arbeiten mit DNA, Impfstoffen, PCR oder Elektrophorese ist nicht Standard im Regelunterricht. Eine enge Zusammenarbeit zwischen Lehrer/in und Wissenschafter/in ist notwendig für das Gelingen des Projektes.

Differenzierter Umgang mit unterschiedlichen Lernvoraussetzungen

Besonders im naturwissenschaftlichen Unterricht gibt es stets eine weite Spanne zwischen leidlich interessierten und höchst interessierten Schüler/innen. Dieser unterschiedliche Lernvoraussetzung konnte durch die Bildung von Projektteams Rechnung getragen werden. Zecken fangen, Zecken analysieren, Filmaufnahmen oder Medienarbeit bot den Schüler/innen somit auch die Möglichkeit, sich unterschiedlich im Projekt zu engagieren – von Dabeisein und Mitlernen bis Hauptverantwortung übernehmen stand alles offen. Hochmotivierte Teilnehmer/innen hatten zudem stets (auch in den Pausen) die Möglichkeit spezielle Fragen inhaltlicher, aber auch technischer Natur mit den Wissenschaftern und Spezialisten zu diskutieren.

Geschlechtssensible Unterrichtsmethoden und Inhalte

Die Laborarbeit differenziert nicht zwischen den Geschlechtern. Auch inhaltlich (außer im biologischen Bereich im Rahmen des Durcharbeitens der Vaterschaftsanalyse) gibt es kaum Differenzierungsmöglichkeiten. Es ist aber auffällig, dass sich besonders Mädchen für den molekularbiologischen Bildungsweg und für naturwissenschaftliche Fragestellungen besonders interessieren.

Beitrag zur Schulentwicklung

Die Spezialprojekte der Schule im molekularbiologischen Bereich haben bereits zur Bildung des Freifaches Gentechnik geführt und der Schule eine hohe Kompetenz in der Öffentlichkeit im Bereich molekularbiologischer Ausbildung eingetragen. Der Schule ist es möglich, High-Tech-Unterricht in den eigenen Räumlichkeiten anzubieten, und sie macht dies auch bereits für Lehrer und Lehrerinnen anderer HBLAs aus Österreich. Ein großer Vorteil früherer Projekte und auch des Zeckenprojektes ist das Knüpfen eines Netzwerkes zu Spezialisten. Die Universität Salzburg, das Forschungszentrum Seibersdorf, das Labor Penninger, die Onkologie in Salzburg oder die Landessanitätsdirektion Salzburg sind nur einige der Institutionen, die auch für zukünftige Projekte der HBLA Ursprung zur Verfügung stehen werden. Das ist nachhaltiger Projektunterricht.
Nachhaltige Wirkung für Regelunterricht

Das Projekt dient als Initialzündung für den Unterricht im molekularbiologischen Bereich. Auch bei den weiteren Unterrichtseinheiten redet der/die Lehrer/in nicht mehr abstrakt von DNA, PCR, Analyse, Gene, Elektrophorese, Mikroliter, sondern kann sich stets auf das Projekt beziehen, bzw. die Ergebnisse für den weiteren Regelunterricht weiter diskutieren und verwenden. Zudem diente das Projekt für einige Fächer als Motivationsverstärker auch für andere Themenbereiche.

Transparenz und Öffentlichkeit

Die Ergebnisse wurden sowohl schulintern als auch über Lokalmedien verbreitet und kommuniziert. Presseaussendungen, erstellt in Zusammenarbeit mit Spezialisten, Betreuung von Fernsehteams, Vorbereitung von bildgerechtem Material, Erstellung von öffentlichen Einladungen waren notwendig, um eine breite Aufmerksamkeit in der Öffentlichkeit zu erhalten.