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Zur Person
Prof. Markus J. Buehler ..
Archiv der Kategorie: Konferenzen
Dr. Christof Wegscheid-Gerlach
Fachbereich Pharmazie, Philipps-Universität Marburg und Chemikum Marburg e.V.
Pharmazie – mehr als (nur) eine Naturwissenschaft
Ein Workshop rund um die Inhalte und Berufsmöglichkeiten innerhalb des interdisziplinären Faches Pharmazie
Da Pharmazie in der Schule kein eigenes Fach ist, haben viele Schülerinnen und Schüler die verschiedenen Berufsmöglichkeiten gar nicht richtig auf dem Schirm. Um ihnen zu zeigen, welche spannenden Möglichkeiten es in der Pharmazie gibt – von den Berufsfeldern über die Ausbildung bis hin zum Studium – wurde ein Workshop für Schülerinnen und Schüler ab der Klasse 9 mit verschiedenen Mitmach-Stationen ausgearbeitet.
Der erste, informationsorientierte Teil des Workshops vermittelt einen kurzen Überblick über den Prozess der Arzneimittelentwicklung sowie über die vielfältigen Berufsfelder und spezifischen Tätigkeitsbereiche innerhalb der Pharmazie. Im Fokus stehen dabei insbesondere die schulischen Zugangsvoraussetzungen, die Inhalte einschlägiger Ausbildungsberufe sowie der strukturelle Ablauf des Pharmaziestudiums.
Der anschließende praktische Teil beinhaltet exemplarische Darstellungen ausgewählter pharmazeutischer Tätigkeitsfelder, die an thematisch unterschiedlichen Experimentierstationen veranschaulicht werden.
Durch die didaktische Kombination aus theoretischer Wissensvermittlung und interaktiven Experimentierphasen soll das Interesse der Schülerinnen und Schüler für pharmazeutische Inhalte gefördert und ihnen gleichzeitig ein anwendungsbezogener Einblick in die Berufspraxis ermöglicht werden.
Bei der Konzeption der Experimentierstationen wurde gezielt darauf geachtet, an bestehendes schulisches Vorwissen anzuknüpfen – insbesondere an Kenntnisse in den Bereichen pH-Wert, Säure-Base-Gleichgewichte, Redoxreaktionen und Aggregatzustände.
Zu Beginn des Workshops erfolgt eine Einführung in die thematischen Inhalte im Rahmen eines einleitenden Vortrags. Danach können die Teilnehmenden selbst aktiv werden, verschiedene Experimente ausprobieren und Fragen an den Referenten und die Betreuenden stellen.
Zur Person
Dr. Christof Wegscheid-Gerlach hat Pharmazie an der Philipps-Universität Marburg (UMR) studiert. Für sein Praktisches Jahr war er unter anderem bei Hoffmann La-Roche in Basel in der Wirkstoffcharakterisierung sowie in einer Apotheke in Wilhelmshaven tätig. Nach seiner Promotion 2006 im Bereich computer-gestütztes Wirkstoffdesign im Team von Prof. Gerhard Klebe startete er ein Postdoc bei Lilly Pharma in Hamburg. Es folgten drei Jahre als Postdoc und Laborleiter bei der Bayer AG in Berlin.
Seit 2010 ist er als Fachbereichskoordinator am Fachbereich Pharmazie in Marburg tätig. Darüber hinaus engagiert er sich in vielen Projekten rund um Wissenschaftskommunikation: Er ist im Direktorium des Chemikum Marburg aktiv, hat mehrere MINT-Workshoprunden entwickelt, war an mehreren Öffentlichkeitsprojekten beteiligt – etwa einem Ausstellungsbeitrag auf der MS Wissenschaft 2022, dem SFB1083 – „Struktur und Dynamik innerer Grenzflächen“, und hat an den zwei PIXI-Wissen-Bücher „Tibor und Lilly auf den Spuren des Wasserstoffs“ und „Bleib gesund! Gemeinsam gegen Viren“ mitgearbeitet. Außerdem war er in die Organisation von Vortragsreihen im Rahmen des Studium Generale der UMR eingebunden.
Ulrike Jeschke
Herder-Gymnasium Berlin
Eiskalte Experimente
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Zur Person
Ulrike Jeschke …
Dr. Ines Schrader¹, Corinna Zuckriegl²
¹ Main-Taunus-Schule, Hofheim
² Main-Taunus-Schule, Hofheim
H5P: EIN digitales Tool – VIELFÄLTIGE Möglichkeiten im Unterricht!
H5P ist genau so ein Tool! Es ermöglicht interaktive Materialien für Schüler*innen zu erstellen, die zur Erarbeitung, Vertiefung oder auch Überprüfung von Unterrichtsinhalten eingesetzt werden können.
In diesem Workshop stellen wir dazu Anwendungsbeispiele aus dem Chemieunterricht vor, z. B.
interaktive Filme zur Übung und Vertiefung chemischer Reaktionen oder Drag and Drop-Aufgaben zur Beschriftung des Galvanischen Elements oder des Kalkkreislaufs.
ABER: Dieser Workshop ist nicht fachspezifisch, es wird vor allem das Tool H5P vorgestellt.
Während des Workshops sollen H5P-Materialien selbst erstellt und die Einsatzmöglichkeiten im Unterricht diskutiert werden.
Hierzu bitte ein elektronisches Endgerät (Laptop oder Tablet) mitbringen.
Zu den Personen
Dr. Ines Schrader hat in Keele (UK) Chemie, Geografie und Lehramt studiert. Anschließend hat sie in Leeds in Organischer Chemie promoviert. Seit 2007 unterrichtet sie an der Main-Taunus-Schule in Hofheim Chemie und Geografie. Zusätzlich ist sie Fortbildnerin für Naturwissenschaften an der Hessischen Lehrkräfteakademie.
Corinna Zuckriegl hat nach ihrem Diplom in Biochemie an der Universität in Frankfurt die Fächer Biologie und Chemie für Gymnasien studiert. Sie unterrichtet seit 2008 an der Main-Taunus-Schule in Hofheim. Einmal im Jahr ist sie Workshopleiterin beim „Tag der Naturwissenschaften“ an der Hessischen Lehrkräfteakademie.
Dr. Alexander Kremper¹, Laurenz Höber²
¹ Schüler:innen-Forschungszentrum Mittelhessen e.V.
² Philipps-Universität Marburg – Fachbereich Physik
Das 4K-Modell mit LEGO – Zukunftskompetenzen mit Robotik kreativ und praxisnah fördern
Wie lassen sich Kreativität, Kritisches Denken, Kommunikation und Kollaboration – die sogenannten 4K-Kompetenzen – im MINT-Unterricht spielerisch und effektiv fördern? Dieser Workshop zeigt, wie das mit den LEGO® Education SPIKE™ Prime Robotik-Sets gelingen kann.
Im Mittelpunkt stehen der Bau und die Programmierung von LEGO-Robotern sowie konkrete Unterrichtsideen von der Grundschule bis zur Oberstufe. Teilnehmende lernen die visuelle Programmiersprache von SPIKE Prime kennen, erproben Aufgaben aus der FIRST® LEGO® League und entwickeln Strategien zur Umsetzung im Unterricht.
Weiterhin erhalten die Teilnehmenden:
- eine Einführung in das 4K-Modell als pädagogischen Ansatz
- praxisnahe Beispiele für die Förderung fachlicher und überfachlicher Kompetenzen
- Tipps zur Umsetzung projektorientierter Robotik-Einheiten
- einen Überblick über Roboterwettbewerbe und deren Mehrwert für den Schulalltag
Darüber hinaus erarbeiten wir gemeinsam Strategien, wie Sie diese Lernplattform gewinnbringend in Ihren Schulalltag integrieren und altersgerechte Projekte für verschiedene Schulformen gestalten können. Der Workshop bietet Raum für Austausch, praktisches Ausprobieren und die Planung eigener Projektideen. Umfangreiche Begleitmaterialien erleichtern die direkte Umsetzung an der eigenen Schule.
Zu den Personen
Dr. Alexander Kremper studierte zunächst Physik und Mathematik an der Rheinischen Friedrich-Wilhelms-Universität Bonn, bevor er 1994 an die Philipps-Universität Marburg wechselte, wo er sein Studium mit dem Diplom abschloss. In seiner Diplomarbeit forschte er im Rahmen des Retina-Implantat-Projekts an Simulationen zur elektrischen Stimulation der Augennetzhaut. Anschließend promovierte er im Bereich Neurophysik. Er beschäftigte sich u.a. mit mathematischer Modellbildung und Datenanalyse und entwickelte in seiner Dissertation KI-Methoden zur Analyse neuronaler Multikanaldaten, um den Informationsfluss im Gehirn besser zu verstehen. Nach mehreren Jahren in der industriellen Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Messrobotik, wechselte er 2010 in den Schuldienst. Seitdem unterrichtet er an der Elisabethschule Marburg die Fächer Mathematik, Physik und Informatik.
Neben seiner Unterrichtstätigkeit engagiert sich Dr. Kremper stark für die Förderung junger Talente in den MINT-Fächern. Er ist Mitbegründer des Schüler:innen-Forschungszentrum Mittelhessen (SFM), das er seit 2023 als Geschäftsführer leitet.
Nach seinem Abitur im Jahr 2023 sammelte Laurenz Höber erste Erfahrungen als MINT-Lehrkraft beim Robotikfreunde Göttingen e.V. Für diesen engagierte er sich unter anderem bei diversen MINT- und Robotik-Workshops für Schülerinnen und Schüler von Grund- und weiterführenden Schulen, konzipierte und konstruierte individuelle Lehrmaterialien und war mit dem Verein zusammen Aussteller auf der IdeenExpo 2024 beim Stand des Bundesministeriums für Bildung und Forschung (jetzt BMFTR).
Zum Wintersemester 2024/25 begann Herr Höber in Marburg Physik zu studieren. Seit kurzem engagiert er sich als studentische Hilfskraft beim Schüler:innen-Forschungszentrum Mittelhessen. So wirkte er unter anderem bei Projekten wie der „Straße der Experimente“ oder dem MINT-Sommerferiencamp mit. Darüber hinaus liegen Herr Höbers Interessen im Bereich 3D-Druck, den Einsatzmöglichkeiten von Mikrocontrollern wie etwa Arduino sowie in der mathematischen Physik und Numerik.
Prof. Dr. Rabea Hinkel
Was?
Wo?
Xenotransplatation: Chance aus dem Organmangel?
Das Problem des Organspendermangels spitzt sich zu: Im Jahr 2024 warteten in Deutschland zum Stichtag 664 Patienten auf ein Spenderherz, es standen jedoch nur 350 Spenderorgane für Transplantationen zur Verfügung. Gleichzeitig verstarben im Jahr 2024 über 600 Personen die auf ein Spenderherz gewartet haben. Die Xenotransplantation, also die Übertragung von tierischen Organen in den Menschen, könnte ein Weg aus diesem Dilemma sein. Ein Ansatz ist die Verpflanzung von Schweineherzen zunächst in Affen und, sollte dies gelingen, letztendlich in Menschen. Problematisch bei der Xenotransplantation sind akute und meist tödliche Abstoßungsreaktionen. Das menschliche Immunsystem bekämpft die übertragenen tierischen Organe, da sich bestimmte Oberflächenproteine im transplantierten Gewebe von denen des Menschen unterscheiden. Die Schweine, deren Herzen für die Verpflanzung genutzt werden sollen, müssen deshalb erst genetisch verändert werden. Dabei werden beispielsweise bestimmte Gene ausgeschaltet, die für die Oberflächenproteine auf den Organen kodieren.
In Tierexperimenten wurden bereits sehr gute Ergebnisse mit diesem Ansatz erreicht: Pavianen mit transplantierten, genetisch veränderten Schweineherzen überlebten, z. T. bis zu sechseinhalb Monaten nach Transplantation in einem Überlebensmodell. Dies gelang durch eine multiple genetische Veränderung der Schweine (Spender) wie auch ein verbessertes Immunsuppression Regime (Empfänger) nach der Transplantation. Die genetischen Modifikationen im Schwein zielen darauf ab, die Immunreaktion in den Pavianen und eine übermäßige Blutgerinnung in den Blutgefäßen des Herzens zu verhindern. Im zweiten Ansatz änderten sie die Prozedur der Organerhaltung. Ein weiterer wichtiger Schritt ist de Präservation der Organe nach Explantation und vor Implantation. In einem neuen Ansatz werden die Schweineherzen nach der Entnahme, nicht wie bislang üblich, einmal mit einer Nährlösung zu behandeln und danach auf Eis zu lagern, sondern mit einer blutbasierten, sauerstoffhaltigen Schutzlösung bei acht Grad Celsius bis zur Implantation perfundiert. Im weiteren Verlauf wurde der Blutdruck der Paviane gesenkt, die Blutgerinnung verhindert und die Zellteilung in den Schweineherzen blockiert. Letzteres ist besonders wichtig, da die Herzen der Schweine andernfalls nach der Transplantation weiterwachsen und für den Brustkorb der Paviane zu groß werden. Außerdem wurden die Paviane einer auf den Menschen übertragbaren Immunsuppression unterzogen und damit die Abstoßungsreaktionen geringgehalten.
Neben dem Herz, welches für das Überleben des Patienten essentiell ist, ist auch die Niere in den letzten Jahren stark in den Fokus für eine Xenotransplantation gerückt. In beiden Organsystemen hat die biomedizinische Forschung große Fortschritte, bis hin zu den ersten Ansätzen im Menschen, gemacht.
Zur Person
Prof. Dr. Rabea Hinkel …
Prof. Dr. Jan Christoph Goldschmidt
Philipps-Universität Marburg
Neuartige Solarzellen für den Klimaschutz
Absehbar wird Solarenergie die wichtigste Energiequelle für kosteneffizienten Klimaschutz werden. Dieser Vortrag vollzieht zunächst die historische Entwicklung der Photovoltaik nach und diskutiert dann globale Szenarien zum Ausbau der Photovoltaik. Am Beispiel Deutschlands wird gezeigt, mit welchen Strategien sich eine große Anzahl von fluktuierenden Erzeugern in das Stromnetz integrieren lassen. Insbesondere wird gezeigt, wie sich mit www.energy-charts.info verlässliche Daten zu vielen aktuellen energiewirtschaftlichen Fragestellungen beziehen lassen.
Der Ausbau der Photovoltaik im Multi-TW Maßstab bringt aber auch neue Herausforderungen mit sich. Hier helfen neuartige Solarzellen wie Tandemsolarzellen und Perowskitsolarzellen in Zukunft insbesondere Ressourcenverbrauch und Energieaufwand in der Herstellung zu senken. Sie besitzen aber wiederum ganz eigene Herausforderungen. Im zweiten Teil des Vortrags wird deshalb ein Einblick in den aktuellen Stand der Forschung gegeben und welche technologischen Entwicklungen für die Zukunft absehbar sind.
Zur Person
Jan Christoph Goldschmidt studierte Physik in Freiburg und Sydney und promovierte 2009 an der Universität Konstanz, mit einer Arbeit am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Freiburg. Im Zeitraum von 2010 bis 2021 war er Leiter der Gruppe „Neuartige Solarzellenkonzepte” am Fraunhofer ISE, mit den Forschungsschwerpunkten Photonenmanagement und Perowskit-Silizium-Tandemsolarzellen. Im Jahr 2012 war er Gastwissenschaftler am Imperial College in London, und 2013 Dahrendorf-Stipendiat am Mercator Research Institute on Global Commons and Climate Change in Berlin. Seit 2021 ist er Professor für die Physik der Solar-Energiekonversion an der Philipps-Universität Marburg.
Prof. Dr. Tobias J. Erb
Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie
Marburg
Natürliche Photosynthese und synthetische Biologie. Eine ‚new-to-nature Software‘ für nachhaltige Kohlenstoffbindung
Um die Klimakrise zu bewältigen, muss der Mensch CO₂-Emissionen reduzieren. Gleichzeitig müssen neue Wege gefunden werden, der Atmosphäre aktiv CO₂ zu entziehen. Das so gewonnene CO₂ nachhaltig zu nutzen, wäre Wertstofferhalt nach dem Vorbild der Natur: Pflanzen binden mit der Photosynthese pro Jahr Milliarden Tonnen CO₂. Trotzdem wird die natürliche Photosynthese nicht ausreichen, um den menschengemachten Klimawandel aufzuhalten. Der Vortrag zeigt die Begrenztheit der biologischen Photosynthese auf und skizziert, wie wir mithilfe synthetischer Biologie eine leistungsfähigere Alternative erschaffen können. Verschiedene Ansätze und Technologiezukünfte von maßgeschneiderten Biokatalysatoren zu modifizierten Algen und Pflanzen bis hin zu künstlichen Chloroplasten werden vorgestellt, und deren Chancen und Risiken diskutiert. Der Vortrag wirft auch einen größeren Blick auf das Feld der synthetischen Biologie, durch die der Mensch aktiver Teil der Evolution wird und neue Lösungen initiieren und realisieren kann, die die natürliche Evolution nicht hervorgebracht hat.
Zur Person
Tobias J. Erb ist synthetischer Biologe und Direktor am Max-Planck-Institut für terrestrische Mikrobiologie in Marburg, Deutschland. Sein Team arbeitet an der Schnittstelle zwischen Biologie und Chemie und konzentriert sich auf die Entdeckung, Funktion und Entwicklung von CO2-umwandelnden Enzymen und Stoffwechselwegen. Erb studierte Chemie und Biologie und forschte während seine Promotion an der Universität Freiburg und der Ohio State University, USA. Nach einem Postdoc-Aufenthalt an der University of Illinois (2009-2011) leitete Erb eine Nachwuchsgruppe an der ETH Zürich (2011-2014), bevor er an das Max-Planck-Institut in Marburg wechselte, wo er 2017 zum Direktor ernannt wurde. Erb erhielt für seine Forschung zahlreiche Auszeichnungen, unter anderem den Otto-Bayer-Preis (2018), den Merck Future Insight Award (2022) und den Gottfried Wilhelm Leibniz-Preis (2024). Seit 2023 ist er Mitglied der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina.
Prof. Dr. Andreas Houben
Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPG)
Gatersleben
Chromosomen in Forschung und Schule
Chromosomen sind Träger der Erbinformation und spielen damit eine zentrale Rolle in der Pflanzenzüchtung. Ihre Zusammensetzung ist entscheidend für die Vererbung von Merkmalen und somit für die Vielfalt von Pflanzenarten und Sorten. In der Züchtung wird die genetische Zusammensetzung eines Organismus verändert, um gewünschte Eigenschaften zu fördern oder neue Sorten zu entwickeln.
Der Vortrag wird die gegenwärtige Forschung und zukünftige Anwendungsfelder der Chromosomenbiologie darstellen. Im Weiteren wird ein Experiment vorgestellt, mit dem Schüler experimentell mit der CRISPR/Cas9-Methode und der Organisation von Chromosomen bzw. Genomen im Biologieunterricht vertraut gemacht werden können. Neben der gezielten Manipulation von Genen und Chromosomen können mit Hilfe von CRISPR/Cas9 auch definierte DNA-Sequenzen markiert werden.
Um dieses Experiment zu ermöglichen, wurde der fluoreszenzbasierte CRISPR-Nachweis von DNA durch eine nicht fluoreszenzbasierte Methode ersetzt. Die Detektion spezifischer Sequenzen in Chromosomen und Zellkernen wird unter Verwendung von alkalischer Phosphatase oder Peroxidase und einem Standard-Durchlichtmikroskop möglich gemacht. Diese Nachweismethode kann somit durchgeführt werden, auch wenn kein teures Fluoreszenzmikroskop zur Verfügung steht. Da es sich um ein nicht-transgenes Verfahren handelt, ist für die Durchführung des Experiments kein S1-Sicherheitslabor notwendig.
Zur Person
Andreas Houben wurde am 06.05.1963 in Magdeburg geboren. Er studierte Pflanzenzüchtung in Halle-Wittenberg, wo er 1993 auf dem Gebiet der Chromosomenbiologie promovierte. Von 1993 bis 1995 war er als Postdoktorand am Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung Gatersleben tätig. Von 1996 bis 2001 forschte er erst als DFG-Stipendiat und später als Queen-Elizabeth-II-Fellow an der Universität Adelaide (Australien). Seit 2001 ist er Arbeitsgruppenleiter und seit 2015 Leiter des Bereichs „Chromosomen Biologie“ am Leibniz-Institut für Pflanzengenetik und Kulturpflanzenforschung (IPK), Gatersleben. 2005 war er Gastprofessor an der Kyoto-Universität (Japan), habilitierte 2010 und ist seit 2017 apl. Professor an der Martin-Luther-Universität Halle-Wittenberg. Seine Forschergruppe entschlüsselt die Regulation, Organisation und Evolution von Chromosomen. Die dabei gewonnenen Erkenntnisse sollen zur Beschleunigung von Züchtungsprozessen eingesetzt werden.
Dr. Kai Noeske
Astrophysiker
Die ESA-Mission Euclid: Aufbruch ins Dunkle Universum
Materie, wie wir sie kennen und beobachten können, macht gerade einmal 5% des Universums aus: Sterne, Planeten, Gas und Staub. Die restlichen 95% des Universums sind mysteriöse, unsichtbare Substanzen, die wir noch nicht verstehen, und die sich nur durch ihre Wirkung auf Licht und Materie verraten: Dunkle Materie und Dunkle Energie.
Wir kennen noch nicht einmal die Spitze des Eisbergs vom Universum. Genaugenommen nur die Hälfte der Spitze.
Die Euclid-Mission der Europäischen Weltraumorganisation ESA bringt Licht ins dunkle Universum. Euclid wurde 2023 gestartet, beobachtet und vermisst Milliarden von Galaxien und ihre Bewegung, über 10 Milliarden Lichtjahre und ebenso viele Milliarden Jahre kosmischer Geschichte. Ein Team von 3000 Wissenschaftler:innen erstellt aus diesem gewaltigen Datensatz die große, dynamische Karte unseres Universums durch Raum und Zeit. Die Geschichte der Ausdehnung unseres Universums, der Bildung der Galaxien und ihrer großräumigen Verteilung geben uns neue Einsicht in die Eigenschaften der Dunklen Energie und Dunklen Materie. Die nie dagewesenen Daten werden auch viele andere Bereiche der Astronomie revolutionieren, wie dies zuvor schon die Gaia-Mission der ESA getan hat.
Euclid ist auch das neueste der bahnbrechenden Weltraumteleskope, in einer Reihe mit dem Hubble- und James Webb Teleskop.
Dies ist die Geschichte einer revolutionären, visionären Mission, die sowohl aus der Technik im Weltraum, als auch aus einer enormen technischen und menschlichen Kompenente auf der Erde besteht. Eine Geschichte kosmischer Dimensionen und einmaliger menschlicher Zusammenarbeit, großer Fragen zum Ursprung und der Zukunft unseres Universums, und faszinierender Bilder.
Zur Person
MDr. Kai Noeske, geb. 1973, ist Astrophysiker und arbeitet in der zentralen Kommunikation der Europäischen Weltraumorganisation ESA. Nach seinem Physikstudium und Promotion in Göttingen war er 11 Jahre lang wissenschaftlich in den USA tätig, an der University of California in Santa Cruz, am Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics und als ESA-Astronom für das Hubble-Weltraumteleskop. Seine Forschung zur Entwicklung der Galaxien mit Weltraumteleskopen schließt unter anderem die Entdeckung der “Galaxien-Hauptreihe” ein. Zurück in Deutschland arbeitete er am Max-Planck-Institut für Astronomie/Haus der Astronomie in Heidelberg, und war als Manager des Science Dome wesentlich am Aufbau des Science Centers experimenta Heilbronn beteiligt. Seit 2020 arbeitet er für die ESA, von 2020 bis 2023 als Leiter der Kommunikation zur Weltraumwissenschaft.
Kai Noeske engagiert sich auch privat in der Verbreitung von Wissenschaft, mit zahlreichen Vorträgen sowie als Gast in Podcasts, TV und Radio. Er ist einer der Autor:innen des “Survival Guide Wissenschaft” für Nachwuchswissenschaftler:innen.