Berufsorientierung in virtuellen Meetings

Berufsorientierung in virtuellen Meetings

Gleich zwei Mal hatten Anfang November Schülerinnen und Schüler der Leistungskurse der Q1 und Q2 Gelegenheit, an Online-Seminaren im Rahmen von Berufsorientierungsmaßnahmen teilzunehmen. Eine ganze Reihe von Kooperationspartnern haben sich zusammengeschlossen, um diesen einmaligen Service möglich zu machen. Neben der Bundesagentur für Arbeit waren außerdem das zdi Netzwerk MINT Düsseldorf (Zukunft durch Innovation und die Initiative zur Förderung des mathematisch, informationstechnischen, naturwissenschaftlichen und technischen Unterrichtes) sowie die Universität Bielefeld als Durchführende beteiligt.

Doktoranden und Dozenten der Universität Bielefeld boten eine Reihe verschiedener Themen, analog zu den Lehrplänen der Oberstufe, für die sich die Fachlehrkräfte mit ihren Kursen einbuchen konnten. Der Biologie Leistungskurs der Q1 beschäftigte sich z.B. einen Vormittag lang mit dem Thema „Genetik vs Covid-19“. In diesem virtuellen Seminar ging es vor allem um die molekularbiologischen Nachweismethoden des Virus´. Mit Hilfe eines vorher zugesandten Skriptes konnten die Schülerinnen und Schüler die Vorträge der Dozenten verfolgen, kleine Aufgaben lösen und interaktiv dokumentieren; außerdem bestand jederzeit die Möglichkeit, Fragen zu stellen. Auf diese Weise konnte der Kurs die vorher im Fachunterricht erarbeiteten Grundlagen wiederholen und festigen. Gleichzeitig lernten die Schülerinnen und Schüler den Umgang mit weiteren modernen Seminarmethoden kennen, Formen der analogen und digitalen Dokumentation und der virtuellen Kommunikation und übten, damit umzugehen. Durch die Dozenten erhielt der Kurs außerdem vertiefende Einblicke in das vielfältige Arbeitsgebiet der Biologen in Lehre und Forschung.

Das zweite Seminar war für den Biologie Leistungskurs der Q2 maßgeschneidert. In dieser sechsstündigen Veranstaltung ging es um die Biochemie der Fotosynthese. Das Besondere an diesem virtuellen Seminar war der wissenschaftspropädeutische Aufbau. Inhaltlich handelt es sich dabei also um akademische Lehr- und Lernmethoden bereits in der Oberstufe, wie es auch von der Kultusministerkonferenz der Bundesländer gefordert wird. Die Schülerinnen und Schüler lernten kleine Experimente digital zu planen, Hypothesen zu bilden und anschließend virtuell durchzuführen. Unterstützt von Vorträgen der Dozenten und aufwändig gestalteten Präsentationen, z.T. animiert oder von Videosequenzen begleitet, lernten die Schülerinnen und Schüler auch hier neue Formen des so genannten E-Learning kennen, also virtuelle und interaktive Seminarmethoden. Darüber hinaus bekam der Kurs Informationen zum neuesten Stand der Forschung und zu den Arbeitsgebieten der Biologen und Biochemiker und erhielten somit Impulse für eine mögliche eigene Berufsplanung.

Beide Veranstaltungen bekamen von den Schülerinnen und Schüler großes Lob und ausschließlich positives Feedback.

 

Dr. Michael Tech
Der DNA auf der Spur

Der DNA auf der Spur

Der genetische Fingerabdruck im Labor

Wie wird DNA aus lebenden Zellen gewonnen? Wie funktioniert das Verfahren PCR, dass zurzeit auch bei dem Test auf Covid-19 angewendet wird? Und wie kann das gewonnene und vervielfältigte Erbgut schließlich sichtbar gemacht werden?

Diesen aktuellen und spannenden Fragen gingen die Schülerinnen und Schüler des Biologie Leistungskurses der Q1 ganz praktisch auf den Grund. Einen ganzen Tag verbrachte der Kurs in einem Profi-Labor des Vereins „KölnPub“, der Fortbildungsmaßnahmen für Schulen, Wirtschaft und Politik im Bereich der Biologie und besonders in der Molekulargenetik organisiert und durchführt.

Die theoretische Einführung in das Thema hatten die Schülerinnen und Schüler bereits im Unterricht erhalten. Obligatorisch wird das Praktikum parallel zum Lehrplanthema „Molekulargenetik“ geplant und durchgeführt, so dass der Kurs nach einer kurzen Einweisung sofort anfangen konnte, zu arbeiten.

Die Schülerinnen und Schüler extrahierten dazu eigene DNA aus Mundschleimhautzellen. Dabei waren viele Arbeitsschritte notwendig, die sie einzeln an ihren Laborarbeitsplätzen durchführen mussten. Exaktes und sauberes arbeiten, Umgang mit kleinsten Mengen diverser Chemikalien zum Lösen und Säubern der Zellbestandteile und die Handhabung verschiedener Laborgeräte stellten den Kurs vor große Herausforderungen.

Das Ziel der Arbeit sollte es sein herauszufinden, ob man ein bestimmtes genetisches Merkmal nur von einem, oder von beiden Elternteilen vererbt bekommen hat; dieses Merkmal konnte man dann mit dem genetischen Fingerabdruck sichtbar machen. Gleichzeitig lernte der Kurs im Detail alle Arbeitsschritte kennen, wie sie dazu in Laboren notwendig sind, z.B. beim Landeskriminalamt, wo Täterspuren wie Blut oder Hautschuppen in einem genetischen Fingerabdruck (Foto) sichtbar gemacht werden, oder eben, ganz aktuell, um DNA von Viren nachzuweisen.

Die gewonnene DNA wird in einem Gerät (Thermocycler) vervielfältigt und schließlich in einem elektrischen Feld (Gel-Elektrophorese) aufgetrennt. Durch das Hinzufügen eines lumineszierenden Farbstoffes kann die DNA in Form eines so genannten Bandenmusters sichtbar gemacht werden. Über Lage und Länge der Bandenmuster kann dann eine Aussage über das Vorhandensein bestimmter genetischer Merkmale getroffen werden (Foto).

Am Ende des Tages hatte der Kurs nicht nur einen spannenden Arbeitstag hinter sich, sondern auch einen Eindruck von der täglichen Arbeit im Labor, die gerade im Bereich der Biologie besonders vielfältig und abwechslungsreich ist.

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Dr. Michael Tech
Botanisch-Genetischer Ferienkurs

Botanisch-Genetischer Ferienkurs

Als MINT-freundliche Schule (Mathematisch-Informationstechnisch- Naturwissenschaftlich-Technisch) arbeitet das Goethe Gymnasium seit Jahren mit verschiedenen Kooperationspartnern aus der Forschung, Lehre und Industrie zusammen. So wird es immer wieder engagierten und interessierten Schülerinnen und Schülern ermöglicht, an Workshops, Projekten und Praktika teilzunehmen, die ihnen einen Einblick in mathematisch- naturwissenschaftliche und informationstechnische Berufsfelder ermöglichen.

Schüler des Biologie Leistungskurses konnten in diesem Jahr ein Praktikum an der Universität Köln absolvieren, im so genannten CEPLAS-Labor (Cluster of Excellenz in Plant Sciences), das von der Robert Bosch und der Rhein Energie Stiftung finanziell unterstützt wird.

In dem einwöchigen Kurs, den die Schüler freiwillig in der ersten Woche der Herbstferien absolvierten, wurde die Bedeutung von symbiotisch lebenden Pilzen im Wurzelgeflecht von Pflanzen erforscht. Je mehr dieser mikroskopisch kleinen Pilze im Boden vorhanden sind, umso besser ist das Pflanzenwachstum und umso höher ist z.B. bei Nutzpflanzen auch der Ertrag. Das Besondere dabei war, dass die Schüler alle Tätigkeiten und Arbeitsschritte eigenverantwortlich durchführen mussten, wie sie auch täglich in einem Profi-Labor anfallen. Biochemische und molekulargenetische Untersuchungen wurden dabei ebenso durchgeführt, wie mikroskopische Untersuchungen und die Routinearbeit der Dokumentation.

Begleitet und betreut wurde das Praktikum von Lehramtsstudenten der Fakultät Biologie, unter der Leitung von Prof. Dr. Marcel Bucher sowie der verantwortlichen für das gesamte Programm CEPLAS Forschung und Lehre, Dr. Mitzi Villajuana.

Eine während des Praktikums erstellte Präsentation kommt allen Schülern und Schülerinnen zugute, da die Absolventen ihre Ergebnisse in den Biologie Leistungskursen der Q1 und Q2 vorstellen werden und sich damit gleichzeitig sehr gute mündliche Leistungen im Unterricht erarbeiten können.

Klicken Sie auf den Link, um einen Schüler-Erfahrungsbericht zu lesen.

 

Dr. Michael Tech
Den Genen auf der Spur

Den Genen auf der Spur

Kürzlich unternahm der Q1 Biologie Leistungskurs von Herrn Hiepler eine Exkursion ins BAYLAB Schülerlabor in Leverkusen. Die Schülerinnen und Schüler hatten hier die hervorragende Möglichkeit, die Erfahrungen der im Unterricht behandelten Inhalte mit fachpraktischen Arbeitsmethoden unter professionellen Laborbedingungen zu erweitern. Das Projekt „Erbgut und Gesundheit – Methoden der Biotechnologie“ bot den Kursteilnehmern die Möglichkeit, einen Abschnitt ihrer eigenen DNA aus Mundschleimhautzellen zu isolieren, zu vervielfältigen und schlussendlich sichtbar zu machen.

Der Tag begann mit einer kurzen Wiederholung der fachlichen Inhalte aus dem Leistungskursunterricht. Die Inhalte wurden dann durch weitere Informationen bezüglich des DNA-Abschnitts, der isoliert werden sollte, ergänzt. Nachdem alle Schülerinnen und Schüler mit Schutzbrillen und Laborkitteln ausgestattet waren, durften sie sich zunächst mit der Arbeit mit Mikropipetten vertraut machen. Exaktes Arbeiten ist im Genlabor nämlich oberstes Gebot. Nach einer Trainingsphase wurde die jeweils eigene DNA aus Mundschleimhautzellen mithilfe verschiedener Lösemittel und Methoden extrahiert. Die isolierte DNA konnte dann mithilfe der PCR (Polymerasekettenreaktion) vervielfältigt werden. Die PCR ist eine Standardmethode zur Vervielfältigung von DNA-Abschnitten. Sie wird zum Beispiel in der Kriminalistik eingesetzt, um kleinste Mengen von DNA-Proben untersuchen zu können.

Die Länge des vervielfältigten DNA-Abschnitts wurde im Anschluss mithilfe einer Gelelektrophorese bestimmt. So konnten Rückschlüsse auf die genetische Information gezogen werden. Die Gelelektrophorese ist ein Verfahren, bei dem DNA durch Anschließen einer elektrischen Spannung durch ein Gel wandert. Aufgrund ihrer negativen Ladung wandert sie zum Pluspol. Je länger der DNA-Abschnitt ist, desto langsamer kann er durch das Gel wandern. Folglich werden DNA-Stücke nach ihrer Länge aufgespalten. Zum Abschluss wurden die Ergebnisse aller Kursteilnehmer mithilfe einer UV-Kamera sichtbar gemacht und miteinander verglichen.

Insgesamt war der Tag sehr erfolgreich. Die Schülerinnen und Schüler erlebten die Laborarbeit als sehr bereichernd – vor allem für das tiefergehende Verständnis molekularbiologischer Methoden.

 

Gregor Hiepler
Ökologieprojekte in der Toskana

Ökologieprojekte in der Toskana

Wie jedes Jahr fuhren die Kurse der Q2 im Rahmen ihrer Abschlussfahrten Ziele in ganz Europa an. Die Fahrt des Biologie-Leistungskurses im Oktober hatte dabei eindeutige naturwissenschaftliche Schwerpunkte.

Nach der Abfahrt am Sonntagabend erreichten die neunzehn Schülerinnen und Schüler mit ihren beiden Begleitlehrern, dem Kurslehrer Dr. Tech und der Biologielehrerin Frau Joos, nach einer Nachtfahrt den Ort Reggio in der Toskana. Das warme Wetter und der fußläufige Strand wurden von allen zur Entspannung nach der langen Fahrt genutzt.

Am nächsten Morgen ging es mit dem Bus, der dem Kurs die ganze Zeit für Ausflüge zur Verfügung stand, nach Vinci, dem Geburtsort des berühmten Universalgenies der Renaissance. Eine mittelalterliche Burg war als Ausstellungsort ausschließlich dem Leben und Werk von Leonardo da Vinci und seinen naturwissenschaftlichen Forschungen in den Bereichen der Mechanik, der Optik und der Anatomie gewidmet. Naturgetreue und zum Teil lebensgroße Modelle und Computeranimationen veranschaulichten seine Erfindungen eindrucksvoll. Eine deutschsprachige Museumsführerin präsentierte dem Kurs auch Originaldokumente, z.B. die biologischen Zeichnungen, die Leonardo im Rahmen seiner Forschungen angefertigt hatte. Nach einem kurzen Abstecher nach Pisa ging es wieder in die Unterkunft nach Reggio, einem kleinen Familienhotel, das den Kurs jeden Abend mit einem Drei-Gänge-Menü verwöhnte.

Der folgende Tag begann im größten Nationalpark der Region. Dort wurde der Kurs von einem fachkundigen Biologen begrüßt, der mit seinem Projekt „Pflanzenevolution – Anpassungserscheinungen mediterraner Pflanzen“ durch den Vormittag führte. Mit kleinen Arbeitsaufträgen konnten die Schülerinnen und Schüler evolutionäre Strategien der Pflanzen erkennen, z.B. in Abhängigkeit von Standorten, Bodenbeschaffenheiten oder klimatischen Einflüssen. Eine kleine Wanderung durch den Nationalpark führte den Kurs dabei von einem eher mitteleuropäischen Mischwald über Pinienwälder und Sanddünen bis zum Meer. Am Nachmittag stand dann ein Flussprojekt auf dem Programm. Auch hier führte ein Team von italienischen Biologen durch das Praktikum. Mit der entsprechenden Ausrüstung versehen wurde die Gewässergüte eines kleinen Flusses überprüft. Dabei wurde von den Schülerinnen und Schülern ein typisch biologisches Arbeitsverfahren eingeübt: die Analyse des Gewässers mit Hilfe sogenannter Bioindikatoren, also Organismen, die durch ihre An- oder Abwesenheit Aussagen über die Qualität des Wassers zulassen.

Der Abreisetag wurde schließlich ganz unterschiedlich genutzt. Während einige Schülerinnen und Schüler den Vormittag für einen Rundgang durch Florenz nutzten, erkundeten andere den Ort und die Strandpromenade von Reggio oder nutzten noch einmal die letzte Badegelegenheit. Abends ging es dann mit dem Bus wieder zurück zum Goethe-Gymnasium nach Düsseldorf.

 

 Michael Tech

Mathe Masters 2019

Mathe Masters 2019

Der traditionelle Mathematikwettbewerb Mathe Masters am Goethe fand dieses Jahr am 11.10.2019 in der neuen ReTheL-Halle statt. Dort traten wie gewohnt vier Teams aus jeder Klasse der Jahrgangsstufe 5 gegeneinander an und lieferten sich ein spannendes und lautstarkes Duell. Unbeeindruckt von den überragenden Anfeuerungsschreien lösten die Teams Logik- und Rechenaufgaben, die so nicht unbedingt aus dem Schulalltag bekannt waren.

Das Team aus der 5b setzte sich souverän durch und gewann den Wettbewerb. Man darf gespannt sein, welches Team im nächsten Jahr gewinnen wird. Jedenfalls kann sich diese Jahrgangsstufe 5 bereits auf die Fortsetzung von Mathe Masters in der Jahrgangsstufe 6 freuen.

 

Hasan Dogan