Allgemeine Beschreibung

Die Vorlesung Epigenetik befasst sich mit den Grundkonzepten der Regulierung der Genexpression und den damit verbundenen Prozessen wie Embryonalentwicklung, Zelldifferenzierung, Regulierung der inneren Uhr, Alterungsprozesse und Krankheitsentstehung, aber auch kritischen Themen wie dem Einfluss der Klimakrise auf die Genexpression. Dabei gibt es verschiedene chemische Modifikationen der DNA und ihrer Verpackung oder der einzelsträngigen Signalmoleküle (RNA), die gezielt Genfunktionen an- oder abschalten können, ohne dabei den genetischen Code zu verändern. Einen großen Einfluss trägt dabei die Umwelt. Faktoren wie Ernährung, Bewegung, Stress, Schlafmangel, Rauchen und Alkohol spielen dabei eine erhebliche Rolle.

Die Lehrveranstaltung (LV) ist für StudentInnen im dritten Semester des Bachelorstudiums Biologie konzipiert. In diesem Stadium gilt es bereits Erlerntes zu verankern und Verknüpfungen zu anderen Themengebieten herzustellen. Das Zusammenspiel von Epigenetik mit Umwelt und Lebensstil macht die Vorlesung (VO) für Studierende sehr spannend. Sie gibt Einblicke, wie zum Beispiel bei Schlafmangel oder wechselndem Schlafrhythmus (Schichtarbeit) plötzlich die innere Uhr aufgrund veränderter Genexpression aus den Fugen gerät.

Die zentralen didaktische Prinzipien

Der Fokus der Vorlesung beruht auf lernergebnisorientierter Prüfungs- und Lernkultur. Um das bloße Aufnehmen und Wiedergeben von Wissen zu vermieden und die Entwicklung von Kompetenzen zu fördern, finden innovative Lehrformen wie Flipped Classroom, Mentimeter Quizfragen, Workshops und ein selbst designtes „Escape the Seminar“ Spiel Anwendung. Obwohl das Einführen und Implementieren dieser Methoden sehr zeitaufwändig sind, hat sich bereits nach zwei Jahren der Durchführung gezeigt, dass ein langfristiger Nutzen unbestreitbar ist. Durch die Integration verschiedener Lernmodalitäten wie praktische Anwendungen, interaktive Übungen und gruppenbasiertes Lernen werden neuronale Verknüpfungen verstärkt, was wiederum das Abrufen und die Verknüpfung von Wissen erleichtert. Besonders in fortgeschritteneren (aufbauenden) Kursen, die von Teilnehmern dieser Lehrveranstaltung besucht wurden, war eine signifikante Verbesserung beim Verständnis und der Verarbeitung des fortgeschrittenen Stoffes feststellbar.

In diesem Kurs wird nicht nur Wissen vermittelt, sondern auch die Fähigkeiten und die Motivation der Studierenden aktiv gefördert, um ein tiefergehendes Verständnis zu entwickeln und sich eigenständig weiterzuentwickeln. Ein wesentlicher Unterschied zu herkömmlichen Lehrmethoden liegt in der strukturierten Vorbereitung auf jede Unterrichtseinheit. Bevor jedes Kapitel behandelt wird, werden klare Lernziele festgelegt, die den Studierenden als Leitfaden dienen und ihnen ermöglichen, ihr Wissen später eigenständig zu überprüfen. Am Ende jedes Kapitels werden die zu Beginn festgelegten Ziele durch ein Self-Assessment der Studierenden im Online Portal Blackboard überprüft, wodurch regelmäßiges Feedback über den Lernfortschritt ermöglicht wird. Die Fragenkataloge können beliebig oft wiederholt werden und ermöglichen den Studierenden somit, ihre Fortschritte zu verfolgen. Gleichzeitig dienen sie dazu, Bereiche aufzuzeigen, die noch vertiefende Arbeit erfordern.

Eine Woche vor jeder Vorlesung erhalten die Teilnehmer Zugang zu eigens angefertigten Kurzlernvideos (keine Coronavideos!), die in wenigen Minuten die grundlegenden Konzepte des kommenden Stoffes verständlich erklären. Jedes Kurzvideo schließt mit drei gezielten Fragen oder Themen ab, mit denen sich die Studierenden bis zur eigentlichen Unterrichtseinheit selbständig befassen und Literaturrecherche betreiben sollen, um die Autonomie der Lernenden zu fördern. In der Präsenzveranstaltung selbst wird der bereits erarbeitete Stoff durch eine Wiederholung eingeleitet unterstützt durch spannende Mentimeterquizrunden, gefolgt von einer gemeinsamen Erarbeitung tiefergehender Konzepte und der Diskussion kontroverser Ergebnisse. Hierbei werden die Studierenden in Kleingruppen aktiv eingebunden und erarbeiten unterschiedliche Inhalte, die sie anschließend im Plenum präsentieren und diskutieren. Dies fördert nicht nur den Austausch unter den Studierenden, sondern ermöglicht auch eine vertiefte Auseinandersetzung mit dem Lehrstoff. Gerade in einem Fach, welches sich mit der Verknüpfung der Umwelt und unseres Verhaltens mit der Regulation der Gene beschäftigt, gelingt dies mit großer Sicherheit und relativ einfach. So kann ich im Lernvideo zum Beispiel die Grundlagen der DNA Methylierung, ein chemisches Stoppsignal für das Ablesen der Gene, erklären und im Präsenzunterricht nun vertieft auf die Auswirkungen und wie wir selbst diesen Mechanismus beeinflussen, eingehen.

Die Studierenden lernen nicht nur die grundlegenden Prozesse der Epigenetik, sondern wenn auch noch in theoretischer Form, wie diese im Labor bestimmt und angewendet werden können. Besonders in Anbetracht der Tatsache, dass Studierende im dritten Semester des Bachelorstudiums oft noch wenig Erfahrung mit Labormethodik und Forschung haben, wird hier ein praxisbezogener Ansatz verfolgt. Zu spezifischen epigenetischen Methoden werden Inputblöcke angeboten und durch hochwertige Videos von Herstellern (angefragt und bereitgestellt von Geräteherstellern wie Illumina, Qiagen und Roche) ergänzt. Um den Studierenden bereits im dritten Semester Einblicke in Hochleistungsverfahren zu ermöglichen, werden sie in Kleingruppen eingeteilt und dürfen nach Terminvereinbarung in den laufenden Laborbetrieb abseits von vorbereiteten Lehrbeispielen im Übungslabor, einen Blick in ein Forschungslabor werfen. Diese praxisorientierte Herangehensweise fördert die Kompetenzentwicklung und erleichtert den Studierenden den Übergang von theoretischem Wissen zu praktischer Anwendung in der Laborarbeit. Obwohl der Besuch im Labor freiwillig ist, wird dieses Angebot mit großem Interesse angenommen.

Der zentralste und zugleich zeitintensivste Teil meiner Vorbereitung ist die Durchführung des gemeinsamen Workshops, auch bekannt als das "Escape the Seminar" Spiel. Hierbei wurden sämtliche Lehr- und Lernaktivitäten darauf ausgerichtet, die definierten Lernziele zu erreichen. Dabei wurde der gesamte Lehrstoff in Form von Kreuzworträtseln, Wortspielen und anderen kreativen Aufgaben wie einem eigens gestalteten „Begrifferklärspieles“ präsentiert. Das Lösen eines Rätsels, ermöglicht die Kleingruppen dann bestimmte weiterführende Aufgaben in einem vorgefertigten A0 Poster zu erarbeiten, welches später dann am Fachbereich für Biowissenschaften ausgestellt wird. Durch die Integration von Aktivitäten, die beide Gehirnhemisphären ansprechen, wie beispielsweise Kreuzworträtsel oder kreative Arbeiten, wird die Lernfähigkeit optimiert, da das Gehirn in seiner gesamten Kapazität genutzt wird.

Da schlussendlich die Lehrveranstaltung mit einer Prüfung abgeschlossen wird, wird eine Prüfungsvorbereitungseinheit abgehalten. In dieser Phase der LV ist die Motivation der Studierenden die zugrundeliegenden Konzepte zu verstehen und zu verinnerlichen besonders hoch. Zusätzlich wurde den Studierenden Feedback über ihre Leistungen und Mitarbeit gegeben (aufgrund der Erarbeiteten Fragenkataloge bzw. Mitarbeit am Workshop). So gab es noch einmal die Möglichkeit vor der Prüfung diverse „Schwachstellen“ gezielt zu erarbeiten.

Vorbereitung der Lehrveranstaltungsunterlagen und Vernetzung der Studierenden

Die Lehrveranstaltung ist in verschiedene Themenbereiche unterteilt und entsprechend in der Lehrplattform der Universität Salzburg namens Blackboard strukturiert dargestellt. In der ersten Einheit erfolgt eine ausführliche Erklärung des geplanten Ablaufs, um die Zielsetzung und Benotung transparent zu gestalten. Die Unterlagen der Lehrveranstaltung werden gemäß des Corporate Designs der Universität erstellt, wobei eine klare Struktur, die Angabe der Lernziele für jede Einheit, gut ausgewählte Abbildungen sowie praxisorientierte Arbeitsaufgaben in die Folien integriert werden. Um das Verständnis zu vertiefen, werden auch interaktive Elemente wie JoVE-Videos eingebunden. Zudem wird darauf geachtet, die Anzahl der Folien auf ein Minimum zu reduzieren, um die Studierenden nicht durch eine überwältigende Menge an Material zu überfordern. Am Ende jedes Kapitels erfolgt eine kurze Zusammenfassung der wichtigsten Begriffe sowie eine Übersicht der besprochenen Fragensammlungen und Themenbereiche, die für das Self-Assessment genutzt werden können. Weiters reserviere ich immer noch etwas Zeit in der Präsenzlehrveranstaltung, um spezielle Themenwünsche und Interessen der Teilnehmer:Innen zu behandeln. Zusätzlich ermutige ich die Studierenden ausdrücklich, sich auch außerhalb der Präsenzveranstaltungen im Microsoft Teams-Chat auszutauschen und zu diskutieren.

Berücksichtigung diversitätssensibler Lehre

Die Berücksichtigung von Diversität in der Lehre ist für mich von besonderer Bedeutung. Als jemand, der selbst von Autoimmunerkrankungen betroffen ist und viele Jahre lang im Vorstand der größten österreichischen Selbsthilfeorganisationen (ÖDV und Wir sind Diabetes) tätig war, habe ich aus erster Hand erlebt, wie wichtig es ist, auf die vielfältigen Bedürfnisse der Studierenden einzugehen. Diese persönlichen Erfahrungen haben mich dazu motiviert, unterschiedlichste Methoden einzusetzen, um sicherzustellen, dass alle Studierenden gleichermaßen von der Lehrveranstaltung profitieren können.

Dazu müssen verschiedene Bereiche abgedeckt werden:

1. Abhaltung der Lehre: Die LV wird in Hybrid abgehalten. Das bedeutet, dass neben dem Selbststudium, Studierende auch von zuhause aus folgen können. Für mich ist es wichtig auch berufstätigen Teilnehmer:Innen die Möglichkeit zu geben der LV zu folgen. Daher werden manche Termine, wie der Workshop, in Absprache mit den Studierenden abends abgehalten.
2. Lehr- und Lernunterlagen: Besonderen Wert lege ich auf sorgfältig ausgearbeitete LV-Unterlagen und Foliensammlungen. Jedes Kapitel und dessen Grundkonzepte wird auf Folien aufbereitet und mit Quellen versehen, um auch ein Nachlesen relevanter Literatur zu ermöglichen. Die Grundkonzepte werden in kleinere Videos zwischen 5-15 min verpackt und den Studierenden zur Verfügung gestellt. Abschließend ergänze ich jedes Kapitel noch mit Literaturhinweisen, Buchempfehlungen oder relevante Artikel. Die LV-Unterlagen wurden immer zeitgerecht vor der LV Online gestellt.
3. Vertiefung und Verinnerlichung von Konzepten: Um zu vermeiden, dass der Stoff nur im Kurzzeitgedächtnisabgelegt wird, habe ich mir die Mühe gemacht und einen ausführlichen Workshop in Form eines „Escape the Seminar Spiels“ erstellt. Die Studierenden sollten dabei verschiedenste Rätsel gemeinsam lösen und dabei eigentlich nochmal den Stoff wiederholen. Gemeinsam wurden diese „Rätsel“ dann noch in ein großes A0 Poster eingearbeitet..
4. Prüfung: Da es sich um eine VO handelt, wird eine VO Prüfung teils mit Multiple Choice und teils mit offenen Fragen abgehalten.
5. Persönliche Assistenz: Es war mir eine große Freude, unseren tierischen Zuhörer, einen Assistenzhund, in der LV begrüßen zu dürfen.
6. Umgang mit Anregungen und Kritik: Da diese VO im WS 2022/23 das erste Mal abgehalten wurde, war es mir besonders wichtig, direkt auf Anregungen, Wünsche und Kritik der Studierenden einzugehen. Ich habe mich äußerst gefreut, dass auch währen der LV zahlreiche Anregungen kamen und ich immer wieder die Möglichkeit bekam, diese einzubauen. Meistens trauen sich Studierende nicht Kritik auszuüben, das war hier nicht der Fall.