Zielsetzung und Anlass des Vorhabens<\/p>\n
In der \u00d6ffentlichkeit werden Beitr\u00e4ge von Nachwachsenden Rohstoffen und der Gentechnik zum Um-weltschutz oft kontrovers diskutiert. Das zu Grunde liegende Konzept vermittelt Lehrern als auch Sch\u00fc-lern einen konkreten Einblick in die Anwendungsvielfalt beider Themengebiete, potentieller Synergien f\u00fcr aktuelle und zuk\u00fcnftige Herausforderungen sowie eine Anleitung f\u00fcr das wissenschaftliche Arbeiten in Theorie und Labor. So werden den Teilnehmern sowohl projektorienteierte Hintergr\u00fcnde in Fachvortr\u00e4gen vermittelt als auch der praktische Einsatz moderner Techniken direkt im Labor erm\u00f6glicht. Auf diese Weise wird ein kritischer sowie sachbezogener Dialog zwischen Gesellschaft und Forschung gef\u00f6rdert, der auch das Interesse f\u00fcr Studieng\u00e4nge auf dem Feld von Naturwissenschaft und Technik f\u00f6rdern soll.<\/p>\n
Darstellung der Arbeitsschritte und der angewandten MethodenDie Teilnehmer des Sch\u00fclerkurses werden parallel zu den themenspezifischen Fachvortr\u00e4gen folgende praktische Arbeiten durchf\u00fchren: die enzymatische Hydrolyse von Holz mit anschlie\u00dfender Fermentation, eine Klonierung mit nachfolgender heterologer Enzymexpression und abschlie\u00dfend eine Prozesssi-mulation mittels SuperProDesigner. Die Praxisteile decken somit den Einsatz hydrolytischer Enzyme auf nat\u00fcrlichem Substrat, Kultivierungstechniken auf Fest- und Fl\u00fcssigmedien sowie im Kolben- als auch Fermenterma\u00dfstab, Fermentationsmonitoring und -steuerung, molekularbiologische Techniken der Po-lymerase-Kettenreaktion (PCR), Restriktion, Ligation, Elektroporation, Agarosegelelektrophorese, Induk-tion einer heterologen Expression und SDS-PAGE als auch eine Prozesssimulation ab.<\/p>\n
Der Lehrerkurs ist thematisch deckungsgleich mit dem Sch\u00fclerkurs, soll aber zeitlich bedingt neben dem Prozessdesign nur ausgew\u00e4hlte praktische Arbeiten aus der Bioraffinerie und der Molekularbiologie be-inhalten. Der Fokus liegt auf der Vermittlung technischer Hintergr\u00fcnde einer Bioraffinerie, der Diskussion von Herausforderungen eines Rohstoffwechsels und praktischen Anwendungsbeispielen f\u00fcr den Einsatz des Bioraffineriekoffers im Zuge der Unterrichtsgestaltung an Schulen. Konkrete praktische Arbeiten stellen die enzymatische Holzhydrolyse, Kultivierung und Fermentation, Klonierungstechniken (PCR, Restriktion, Agarosegelelektrophorese) sowie die Prozesssimulation mittels SuperProDesigner dar.<\/p>\n
Ergebnisse und Diskussion<\/p>\n
Im Sinne der Zielsetzung wurden zahlreiche Materialien erarbeitet und Veranstaltungen angeboten:
\nSch\u00fclerferienkurs “Bioraffinerie – Industrielle Nutzung Naschwachsender Rohstoffe”
\n– Es wurden insgesamt vier Veranstaltungen mit ca. 40 Sch\u00fclerinnen und Sch\u00fclern durchgef\u00fchrt.
\n– Ein ausf\u00fchrliches Praktikumsskript, das sowohl eine theoretische Grundlage als auch einen prakti-schen Verlaufsplan beinhaltet, wurde in zielgruppenorientierter Fassung erstellt.
\n– In Diskussionsrunden mit Vertretern der Industrie, konnten anwendungs- und marktorientierte Fragen gekl\u00e4rt und Herausforderungen f\u00fcr die Wissenschaft, Technik und Bildung formuliert werden.
\n– Sch\u00fcler\/innen nutzten die Veranstaltungen als Entscheidungshilfe in Bezug auf ihre berufliche Lauf-bahn bzw. den weiteren Bildungsweg.
\nBioraffineriekoffer
\n– Es wurde ein mobiles Kleinlabor zusammengestellt, das eine vielseitige, flexible sowie modulare Un-terrichtsgestaltung mit hohem technischem Niveau und unabh\u00e4ngig vom jeweiligen Etat der Schule in Unterricht und Projektwochen bewiesen hat. Das Koffersystem erm\u00f6glicht eine hohe praktische Teilnahme der Sch\u00fcler\/innen in Form von zahlreichen Experimenten.
\n– Die gute materielle Ausstattung des Bioraffineriekoffers beinhaltet u.a. einen Bioreaktor, ein Sch\u00fct-teltablar, ein UV-Spektrometer, eine Mikrozentrifuge, Kolbenhubpipetten, einen \u00dcberkopfsch\u00fcttler sowie einen Laptop inkl. einer Prozesssimulationssoftware. Diese Ger\u00e4te werden durch die ben\u00f6tig-ten Chemikalien, Enzyme und Verbrauchsmaterialien erg\u00e4nzt und bieten derart eine, f\u00fcr die Schulen v\u00f6llig kostenlose, M\u00f6glichkeit eines anwendungsorientierten Unterrichts auf hohem technischen Ni-veau.
\n– Es wurden insgesamt vier Begleithefte erstellt, die das Lehrpersonal sowie die Sch\u00fcler\/innen in the-oretischer Einf\u00fchrung, Unterrichtsplanung, Versuchsdarstellung, Auswertung der Ergebnisse und Bewertung im gesellschaftlichen Kontext ma\u00dfgeblich unterst\u00fctzen. Das Lehrpersonal wurde auch mit vorgefertigten Materialien hinsichtlich der Dokumentationspflicht bei Experimenten im Schulun-terricht bedient. F\u00fcr die Unterrichtsgestaltung wurden relevante Inhalte als Overheadfolie erstellt und alle textbasierten Dokumente in einer dem Koffer beiliegenden DVD zur Verf\u00fcgung gestellt.
\nLehrerfortbildung “Bioraffinerie – Industrielle Nutzung Naschwachsender Rohstoffe”
\n– Es wurden insgesamt drei Veranstaltungen mit ca. 30 Lehrerinnen und Lehrern durchgef\u00fchrt.
\n– Die Veranstaltungen konnten dem Lehrpersonal modernste analytische Methoden bieten und dar-\u00fcber hinaus den apparativen Einsatz der Ger\u00e4te und Verfahren des Bioraffineriekoffers f\u00fcr eine sp\u00e4-tere Verwendung im Unterricht vermitteln.
\n– Neben einer Diskussion gesellschaftlicher Herausforderungen in Bezug auf Energie und Nachhaltig-keit konnte auch die Rolle der Verfahrenstechnik und die Studien- bzw. Berufsfelder vorgestellt wer-den. Somit kann das Lehrpersonal den Sch\u00fcler\/innen auch in Fragen der beruflichen Perspektiven von fachfremden Disziplinen als erste Informationsquelle dienen.
\nLehrerfortbildung “Bioverfahrenstechnik in der Lebensmittelproduktion”
\n– Es wurden insgesamt zwei Veranstaltungen mit ca. 18 Lehrerinnen und Lehrern durchgef\u00fchrt.
\n– Neben einer Brauanlage fand eine breite Analytik und viele Themen des Lehrplans, wie z.B. mikro-bio-logische Grundlagen, Katalyse und Metabolismus, Anwendung.
\nSchnuppertage
\n– Es wurden insgesamt neun Veranstaltungen mit ca. 360 Sch\u00fclerinnen und Sch\u00fclern durchgef\u00fchrt
\n– Entlang einer kurzen Einf\u00fchrung und vier Experimenten wurde bei den Teilnehmer\/innen das Inte-resse f\u00fcr Wissenschaft\/Technik best\u00e4rkt als auch die entsprechenden Studienm\u00f6glichkeiten aufge-zeigt.<\/p>\n
\u00d6ffentlichkeitsarbeit und Pr\u00e4sentation<\/p>\n
Das Konzept wurde \u00fcber Tagungen, Infoveranstaltungen im In- und Ausland, in nationalen und internati-onalen Printmedien, einem Internetportal f\u00fcr Fortbildungsm\u00f6glichkeiten, veranstaltungsspezifische Flyer und einen ausgew\u00e4hlten E-Mail-Verteiler beworben. Dar\u00fcber hinaus wurden alle Ma\u00dfnahmen \u00fcber zwei zielgruppenorientierte (Lehrpersonal u. Sch\u00fcler\/innen) Internetseiten vorgestellt: http:\/\/www.uni-kl.de\/biovt\/bioraffinerie. Schlie\u00dflich wurde jede Veranstaltung im Rahmen des Projekts auch als M\u00f6glich-keit zur Vorstellung der weiteren Angebote genutzt. <\/p>\n
Fazit<\/p>\n
Das Projekt “Die Bioraffinerie – Beitr\u00e4ge der Wei\u00dfen Biotechnologie zum Umweltschutz” hat \u00fcber einen vielseitigen Ma\u00dfnahmenkatalog eine gro\u00dfe Zahl an interessierten Lehrer\/innen und Sch\u00fcler\/innen auf nationaler und inter-nationaler Ebene erreicht und somit nachhaltig wissenschaftliche Grundlagen mit einer gesellschaftlichen Diskussion verkn\u00fcpft. Es konnte die globale Rolle von Wissenschaft und Technik aber auch die ganz individuelle Verantwortung sowie die beruflichen Perspektiven f\u00fcr den einzelnen Teilnehmer der Veranstaltungen herausgestellt werden.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"
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