Ich hätte die Biologie lieben sollen (2020)

• Der Biologieunterricht erklärte nicht, was an Zellen so erstaunlich ist

  • Im Lehrbuch ging es darum, nur Namen wie Golgi-Apparat, Krebs-Zyklus, Mitose, Meiose, DNA und RNA auswendig zu lernen
  • Das Erstaunliche daran, dass alle Zellen dieselbe DNA besitzen, wurde nicht wirklich vermittelt
  • Es gab keine Gelegenheit, gründlich darüber nachzudenken, wie sich ein Embryo differenziert
  • Biologie wurde nicht als Erforschung der Geheimnisse des Lebens gelehrt, sondern nur mit fertigen Ergebnissen

• Was beim Biologielernen wichtig ist

  • Lernen beginnt mit Fragen – wie differenziert sich ein Embryo, warum macht das Coronavirus manche Menschen kränker als andere usw.
  • An große Themen sollte man schmal und tief herangehen. Eigene kleine Projekte helfen beim Verständnis
  • Wie beim Computing ist auch in der Biologie die Grundlage nicht abstrakt, sondern physisch. Struktur und Funktion sind miteinander verknüpft
  • So wie man an der Proteinstruktur seine Funktion erkennen kann, kommunizieren auch Zellen über ihre Form
  • Genexpression bedeutet, dass je nachdem, wie stark die DNA aufgewickelt ist, unterschiedliche Bereiche für die RNA-Transkriptionsmaschinerie zugänglich sind
  • Es ist wichtig, die Prinzipien moderner biologischer Experimentiermethoden wie RNA-Sequenzierung zu verstehen

• Hilfsmittel, um Biologie leichter zu verstehen

  • Bücher mit vielen Abbildungen und Analogien – The Machinery of Life, A Computer Scientist's Guide to Cell Biology usw.
  • Erklärvideos auf YouTube – etwa der Kanal Ninja Nerd Science
  • Werkzeuge, mit denen sich komplexe Zellstrukturen leicht zeichnen lassen – BioRender, CellPAINT, Molecular Maya usw.
  • Ein System, mit dem sich wie bei Wikipedia gemeinsam biologische Bilder und Diagramme erstellen lassen
  • Immersive Simulationswerkzeuge unter Einsatz von Spielen wie Minecraft
  • Das Auftreten eines Helden, der Biologie über Erkältungen und Ähnliches in die breite Öffentlichkeit bringt

Meinung von GN⁺

• Es wirkt so, als sei biologisches Wissen zu einer unverzichtbaren Grundbildung geworden, um in der modernen Gesellschaft zu leben. Wir leben schließlich in einer Welt, in der schon ein einziges kleines Virus den ganzen Globus erfassen kann. Trotzdem scheint die Mehrheit der Menschen nicht einmal über das Grundwissen zu verfügen, das nötig ist, um das zu verstehen. Wahrscheinlich liegt auch darin der Grund, warum viele Biologie schwierig finden und Angst davor haben.
• Der Kern dieses Artikels liegt letztlich in der Biologiebildung. Es braucht neue Bildungsansätze, die zum 21. Jahrhundert passen. Gemeint ist Unterricht, der über bloßes Auswendiglernen hinausgeht und Schülerinnen und Schüler dazu bringt, selbst biologische Fragen zu stellen, zu diskutieren und zu forschen. Dafür können verschiedene Multimedia-Werkzeuge und partizipative Inhalte ein guter Ansatz sein.
• Außerdem sollten wir darüber nachdenken, wie sich die Bedeutung und der Reiz der Biologie der breiten Öffentlichkeit besser vermitteln lassen. Es wäre zum Beispiel sinnvoll, Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler, die im Zuge dieser Pandemie Impfstoffe oder Therapien entwickelt haben, als Helden hervorzuheben. Auch leicht zugängliche und freundliche Bücher sowie populärkulturelle Inhalte wie Animationen und Spiele müssten in großer Zahl entstehen.
• Man sollte allerdings darauf achten, die Einstiegshürde nicht zu hoch werden zu lassen. Wenn man zu spezialisierte oder teure Werkzeuge einsetzt, könnte das am Ende eher dazu führen, dass sich die Biologie von der breiten Öffentlichkeit entfernt. Genau deshalb müssen technologische Entwicklung und Innovation bei den Lehrmethoden zusammengehen.
• Vorstellbar wären auch personalisierte Biologie-Lerninhalte auf Basis von KI-Technologie oder Programme, mit denen man biologische Experimente über VR/AR indirekt erleben kann. Ich hoffe, dass solche Versuche in Zukunft noch deutlich aktiver werden.

[GN⁺]

Hacker-News-Kommentare

• Der Biologieunterricht in der Oberstufe war langweilig, aber als ich das Lehrbuch las und selbstständig lernte, fand ich ihn sehr interessant. Interesse und Neugier werden nicht nur von der Art des Unterrichtens bestimmt, sondern auch von verschiedenen Faktoren wie persönlichen Interessen, Erfahrungen und dem Entwicklungsstand.

• Eine Website namens Smart Biology bietet großartige 3D-Animationsvideos über zelluläre Systeme. Es wäre schön gewesen, wenn es solche Videos schon während der Schulzeit gegeben hätte.

• An umfangreiche Themen sollte man lieber schmal und tief herangehen. Als ich Programmieren lernte, blieb mir das, was ich bei kleinen Projekten lernte, stärker im Gedächtnis als das aus Lehrbüchern. Projekte sind nicht nur motivierend, sondern helfen auch dabei, das Gelernte zu systematisieren.

• Um Biologie zu lehren und zu verstehen, braucht es bessere Werkzeuge, die die Realität gut abbilden. Derzeit lernen wir komplexe Inhalte mit einfacher Sprache und statischen Diagrammen, wodurch Biologie leicht wie ein Auswendiglernfach wirkt. Um biologisch so zu denken, wie es in der Natur tatsächlich erscheint, braucht es Methoden der Kommunikation und des Verständnisses, die das unterstützen.

• Der Kern der Biologie sind physikalische und ingenieurwissenschaftliche Prinzipien, bei denen 3D-Strukturen und Oberflächen — von Proteinkomplexen bis hin zu Geweben und Organen — miteinander interagieren und so Struktur und Funktion hervorbringen. Es braucht Biologieunterricht, der sich auf das Staunen über die Nano-Welt innerhalb der Zelle konzentriert.

• Um Biologie zu verstehen, sollte man die Evolution als zentralen Rahmen begreifen. Man muss Strukturen und Funktionen aus der Perspektive betrachten, dass sie über lange Zeiträume durch evolutionäre Prozesse geformt wurden. Das kann auch reinem Auswendiglernen eine neue Bedeutung geben.

• Auch Bücher wie "The Eighth Day of Creation", "The Machinery of Life", "A Computer Scientist's Guide to Cell Biology" und "GEB" sind hervorragende Materialien.