In diesem Open Access Buch finden Sie Anregungen für die praktische und schülergerechte Umsetzung molekularbiologischer Methoden an ausgewählten Themenbeispielen für den Biologieunterricht. Biotechnologische Methoden wie die DNA - Analyse werden an Schulen hauptsächlich theoretisch unterrichtet und nicht experimentell erarbeitet. In einem Exkurs zu der Umsetzung eines Schüler*innen Seminars in einem S1 - Labor zeigen wir beispielhaft, wie ein längerfristiges Kooperationsmodell zwischen Schule und Universität gelingen kann. Die praktische Umsetzung kann dabei sowohl das Verständnis für komplexe Themen sowie biologische Basiskonzepte fördern, die sich mithilfe molekularbiologischer Methoden bearbeiten lassen, als auch das wissenschaftsmethodische Verständnis schulen und somit tiefere Einblicke in den Berufsalltag eine*r Laborant*in bzw. Wissenschaftler*in geben. Darüber hinaus findet man konzeptuelle Ideen für die Lehrerbildung und -fortbildung, damit sich auch (angehende) Lehrkräfte bei der Vermittlung und praktischen Umsetzung dieser Inhalte sicher fühlen bzw. Dozierende an Universitäten frühzeitig die Bedürfnisse einer modernen Lehrerbildung im Unterrichtsfach Biologie erkennen und berücksichtigen können. Alle hier vorgestellten Arbeitstechniken und Experimente sind so konzipiert, dass sie ohne zusätzliche Sicherheitsregularien außerhalb von professionellen Forschungslaboren an Schulen durchgeführt werden können.

About the Author: Dr. rer. nat. Patricia Schöppner ist Chemikerin und wissenschaftliche Mitarbeiterin an der Professur für Fachdidaktik Life Sciences der Technischen Universität München. Sie studierte Chemie und promovierte 2016 in der Biochemie mit dem Fokus Biotechnologie an der Technischen Universität München. Seit 2017 ist sie als wissenschaftliche Koordinatorin im Amgen Biotech Experience Programm der Amgen Stiftung und seit 2020 in Teach@TUM der Qualitätsoffensive Lehrerbildung, BMBF, tätig. In diesem Rahmen entwickelte Patricia Schöppner ein regionales Fortbildungskonzept für Lehrkräfte an Gymnasien und beruflichen Schulen und erarbeitete mit Lehrkräften in deren Schulen vor Ort interessante Kontexte und Methoden der Biotechnologie für den Unterricht. Sie unterstützt darüber hinaus die Schülerforschung zu diesem Themenbereich in Kooperation mit interessierten Lehrkräften sowie am Schülerforschungszentrum Berchtesgadener Land. Auch in der Lehrerbildung hält sie regelmäßig Seminare und Praktika zur Biotechnologie ab.
MEd. Sara Großbruchhaus ist wissenschaftliche Mitarbeiterin und Doktorandin an der Professur für Fachdidaktik Life Sciences der Technische Universität München. Nach ihrem Bachelorabschluss in Molekulare Biotechnologie wechselte Frau Großbruchhaus in die naturwissenschaftliche Bildung zu Biologie und Chemie. Aktuell promoviert Sie zu Implementationsbedingungen von innovativen Themen und Methoden der Biotechnologie in den Unterricht. Ihr Fokus liegt dabei auf der Zusammenarbeit von Lehrkräften untereinander und mit der Universität. In diesem Rahmen führt sie ebenfalls Seminare und Workshops in der Lehrerbildung und -fortbildung durch und beteiligt sich an Schülerforschungsaktivitäten.

Prof. Dr. rer. nat. Claudia Nerdel ist Inhaberin der Professur für Fachdidaktik Life Sciences, einer fächerübergreifenden Naturwissenschaftsdidaktik mit Schwerpunkt Biologiedidaktik, an der Technischen Universität München und wissenschaftliche Leiterin des Schülerforschungszentrums Berchtesgadener Land. Sie studierte Biologie, Chemie und Mathematik in Kiel und promovierte am IPN Kiel in der Biologiedidaktik. Dort arbeitete sie als wissenschaftliche Mitarbeiterin in der Biologiedidaktik und als Juniorprofessorin für Chemiedidaktik. 2009 nahm sie den Ruf auf die neueingerichtete W2-Professur an und ist seitdem an der Technischen Universität München in der Lehrerbildung und -fortbildung sowie der Schülerforschung tätig. Sie beschäftigt sich in ihrer Forschung mit der Lehrerbildung und -fortbildung zu fachbezogenen und didaktischen Innovationen und deren Implementation in den Biologieunterricht sowie mit der Kooperation von Lehrkräften und wissenschaftlichem Personal in professionellen Lerngemeinschaften. Weitere Schwerpunkte stellen das Lehren und Lernen mit digitalen Medien sowie die digitale Transformation im Kontext des Unterrichtsfachs Biologie und angrenzender MINT-Disziplinen dar; hierzu gehört insbesondere die Anwendung von künstlicher/maschineller Intelligenz in Schule und Hochschule. Schülerforschung und kooperative Netzwerke mit Schulen zu den genannten thematischen Schwerpunkten runden das Forschungsprofil ab.