Vor­be­mer­kun­gen

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  Fach­li­che Vor­be­mer­kun­gen
  Die Bio­in­for­ma­tik bil­det ei­ne Schnitt­stel­le zwi­schen ex­pe­ri­men­tel­ler Bio­lo­gie und In­for­ma­tik, bei der Me­tho­den der In­for­ma­tik in­ter­dis­zi­pli­när auf Pro­ble­me der Le­bens­wis­sen­schaf­ten an­ge­wen­det wer­den. Da­bei wer­den quan­ti­ta­ti­ve theo­re­ti­sche An­sät­ze ver­folgt, de­ren Ziel es ist, com­pu­ter­ge­stützt gro­ße Da­ten­men­gen ver­ar­bei­ten zu kön­nen.
  Mit dem zu­neh­men­den Ein­satz von Hoch­durch­satz­tech­no­lo­gi­en in der Mo­le­ku­lar­bio­lo­gie hat sich die Bio­in­for­ma­tik vom an­fäng­li­chen Sta­tus ei­ner Hilfs­dis­zi­plin zu ei­ner selbst­stän­di­gen Wis­sen­schaft ent­wi­ckelt. Bei der Ana­ly­se von Ge­no­men, der Er­mitt­lung von Pro­teo­m-Ex­pres­si­ons­pro­fi­len, durch Pro­te­in-Struk­tur­ana­ly­sen oder bei der Er­for­schung der In­ter­ak­ti­on bio­lo­gi­scher Mo­le­kü­le wer­den im­men­se Da­ten­men­gen ge­ne­riert, die mit den Me­tho­den der Bio­in­for­ma­tik er­fasst, zu­gäng­lich ge­macht und aus­ge­wer­tet wer­den kön­nen. Mitt­ler­wei­le ha­ben die­se Tech­ni­ken auch in an­de­ren Be­rei­chen der Bio­lo­gie Ein­zug ge­hal­ten. Her­vor­zu­he­ben ist da­bei die Evo­lu­ti­ons­bio­lo­gie, die durch die Bio­in­for­ma­tik ei­ne völ­lig neue me­tho­di­sche Aus­rich­tung er­fah­ren hat.
  Völ­lig neue Mög­lich­kei­ten er­öff­net die Bio­in­for­ma­tik bei der Er­for­schung und The­ra­pie chro­ni­scher oder le­bens­be­droh­li­cher men­sch­li­cher Krank­hei­ten. Mit der Er­for­schung mo­le­ku­la­rer In­ter­ak­tio­nen, der Ver­füg­bar­keit mo­le­ku­la­rer 3-D-Struk­tu­ren und den Mög­lich­kei­ten zu de­ren Mo­del­lie­rung lie­fert die Bio­in­for­ma­tik Me­tho­den, die das Ver­ständ­nis pa­tho­lo­gi­scher mo­le­ku­la­rer Vor­gän­ge und die Ent­wick­lung the­ra­peu­ti­scher An­sät­ze re­vo­lu­tio­niert ha­ben. Be­son­ders bei der Ent­wick­lung neu­er Me­di­ka­men­te ha­ben sich die­se Me­tho­den zu In­no­va­ti­ons­trei­bern ent­wi­ckelt, die ei­ne we­sent­lich ziel­ge­rich­te­te­re For­schung er­mög­li­chen und mit de­ren Hil­fe die zeit­auf­wen­di­gen Ent­wick­lungs­zy­klen ganz er­heb­lich ver­kürzt wer­den kön­nen. Die Hei­lungs­chan­cen vie­ler Krebs­er­kran­kun­gen sind durch per­so­na­li­sier­te The­ra­pi­en, die auf der Er­fas­sung und Aus­wer­tung in­di­vi­du­el­ler ge­no­mi­scher Da­ten be­ru­hen, deut­lich ver­bes­sert wor­den. Aber auch für die Be­wäl­ti­gung öko­lo­gi­scher Pro­ble­me bie­tet die Bio­in­for­ma­tik wich­ti­ge An­satz­punk­te: So ist die Su­che nach neu­en Bio­ka­ta­ly­sa­to­ren, die für Bio­trans­for­ma­tio­nen in­dus­tri­ell re­le­van­ter Stof­fe ein­ge­setzt wer­den kön­nen und die ei­nen nach­hal­ti­gen Er­satz klas­si­scher che­mi­scher Syn­the­sen dar­stel­len, durch die fort­ge­schrit­te­nen Tech­ni­ken der Er­mitt­lung und Ana­ly­se von Ge­nom­se­quen­zen er­heb­lich er­leich­tert wor­den.
  Die Bio­in­for­ma­tik leis­tet da­mit ei­nen er­heb­li­chen Bei­trag zum Grund­ver­ständ­nis des Le­bens und zur Be­wäl­ti­gung heu­ti­ger und zu­künf­ti­ger bio­lo­gi­scher und me­di­zi­ni­scher Pro­ble­me.
  Im „Bio­in­for­ma­ti­k-Prak­ti­kum“ des Schwer­punk­tes „Bio­in­for­ma­tik und Mo­le­ku­lar­bio­lo­gie“ im Be­rufs­kol­leg für Bio­lo­gisch-tech­ni­sche As­sis­ten­tin­nen und As­sis­ten­ten sol­len die Schü­le­rin­nen und Schü­ler zeit­ge­mä­ße In­for­ma­ti­ons- und Kom­mu­ni­ka­ti­ons­tech­nik zur Be­ar­bei­tung be­rufs­spe­zi­fi­scher Fra­ge­stel­lun­gen an­wen­den. Im Fo­kus ste­hen da­bei so­wohl ty­pi­sche Ar­beits­ab­läu­fe Tech­ni­scher As­sis­ten­tin­nen und As­sis­ten­ten in bio­lo­gi­schen La­bors bei der di­gi­ta­len Er­fas­sung, Aus­wer­tung und Do­ku­men­ta­ti­on ex­pe­ri­men­tel­ler Da­ten, als auch spe­zi­fi­sche An­wen­dun­gen und Ar­beits­wei­sen aus der Bio­in­for­ma­tik, wie sie in mo­le­ku­lar­bio­lo­gi­schen und gen­tech­no­lo­gi­schen La­bors an­fal­len.
  Zur be­ruf­li­chen Ori­en­tie­rung sol­len die Schü­le­rin­nen und Schü­ler da­bei ei­nen Über­blick über die An­wen­dungs­fel­der der Bio­in­for­ma­tik ge­win­nen und er­ken­nen, wel­che be­ruf­li­chen Per­spek­ti­ven sich für tech­ni­sche As­sis­ten­ten aus die­sen Mög­lich­kei­ten er­ge­ben.
  Wie das Theo­rie­fach „Bio­in­for­ma­tik“ baut auch das „Bio­in­for­ma­ti­k-Prak­ti­kum“ fach­über­grei­fend auf Kennt­nis­sen aus der Mo­le­ku­lar­bio­lo­gie, Gen­tech­no­lo­gie, Bio­tech­no­lo­gie und der Bio­che­mie auf. Die­ser in­ter­dis­zi­pli­nä­re Cha­rak­ter ma­ni­fes­tiert sich in Quer­ver­wei­sen auf die theo­re­ti­schen und prak­ti­schen Fä­cher „Mi­kro- und Mo­le­ku­lar­bio­lo­gie“, „Bio­lo­gie“ so­wie „Che­mie und Bio­che­mie“.
  Die ra­sant fort­schrei­ten­den Ent­wick­lun­gen in der Mo­le­ku­lar­bio­lo­gie und Bio­in­for­ma­tik wer­fen häu­fig grund­le­gen­de ethi­sche, mo­ra­li­sche und ge­sell­schaft­li­che Fra­gen auf, die im „Bio­in­for­ma­ti­k-Prak­ti­kum“ the­ma­ti­siert und mit den Schü­le­rin­nen und Schü­lern auf der Ba­sis der im Un­ter­richt er­wor­be­nen Fach­kennt­nis­se dis­ku­tiert wer­den sol­len. Sol­che Im­pli­ka­tio­nen lie­fern auch in­ter­es­san­te An­knüp­fungs­punk­te für die Fä­cher Deutsch und Eng­lisch.
  Die in­halts­be­zo­ge­nen Kom­pe­ten­zen ori­en­tie­ren sich im ers­ten Aus­bil­dungs­jahr im Fach „Bio­in­for­ma­tik“ wie auch im Fach „Bio­in­for­ma­ti­k-Prak­ti­kum“ an ty­pi­schen Soft­ware-Ein­satz­sze­na­ri­en, wie sie in bio­lo­gi­schen La­bors bei der di­gi­ta­len Er­fas­sung, Aus­wer­tung und Do­ku­men­ta­ti­on ex­pe­ri­men­tel­ler Da­ten in Rou­ti­ne­pro­zes­sen an­fal­len. Im Schul­um­feld wird die­ser Be­zug her­ge­stellt, in­dem Auf­ga­ben­fel­der aus an­de­ren Un­ter­richts­fä­chern her­an­ge­zo­gen wer­den und die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ge­eig­ne­te Soft­ware und di­gi­ta­le Platt­for­men ein­set­zen, um an­fal­len­de Da­ten ex­em­pla­risch di­gi­tal auf­zu­ar­bei­ten.
  Im ers­ten Jahr liegt der Schwer­punkt des „Bio­in­for­ma­ti­k-Prak­ti­kums“ auf dem Kom­pe­ten­z­er­werb für die Do­ku­men­ta­ti­on von La­bor­da­ten. Als Vor­be­rei­tung für die spä­ter an­zu­fer­ti­gen­de Pro­jekt­ar­beit er­wer­ben die Schü­le­rin­nen und Schü­ler im „Bio­in­for­ma­ti­k-Prak­ti­kum“ im ers­ten Jahr zu­dem die im Rah­men der spä­te­ren Pro­jekt­ar­beit er­for­der­li­chen me­dia­len Selbst­kom­pe­ten­zen für Re­cher­chen und die zu er­stel­len­de Do­ku­men­ta­ti­on und Prä­sen­ta­ti­on der ei­ge­nen Ar­beits­er­geb­nis­se. Da­bei ler­nen sie Prä­sen­ta­ti­ons­tech­ni­ken ken­nen, trai­nie­ren de­ren fach- und sach­ge­rech­ten Ein­satz und nut­zen un­ter­stüt­zen­de An­wen­dun­gen zur Bild­be­ar­bei­tung und Ge­stal­tung. Bei der Zu­sam­men­ar­beit im di­gi­ta­len Raum wen­den sie die Rechts­vor­schrif­ten und Ge­set­ze zum per­so­nen­be­zo­ge­nen Da­ten­schutz an und be­ach­ten bei der di­gi­ta­len Ver­wen­dung von Quel­len das Ur­he­ber­recht.
  Im zwei­ten Aus­bil­dungs­jahr er­mög­li­chen es die im ers­ten Jahr der Aus­bil­dung er­wor­be­nen Grund­kennt­nis­se, ty­pi­sche Auf­ga­bensze­na­ri­en aus den Be­rei­chen Mo­le­ku­lar­bio­lo­gie, Gen­tech­no­lo­gie, Bio­che­mie und Bio­tech­no­lo­gie in den Fo­kus des Kom­pe­ten­z­er­werbs zu stel­len und mit­hil­fe ge­eig­ne­ter Bio­in­for­ma­ti­k-An­wen­dun­gen selbst­stän­dig be­ar­bei­ten zu kön­nen. Im Ge­gen­satz zum Theo­rie­fach „Bio­in­for­ma­tik“ ste­hen im „Bio­in­for­ma­ti­k-Prak­ti­kum“ Fra­ge­stel­lun­gen aus der Pro­teo­mik im Mit­tel­punkt. Die Kom­ple­xi­tät und Viel­falt mög­li­cher an­wen­dungs­be­zo­ge­ner Fra­ge­stel­lun­gen macht ei­ne weit­ge­hend ex­em­pla­ri­sche Vor­ge­hens­wei­se er­for­der­lich. Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ler­nen an­hand ei­nes für sie nach­voll­zieh­ba­ren bio­tech­no­lo­gi­schen Pro­blems ty­pi­sche Ein­satz­sze­na­ri­en von mo­le­ku­lar­bio­lo­gi­schen Da­ten­ban­ken und Soft­ware­tools ken­nen, die sie selbst­stän­dig, kri­tisch und ziel­ge­rich­tet ein­set­zen und so schritt­wei­se zu ei­ner Lö­sung der Aus­gangs­fra­ge­stel­lung ge­lan­gen. Sie ver­ste­hen, dass wis­sen­schaft­li­che Fra­ge­stel­lun­gen sehr häu­fig in­ter­dis­zi­pli­nä­re Vor­ge­hens­wei­sen er­for­dern und dass die Bio­in­for­ma­tik ein sol­ches Vor­ge­hen durch ih­re viel­fäl­ti­gen und fach­über­grei­fen­den Werk­zeu­ge so­wie durch de­ren ho­hen Ver­net­zungs­grad in her­vor­ra­gen­der Wei­se un­ter­stützt. Da­bei er­ken­nen sie, dass die­se Werk­zeu­ge auf­grund im­mer wei­ter­wach­sen­der Se­quenz­da­ten­be­stän­de und im­mer leis­tungs­fä­hi­ge­rer An­wen­dun­gen zu­neh­mend in der La­ge sind, zeit­auf­wen­di­ge klas­si­sche La­bor­ar­beits­schrit­te ins­be­son­de­re der Bio­che­mie, Bio- und Gen­tech­no­lo­gie zu er­set­zen und die In­no­va­tio­nen im Life-Sci­ence-Be­reich ganz we­sent­lich vor­an­trei­ben.
  Das Ler­nen in be­rufs­vor­be­rei­ten­den Bil­dungs­gän­gen ist maß­geb­lich ge­prägt durch ei­ne stark wech­seln­de Zu­sam­men­set­zung der Lern­grup­pen, aber auch durch die Viel­falt der Ler­nen­den selbst hin­sicht­lich ih­rer Vor­er­fah­run­gen aus ih­rem so­zia­len Um­feld, ih­ren sprach­li­chen Fä­hig­kei­ten und durch ih­re Vor­kennt­nis­se. Die­se He­te­ro­ge­ni­tät in den ein­zel­nen Bil­dungs­gän­gen hat in den ver­gan­ge­nen Jah­ren spür­bar zu­ge­nom­men. Ne­ben der fun­dier­ten Ver­mitt­lung und An­wen­dung von fach­spe­zi­fi­schen Me­tho­den und Ver­fah­rens­wei­sen ste­hen da­her die ge­naue Be­ob­ach­tung und Dia­gno­se von fach­prak­ti­schen De­fi­zi­ten der ein­zel­nen Schü­le­rin­nen und Schü­ler im Fo­kus. Der zeit­li­che Um­fang der prak­ti­schen Lehr­ver­an­stal­tun­gen er­mög­licht es, auf Ba­sis die­ser Da­ten ge­ziel­te Maß­nah­men zur in­di­vi­du­el­len För­de­rung der fach­prak­ti­schen Fä­hig­kei­ten und Fer­tig­kei­ten der Schü­le­rin­nen und Schü­ler zu er­grei­fen.
  Die­ser Bil­dungs­plan wur­de ver­fasst un­ter Be­rück­sich­ti­gung des Ka­ta­logs der Qua­li­fi­ka­ti­ons­be­schrei­bun­gen ge­mäß Rah­men­ver­ein­ba­rung über die Aus­bil­dung und Prü­fung zu­m/zur Staat­lich ge­prüf­ten tech­ni­schen As­sis­ten­ten/in: Be­schluss der KMK vom 30.09.2011 in der je­weils gül­ti­gen Fas­sung.
  

  
  Hin­wei­se zum Um­gang mit dem Bil­dungs­plan
  Der Bil­dungs­plan zeich­net sich durch ei­ne In­halts- und ei­ne Kom­pe­tenz­ori­en­tie­rung aus. In je­der Bil­dungs­plan­ein­heit (BPE) wer­den in kur­si­ver Schrift die über­ge­ord­ne­ten Zie­le be­schrie­ben, die durch Ziel­for­mu­lie­run­gen so­wie in je­weils ei­ner In­halts- und Hin­weiss­pal­te kon­kre­ti­siert wer­den. In den Ziel­for­mu­lie­run­gen wer­den die je­wei­li­gen fach­spe­zi­fi­schen Ope­ra­to­ren als Ver­ben ver­wen­det. Ope­ra­to­ren sind hand­lungs­in­iti­ie­ren­de Ver­ben, die si­gna­li­sie­ren, wel­che Tä­tig­kei­ten beim Be­ar­bei­ten von Auf­ga­ben er­war­tet wer­den; ei­ne Ope­ra­to­ren­lis­te ist je­dem Bil­dungs­plan im An­hang bei­ge­fügt. Durch die kom­pe­tenz­ori­en­tier­te Ziel­for­mu­lie­rung mit­tels die­ser Ope­ra­to­ren wird das An­for­de­rungs­ni­veau be­züg­lich der In­hal­te und der zu er­wer­ben­den Kom­pe­ten­zen de­fi­niert. Die for­mu­lier­ten Zie­le und In­hal­te sind ver­bind­lich und da­mit prü­fungs­re­le­vant. Sie stel­len die Re­gel­an­for­de­run­gen im je­wei­li­gen Fach dar. Die In­hal­te der Hin­weiss­pal­te sind un­ver­bind­li­che Er­gän­zun­gen zur In­halts­spal­te und um­fas­sen Bei­spie­le, di­dak­ti­sche Hin­wei­se und Quer­ver­wei­se auf an­de­re Fä­cher bzw. BPE.
  Der VIP-Be­reich des Bil­dungs­plans um­fasst die Ver­tie­fung, in­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen so­wie Pro­jekt­un­ter­richt. Im Rah­men der hier zur Ver­fü­gung ste­hen­den St­un­den sol­len die Schü­le­rin­nen und Schü­ler best­mög­lich un­ter­stützt und bei der Wei­ter­ent­wick­lung ih­rer per­so­na­len und fach­li­chen Kom­pe­ten­zen ge­för­dert wer­den. Die Fach­leh­re­rin­nen und Fach­leh­rer nut­zen die­se Un­ter­richts­zeit nach ei­ge­nen Schwer­punkt­set­zun­gen auf Ba­sis der fä­cher- und bil­dungs­gang­spe­zi­fi­schen Be­son­der­hei­ten so­wie nach den Lern­vor­aus­set­zun­gen der ein­zel­nen Schü­le­rin­nen und Schü­ler.
  Der Teil „Zeit für Leis­tungs­fest­stel­lung“ des Bil­dungs­plans be­rück­sich­tigt die Zeit, die zur Vor­be­rei­tung, Durch­füh­rung und Nach­be­rei­tung von Leis­tungs­fest­stel­lun­gen zur Ver­fü­gung steht. Dies kann auch die not­wen­di­ge Zeit für die im Rah­men der Be­son­de­ren Lern­leis­tun­gen er­brach­ten Leis­tun­gen, Nach­be­spre­chung zu Leis­tungs­fest­stel­lun­gen so­wie Feed­back-Ge­sprä­che um­fas­sen.