Die EMBL Dauerausstellung, “die Welt der Molekularbiologie”, bietet ein Schulprogramm, das für 15- bis 19-Jährige konzipiert wurde. Die WMBio-Workshops bringen neben der Erkundung der Ausstellung auch ein praktisches Element in den Besuch ein. Das Schulprogramm wird für Sekundarstufe Schulen und Schule-AGs angeboten.

Die Gruppengröße ist auf 30 Schüler*innen beschränkt.

Während der Führung weckt unser Expertenteam die Neugier auf die großen und kleinen Fragen , die EMBL-Forschende zu beantworten suchen. Unsere WMBio Workshops, die auf der Ausstellung basieren, verknüpfen den Lehrplan kreativ mit den Fortschritten in der Molekularbiologie und finden in einer unkonventionellen Lernumgebung statt.

Der 2-stündige Besuch der Ausstellung umfasst entweder:

• Ausstellungsführung (1 Stunde) + Freies Erkunden der Ausstellung (1 Stunde)

ODER

• WMBio Workshop (45 Minuten) + Pause (15 Minuten) + Erkunden der Ausstellung mit Laufzettel (1 Stunde)

Der Ausstellungsbesuch und WMBio Workshop wird auf Englisch oder Deutsch angeboten.

Drei WMBio-Kurse stehen für einen Workshop vor Ort zur Auswahl. Darüber hinaus bieten wir Lehrkräften über unsere Online-E-Learning-Plattform themenspezifische Unterrichtsmaterialien an, die ihnen helfen, den Ausstellungsbesuch in ihre Lehrpläne zu integrieren.

Wir bieten auch Info-Sessions für Lehrkräfte vor Ort und Online an. Weitere Informationen finden Sie auf der Registerkarte.

ANFRAGE:

Lehrkräfte können sich über den obigen Link für den Besuch der Ausstellung bewerben. Nach Eingang der Bewerbung werden wir die Details prüfen und Ihrer Schulgruppe Termine für den Besuch der Ausstellung anbieten. Die Auswahl erfolgt auf der Grundlage der Gruppengröße, der Klassenstufe und der bisherigen Teilnahme an einem der SEPE-Programme. Die Lehrkräfte erhalten dann eine Bestätigungs-E-Mail und Zugang zu den Online-Bildungsressourcen.

Bitte beachten Sie, dass Besuche für Student*innen an vp@embl.org gerichtet werden sollten.

Hinweis: Aufgrund der hohen Anzahl von Besuchsanfragen können nicht alle berücksichtigt werden.

Künstliche Intelligenz (KI) ist eine entscheidende Komponente, die unsere Zukunft beeinflussen wird. Unsere einzigartige modulare Lernerfahrung lädt junge Lernende dazu ein, die der KI zugrunde liegenden Mechanismen zu erforschen – wobei die Bildanalyse als Grundlage für ein sinnvolles Verständnis von Machine Learning-Modellen dient. Wir tun dies, indem wir den Unterricht im Klassenzimmer, den Besuch einer Ausstellung und entsprechende Workshops miteinander verbinden.

Dieser Kurs behandelt die folgende Big Ideas:

• Einleitung in die künstliche Intelligenz zur Förderung der lebenswissenshaften Forschung
• Verstehen der Schritte von Machine Learning 
• Korrelation zwischen der Qualität der eingegebenen Daten und der Qualität der von der KI erzeugten Ergebnisse
• Vor- und Nachteile von KI-Modellen in der Bildverarbeitung

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Unterrichtsmaterialien für Lehrkräfte

Lehrkräfte erhalten Zugang zu ergänzenden Unterrichtsmaterialien, um Schüler*innen die Grundlagen von Machine Learning zu vermitteln. Die Materialien fördern forschungsbasiertes aktives Lernen und kollaboratives Arbeiten und helfen den Schüler*innen zu verstehen, wie Technologie und Forschung Hand in Hand gehen. Dieses Konzept wird durch unseren Workshop weiter unterstrichen, in dem Machine Learning als Forschungsinstrument zur Verbesserung der Forschung vorgestellt wird.

Der Schwerpunkt liegt also auf dem interdisziplinären Charakter der Forschung, einschließlich Informatik, Physik, Chemie und Biologie. 

Lerninhalte vor dem Besuch: Wir bieten Schüler*innen die Möglichkeit zu verstehen, wie künstliche Intelligenz die lebenswissenschaftliche Forschung beeinflusst und wie wir uns von der Biologie inspirieren lassen, um innovative Technologien zu entwickeln.

Lerninhalte nach dem Besuch: Wir laden Schüler*innen ein, im Rahmen eines Gemeinschaftsprojekts Kunstwerke zu schaffen, die biologische Bilder verwenden, um die Interdisziplinarität in den Wissenschaften mit Bezug auf die künstliche Intelligenz darzustellen. Eine Auswahl der kuratierten Schülerarbeiten wird im kommenden Jahr in unserer Ausstellung zu sehen sein. Zusätzliches Unterrichtsmaterial wird zur Verfügung gestellt, um eine gesunde Diskussion einzuleiten und zu leiten und die Schüler*innen anhand von Fallstudien zum Nachdenken über das Für und Wider der künstlichen Intelligenz in den Lebenswissenschaften anzuregen.

Nützliche Links und Leitfäden: Lehrerinnen und Lehrer, die daran interessiert sind, Mikroskopiertechniken im Unterricht zu erforschen, sollten sich unser Projekt Mikroskop in Aktion ansehen, das Licht- und Fluoreszenzmikroskopie einführt.

Hinweis: Einige der Lernmaterialien sind möglicherweise nur in einer der angebotenen Sprachen (Englisch oder Deutsch) verfügbar.

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Verknüpfungen zu den schulischen Lehrplänen

Der Workshop knüpft an die folgenden Konzepte in den Lehrplänen der Sekundarstufe an:

• Zellorganellen und Zellstruktur
• Mustererkennung in Datensätzen
• Grundlagen des Machine Learnings
• Potenzieller Einsatz von KI-Modellen in der Bildverarbeitung
• Grenzen von KI-Modellen

Mikroben sind die ältesten, zahlreichsten und vielfältigsten Lebensformen auf unserem Planeten und wir haben eine gemeinsame Evolutionsgeschichte mit ihnen. Unsere einzigartige modulare Lernerfahrung lädt junge Lernende dazu ein, die Mikroben zu erforschen, denen wir täglich begegnen – diejenigen, die um uns herum leben, und diejenigen, die in uns leben. Mit Hilfe der DNA-Sequenzanalyse versuchen wir die mikrobiellen Eigenschaften besser zu verstehen und nehmen die Schüler*innen mit auf eine Entdeckungsreise, wie das Mikrobiom uns bei Gesundheit und Krankheit beeinflusst.  Wir tun dies, indem wir den Unterricht im Klassenzimmer, den Besuch einer Ausstellung und entsprechende Workshops miteinander verbinden.

Dieser Kurs behandelt die folgende Big Ideas:

• Einführung in die mikrobiellen Ökosysteme des Menschen
• Korrelieren der DNA-Sequenz mit physikalischen Merkmalen von Mikroben
• Verstehen des Zusammenhangs zwischen Mikrobiom und Gesundheit und Krankheit
• Einsatz computergestützter Technologien zur Erstellung phylogenetischer Bäume, um die Entwicklung des Mikrobioms zu visualisieren

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Unterrichtsmaterialien für Lehrkräfte

Die Lehrkräfte erhalten Zugang zu ergänzenden Unterrichtsmaterialien, mit denen sie den Schüler*innen die Grundlagen des Mikrobioms vermitteln können. Die Materialien regen zum Forschen, aktiven Lernen und zur Zusammenarbeit an und helfen den Schüler*innen zu verstehen, wie Technologie und Forschung Hand in Hand gehen. Dieses Konzept wird durch den Workshop vor Ort weiter unterstrichen, in dem die Schüler*innen die Techniken zur Untersuchung des menschlichen Ökosystems erkunden.

Lerninhalte vor dem Besuch: Wir bieten den Schüler*innen eine Einführung in die Mikroben, die auf und in uns leben, und vermitteln ihnen einen Einblick, wie eng unsere Gesundheit und Krankheiten mit diesen Mikroben zusammenhängen.

Lerninhalte nach dem Besuch: Computergestützte Methoden sind heute ein wichtiger Bestandteil der in den Lebenswissenschaften eingesetzten Forschungstechnologien. Die Schüler*innen entwickeln ihre ersten Kenntnisse über phylogenetische Bäume und verwenden ein computergestütztes Tool, den interactive Tree of Life (iToL), um die Entwicklung des Mikrobioms zu verstehen.

Nützliche Links und Leitfäden: Unterrichtsmaterialien und Videos von unseren Mitarbeiter*innen und Partnerinstituten, die den Unterricht bereichern können

Hinweis: Einige der Lernmaterialien sind möglicherweise nur in einer der angebotenen Sprachen (Englisch oder Deutsch) verfügbar.

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Verknüpfungen zu den schulischen Lehrplänen

Der Workshop knüpft an die folgenden Konzepte in den Lehrplänen der Sekundarstufe an:

• Konzepte der Mikrobiologie
• Grundlagen des Darmmikrobioms
• Menschliche Ökosysteme – evolutionäre Verwandtschaft
• Die Rolle der Mikroben bei Gesundheit und Krankheit

Das “zentrale Dogma” – von der DNA zum Protein – definiert die Molekularbiologie. Unsere einzigartige modulare Lernerfahrung verbindet das Lernen im Klassenzimmer mit dem Besuch der Ausstellung und dem dazugehörigen Workshop. Somit laden wir junge Lernende dazu ein, die Grundlagen des Informationsflusses von der DNA zum Protein mit haptischen und visuellen Hilfsmitteln in einem außergewöhlichen Setting zu erforschen.

Dieser Kurs behandelt die folgende Big Ideas:

• Proteine als dynamische Moleküle und Korrelation zwischen Proteinstruktur und -funktion
• Einführung in die computergestützte/künstliche Intelligenz und deren Rolle in der Molekularbiologie

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Unterrichtsmaterialien für Lehrkräfte

Jede Lehrkraft erhält Zugang zu ergänzenden Unterrichtsmaterialien, die helfen, Schlüsselkonzepte der Molekularbiologie zu verstehen und zu verbinden. Dies ermöglicht den Schüler*innen einen ganzheitlichen Zugang zu den wissenschaftlichen Konzepten, die dem zentralen Dogma zugrunde liegen: von der DNA bis zum Protein.

Dies unterstreicht den interdisziplinären Ansatz der Forschung, der Chemie und Biologie einschließt, und die ethischen Dilemmata, die sich aus wissenschaftlichen Fortschritten ergeben.

Lerninhalte vor dem Besuch: Lernspiel zur Erklärung von Transkriptions- und Translationsprozessen, Lernmaterial und Video über die Bedeutung von Proteinen

Lerninhalte nach dem Besuch: Crispr/Cas9-Bioethikmodul (verfügbar für Bewertungen), Bioinformatikmodule zur Vertiefung des Verständnisses von Proteinen und Fortschritten in diesem Bereich

Nützliche Links und Leitfäden: Unterrichtsmaterialien und Videos von unseren Mitarbeiter*innen und Partnerinstituten, die den Unterricht bereichern können

Hinweis: Einige der Lernmaterialien sind möglicherweise nur in einer der angebotenen Sprachen (Englisch oder Deutsch) verfügbar.

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Verknüpfungen zu den schulischen Lehrplänen

Der Workshop knüpft an die folgenden Konzepte in den Biologielehrplänen der Sekundarstufe an:

• Merkmale und Klassifizierung von Aminosäuren
• Proteinstruktur: primäre, sekundäre, tertiäre und quaternäre Struktur – Proteinfaltung
• Korrelation zwischen Proteinstruktur und -funktion
• Denaturierung von Proteinen
• Enzym-Substrat-Dynamik

„Ökosysteme im Wandel – Nexus Island“ ist eine spielbasierte Lernressource, die es den SchülerInnen erlaubt, Organismen und deren Verbindungen untereinander zu entdecken. Sie verdeutlicht das enge Netzwerk zwischen Organismen und die Abhängigkeit verschiedener Ökosysteme voneinander.

Schulen aus der Metropolregion Rhein-Neckar und angrenzender Regionen, die an einem Workshop „Ökosysteme im Wandel“ im Rahmen eines Besuchs der Ausstellung teilnehmen, erhalten, solange der Vorrat reicht, nach dem Workshop den Spielteppich sowie die Spielkarten zur kostenlosen Mitnahme für den Einsatz in der jeweiligen Schule. 

Wichtige Anmerkung: Dieses Angebot gilt, solange der Vorrat reicht und nur ein Mal pro Schule. Lehrkräfte, die das Angebot annehmen, werden gebeten, eine Absichtserklärung zu unterzeichnen, in welcher sie sich verpflichten, die Zahlen der Teilnehmenden an weiteren Workshops mit den Materialien in der Schule sowie qualitatives Feedback an das Science Education and Public Engagement Team des EMBL weiterzugeben.

GENAUERE INFOS ZUM WORKSHOP

Der Workshop setzt sich zusammen aus drei Teilen, die alle auf einem 4m x 4m Spielplan stattfinden:

Teil 1: Organismen auf Nexus Island

Die SchülerInnen teilen sich in vier Teams auf. Jedes Team erforscht eines der Ökosysteme der Insel mithilfe der Spielkarten. In diesem ersten Teil des Spiels werden die SchülerInnen in ihren Teams:

• die Umwelt erforschen und alle Organismen in ihrem Quadranten identifizieren.
• den in ihrem Quadranten am häufigsten vorkommenden Organismus identifizieren.

Alle Teams kommen dann zusammen, um:

• die in ihrem Quadranten lebenden Organismen und ihre Eigenschaften den anderen vorzustellen.
• festzustellen, ob Organismen ihres Quadranten auch in anderen Quadranten vorkommen und Gründe dafür zu erörtern.
• festzustellen, ob es menschliche Einflüsse (direkt/indirekt) auf das Ökosystem gibt.

Teil 2: Plötzliche Veränderung der Umwelt

Im zweiten Teil des Spiels untersucht jedes Team, wie sich eine Veränderung der Umweltbedingungen auf der Insel auf das Leben in ihrem jeweiligen Quadranten auswirken könnte. 

Die SchülerInnen werden in ihren Teams

• die Auswirkungen der Veränderung auf die Organismen in ihrem Quadranten. Um fundierte Entscheidungen zu treffen, nutzen die Schüler die Informationen, die sie im ersten Teil des Spiels gesammelt haben.

Alle Teams kommen dann zusammen, um:

• ihre Ergebnisse zu diskutieren.
• vorherzusagen, wie und in welchem Ausmaß die gesamte Insel von der plötzlichen Veränderung der Umweltbedingungen betroffen ist.

Teil 3: Abhilfemaßnahmen, um den Ökosystemen zu helfen, sich zu erholen

Im dritten Teil des Spiels erörtern alle SchülerInnen gemeinsam Maßnahmen, um die Auswirkungen der plötzlichen Umweltveränderung abzumildern bzw. in Zukunft zu verhindern.

Dieser Teil wird im Workshop nur angeschnitten und soll im Unterricht beendet werden. Die SchülerInnen rufen sich im Unterricht das beim Besuch Gehörte in Erinnerung und diskutieren ihre Ideen für Maßnahmen. Zusätzlich können Sie die einzelnen Teams auch zur Vorbereitung auf den Unterricht bitten, ihre Ideen und Argumente, zum Beispiel in Form eines Posters, für alle MitschülerInnen aufzubereiten. 

Der Besuch und die Ausstellung sind so konzipiert, dass die Schüler*innen das Lernen im Klassenzimmer leicht mit dem Ziel der molekularbiologischen Forschung verbinden können. Dies im Sinn, konzentrieren wir uns auf die folgenden Kompetenzen:

• Wir verfolgen einen schülerorientierter Ansatz, damit zusätzliches Lernmaterial im Gedächtnis bleibt
• Wir kreiieren Lernmaterialien, die je nach Klassenstufe vereinfacht oder komplexer gestaltet werden können
• Wir lehren den Wert der Multidisziplinarität – Biologie, Chemie, Physik, Informatik
• Wir verfolgen den MINKT-Ansatz, der naturwissenschaftliche Themen mit Kunst verbindet
• Wir überbrücken die Kluft zwischen dem Unterricht im Klassenzimmer und der modernen Forschung und machen letztere zugänglicher
• Wir bieten Interaktion mit EMBL-Mitarbeiter*innen, die die überraschende Vielfalt an Karrieremöglichkeiten in einer Forschungseinrichtung zeigen und inspirieren