Archiv für den Monat: Juni 2014

Bioanalytik für Einsteiger

“Das Buch ist unglaublich … keine langweilige Sammlung von Kochrezepten wie bei Analytikbüchern üblich, sondern ein Abenteuerroman… Eine Reise durch die Welt der Bioanalytik. An jeder Ecke eine Überraschung!”

Prof. i.R. Georges M. Halpern, University of California at Davis

bioanalytikBeim Lesen von Bioanalytik für Einsteiger war mir auf Seite 94 sofort klar, das musst du unbedingt auch machen. Professor Renneberg bespricht hier die Funktionsweise von Schwangerschaftsteststreifen und gibt gleichzeitig eine methodische Anleitung, wie man dieses Thema im Unterricht behandeln kann.

Freitag Nachmittag in der 8. Stunde verbarrikadiert sich die Klasse 10b hinter ihren Bänken. Das Unterrichtsthema beschäftigt sich mit dem Aufbau und der Funktion von Antikörpern. Gemächlich nähern wir uns dem Stundenhöhepunkt. Das Uringlas mit der Pappschachtel auf dem Lehrertisch ist noch bedeutungslos.

Nach der Wechselwirkung zwischen Antigen und Antikörper, komme ich auf die hohe Spezifik von Antikörpern und deren Anwendung zu sprechen. Mit Antikörpern lässt sich das Schwangerschaftshormon einfangen. Das Uringlas in der linken Hand, die Pappschachtel mit dem Schwangerschaftstest in der Rechten, erkläre ich dessen Funktionsweise. Das wollen wir ausprobieren und dafür brauchen wir Urin. Die Wochenendstimmung ist weg, die Aufmerksamkeit der Schüler richtet sich auf das Uringlas. Der Gedanke Urinabgabe purzelt ins Bewußtsein, was eine gewisse Heiterkeit auslöst, die durch meine Frage nach einer Probantin für die Urinabgabe noch gesteigert wird. Das kann doch nicht sein, sehe ich die Schüler denken. Ich zeige keine Anzeichen für eine Rückzieher. Fordernd blickend, innerlich schmunzelnd, lasse ich die Zeit an der Spannung arbeiten. Niemand schaut mich an, niemand reagiert (Gott seid Dank!). Das Uringlas und ich verlassen den Raum…

Ich komme zurück, das Glas voll gelblicher Flüssigkeit. Teststäbchen rein, einige Minuten warten. Teststäbchen raus, die beiden Testlinien zeigen eine dunkelrote Einfärbung. Der Schwangerschaftsnachweis ist positiv. Der Mann ist schwanger, die Klasse tobt. Drei Minuten später haben sich die Schüler beruhigt. Kann man das noch steigern? Man kann. Zur Nachkontrolle kommt jetzt der Biosensor zum Einsatz, den jeder Medikus im Mittelalter immer bei sich hatte: die Zunge. Beim Ansetzen des Uringlases ist Grabesstille im Biologiefachraum, die Mundwinkel der Schülerschaft bewegen sich gleichzeitig nach unten. Schülerblicke betteln, bitte aufhören. Mir schmeckt der Apfelsaft, obwohl es Überwindung kostet, aus einem Uringlas zu trinken. Das scheint auch der Grund zu sein, warum nach der Auflösung, kein Schüler zu einer Geschmacksprobe zu bewegen war. Das kann man nicht besser machen, für Schüler unvergesslich. Übrigens, Herr Professor, da der Apfelsaft auch in Deutschland “schwanger” macht, kann es hoffentlich nicht an den Pestiziden liegen.

Wie auch Biotechnologie für Einsteiger ein tolles Buch, das ebenso viel Interessantes sowie Anregungen für den Unterricht bereit hält, jedem Lehrenden und Lernenden als Empfehlung.

Biotechnologie für Einsteiger

“Das Buch lässt mich wünschen, ich wäre wieder Student.”

Frederick Sanger, Nobelpreisträger 1958 und 1980

biotechMit der Formel “nützen und ergötzen” des Horaz lässt sich das Buch von Reinhard Renneberg umschreiben. Es lädt ein zu einer spannenden und überaus amüsanten Reise durch die Biotechnologie. Der Autor erzählt ihre Geschichte und erläutert auf eine sehr anschauliche Weise den aktuellen Wissensstand. Die Beiträge sind gespickt mit eine Fülle von Beispielen und Analogien: Jeder Schüler kennt den Reißverschluss als Replikationsgabel, didaktisches Prinzip “vom Nahen zum Entfernten”. Eine Studentin als Antikörper zu benutzen, ist eins von vielen Beispielen, mit denen der Autor die Biotechnologie verständlich macht. Das Antigen Studentin greift sich mit beiden Armen die Ohrläppchen zweier Studenten. Das Ohrläppchen ist das Epitop der Studenten-Antigene, die Antigen-Antikörper-Reaktion ist perfekt. Das ist lang erprobtes didaktisches Handwerk und das Buch ist voll davon, eine Pfundgrube für Schüler und Lehrer.

Reinhard Renneberg ist seit 1995 Professor für analytische Biotechnologie an der Hong Kong University of Science and Technology. Die wissenschaftlichen Illustrationen stammen von Draja Süßbier. Die Cartoons  sind von Chow Ming und einfach mal genial von Manfred Bofinger, der als Karikaturist und Kinderbuch-Illustrator den meisten Ostdeutschen noch heute bekannt ist: ABC-Zeitung, Frösi, Trommel, Magazin (Auflistung in entwicklungsbiologischer Reihenfolge).

Das Buch wurde ausgezeichnet mit dem Literaturpreis des Fonds der Deutschen Chemischen Industrie.

Drew Berry – die animierte Welt der Zelle

replikationDie Veranschaulichung biologischer Phänomene ist ein wichtiges didaktisches Prinzip für ein erfolgreiches Lernen. Ihr Wirken ist darauf gerichtet, dass sich Schüler eine Vorstellung erarbeiten, die nachhaltig im Gedächtnis verankert bleibt. Gerade bei zellulären und molekularen Funktionsmechanismen ist dies sehr schwierig, da sie unserer Wahrnehmung nicht direkt zugänglich sind. So lässt sich beispielsweise der molekulargenetische Mechanismus der Replikation in Lehrbüchern nachlesen und wird durch entsprechende schematische Darstellungen veranschaulicht, aber durch die statische Darstellung ist deren Erarbeitung mühselig und langwierig, bis man den Mechanismus verinnerlicht hat. Mit Lehrbüchern lässt sich deren Dynamik nicht nachbilden. Computeranimationen schaffen hier Abhilfe. Die sich selbst organisierende Zelle wird für unsere Sinne zum Leben erweckt, ein faszinierendes Schauspiel, das gleichzusetzen ist mit dem Wiederwecken der Dinosaurier in Jurrasic Park.

Absolute Spitzenleistung bei 3D-Animationsfilmen für zelluläre und molekulare Vorgänge zeigt uns der australische Zellbiologie Drew Barry. Die detailgetreuen Filme basieren auf auführlicher wissenschaftlicher Recherche und entsprechen dem Wissensstand der Forschung. Mit seinen Filmen fasziniert Barry sowohl Experten als auch Laien.

Während der TED 2011 in Sydney gibt Barry Einblick in seine Arbeit. Das muss man einfach gesehen haben. Für Schüler sind sie sicherlich nicht ganz verständlich, aber garantiert beeindruckend.

TED – Technologie, Entertainment, Design – Konferenz zum Ideenaustausch zwischen Wissenschaftlern auf unterschiedlichen Gebieten. Die TED wurde bekannt durch die TED-Talks-Website, auf der bis heute die besten Vorträge veröffentlicht werden. Die TED wurde 1984 von Richard Saul Wurman in Monterey, Kalifornien ins Leben gerufen und findet heute auch außerhalb der USA statt: Drew Berry: Animations of unseeable biology | Talk Video | TED.com.

Kreidezeit – Biotechnologie

Ich bin schon seit Langem ein Fan von “Kreidezeit”. Die analoge Tafel im digitalen Umfeld ist einfach genial und zeigt, dass die Kreidetafel noch lange nicht zum alten Eisen gehört. Wissenschaftler verschiedenster Institute erläutern hier Begriffe aus der Biotechnologie, Genetik uvm. Die Videos findet man auf dem Youtube-Kanal biotechgermany oder direkt auf www.biotechnologie.de

Die interaktive Tafel – ein erster Eindruck

bombaDas Interaktive Wihteboard, auch Smartboard oder ActivBoard, soll die Kreidetafel ablösen. Die Hersteller singen ein Hohelied auf die neue Technik und versprechen interessierte Schüler und bessere Lernergebnisse. Welcher Lehrer wünscht sich das nicht.

Ein Blick auf die technischen Möglichkeiten wie die Darstellung von Hochglanzbildern oder die Einbindung audio – visueller Medien sind eine reizvolle Erweiterung der Unterrichtsgestaltung. Das Arbeiten mit digitalen Medien bedeutet aber auch einen gewissen Aufwand und die Technik will beherrscht sein. Inwieweit sich dieser Mehraufwand lohnt, der ja auch Kosten für Hardware, Software, Administration und Energie nach sich zieht, muss in Bezug auf methodisch – didaktische Einsparungseffekte, größere Lerneffekte usw. überprüft werden. Die Kosten-Nutzen-Rechnung muss aufgehen und nicht dem Motto “Ein Computer erleichtert dir die Arbeit, die du sonst nicht hast” folgen.

Eine sofortige und vollständige Umstellung auf interaktive Tafeln im ganzen Schulhaus war uns ein zu großes Wagnis. Fehlentscheidungen können kaum noch rückgängig gemacht werden. Die Erprobung bestimmter Systeme ist aufwendig und langwierig. Eine sukzessive Einführung der interaktiven Tafeln soll eine Whiteboard-Landschaft schaffen, die sich unseren Anforderungen anpasst. Zudem können Kollegen, die noch keine Erfahrungen mit interaktiven Tafeln haben, von erfahrenen Kollegen profitieren, da diese als Multiplikatoren fungieren.

In diesem Schuljahr wurde an unserer Schule ein neues Informatikkabinett eingerichtet, das mit einer interaktiven Tafel ausgestattet wurde. Über die Erfahrungen, die wir mit dem System machen und über die weitere Entwicklung im Umgang mit den Tafeln, soll an dieser Stelle berichtet werden.

Nach eingehender Recherche fiel die Auswahl für den Erwerb der Tafel auf die Firma d´Bomba concept aus Dresden. Ausschlaggebend war, dass sich die interaktiven Tafel individuell zusammenstellen lassen. Das gibt uns die Möglichkeit, zukünftig die Erfahrungen aus der Arbeit mit bereits erworbenen Geräten beim Zukauf einfließen zu lassen. Wichtig war auch, das die Firma aus der Region kommt. Davon versprechen wir uns eine schnelle und kundenorientierte Betreuung.

Das eBoard von Legamaster mit 88″ hat eine Hybrid-Oberfläche und lässt sich sowohl mit interaktiven Stiften als auch mit Boardmakern beschreiben. Wir wollten eine Oberfläche, die auch bei Technikausfall beschrieben werden kann bzw. soll der Raum auch für Kollegen nutzbar sein, die mit der Technik aus verschiedensten Gründen nicht arbeiten möchten. Das Board ist im Infokabinett fest an der Wand montiert, es gibt aber auch Lösungen die höhenverstellbar sind. Die Projektion übernimmt ein Ultra-Kurzdistanzbeamer von NEC mit 3.100 Ansi-Lumen mit einer Auflösung: 1.280×800 (WXGA). Obwohl der Beamer über 10 Watt-Lautsprecher verfügt, wurden externe Lautsprecher für eine bessere Tonqualität verbaut. Der interaktive Stift wird über eine Sensoreinheit mittels Infrarot- und Ultraschall angesteuert und kann die Maus vollständig ersetzen. Im Stift befindet sich eine herkömmliche Batterie vom Typ AAA, was sicherlich wenig Probleme verursacht. Akkus sollen nicht verwendet werden.

Bei der interaktiven Software handelt es sich um NEC e-Beam Kit education, ein interaktives Nachrüstkit für NEC Projektoren der M- und U- Serie. Die e-Beam Software macht einen aufgeräumten Eindruck und ist scheinbar leicht zu bedienen, was für Neueinsteiger sehr wichtig ist. Besonders gefällt das kreisförmige Steuerelement, das in seiner Größe verstellbar ist und somit auf der Oberfläche nicht störend wirkt. die Bedienung wirkt intuitiv und nicht kompliziert.

Eine Handschriftenerkennung von My Script steht als Download zur Verfügung und muss noch erprobt werden. Erfahrungsgemäß lohnt sich der Einsatz ehr nicht, da eine Nachbearbeitung zum Teil aufwendig ist. Wir werden sehen, wie die Software genutzt wird.  Weiterhin enthält das Softwarepaket DisplayNote als NEC Edition. Mit dieser cloud-basierten Anwendung ist es möglich Inhalte zu teilen sowie mehreren Teilnehmern zu präsentieren, es kann somit auch als kollaboratives Werkzeug verwendet werden. Der erste Eindruck ist in der angebotenen Version ehr spartanisch. Aber dazu später mehr.

 

Das digitale schwarze Brett

dsb-controlVier Jahre hängen sie schon im Schulhaus, die Digitalen Schwarzen Bretter (DSB). Sie verteilen Vertretungspläne, Veranstaltungstermine oder kurzfistige Informationen für Schüler, Eltern und Lehrer. Die Inhalte lassen sich zentral über einen Internetbrowser veröffentlichen oder werden automatisch aus einem Ordner hochgeladen. Die Upload-Funktion aus dem Ordner nutzen wir hautsächlich für den Vertretungsplan. In den vier Jahren haben die Bildschirme mit wenigen Ausnahmen fleißig ihre Aufgabe erfüllt. Gab es Probleme, dann konnte man sich auf die schnelle Hilfe durch den Support der Firma HeinekinMedia verlassen.

Ein Problem zur Bedienbarkeit, die sonst ziemlich einfach ist, möchte ich hier benennen. Wir schalten die Bildschirme während der Ferien aus, damit sie nicht täglich hochfahren und so unnötig Strom verbrauchen. Leider ist es so, dass zu Schulbeginn die Zeit für das automatische Hochfahren neu eingestellt werden muss. Ob dieses Problem nur bei mir besteht oder ob es bei der aktuellen Version behoben wurde, kann ich nicht sagen, da wir noch die beim Kauf erworbene Software verweden. Beim Support habe ich deshalb noch nicht nachgefragt, werde ich aber machen.

Mit dem DSB-Light, einem kostenpflichtigen Zusatztool, lassen sich die Inhalte im Internet veröffentlichen, so dass die Inhalte Eltern, Schülern und Lehrern zu Hause zugänglich sind. Das Tool bildet einen Bildschirm mit den Inhalten, wie sie in der Schule zu sehen sind, ab. Zur Darstellung wird Silverlight von Micrososoft benötigt. Das ist nicht sehr gut gemacht, denn es nicht nicht barrierefrei und verursacht häufig Anfragen, weil interessierte Nutzer aus Unkenntnis nicht auf den Vertretungsplan zugreifen können. Eine barrierefreie Lösung wäre hier wünschenswert. Das Problem, dass sich das DSB-Light anfänglich nur mit dem Internetbrowser von Microsoft darstellen ließ, wurd abgestellt, was mein Telefon enorm beruhigt hat.

Seit ungefähr einem Jahr steht für die Smartphonebetriebsysteme iOS, Andorid und Windows jeweils eine App zur Verfügung. Damit kann man wirklich sinnvoll auf die Veröffentlichungen zugreifen, denn wer will schon frühmorgens seinen Rechner hochfahren, um mal eben nachzuschauen, ob sich im Vertretungsplan etwas geändert hat. Wiedereinmal waren es die Schüler, die den Vorteil der App zuerst erkannt haben.

Alles in allem hat sich der finanzielle Aufwand gelohnt. Das System kann ich somit empfehlen, insbesondere wenn man Informationen kurzfristig breit streuen muss.

Lehrer sind keine Technikmuffel

byod1Im Rahmen der Pressenkonferenz „Digitale Schule“ hielt Prof. Dieter Kempf, Präsident des Bundesverbandes Informationswirtschaft, Telekommunikation und neue Medien e.V. (BITKOM) einen Vortrag, in dem er auf Grundlage einer repräsentativen Studie aufzeigt, dass Lehrer nicht zu den “Bremsern” einer digitalen Schule gehören. Im Gegenteil, sie sind ein starker Befürworter und gehören selbst zu denjenigen, die für ihre schulischen Aufgaben Notebook und PC nutzen. In der Untersuchung ging es um drei Fragestellungen:

Welche Einstellung haben Lehrer zu elektronischen Medien?

Wie ist es um die Ausstattung der Schulen bestellt?

Wozu werden die neuen Medien eingesetzt?

Zusammenfassend kommt die Studie zu den nachfolgend aufgeführten Aussagen:

  • Lehrer sind keine Technik-Muffel
  • Computer gehören zum Alltag der Lehrer
  • Jeder sechste Lehrer ist ein Technik-Fan.
  • Lehrer wollen elektronische Medien nutzen
  • Internet ist in den Klassenräumen angekommen
  • Schulen verfügen über eine digitale Grundausstattung
  • Ein Drittel der Lehrer hält Ausstattung nur für mittelmäßig
  • Vielfältiger Einsatz von elektronischen Medien im Unterricht
  • Elektronische Medien bereichern den Unterricht
  • Lehrer würden gerne häufiger elektronische Medien einsetzen
  • Vier von zehn Lehrern haben keine Fortbildung besucht
  • Mehr als zwei Drittel der Lehrer wünschen sich von ihrer Schule mehr Qualifizierungsangebote und bessere digitale Lernmaterialien.
  • Die Lehrer erwarten von der Schulpolitik mehr zur Medienkompetenz in den Lehrplänen, ebenso wie elektronische Medien als Ergänzung zu den Schulbüchern, die bundeslandübergreifenden einheitlichen Standards genügen

Die Ergebnisse sind eigentlich erfreulich, zeigen aber auch viele Problembereiche auf. Wer mehr erfahren möchte, findet auf der folgenden Seite mehr zur Studie. Interessant auch die medial aufbereitete Auswertung zur Befragung als pdf-Dokument. Am Ende des Beitrags findet man die entsprechenden Dokumente zum Download.