Dr. Axel Schunk
19.08.2003

Chemie für Mediziner - aber nicht nur!

Auch an der Schule sind die am Computer-Chemie-Centrum in Erlangen erstellten Lernmodule zur "Chemie für Mediziner" gut aufgehoben. Zahlreiche Infos und Anregungen des Online-Angebots helfen bei der Unterrichtsvorbereitung, die multimedialen Elemente - dreidimensionale interaktive Moleküldarstellungen, Videos chemischer Experimente, interaktive Reaktionsabläufe, - eignen sich auch zum Einsatz im Unterricht selbst.
 

Die im Rahmen des BMBF-Leitprojekts "Vernetztes Studium - Chemie" entwickelten Materialien decken die Grundlagen der Chemie (Allgemeine und Organische Chemie) ab - vom Atombau bis hin zu den Vitaminen und Coenzymen. Viele Studienanfänger konnten an der Schule nur ein bis zwei Jahre Chemieunterricht genießen - und dieser liegt teilweise schon mehrere Jahre zurück. Um diesem heterogenen Wissensstand der Medizinstudierenden Rechnung zu tragen, steigen die Lehr- und Lernmodule auf einem sehr grundlegenden Niveau ein und sind daher auch für den Einsatz in der Schule geeignet.

 

Exkurse in Biochemie, Medizin und Kriminalistik

Die Kapitel sind mit vielen biochemischen und medizinischen Exkursen verzahnt, die den Lernenden die Bedeutung chemischer Grundlagen für das Verständnis biochemischer Vorgänge verdeutlichen. Viele Krankheitsbilder und Behandlungsmethoden werden auf einfache chemische Reaktionen zurückgeführt, wie zum Beispiel bei der Phenylketonurie. Die entsprechenden Exkurse sind in der Regel auch für Schülerinnen und Schüler nachvollziehbar, da für das Verständnis ein medizinisches Vorwissen meist nicht nötig ist. Das Angebot ist somit auch für den Biologieunterricht relevant.

 

Aber auch interessante Aspekte des Alltags werden eingebaut, so zum Beispiel die Funktionsweise des Kfz-Abgaskatalysators oder die Bedeutung der Ninhydrin-Reaktion bei der Suche nach Fingerabdrücken auf einem gefälschten Scheck (Abb. 1. Platzhalter bitte anklicken, dann öffnet sich der Screenshot).

 

Multimediale und interaktive Elemente

3D-Moleküle
In den Kapiteln zur organischen Chemie werden zahlreiche Moleküle auch als interaktive dreidimensionale Molekülmodelle dargestellt. Der Mehrwert dieser Aufbereitung macht sich zum Beispiel beim Thema "Isomerie" besonders bemerkbar, wie bei der Visualisierung der Enantiomeren- und Diastereomerenpaare der Aldotetrosen. Die Darstellung komplexer Proteinstrukturen, die virtuell zum Leben erweckt werden können, verfehlen ihre Wirkung bei Schülerinnen und Schülern nicht, wie die 3D-Aufbereitung des "Klassikers", des Hämoglobins, verdeutlicht. Für die Visualisierung dieser Darstellungen ist das kostenlose Plugin Chime erforderlich.

  • Tetrosen
    Aldotetrosen besitzen zwei chriale Kohlenstofftome. Somit gibt es vier verschiedene Isomere: Die beiden Enantiomerenpaare D-/L-Erythrose und D-/L-Threose.

Videos
Zu vielen Experimenten werden auch Videos angeboten (Download leider nicht möglich). Dabei werden Versuche gezeigt, deren theoretische Grundlagen im Unterricht zwar vermittelt, aber in der Regel nicht als Realversuch demonstriert werden können - zum Beispiel die Thermit-Reaktion. Zum Abspielen der Video-Sequenzen ist der Windows Media Player zu empfehlen.

  • Thermit-Reaktion
    Die Redox-Reaktion zwischen Eisen(III)oxid und Aluminium ist so stark exotherm, dass flüssiges Eisen entsteht. Das Verfahren wird unter anderem zum Verschweißen von Eisenbahnschienen verwendet.

Interaktive Reaktionsschemata
Komplexe Reaktionswege wie biochemische Zyklen sind als interaktive Reaktionsschemata aufbereitet. So wird zum Beispiel der Citrat-Zyklus, ausgehend vom Oxalacetat, in einzelnen Schritten per Mausklick um jeweils eine weitere Teilreaktion ergänzt. So ist die Vermittlung dieses biochemisch bedeutenden Prozesses leichter möglich als mit einer klassischen Darstellung aus einem Buch, bei der die Lernenden gleich zu Beginn mit dem gesamten Schema "erschlagen" werden. In ähnlicher Weise sind auch der Harnstoffzyklus und die Glycolyse aufbereitet.

  • Citrat-Zyklus
    Der komplexe Stoffwechselweg kann in dieser Darstellung schrittweise aufgebaut werden.

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Dr. Axel Schunk
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