ausführliche Projektbeschreibung

Ausführliche Projektbeschreibung

„CSI: DTown“ ist ein bioanalytischer, mobiler Workshop zur schülerseitigen Erstellung des eigenen genetischen Fingerabdrucks an nur einem Vormittag unter Verwendung modernster Technik im Klassenraum und ein lokaler Ableger von „CSI: Mainhattan – Biochemie (be)greifen“

Das Projekt wurde an der Paul-Ehrlich-Schule (Höchst) entwickelt und seit dem Startschuss in 2010 kontinuierlich weiterentwickelt und verbessert; und dies in erster Linie durch die jugendlichen Teilnehmerinnen und Teilnehmer, welche die härtesten, aber auch konstruktivsten Kritiker sind.


Die Projekt-Entwickler:

https://www.csimainhattan.de/

https://www.paul-ehrlich-schule.de/index.php/2-uncategorised/189-csi-beschreibung-home


Wir sind motivierte Lehrer des allgemeinbildenden Oberstufengymnasiums `Bertolt-Brecht-Schule Darmstadt´, die ebenfalls das naturwissenschaftliche Experimentieren im regulären Unterricht stets verbessern wollen. Mit dem ersten Einsatz des „CSI: Mainhattan“-Systems in unseren Biologieleistungskursen war uns klar, dass wir das System noch viele weitere Jahre ausleihen würden. Dann entschieden wir uns aber dazu, noch einen Schritt weiterzugehen und an der Weiterentwicklung des Systems mitzuwirken.

Dabei soll nicht nur ein neuer Standort für den Verleih und die Unterstützung im südhessischen Raum etabliert werden, um der großen Nachfrage des ausleihbaren mobilen Systems gerecht zu werden, sondern das System soll zukünftig auch fächerübergreifend für den Einsatz in Chemiekursen ausgeweitet werden, um das fächerübergreifende, kontextbezogene Lernen und Denken der Schüler/innen zu fördern.

Der Workshop bedient sich moderner, vielfältig einsetzbarer bioanalytischer Verfahren wie PCR und Gelelektrophorese. Die forensische Spurenanalytik stand bei der Konzeptentwicklung Pate. Das Klassenzimmer wird im übertragenen Sinn zum Tatort: Die Schülerinnen und Schüler analysieren ihre eigene DNA (Modul: „Der genetische Fingerabdruck“).

Dem Projekt kann man nicht aberkennen, dass das CSI-System den Fokus auf die Praxis und die Abbildung der Realität im Klassenraum legt. Bereits der Umgang mit einer Kolbenhubpipette spiegelt eine berufliche Alltagssituation wieder und zeigt den Schülerinnen und Schülern, ob eine derart exakte, feinmotorisch anspruchsvolle Arbeit für sie zukunftsgerichtet in Frage käme.

Das System ist um biologisch-medizinische Kontexte erweiterbar: Schülerinnen und Schüler könnten (je nach Primer-Wahl) auch Bakterien und Pilze detektieren (Modul: „Biohazard“) oder rote von weißen Traubenkernen unterscheiden (Modul: „Evolution“ – Dieses Modul wird aktuell von der Paul-Ehrlich-Schule entwickelt.); Anwendungen, die auch exakt die medizinische und lebensmittelanalytische Diagnostik simulieren (z.B. Ebola-Nachweis, Pränataldiagnostik oder etwa Nachweis von Pferdefleisch in Lasagne).

Sämtliche Arbeitsmaterialien wurden zusammen mit Schülerinnen und Schülern entwickelt, stets weiterentwickelt, und bei der zukünftigen Anpassung an Unterrichtsreihen des Chemieunterrichts soll dieses Erfolgsrezept ebenfalls angewendet werden.

Bezüglich des Chemieunterrichts bietet das CSI-System einen wundervollen Lernkontext, um etwa Polymerchemie (Agarose, DNA, Polymerase), Basiskonzept Säure-Base-Chemie (Puffer, DNA als Säure, Säurerest-Anionen im elektrischen Feld), Trennmethoden, Farbstoffe, zwischenmolekulare Wechselwirkungen/ Struktur-Teilchen-Prinzip usw.., anwendungsbezogen zu unterrichten.

Der Workshop ist mit bis zu zwei Oberstufenkursen zeitgleich durchführbar, sodass sich der organisatorische Aufwand für ausleihende Schulen doppelt rechnet.

Die Lehrkräfte vor Ort organisieren lediglich den Transport des Systems vom Standort zur Schule sowie einen Klassenraum und die Freistellung der Schülerinnen und Schüler von 9 bis 13 Uhr – mehr ist nicht notwendig. Alles Weitere organisiert das „CSI-Team“. Es werden regelmäßig Fortbildungen zum Umgang mit den Materialien und die Implementierung in den regulären Biologie- bzw. naturwissenschaftlichen Unterricht angeboten.

 

 

Welche Schüler/innen soll das Projekt erreichen?

Definitiv erreichen wir pro Jahr die Schüler/innen der drei bis vier Biologie-Leistungskurse (Kursstärken 18-24 Schüler/innen) unseres eigenen Oberstufengymnasiums Bertlot-Brecht-Schule Darmstadt.

Ferner wird das CSI-Projekt in der Projektwoche angeboten. Um mehr Schüler/innen zu erreichen und zu begeistern, sollen an dem Projekt auch Q2-Grundkurs-Schüler/innen teilnehmen.

Zudem wird das Projekt in unseren Chemiegrund- sowie Leistungskursen in Q2 und Q4 angeboten werden, um das fächerübergreifende vernetzte Denken zu fördern und das CSI-System immer besser auf das Fach Chemie zuzuschneiden. Mit der Anpassung des Arbeitsmaterials an den Chemieunterricht soll die Einsatz-Frequenz durch den Verleih an Schulen mit Q2- und Q4-Chemiekursen erhöht werden und noch mehr Schüler/innen und Lehrer/innen erreicht werden.

Zuletzt sei hier nochmals erwähnt, dass die Besonderheit des CSI-Systems darin besteht, dass es mobil und verleihbar ist. Laut der erfahrenen „CSI: Mainhattan“-Gruppe wird das System ca. 15 Schulwochen pro Schuljahr verliehen (erreichte Schüler/innen nur abschätzbar: 1 – 2 Kurse pro Woche zu je 20 – 25 Schüler/innen). Die genannten 15 Schulwochen gehen alleine aus den Einsätzen in Biologiekursen (Lehrplananbindung Q1) und Projektwochen hervor.

Projektziele

Grundlegend soll das Projekt junge Menschen in Zeiten eines Fachkräftemangels auf mögliche naturwissenschaftlich ausgerichtete Ausbildungsberufe oder Studiengänge aufmerksam machen. Die Berufs- und Studienorientierung ist ein Kernprofil unseres Oberstufengymnasiums und fest im Schulprogramm verankert.

Ferner möchten wir mit dem ausgearbeiteten System und den Arbeitsmaterialien Schülerinnen und Schüler für die Naturwissenschaften begeistern und unseren Beitrag dazu leisten, Interesse und Motivation bzgl. der MINT-Fächer durch attraktive Lernkontexte zu stärken und interdisziplinäres Denken und Vernetzen innerhalb der MINT-Fächer zu fördern.

Zudem wollen wir Lehrkräften die Möglichkeit geben, auch im regulären Unterricht ein Lebenswelt-nahes, aus den Medien bekanntes Experiment durchzuführen. Der genetische Fingerabdruck und die Detektion von Keimen dienen hierbei als prominente Beispiele, um unkompliziert und erfolgsgarantiert die reale Laborarbeit in kürzester Zeit widerzuspiegeln.

 

Weitere Besonderheiten

Das „CSI: DTown“ ist…

…die Weiterentwicklung des mobilen, verleihbaren All-Inclusive-Forensik-Labors „CSI: Mainhattan“.

…komfortabel und unkompliziert: Es sind alle Versuchsanleitungen, Geräte und Verbrauchsmaterialien enthalten.

…schulpraktisch bzgl. Zeit, Kosten und Gruppengröße: Besuche außerschulischer Genlabore dauern durch An- und Rückreise länger als einen Schultag und bergen zusätzliche Kosten sowie Organisation. Ferner bieten genetische Schülerlabore ihre Workshops nahezu immer nur für Gruppen bis 20 Schüler/innen an, wodurch die meisten Klassen und Kurse diese Angebote nicht geschlossen wahrnehmen können. Das „CSI: DTown“-System kann wie eine „gewöhnliche Gruppenarbeit“ an die eigene Gruppengröße angepasst werden.

…schüler- und zukunftsorientiert: Die kriminalistische Spurensuche via genetischem Fingerabdruck ist der Schülerschaft durch die Medienpräsenz bekannt, weshalb das System an das Alltagswissen der Schüler/innen anknüpft. Ferner werden bei „CSI: DTown“ nur aktuelle Labormethoden und -geräte eingesetzt, sodass die Schüler/innen einen realen Einblick in die biologisch-experimentelle Laborarbeit bekommen.

…lehrplangerecht und fächerübergreifend: Verbindlich für alle Biologie-Kurse der Sek.II sind im Lehrplan die Inhalte „Prinzip der Polymerasekettenreaktion (PCR)“ und „Prinzip der Gelelektrophorese“ angeführt. Ferner bietet sich das „CSI: DTown“-System als Lernkontext für Sek.II-Chemiekurse an. Denn selbst in Chemiekursen werden die chemischen Hintergründe standardmäßig gelehrt wie z.B. Puffer, Kohlenhydrate, Veresterung, Polymere, Schmelzpunkte/ zwischenmolekulare Wechselwirkungen, Trennmethoden, Farbstoffe,…

…erfolgsgarantiert: Das „CSI: Mainhattan“-System wird seit über 6 Jahren eingesetzt. Seither werden Fehlerquellen reduziert, Arbeitsblätter angepasst und das entsprechende Knowhow „aus der Praxis für die Praxis“ erweitert.

….modular: Die technische Ausstattung kann auch für andere Schulexperimente verwendet werden.