OPEN LAB: Methoden und Tipps
Betreuen von Studierenden im Labor
Anmoderation
Wie motiviere ich meine Studierenden?
Gehe in einer Anmoderation auf Relevanz, Ziel und Nutzen des Laborversuches ein! (Re-Zi-Nu)
Relevanz
Wecke das Interesse der Studierenden, indem Du die fachliche Bedeutung hervorhebst. Das kann durch ein Anwendungsbeispiel für die Thematik passieren (aus einem potentiellen Berufsfeld, Forschung, Entwicklung, Industrie, Medizin oder Alltag). Z.B. „Wir isolieren heute Ovalbumin aus Hühnereiern. Die Isolation spezifischer Eiweiße spielt unter anderem in der COVID-19 Impfstoffforschung eine wichtige Rolle. Dort geht es um Antigene, denn Antigene, die von Antikörpern oder B-Zell-Rezeptoren gebunden werden, sind meistens Eiweiße.“ (Foto: Vakzin, pexels.com) Alternativ oder zusätzlich kannst Du eine Wissenslücke aufzeigen. Idealerweise ist das ein Problem, das die Studierenden erst mit dem im Labor zu erwerbenden Wissen lösen können, z.B. „Wenn ich 50 ml Ethanol und 50 ml Wasser zusammengebe, ergibt das nicht 100 ml, sondern 97 ml Wasser-Ethanol-Mischung. Wie ist das möglich?“
Ziel
Gib den Studierenden als nächstes eine klare Orientierung für Ihre Arbeit, indem Du den Arbeitsauftrag für den Laborversuch zusammenfasst, z.B. „Sie sollen heute die Identität dreier unbekannter anorganischer Salze experimentell nachweisen und den Analyseweg protokollieren.“ Du kannst auch das gewünschte Output benennen, z.B. " Am Ende sollen Sie ein Protokoll mit zwei Eichgeraden und drei Stoffanalysen einreichen." Formulierungen wie "heute beschäftigen wir uns mit der Maschine XY" sollten vermieden werden. Besser wäre beispielsweise: "das Ziel der Stunde besteht darin, dass Sie die Maschine XY am Ende bedienen können". Dies weckt eine andere Erwartungshaltung bei den Studierenden und sie wissen, warum es sich lohnt aufzupassen.
Nutzen
Der letzte Teil ist der wichtigste. Erkläre, was die Studierenden aus dem Laborversuch mitnehmen sollen und wozu sie das brauchen, z.B. für ihren Beruf. Hier kannst Du auf den Erwerb von Wissen eingehen, z.B. „Wahrscheinlich werden sie mit dieser Methode in Zukunft keine anorganischen Salze mehr nachweisen. Was Sie aber mitnehmen sollen, ist ein grundsätzliches Verständnis über die unterschiedlichen Reaktionseigenschaften von Verbindungen derselben Stoffgruppe.“ Du kannst auch auf Kompetenzen, also übertragbare Fähigkeiten, eingehen, z.B. „Außerdem sollen Sie die Fähigkeit entwickeln sich im Labor selbst zu organisieren und einen reflektierten und strukturierten Arbeitsprozess umzusetzen. Das werden Sie im weiteren Studium und im Beruf dringend brauchen.“
Mögliche Anmoderation für den Versuch „Immunfluoreszenz“ im Praktikum Molekulare Zellbiologie im Masterstudium Biologie
Relevanz
In meiner Forschungsgruppe untersuche ich die zellulären Ursachen für Veränderungen im Muskelgewebe von Patient:innen mit Muskelschwäche-Syndromen. Ein bekanntes Beispiel dafür ist Duchenne Muskeldystrophie (Foto: Patient, Science Photo Library). Ein klassischer Schritt bei der Charakterisierung des betroffenen Gewebes ist die quantitative Messung von Muskelparametern. Das umfasst die Expressionsmessung von spezifischen Proteinen. Wenn ich feststelle, dass die Expressionsrate wichtiger Proteine im erkrankten Gewebe im Vergleich zu gesundem Gewebe abweicht, was mache ich mit dieser Information, um am Ende einen möglichen Pathomechanismus beschreiben zu können? Wenn ich beispielsweise eine Abnahme der Expression des Muskelproteins Myosin messe? Wie geht es jetzt weiter? - Ich fertige Gewebe-Schnitte an, die auf Objektträger aufgebracht werden. Nun kann ich mittels fluoreszenzmarkierter Antikörper das Protein Myosin im Gewebe markieren und detektieren. Welche Aussagen kann ich jetzt, mit dieser Methode, über das Muskelgewebe gewinnen?
Ziel
Sie haben in den vergangenen Tagen quantitative Methoden zur Bestimmung der Expression spezifischer Proteine im Labor kennen gelernt. Im heutigen Versuch wenden Sie eine andere Technik, die Immunfluoreszenz, an. Sie sollen in zwei Gewebeproben, vom gesunden und vom erkrankten Muskel, das Protein Myosin markieren und mikroskopische Aufnahmen der Gewebeproben anfertigen und diese hinsichtlich der Myosin-Expression miteinander vergleichen! (Foto: Immunfluoreszenz Myosin LC, ptglab.com) Als Ergebnis sollen sie dann dokumentieren, welche Erkenntnisse Sie durch diese Methode über die Myosin-Expression im gesunden und im erkrankten Gewebe ziehen können.
Nutzen
Wichtig ist zu erkennen, welche ganz spezifischen Möglichkeiten und Grenzen die Methode der Immunfluoreszenz hat. Sie sollen nach dem gesamten Praktikum Molekulare Zellbiologie in der Lage sein, Methoden für eine potentielle Forschungsfrage selbstständig auszuwählen und in ihrem vollen Potential auszuschöpfen.
Mögliche Anmoderation für den Versuch „Aufnehmen einer Fließkurve“ im Praktikum Rheologie im Ingenieursstudiengang Maschinenbau
Relevanz
Rheologie ist als Messmethode ein wesentlicher Bestandteil bei der Produktentwicklung und Qualitätskontrolle, z.B. in der Kunststoff-, Pharma- und Kosmetikindustrie, um die Eigenschaften der Produkte entsprechend der Erwartungen der Nutzenden einzustellen. [Ein vertrocknetes Haar-Wachs wird herumgereicht. Die Studierenden sollen mit ihren Fingern die Konsistenz ertasten (Foto: Haarwachs, pexels.com) -->zu fest! Das würde keine Konsument:in verwenden.] Liegt das an der Temperatur? Verändert sich die Konsistenz mit der Zeit? Ab wann tritt dieser Effekt ein? Gibt es eine Möglichkeit das experimentell herauszufinden?
Ziel
In der Vorlesung wurden Ihnen bereits die Fließkurven von unterschiedlichen Flüssigkeitsklassen, sowie die üblichen Mess-Geometrien eines Rheometers gezeigt. Im heutigen Praktikum sollen Sie mithilfe der Vor- und Nachteile, die in der Vorlesung genannt wurden, die passende Messgeometrie für das vorliegende nicht-newtonsches Fluid auswählen, die Messung am Rheometer durchführen und in der Auswertung eine Fließkurve dafür erstellen (Foto: Rheometer, uni-wuppertal.de/de/laborausstattung).
Nutzen
Zwei Dinge sollen Sie heute mitnehmen: Zum einen das Verständnis der Grundprinzipien zur Handhabung eines Rheometers sowie seiner standardmäßigen Software. Falls Sie im Bereich der Flüssigkeits-Charakterisierung arbeiten oder forschen wollen, werden sie diese benötigen. Zum anderen ein Hintergrundwissen über den Zusammenhang zwischen der molekularen Struktur eines Fluids und den Verarbeitungs- bzw. Gebrauchseigenschaften sowie über die Möglichkeiten der Analyse. Viele von Ihnen werden in Zukunft in irgendeiner Form mit polymeren Materialien zu tun haben, z.B. bei der Fertigung von Spritzgussformteilen, in der Bau- oder der Kosmetikindustrie. Ohne die Kenntnisse von Fluideigenschaften ist es nicht möglich funktionale Produkte zu generieren.
Julia Franke und Caroline Wermann, 2023