„Eine didaktische Revolution“
Physik-Praktikum für Biologen von Grund auf neugestaltet
Atmung anstelle von Gasgesetzen und Zellmembranen als Modelle für elektrische Schaltkreise. Die Physiker haben die Ausbildung für Biologie-Studierende in ihrem Fach völlig umgekrempelt. „Das ist didaktisch eine kleine Revolution“, sagt Dr. Dirk Meyer (Fakultät für Physik und Astronomie). „Alle Versuche sind komplett umgestrickt.“
Die Zeiten von langen Protokollen, Antestaten und Versuchen ohne Anwendungsbezug sind vorbei. Nachdem vor drei Jahren bereits das Nebenfach-Praktikum für Mediziner umgestaltet wurde, konzipierte Meyer gemeinsam mit Prof. Dr. Eckhard Hofmann und René Prior nun auch das Praktikum für Biologen neu. „Die klassische Physik, die wir vermitteln, hat sich zwar nicht geändert, aber wir müssen zeitgemäß ausbilden“, so Meyer. „Man kann Nebenfächlern die Physik nicht genauso präsentieren wie Physikern. Die fragen: Warum soll ich ein Pendel schwingen lassen?“
Schluss mit Antestaten
Auf der Suche nach Ideen für das Praktikum wurde Meyer an der Uni Düsseldorf fündig. Er orientierte sich an dem Konzept von Prof. Dieter Schumacher: „Wir durften seine Versuche ausleihen und ausprobieren. Das war toll!“ Jedes Experiment hat nun einen klaren Bezug zur Biologie, der auf einer Seite im Praktikumsskript erläutert ist. Diese Seite müssen die Studierenden lesen, um sich auf das Experiment vorzubereiten. Ein Antestat zu den physikalischen Grundlagen gibt es nicht mehr. Schritt für Schritt führt das Skript durch den Versuch. „Das geht so weit, dass da steht: Drücken Sie die rote An-Taste des Geräts.“
Die Studierenden notieren, was sie im Versuch beobachten und entwickeln erste intuitive Erklärungsansätze. Erst nach dem Versuch lesen sie zu Hause die theoretischen Grundlagen und bearbeiten einige Kontrollaufgaben, die sie in der folgenden Woche vorzeigen müssen. Der Praktikumsleiter freut sich über das Resultat: „Wir stellen fest, dass die Studierenden beim Experimentieren viel mehr über physikalische Inhalte diskutieren.“
Ein Protokoll mit Einleitung, Methoden, Ergebnissen und Diskussion schreiben die Praktikumsteilnehmer nicht mehr. „Die Sinnhaftigkeit muss man auch in Frage stellen“, meint Meyer. „Wir wollen korrektes wissenschaftliches Arbeiten vermitteln. Was lernen die Studierenden, wenn man sie für ein Protokoll nochmal zehn Seiten Theorie schreiben lässt? Aber es werden immer noch Diagramme auf Millimeterpapier gezeichnet.“
Sieben verschiedene Versuche stehen auf dem Programm, wobei jeder Aufbau zehn Mal existiert, so dass die Studierenden in Zweiergruppen zusammenarbeiten können. Die meisten Experimente konnten die Physiker aus dem neu konzipierten Praktikum für Mediziner übernehmen, doch die Motivationskapitel mussten sie für die Biologen umschreiben. Zudem kamen zwei komplett neue Versuche hinzu. Die Kosten hierfür, ca. 25.000 Euro, wurden zu 60% aus Studienbeiträgen der Fakultät für Biologie und Biotechnologie gedeckt. Den Rest übernahmen die Physiker.
Auge und Atmung
Mittelwert und Standardabweichung berechnen die Studierenden jetzt nicht mehr an theoretischen Daten, sondern anhand von eigenen Körpertemperaturmessungen. Die Gasgesetze erlernen sie am Beispiel der Atmung, die geometrische Optik bezieht sich auf das menschliche Auge und Zellmembranen dienen als Modelle für elektrische Schaltkreise. „Ich finde das Praktikum einfach super“, resümiert eine Teilnehmerin und auch sonst ist die Resonanz bisher sehr positiv. Meyer ist schon gespannt, wie die Evaluation ausfallen wird: „Natürlich können wir erst nach diesem Semester sagen, was das neue Konzept im Hinblick auf die Nachhaltigkeit bringt.“ Er hat auf jeden Fall schon weitere Pläne, um die Lehre zu verbessern: „Wir müssen das Praktikum jetzt besser mit der Vorlesung verknüpfen.“
jwe; Foto: Nelle | Themenübersicht