bioteknikkursen i nv3

Malmö Högskola
SÄL II
Vårterminen 2004
Examensarbete, 10 p
BIOTEKNIKKURSEN I NV3
Innehåll och metoder
Dag Ekholm
Handledare: Lilian Håkansson
Jan-Anders Andersson
Therese Vincenti Malmgren
SAMMANFATTNING
Ekholm, D.: (2004) Bioteknikkursen på NV-programmet. SÄL II, Lärarutbildningen, Malmö
Högskola.
Den nationella kursen Bioteknik BI 1209 inrättades år 2000 som ett svar på den ökade
betydelsen av modern biologi i samhället. Syftet med föreliggande arbete är att genom en
enkätundersökning skaffa information om kursens utformning på olika gymnasier och om
vilka erfarenheter som gjorts. Någon sådan kartläggning har inte tidigare gjorts.
Samtliga gymnasier i Sverige med NV-programmet (295 st) tillfrågades huruvida de har
bioteknikkurs. Av de 181 som svarade har 31 gymnasier denna kurs (eller någon mycket lik).
Dessa skolor undersöktes närmare genom en enkät. Svar erhölls från 26 skolor.
Genomsnittliga antalet elever som läser bioteknik är 26 per skola (4 – 55); antal lärare som
arbetar med kursen är oftast 2 (genomsnitt 1,8). Kursen är nästan alltid valbar. Beträffande
behandlade moment finns stor variation – elementär molekylärbiologi och genteknik finns så
gott som alltid, mikrobiologi och industriell bioteknik finns nästan alltid; ibland berörs
livsmedelsteknik, medicinska applikationer, proteinkemi, cellbiologi m.m. Stor vikt läggs
alltid vid den laborativa delen; i genomsnitt görs ca 9 laborationer på kursen. Ett mycket rikt
utbud av laborationer förekommer. Stor variation finns beträffande använd litteratur.
Webresurser och datorprogram används i stor utsträckning. Undervisningsgrupperna är små
(oftast 15-20 elever). Undervisningsformer som studiebesök, grupparbeten, gästföreläsningar
och samarbete utanför skolan, särskilt med universitetsinstitutioner, används ofta. Målen för
kursen anges vara fördjupade kunskaper, ökat intresse för ämnet, ökad laborativ skicklighet,
förmåga att ta ställning i etiska frågor och förberedelse för fortsatta studier. Lärarna bedömer
elevernas intresse och prestationer generellt som mycket goda. Både elever och lärare
uttrycker stort intresse för kursen, kanske särskilt för den laborativa sidan, men även att den är
ganska krävande för både lärare och elever, för lärarna mer tidskrävande än andra kurser.
Engelsk rubrik: The Biotechnology Course in the Natural Science Programme in Upper
Secondary School. Contents and Methods.
Nyckelord: biologi, biologididaktik, bioteknik, genteknik, mikrobiologi, NV-programmet.
2
FÖRORD
Sedan jag började undervisa i biologi vid Gymnasieskolan Spyken i Lund höstterminen 2000
har jag haft kurser i bioteknik (och en tidigare lokal kurs) under 4 läsår, sammanlagt 6 kurser.
Det har varit en stor förmån och samtidigt en spännande utmaning att arbeta med att bygga upp
denna kurs. Den vita biologin är ju ett mycket expansivt och dynamiskt område och elevernas
intresse och ambition går inte att ta miste på. Deras förmåga att tillägna sig avancerade
kunskaper och färdigheter är ofta förvånande. Samtidigt är den vita biologin ett område som
har kort tradition i gymnasiet, så arbetet ger lite av pionjärkänsla – man experimenterar med
kurserna, gör ändringar och inför nya moment varje läsår. När man arbetar med detta infinner
sig frågan hur man gör på andra skolor, och ur detta uppstod idén till denna undersökning.
Jag vill tacka:
Mina handledare Lilian Håkansson, Jan-Anders Andersson och Therese Vincenti
Malmgren samt Irene Andersson vid lärarutbildningen, Malmö högskola, för gott samarbete
och värdefulla synpunkter.
Margareta Ekborg, lärarutbildningen, Malmö högskola, för intresse för mitt projekt och för
värdefulla synpunkter på arbetet och manuskriptet.
Flera kolleger vid Spyken dels för gott samarbete i bioteknikundervisningen, dels för intresse
för min undersökning, för att ha läst manuskriptet och för värdefulla synpunkter.
Sist men inte minst mina elever, kursens huvudpersoner. Samarbetet med eleverna – och deras
ständigt nya tankar, frågor och reflektioner - formar kursen och driver utvecklingsarbetet
samtidigt som det ger läraren nya kunskaper och ständigt ny motivation. Docendo discimus!
Omslagsbilden: Spykenelever i NV3 ht 2001 sysselsatta med bakterieodling. Man överför bakterier från
agarplattor till flytande medium för att göra en tillväxtkurva. Foto: A. Dannborg.
3
INNEHÅLL
SAMMANFATTNING.........................................................................................................2
FÖRORD...............................................................................................................................3
INNEHÅLL...........................................................................................................................4
1. INLEDNING .....................................................................................................................5
1.1 Bioteknik som gymnasieämne......................................................................................5
1.2 Kursens inrättande ........................................................................................................5
1.3 Biotekniken i samhället ................................................................................................5
1.4 Lokala kurser ................................................................................................................6
1.5 Internationella jämförelser - bioteknik i gymnasiet i andra länder...............................7
1.6 Kursplanen och ämnets avgränsning ............................................................................8
1.7 Detta arbetes syfte ........................................................................................................9
2. METODER......................................................................................................................11
3. RESULTAT.....................................................................................................................12
3.1 Fördelning av skolorna ...............................................................................................12
3.2 Organisation................................................................................................................12
3.3 Kursinnehållet.............................................................................................................14
3.4 Undervisningsformer ..................................................................................................17
3.5 Syn på kursen..............................................................................................................18
3.6 Utvärdering.................................................................................................................20
3.7 Fria kommentarer, övrigt............................................................................................22
4. DISKUSSION..................................................................................................................24
5. REFERENSER ...............................................................................................................27
Appendix 1: Lista över laborationer....................................................................................30
Appendix 2: Lista över skolor som deltagit i undersökningen............................................33
Appendix 3: Enkätformulär.................................................................................................34
4
1. INLEDNING
1.1 Bioteknik som gymnasieämne
Bioteknik är en ny kurs i NV3 som gavs första gången läsåret 2002-03. Då kursplanen [1] är
allmänt hållen kan man anta att utformningen av kursen varierar mycket mellan olika skolor
och bestäms mycket av lokala traditioner och personliga intressen hos inblandade lärare. Någon
inventering av kursens utformning på olika skolor är inte tidigare gjord. Bioteknikämnet
befinner sig i första skedet av en uppbyggnadsfas, och det är av stort intresse att ta vara på
rikedomen av erfarenheter och idéer. Föreliggande arbete syftar till att belysa hur
bioteknikundervisningen har utformats på olika svenska gymnasier.
1.2 Kursens inrättande
Bioteknikkursen infördes i samband med förändringar i gymnasieskolan fr. o. m. ht 2000.
Bakgrunden till dessa är två utredningar som gjorts av Skolverket på regeringens uppdrag:
Den första utredningen framlades 98-11-25 under namnet "Redovisning av regeringens
uppdrag 1998-03-12 angående gymnasieskolans utveckling – U98/1135/S" [2]. Den andra
utredningen överlämnades till regeringen 99-09-15 under namnet "Gymnasieskolans
inriktningar och programmål m.m. Redovisning av ett regeringsuppdrag, givet 1999-04-22
(U1999/11171S, U1999/1581/S)" [3]. Beslut fattades i riksdagen 99 11 03.
Den första utredningen rekommenderar inrättande av ett teknikprogram [4]. Inom
teknikprogrammet föreslås 6 inriktningar, varav Bioteknik är en [5]. I nästa utredning har man
emellertid ändrat sig och anser nu att bioteknik innehåller så mycket biologiskt och kemiskt
stoff att det inte bör finnas på teknikprogrammet, utan bör studeras på NV-programmet [6].
Någon bioteknikkurs inom biologiämnet eller för övrigt nämns inte i dessa utredningar, utan
bioteknik diskuteras endast under teknikprogrammet.
Beslut om nya kursplaner m.m. fattades sedan och publicerades 2000-03-07 (SkolFS 2000:19)
[1]. Här finns för första gången en kursplan för kursen Bioteknik 100p, en kurs inom
biologiämnet. Förändringen trädde i kraft 2000-07.
Enligt brev som svar på förfrågan till Skolverket [7] har inga publicerade utredningar eller
förarbeten rörande just denna kurs föregått inrättandet av den. Man nämner i stället två skäl till
inrättandet: (1) samhällsutvecklingen där olika biotekniska och gentekniska metoder har fått
allt större betydelse och (2) den rikliga förekomsten av lokala kurser med biotekniskt innehåll
vid de svenska gymnasierna.
1.3 Biotekniken i samhället
De senaste årtiondena har sett en explosionsartad utveckling av biologi och biotekniska
metoder [8, 9]. Grunden för detta är den starka utvecklingen av cell- och molekylärbiologin
senaste halvseklet med t. ex. upptäckten av DNA-strukturen 1953, den genetiska koden 1966
5
och restriktionsenzymerna 1970, Sangers sekveneringsmetod 1977 och PCR-metoden 1988
[10]. Den första transgena organismen, en bakterie, gjordes 1973 [8, 11]. Kloningen av det
första däggdjuret, fåret Dolly, 1997, publiceringen av det första bakteriegenomet 1995 och av
det mänskliga genomet (HUGO-projektet) 2000 är andra spektakulära genombrott de senaste
åren.
De molekylärbiologiska framstegen har snabbt omsatts i tekniska metoder från och med 1980talet. Inom medicinen har t. ex. rekombinanta proteiner börjat användas som läkemedel, varav
rekombinant insulin var det första, 1981 [8]. Diagnostiska metoder för ärftliga sjukdomar med
t. ex. PCR har tagits i allmänt bruk [12, 13], och genterapi [14], d.v.s. försök att korrigera
genetiska sjukdomar, samt stamcellsforskning [15] är heta forskningsområden. Vidare har den
snabbt ökande informationen om molekylära mekanismer fått stor betydelse för t. ex. rationell
läkemedelsutveckling [16].
Inom jordbruk, skogsbruk och livsmedelsteknik har molekylärbiologin starkt slagit igenom.
Genmodifiering av växter och djur är ett mycket stort forskningsområde nu (forskning bedrivs
både av offentliga institutioner och kommersiella företag) och många genmodifierade
organismer har tagits i bruk [17]. Intresset för detta visas också av att fullständiga genom för
flera nyttoväxter som ris, vete, korn, havre och majs m. fl. är kartlagda och lagrade i GenBank
[18, 19].
Även inom andra områden har molekylärbiologin satt spår. Här skall nämnas de nya
molekylära metoderna som håller på att revolutionera forskningen inom systematisk och
evolutionär biologi. Molekylär fylogeni är ett mycket dynamiskt område där nya möjligheter att
behandla den växande mängden sekvensinformation ständigt tillkommer [20]. Denna
informationsmängd är nu så stor att en särskild specialitet inom datortekniken har vuxit fram,
bioinformatik, vars syfte är behandling av sekvensinformation [21].
Utvecklingen av dessa metoder är inte okontroversiell, utan i många fall har helt nya etiska
problem uppstått. Både inom det medicinska området (stamcellsforskning, kloning,
fosterdiagnostik m.m.) och inom det tekniska (genmodifierade organismer i jordbruket,
genmodifierad mat) har en debatt uppkommit där starka argument framförs både för och emot
[22, 23].
De nya metoderna har lett till förändringar på universitets- och högskolenivå, där nya kurser
och utbildningar införts [24].
1.4 Lokala kurser
Gymnasiet har inte förblivit opåverkat av framstegen inom biotekniken, utan även där har man
på olika sätt infört nytt stoff i undervisningen i syfte dels att förbereda gymnasisterna för
högskolestudier, dels att ge en medborgerlig orientering om de nya metoderna och därmed
sammanhängande etiska problem för att förbereda dem för ställningstagande i sådana frågor.
Generellt tenderar stoffet att sjunka nedåt genom utbildningssystemet, så att sådant som
tidigare lästes på universitetsnivå nu läses i gymnasiet eller rentav i grundskolan.
6
Många gymnasier har antingen lagt in biotekniska moment i andra biologikurser eller satt upp
lokala kurser eller i vissa fall lokala inriktningar med biotekniskt innehåll. Det ökade intresset
för området har också visat sig i ett starkt ökat utbud av fortbildningskurser för lärare [25]. Ett
annat tecken på bioteknikens ökade plats i skolan är förekomsten av många resurscentra för
lärare, t. ex. National Center for Biotechnology Education (NCBE) 1 i England, European
Initiative for Biotechnology Education (EIBE)2, baserat i Kiel, DNA Learning Center of Cold
Spring Harbour Laboratory3 i USA, Biotechnology Online4 i Australien eller i Sverige
Nationellt Resurscentrum för Biologi och Bioteknik5.
Någon kartläggning av dessa lokala gymnasiekurser har oss veterligen aldrig gjorts.
1.5 Internationella jämförelser - bioteknik i gymnasiet i andra länder
För att diskutera bioteknikundervisningen i Sverige vore det önskvärt att kunna jämföra med
andra länder. Att hitta detaljerad information om kursplaner och kursinnehåll i andra länder är
dock svårt, och en djupare studie av detta faller utanför detta arbetes ram, så här ges endast
några exempel.
I Danmark finns en kurs ”Biologi med bioteknologi” på C-nivå i ”Højere
forberedelseseksamen” (hf). Kursen är ”Tilvalg på fællesfagsniveau” och omfattar 100
lektioner i 2. hf enligt kursplan från Uddannelsestyrelsen. Kursen omfattar tre delar, fysiologi,
genetik med genteknologi och ekologi. I genteknologidelen läser man grundläggande
molekylärbiologi och laborerar med t. ex. DNA-prep, restriktionsanalys o.s.v. Ett projektarbete
är en viktig del av kursen och kan handla om ambitiösa biomedicinska eller
molekylärbiologiska ämnen liknande dem i vår kurs [26, 27].
I Norge finner man bioteknikutbildning bl.a. inom en laboratorieutbildning inom
studieinriktning för kemi och processfack. I en ”Læreplan for videregående opplæring” från
”Læringssenteret” finns en kurs i mikrobiologi och bioteknologi omfattande bl. a. biokemi,
bakterieodling, sterilteknik, elektrofores m.m. [28].
I England finner man en del cell- och molekylärbiologiskt stoff i en kursplan kallad “Advanced
Subsidiary (AS) and Advanced (A) level specifications” i ett dokument med titeln “Subject
Criteria For Biology” från engelska QCA (Quality and Curriculum Authority), den myndighet
som handhar kursplaner [29]. Här finns även vissa biotekniska inslag, t. ex. “Applications of
gene technology” som fördjupning till ett avsnitt om genetik. Nivån AS – A motsvarar åldern
14 – 19 år.
1
http://www.ncbe.reading.ac.uk
http://www.eibe.info
3
http://www.cshl.org
4
http://www.biotechnology.gov.au/biotechnologyOnline, se även ref [35]
5
http://www.bioresurs.uu.se/
2
7
Trots närvaron av avancerade resurser som NCBE i England finns de som anser att
utvecklingen är för långsam. I en artikel så sent som 2003 sägs ”Yet the understanding of DNA
structure and its resultant influence on the emergence of molecular biology /…/ has yet to make
a similar impact in school curricula.” [30]. Denna artikel jämför vad som läses om DNA i
Skottland, England, Nya Zeeland och Ontario i Canada. Elementära begrepp som DNAsekvens och den genetiska koden kommer upp först i ”key stage 4”, d.v.s. 10-11 skolåret med
elever typiskt i åldern 15-16 år, vilket artikelförfattarna anser vara för sent.
Nuffieldstiftelsen i England, en organisation som bl. a. främjar naturvetenskaplig utbildning
[31] har utvecklat en ny ”Advanced Level Biology Course” [32]. Även i denna artikel kritiseras
tillståndet i skolbiologin i England. ”/…/ the new advanced level biology specifications
introduced in September 2000 failed to reflect many of the tremendous advances presently
being made in /…/ molecular biology, cell biology, medical physiology, genetics,
biotechnology, /…/” [33]. Den nya kursen består av 9 delar, varav två ”Genes and health” och
”The voice of the genome” behandlar modern molekylärbiologi [34].
Bioteknikundervisning finns också t. ex. i Australien [35] och Taiwan [36]. Beträffande
Australien sägs att trots att det finns ”compelling evidence for the inclusion of biotechnology
processes and associated issues in the school curriculum” går det sakta p. g. a. bristande
kompetens och erfarenhet hos många lärare samt brist på resurser och tid [37].
1.6 Kursplanen och ämnets avgränsning
Det är svårt att avgränsa vad som hör hemma i bioteknikämnet. Ämnet blir lätt en ganska
heterogen samling av områden som uppfattas höra till ”vit biologi”. Några exempel är (Tab. 1):
Grundforskning
Medicinska tillämpningar
Tekniska tillämpningar
(jordbruk, skogsbruk,
livsmedelsteknik)
Molekylärbiologi
Sekvenering, kloning
Humana genomprojektet
Icke molekylärbiologi
Cellbiologi, biokemi
Proteomics
Diagnostiska metoder
Genterapi
Stamcellsforskning
Mikrobiologi, bakterier, virus
Immunologi
Läkemedelsutveckling
Genmodifierade växter och djur, Fermentationsteknik
framställning och användning
Enzymanvändning i tekniken
Analysmetoder, t. ex. med PCR
Rättsmedicinska tillämpningar DNA-metoder, PCR
Biologisk forskning
Teknisk mikrobiologi
T. ex. blodgruppsanalyser
Molekylär evolution och
taxonomi
Tab 1. Exempel på ämnen som kan tas upp inom bioteknikområdet.
8
Målbeskrivningen i kursplanen för BI 1209 [1] lyder i sin helhet som följer:
"Mål som eleverna skall ha uppnått efter avslutad kurs
Eleven skall
•
ha fördjupade kunskaper om biologiskt verksamma makromolekyler och om hur dessa interagerar
inom och mellan celler,
•
ha fördjupade kunskaper om biotekniska metoder och deras tillämpningar samt hur levande celler
används industriellt och inom forskning,
•
kunna planera, genomföra, tolka och redovisa experimentellt arbete inom områden som bioteknik,
genteknik, sterilteknik, odlingsteknik och fermentationsteknik,
•
kunna argumentera kring bioteknikens och genteknikens möjligheter och risker ur ett etiskt och
samhälleligt perspektiv."
Nyckelord är ”makromolekyler”, ”biotekniska metoder”, ”experimentellt arbete” och ”etik”.
Det är alltså tydligt att målbeskrivningen är mycket allmänt hållen och ger föga konkret
vägledning till hur kursen skall utformas.
I kursplanen för Biologi A (BI 1201) [1] finns dessutom liknande mål, vilket leder till ett visst
avgränsningsproblem mellan dessa kurser:
•
ha kunskap om gentekniska metoder och deras tillämpningar samt kunna diskutera genteknikens
möjligheter och risker ur ett etiskt perspektiv.
1.7 Detta arbetes syfte
BI 1209 infördes som nämnt i gymnasiet som nationell kurs i NV3 fr. o. m. 2000, d.v.s.
gällande de elever som började i gymnasiet hösten 2000. Således hölls kursen i denna form
första gången läsåret 2002 - 2003. Skolverket har inga uppgifter om vilka skolor som anordnat
kursen eller dess innehåll6, och någon annan sammanställning av detta tycks inte ha gjorts.
Syftet med det föreliggande arbetet är att göra en inventering av hur bioteknikundervisningen
faktiskt bedrivs i Sverige f.n. Det är t. ex. av intresse att veta vilka moment och ämnesområden
som ingår, vilka läroböcker och andra läromedel som används, vilka laborationer som görs och
vilka arbetsformer som används. Det är också intressant att få information om undervisningens
organisation, t. ex. undervisningsgruppernas storlek, lokal syn på kursens syfte och hur lärare
och elever utvärderar kursen.
6
Först under vårterminen 2004 blir betygsstatistik tillgänglig, där det framgår vilka skolor som ger kursen.
9
Arbetet är alltså huvudsakligen deskriptivt och syftar till en beskrivning av
bioteknikundervisningens tillstånd idag. Undersökningen presenterar ingen central tes eller
hypotes som prövas. Det är min förhoppning att dessa fakta skall vara till nytta på flera sätt:
•
En inventering av kursens organisering på olika skolor kan bidra till reflektion och
diskussion bland involverade lärare om hur undervisningen lämpligen bör utformas.
Vilka erfarenheter har andra gjort? Är våra erfarenheter unika eller är de samma som
andra lärares?
•
När det gäller laborationer, litteratur och andra resurser kan inventeringen helt enkelt ge
tips – ett utbyte av erfarenheter som kommer alla parter till godo.
•
En sammanställning av innehåll och utformning av befintliga kurser kan vara av värde
för de skolor som ännu ej har kursen men som vill starta den. Troligen finns det ganska
många sådana.
•
När det gäller utformningen av läromedel av olika slag behövs information om
skolornas behov. Såväl läroböcker, laborationsmaterial, webresurser m.m. kommer
troligen att utvecklas i framtiden och det är då viktigt med kännedom om verksamheten.
•
Med tiden kommer troligen ett ökat samarbete mellan skolor med bioteknik att ske, i
form av ökat utbyte, fler kurser, webresurser m.m. till allas gagn och kanske kan detta
arbete bidra något till integrationsprocessen.
•
Inom det rent fackpedagogiska området kan denna studie kanske tjäna som bas för
framtida forskningsprojekt. Ett annat forskningsprojekt inom detta område bör kunna
dra nytta av den insamling av basala fakta som har gjorts här.
10
2. METODER
Studien har gjorts i form av en enkätundersökning. Från Skolverket erhölls en lista över
samtliga gymnasier i Sverige som har NV-programmet, 295 st, inkluderande adress och (i 251
fall) e-postadress.
Till skolorna med e-postadress skickades ett e-postmeddelande med en enkel förfrågan
huruvida skolan har kursen BI 1209 (eller motsvarande) eller inte. En påminnelse skickades
efter 2 veckor till de skolor som inte svarat, och ännu en påminnelse senare. I 29 fall var epostadressen fel. Till dessa skolor samt till de 44 som inte hade e-postadress i listan skickades
förfrågan per post.
Sammanlagt svarade 181 skolor. Svarsfrekvensen var alltså 61%. Av dessa har 31 skolor
kursen BI 1209 eller liknande kurser. 150 skolor svarade att de inte har denna kurs.
Till de 31 skolor som svarat jakande skickades ett enkätformulär. Formuläret skickades per epost, dels som ett Wordformulär att fylla i och returnera per e-post, dels som en version lämpad
att skriva ut på papper och returnera per post. Påminnelse skickades efter ca 2 veckor till dem
som inte svarat och ytterligare påminnelse senare. I några fall skickades enkätformuläret i
stället per post. Av 31 tillfrågade skolor svarade 24 st (77 %).
Genom internetsökning hittades ytterligare 8 skolor som nämner ”BI 1209” på sin hemsida.
Dessa tillfrågades, varvid 2 svarade på enkäten, 2 svarade att de ännu inte hade kursen och 4
svarade inte. Materialet består alltså av sammanlagt 26 skolor.
Först kort före detta arbetes färdigställande blev preliminär betygsstatistik7 tillgänglig [38].
Enligt denna har kursen BI 1209 under läsåret 2002-2003 givits av 32 skolor och till
sammanlagt 556 elever.
Av dessa 32 skolor har 21 skolor tillfrågats i denna enkät och av dessa har 16 skolor med
sammanlagt 412 elever har svarat. I materialet ingår alltså 10 skolor som ej är med i
betygsstatistiken. I några fall rör sig om skolor som har någon variant av kursen, men i övriga
fall uppger skolan att den ger BI 1209, varför man får misstänka att betygsstatistiken ännu är
ofullständig.
Man kan alltså konkludera
bioteknikundervisningen.
att
enkäten
är
väl
representativ
för
den
svenska
Bearbetningen av data gjordes med programmen MS Access och MS Excel (Microsoft Inc.).
7
Statistiken är preliminär. ”Dessa uppgifter är inte granskade till 100%”, enligt följebrev från Skolverket.
11
3. RESULTAT
Av 31 tillfrågade skolor svarade 24 på enkäten. Därtill erhölls två svar från skolor som hittats
genom internetsökning. Materialet är alltså 26 skolor. En fullständig lista över skolor som
deltagit i undersökningen ges i Appendix 2, sid. 33. Nedan redovisas resultaten per fråga.
Enkätformuläret är uppdelat i följande 6 avsnitt: organisation, kursinnehåll, undervisningsformer, syn på kursen, utvärdering och fria kommentarer.
3.1 Fördelning av skolorna
Geografisk fördelning av de 31 skolor som uppger att de har
bioteknikkurs framgår av vidstående karta (Fig. 1).
Av dessa 31 skolor är 15 belägna i orter med universitet eller
högskola enligt Högskoleverkets förteckning [39]. Av de 26
skolor som svarat uppger 2 att de har lokal inriktning mot
bioteknik och 2 att de har lokal variant eller modifierad form av
kursen. Övriga 22 har ordinarie BI 1209.
3.2 Organisation
Fig. 1. Geografisk fördelning
av skolor med bioteknikkurs.
Hur många elever på din skola läser bioteknikkursen?8
Antalet elever per skola varierar från 4 till 559. Medeltalet är 25,5. Sammanlagt 664 elever
redovisas i enkätsvaren. Fördelningen framgår av nedanstående tabell.
Antal elever
≤9
10 – 19
20 – 29
30 – 39
40 – 49
50 - 59
Antal skolor
5
6
3
7
1
4
%
19
23
12
27
4
15
Hur stora är undervisningsgrupperna?
Undervisningsgrupperna är små, i de allra flesta fall (3/4) högst 15-20 elever. Helklasser på 30
elever är mycket sällsynta. (Några skolor har angett mer än ett alternativ beroende på att man
har växlar mellan större och mindre grupper.)
8
Frågorna på denna rubriknivå i avsnitt 3.2 – 3.7 är identiska med frågorna i enkätformuläret.
Skolorna har uppgett exakta antalet i denna fråga, intervallindelningen är gjord vid bearbetningen. I övriga
frågor är intervallen givna som alternativ.
9
12
Gruppstorlek
< 15
15-20
20-25
> 25
Antal
11
9
4
5
%
42
35
15
19
Är kursen valbar?
Kursen är i de allra flesta fall valbar.
Ja
Nej
Ej svar
Antal
23
2
1
%
88
8
4
Hur många lärare arbetar med bioteknikkursen?
Vanligen arbetar 2 lärare med kursen, ibland 1 (medelvärde 1,8).
1 lärare
2 lärare
3 lärare
Antal
8
16
2
%
31
62
8
Vem har tagit initiativet till att din skola skall ha bioteknik - lärare, skolledning,
annan?
I de flesta fall har lärare eller lärare och skolledning tillsammans tagit initiativet.
Lärare
Skolledning
Lärare + skolledning
Lärare + elever
Antal
13
3
9
1
%
50
12
35
4
Hade din skola någon lokal kurs inom området innan ni började med den
nuvarande bioteknikkursen?
Det är vanligt att en lokal kurs har funnits tidigare; så är det i ca hälften av fallen.
13
Antal
14
12
Ja
Nej
%
54
46
I så fall - när startade den?
Före 1995
1995-96
1999
Efter 2000
4
4
2
3
Ange i så fall något om innehåll och syfte i denna lokala kurs
Kursinnehållet tycks i dessa fall vanligen ha varit ungefär samma som i bioteknikkurserna.
3.3 Kursinnehållet
Vilka moment har ni tagit upp?
Medan alla de molekylärbiologiska områdena liksom industriell bioteknik tas upp av så gott
som alla skolor och bakteriologi av nästan alla är vissa områden som virologi och immunologi
lite ovanligare.
Ämnesområde
Mikrobiologi
Bakteriologi
Virologi
Immunologi
Bioteknik
Industriell bioteknik (fermentationsteknik o. dyl.)
Livsmedelsteknik
Läkemedelsutveckling
Jordbruksteknik
Molekylärbiologiska metoder
Grundläggande molekylärbiologi
Genteknik
Genmodifierade grödor
Genterapi
Kloning av djur
Antal
%
21
14
10
81
54
38
23
18
18
10
88
69
69
38
24
25
24
23
21
92
96
92
96
100
14
Vilka läroböcker har ni använt?
De två vanligaste böckerna är
Brändén, H.: Genteknik, kloning, stamceller (13 skolor)
Ekenstierna, L.: Mikrobiologi för gymnasiet (12 skolor)
Andra böcker som används av mer än en skola är:
Björk-Falkbring: Biokemi (2 skolor)
Brown: Gene cloning (2 skolor)
Brändén: Molekylärbiologi (2 skolor)
Campbell: Biology (2 skolor)
EIBE: Lärarpärmar o.a. mtrl (2 skolor)
Erlanson-Albertsson: Molekylärbiologi
(2 skolor)
NCBE: Labhäften (2 skolor)
Rydén: Bioteknik (2 skolor)
Övriga böcker som anges av bara en skola är:
Andersson m. fl.: Gymnasiekemi B
BioKomp: Grundkurs i genteknik
Campbell: Biochemistry
Dahl m.fl. (red.): Gendiagnostik
sjukvården
Drlicka: Understanding DNA
Hedengrahn: Genteknik
Johansson (red.): Genklippet?
Kemifakta 7: Genteknik
i
Leander (red.): Livets urcell
Lif: Biokemi
Lindberg: Kemikalier i arbetsliv och miljö
NFR: Årsbok
Smith: Biotechnology
Stanier et al: General Microbiology
Sykes: Evas sju döttrar (utdrag)
Thougaard: Grundläggande mikrobiologi
Därutöver anger 5 skolor att de använder eget material, stenciler, artiklar etc. Beträffande
Hedengrahn anges den vara för svår och den skall inte användas mer.
Vilka andra läromedel har ni använt (typ filmer, datorprogram m.m.)?
Läromedel som anges här är:
Internetresurser
TV-program och filmer
Datorprogram
16 skolor
16 skolor
7 skolor
62 %
62 %
27 %
Även tidnings-och tidskriftsartiklar samt gästföreläsare tas upp under denna fråga av flera
skolor.
15
Exempel på Webplatser som nämns i svaren är:
Bioinformatics
Bioscience explained
Chromosome
Den nya biologin
Expasy
Fylogeniprogram, t. ex. Workbench
Genvägar, SLU (4 skolor)
NCBI / Entrez (PubMed, GenBank, OMIM)
RCSB Protein Data Bank
Utbildningsfrågor från Cold Spring Harbor
http://bioinformatics.org
http://www.bioscience-explained.org
http://www.chromosome.com
http://www.forskning.se/nyabiologin
http://us.expasy.org
http://workbench.sdsc.edu
http://www-genvagar.slu.se
http://www.ncbi.nlm.nih.gov
http://www.rcsb.org
http://www.cshl.org
Filmer och TV-program kan handla om t. ex. genteknik, genetiska koden, etiska frågor,
immunologi, läkemedel och tropiska regnskogar eller om aktuella frågor. Filmen GAATACA
nämns också.
Exempel på datorprogram är: eDNA10 (virtuella laborationer, används av 3 skolor), Rasmol11
och Chime (två molekylvisningsprogram), program om DNA, samt program om prokaryot
genreglering.
Vilka laborationer har ni gjort?
Sammanlagt 239 laborationer har angivits, således i medeltal ca 9 laborationer per skola. Vissa
laborationer är mycket ofta återkommande, t. ex. grundläggande laborationer i
molekylärbiologi (som restriktionsklyvning och agarosgelelektrofores) och i mikrobiologi (som
bakterieodling) eller biotekniska tillämpningar som användning av immobiliserade enzymer
eller mikroorganismer. Många andra laborationer förekommer på bara en skola.
Ämnesområdena kan variera mycket, t. ex. förekommer laborationer i biokemi och
proteinkemi, cellbiologi, växtfysiologi m.m.
En grov och något godtycklig klassifikation av laborationerna ger följande resultat:
Molekylärbiologi
Bakteriologi
Fermentationsteknik m.m.
Enzymologi
Cellbiologi
Biokemi
Immunologi
10
11
71
60
23
19
16
12
10
http://www.evitromedia.com
http://www.umass.edu/microbio/rasmol/rasquick.htm
16
Virologi
Växtfysiologi
Datalaborationer
Proteinkemi
Övrigt
6
6
5
3
8
En fullständig lista över angivna laborationer, ordnade efter skola, ges i Appendix 1, sid. 30.
3.4 Undervisningsformer
Vilka av följande undervisningsformer har ni använt?
Grupparbeten och studiebesök används i särskilt stor utsträckning.
Undervisningsform
Grupparbeten
Skriftliga arbeten i uppsatsform
Posterarbeten
Gästföreläsningar
Studiebesök
Samarbete med andra ämnen
Mest katederundervisning
Antal
21
16
5
11
21
10
8
%
81
62
19
42
81
38
31
Exempel på ämnen är följande:
Grupparbeten: Etiska frågor (5 skolor), sjukdomar, läkemedel, gentekniska metoder,
livsmedelsteknik, cellbiologi, labrapporter.
Skriftliga arbeten: Etiska frågor, medicinska frågor, näringsfrågor, labrapporter.
Posterarbeten: Cellbiologi, DNA, studiebesök, sjukdomar.
Gästföreläsningar: Rättsgenetik (2 skolor), forskning, vattenrening, livsmedelskontroll,
virus, proteiner, PCR, etik.
Studiebesök: Universitet (18 skolor), industrier (8 skolor), sjukhus (4 skolor).
Samarbete med andra ämnen: Kemi (4 skolor), Religionskunskap om etik (3 skolor),
Samhällskunskap om etik (1 skola), Engelska, Projektarbete.
17
Hur stor del av tiden (i %) ungefärligen laborerar ni?
Hälften av skolorna anger att de laborerar minst 40% av tiden. (En skola anger ca 75% av
tiden.)
< 10
10-20
20-30
30-40
40-50
> 50
Antal
0
3
5
5
5
8
%
0
12
19
19
19
31
Har ni samarbetat utanför skolan i kursen, t. ex. med universitet, industri,
myndigheter eller andra institutioner?
Sådant samarbete är mycket vanligt, mer än 2/3 av skolorna.
Ja
Nej
Ej svar
Antal
18
7
1
%
69
27
4
Så gott som alla samarbetspartners som nämns är universitet eller universitetsinstitutioner
inklusive tekniska högskolor, t. ex. inom mikrobiologi, bioteknik, molekylär ekologi,
livsmedelsteknik m.m. (16 skolor). Industri (AstraZeneca, 1 skola) och sjukhus (2 skolor)
nämns också, och några svar nämner samarbete med andra skolor.
3.5 Syn på kursen
Har ni en lokal kursplan?
Lokal kursplan finns i ca hälften av fallen.
Ja
Nej
Antal
14
12
%
54
46
18
Vad är enligt den lokala kursplanen de två viktigaste målen för kursen?
Några typiska svar är:
Mål
Ökade/fördjupade kunskaper om DNA/genteknik/bioteknik etc.
Etik, att ta ställning
Laborativ skicklighet
Inblick i forskning
Antal
4
5
3
3
%
15
19
12
12
Vad är viktigaste skälet till att ni valt att sätta upp denna kurs?
Flera svar tar sin utgångspunkt i elevernas intresse:
”Det finns ett stort intresse hos eleverna.”, ”Det finns ett stort intresse för bioteknik som
vi vill tillmötesgå.”, ”Intressant och expansivt område som intresserar eleverna.”
Andra vill öka detta intresse:
”Att väcka elevernas intresse för aktuell naturvetenskap.”, ”Öka intresset för
naturvetenskap.”
Några svar nämner nyttoaspekten:
”Gemensamt
intresse
”Yrkesförberedande.”
industri,
universitet,
skolledning
och
lärare.”,
Övriga svar:
”Stort lärarintresse.”, ”Uppdrag av kommunen.”
Beskriv vad du (eller de lärare som arbetar med kursen) ser som viktigaste syftet
för bioteknikkursen
Många betonar skapandet av intresse:
”Skapa intresse för fortsatta studier.”, ”Skapa nyfikenhet, skapa intresse, öka labvana.”
Andra betonar fördjupning av kunskaper och inblick i forskningen:
”Att fördjupa kunskaperna inom områdena samt att väcka intresse för fortsatta studier
inom området.”, ”Att ge en fördjupad förståelse i genteknik, molekylärbiologi och
bioteknik. Dessutom kunna förstå de metoder som används.”, ”Förmedla kunskap kring
19
allt det nya som händer inom genteknik, bioteknik etc /…/.”, ”Informera sig om aktuell
forskning i bio- och genteknik.”
Studieförberedande:
”Att ge eleverna en språngbräda till studier i biologi/kemi på högskola/universitet.”
Etik nämns även här:
” /…/ belysa olika aspekter inte minst etiska kring dessa frågor.”, ”Etik!”
Den laborativa sidan nämns också:
”Labvana - se hur enkelt det är att modif. gener.”, ”Möjligheten att få köra lite
intressantare laborationer.”
Man kan ha olika syn på syftet med kursen, t. ex. se den som en
studieförberedande kurs eller som en kurs som ger ”medborgerlig”
allmänbildning o.s.v.. Hur skulle du formulera ert syfte med kursen?
En klassifikation av svaren visar att skolorna lägger vikt vid båda, men med en viss övervikt för
studieförberedande syfte:
Syfte
Studieförberedande
Medborgerlig allmänbildning
Bådadera
Studieförberedande men även allmänbildning
Skapa intresse
Antal
6
3
4
3
3
%
23
12
15
12
12
3.6 Utvärdering
Vilken är din bedömning av elevernas intresse och prestationer?
Så gott som alla skolor bedömer elevernas intresse och prestationer mycket positivt:
”Stort intresse. Goda prestationer.”, ”Mycket intresserade.”, ”Väldigt intresserade.”,
”Intresserade och högpresterande.”, ”De lyfter sig själva.”, ”Mycket bra.”, ”Oftast
mycket intresserade och presterar bra.”, ”Intresset är stort och laborationsvanan ökar.”,
”Stort intresse. Laborativa moment genomförs med stor envishet.” o s v.
Endast 3 skolor anger något antytt negativt: ”Varierande.”, ”Visst motstånd mot laborerande.”
resp. ”Bra, men prioriterar ordinarie kurser.”
20
Nämn några typiska synpunkter som eleverna har uttryckt i sina kursvärderingar.
Även här är så gott som alla bedömningar positiva:
”Intressant! Bra med laborationer.”, ”Roligt och lärorikt.”, ”Intressant och givande.”,
”Jätteintressant, kul att labba.” ”Intressant och nyttig kurs.”, ”Intressant. Bra med
laborationer. Givande med debatter.”
Många kommentarer visar uppskattning av laborationerna:
”Bra med mycket laborationer.”, ”Roligt att laborera.”, ”Rolig kurs med mycket
laborationer.”, ”Roliga och lärorika labbar.”
Några påpekar att kursen är annorlunda:
”Jättekul med annorlunda och friare arbetsformer.”, ”Man får en helt ny typ av
kunskap.”, ”Ett nytt ämne, med många intressanta tillämpningar.”
Några betonar det egna ansvaret:
”Bra med eget ansvar”, ”/…/ arbeta under eget ansvar.”, ”Nya erfarenheter och
kunskaper, eget ansvar.”
Några anser kursen som svår:
”Svår men intressant kurs.”, ” Svårt p. g. a. många nya begrepp.”, ”Bra och intressant,
ibland jobbigt med för mycket rapportskrivande.”
Hur ligger medelbetyget på kursen?
Medelbetygen ligger i allmänhet i intervallet VG – MVG.
Betyg
VG - MVG
VG +
VG
Vet ej
Ej svar
Antal
6
5
11
3
1
%
23
19
42
12
4
Lärdomar och slutsatser som ni dragit?
Flera svar anger att kursen är intressant men krävande för lärare och elever:
21
”Kul och intressant kurs men tidskrävande.”, ”Det är en mycket uppskattad kurs, men
som kräver en del av eleverna.”
Flera svar betonar att särskilt laborationsförberedelser samt att hålla sig ajour tar mycket tid för
läraren:
”Laborationerna tar lång tid och kräver mycket förberedelse, vilket skolledningen inte
alltid förstår.”, ”Laborationerna tar lång tid.”, ”Roligt arbete, tar en hel del tid eftersom
det hela tiden sker förändringar.”, .”, ”Kräver mycket förarbete från läraren.”, ”Kursen
kräver enormt mycket förberedelser. Tacksam kurs.”, ”Det är jobbigt. Man vill ju gärna
förnya sig.”
Några svar gäller förhållandet teori-laborationer-diskussioner:
”Begränsa teoridelen ytterligare och laborera mer.”, ”Max 12 st laborerande. Varva
laborationer med teori.”, ”Tid till diskussioner i mindre grupper viktigt.”, ”Börja
försiktigt med det minst krävande.”, ”Mkt laborerande ger intresserade elever.”
Vilka förändringar tänker ni göra inför det nya läsåret?
Vanligaste svaret här är att man vill införa nya laborationer (6 skolor) eller andra nya moment.
”Utveckla nya laborationer.”, ”Fler laborationer inom bioteknik.”, ”Hitta fler
läroböcker och laborationer.”, ”Några nya moment införs.”, ”En laboration i
bioinformatik.”
Utvecklingsarbetet är dock tidskrävande:
”Vill förnya kursen. Men var finns tiden??”
3.7 Fria kommentarer, övrigt
Exempel på allmänna kommentarer:
”Elever som läst vidare på högskola/univ i något laborativt ämne säger sig ha mycket
nytta av sin bioteknikkurs.”
”Spännande och intressant kurs därför att 1/ det händer mycket inom forskning och
utveckling, 2/ stort massmedialt intresse, 3/ viktiga och svåra tvärvetenskapliga
frågeställningar.”
”Det tar mycket tid och entusiasm att driva kursen. Mer tid går åt att genomföra kursen
än vad skolan är beredd att betala, men vi gör det för att vi tycker att kursen är rolig.
Viktigt med 2 lärare!”
22
Några diskuterar problemet med negativa val:
”En del elever har valt kursen Bioteknik i brist på annat, vilket inte varit helt lyckat.”
”Många valbara kurser har en tendens att bli ett negativt val för eleverna. De väljer det
minst dåliga/tråkiga av de alternativ som skolan kan erbjuda. Genom att hålla sig till små
undervisningsgrupper eller inkludera biotekniken inom ramen för forskaranknytningen
/…/ försäkrar man sig om att de elever som läser kursen är genuint intresserade av
ämnet. Då får undervisningen mycket högre kvalité och kursen kan bli en språngbräda till
fortsatta studier /…/.”
Några talar här om att bioteknikkursen ingår i ett sammanhang av andra kurser:
”De flesta eleverna läser en kurs i mikrobiologi 50 p innan de läser bioteknik.”
”Eleverna väljer bioteknik i form av ett bioteknikpaket på 200 p. I åk 2 ligger då
mikrobiologi 50 p + kemi breddning 50 p. I åk 3 ligger bioteknik 100 p. I kemi breddning
lär de sig praktisk laboratorieteknik. Laborationer: elektrofores (proteinseparation),
HPLC, extraktion, smältpunktsbestämning etc. /…/ I mikrobiologi får de lära sig att
arbeta med sterilteknik, odla bakterier, ta reda på bakteriehalt i livsmedel.”
”Bioteknikinriktning på NV-programmet: Kemi B 100 p åk 2, Mikrobiologi 50 p åk 2,
Biologi B 50 p åk 3, Molekylärbiologi 50 p åk 3, Bioteknik 50 p åk 3, Cellbiologi 50 p åk
3. (De flesta eleverna väljer till Fysik B).”
23
4. DISKUSSION
Bioteknikämnet är av stor vikt för framtiden och har betydelse för många olika yrkesområden.
Ännu är det bara en liten del av gymnasierna som har börjat med dessa kurser
(uppskattningsvis drygt 10%). Säkert får vi se en expansion under de närmaste åren.
I detta arbete redovisas en enkätundersökning om bioteknikundervisningens tillstånd i de
svenska gymnasierna idag. Enkäten har besvarats av 26 skolor med bioteknikkursen BI 1209
eller, i några fall, liknande kurser. Hur många skolor som har kursen är fortfarande något
oklart; enligt preliminära uppgifter från Skolverket är det 32 skolor, i realiteten troligen något
mer. Således har en stor del av skolorna med bioteknik nåtts av enkäten. Inget tyder på att
bortfallet inte är slumpmässigt. Urvalet torde alltså vara väl representativt. Enkäterna är
besvarade av ansvariga lärare och således tillförlitliga. Man kan alltså konkludera att
enkätundersökningens bild av hur bioteknikundervisningen bedrivs idag, vilken sammanfattas
nedan, troligen stämmer väl med verkligheten.
Organisation. Antalet elever som läser bioteknik är i de flesta fall begränsat och man arbetar
med små undervisningsgrupper. Kursen är nästan alltid valbar. Antalet lärare som arbetar med
kursen är oftast två. I hälften av fallen har kursen föregåtts av en lokal kurs, vanligen med
liknande innehåll. I de flesta fall har kursen startats på initiativ av lärare eller lärare och
skolledning gemensamt. I några fall ingår kursen i någon typ av lokal inriktning eller
kombination av kurser.
Kursinnehåll. Så gott som alla skolor som ger bioteknikkurser tar upp molekylärbiologi och
genteknik. Industriell bioteknik typ fermentationsteknik tas också nästan alltid upp. I de flesta
fall, sysslar man även med bakteriologi. Beträffande andra områden (t. ex. livsmedelsteknik) är
variationen större. Bristen på svensk litteratur märks i den stora variationen i läroböcker. Andra
läromedel, i synnerhet datorprogram och webresurser används i stor utsträckning. Alla skolor
lägger stor vikt vid den laborativa delen och laborerar stor del av tiden. Ett mycket stort antal
laborationer används. Några är vanligt återkommande (typ restriktionsklyvning och agarosgel
samt bakterieodling) medan många används bara på enstaka skolor. De flesta laborationerna
handlar om molekylärbiologi eller bakteriologi, men många handlar om helt andra saker som
proteinkemi, cellbiologi, biokemi m.m.
Arbetsformer. De flesta skolor använder ett rikt utbud av andra arbetsformer än traditionell
katederundervisning. Grupparbeten, studiebesök (t. ex. vid universitet, industrier eller sjukhus),
skriftliga arbeten och gästföreläsningar är vanligt förekommande. Samarbete utanför skolan,
vanligen med universitetsinstitutioner är vanligt. Samarbete med andra ämnen inom skolan,
särskilt om de etiska frågorna, förekommer också.
Syn på kursen. Mer än hälften av skolorna har en lokal kursplan, och viktiga mål som nämns
där är t. ex. fördjupade kunskaper, diskussion av etiska frågor och ökad laborativ skicklighet.
Anledningen att man satt upp kursen är mycket ofta känslan att det finns ett intresse hos
eleverna, som man vill tillmötesgå eller stimulera. Kursens syfte kan vara fördjupade
kunskaper, ökat intresse, förberedelse för fortsatta studier, ökad labvana eller ökad förmåga att
ta ställning i etiska frågor. Beträffande avvägningen mellan målen att vara studieförberedande
24
resp. ge en medborgerlig allmänbildning anses båda viktiga men flertalet skolor lägger mer vikt
vid det studieförberedande syftet.
Utvärdering. Både lärare och elever är nästan alltid mycket positiva till kursen. Lärarna
bedömer nästan alltid elevernas intresse som mycket stort och prestationerna som mycket goda.
Eleverna bedömer kursen som mycket intressant, annorlunda, självständig, och en ofta
återkommande synpunkt från eleverna är att man tycker laborationerna är roliga. Kursen
bedöms också ibland som relativt svår av eleverna. Av lärare bedöms arbetet med kursen som
intressant och stimulerande men mer tidskrävande än de flesta andra kurser. Medelbetyget
ligger i området VG – MVG. I framtiden planerar man framför allt att införa nya laborationer.
Slutsatser. Eftersom bioteknikkurserna på olika orter troligen utvecklats till stor del oberoende
av varandra är det mycket intressant att notera att det finns stora likheter, men också skillnader
mellan skolorna.
Många påfallande likheter finns i kursernas organisation. De flesta skolor arbetar med valbar
kurs, små elevgrupper, stort laborativt inslag och ett fåtal specialintresserade lärare. Detta får
tolkas som att man har hittat en lämplig organisationsform.
En annan påtaglig likhet är att både elever och lärare upplever ämnet som intressant och roligt
om än ganska krävande. Att elever och lärare är engagerade leder naturligtvis till god kvalitet
på arbetet. Betygen på kursen är goda.
En annan slutsats är det mycket utbredda samarbetet fr.a. med universitetsinstitutioner. Man ser
även en övervikt av skolor med denna kurs nära universitet och högskolor. Detta är naturligtvis
en mycket positiv sak som bör utvecklas i framtiden. Universiteten blir ju alltmer medvetna om
vikten av kontakt med skolan [40]. Samtidigt ställs problemet hur detta samarbete praktiskt
skall lösas för skolor som har större avstånd till sådana institutioner.
Att kursen är mer tidskrävande än andra kurser kan vara en broms för att sätta upp den. Extra
tidstilldelning skulle då kunna vara en lösning. Skolledningar bör ta hänsyn till de speciella
krav som denna kurs ställer.
I innehållet finns ett gemensamt stoff, som tydligen alla uppfattar som ingående i kursen. Hit
hör t. ex. grundläggande molekylärbiologi och genteknik, vissa tekniska metoder
(fermentationsteknik) samt bakteriologi.
De tydligaste skillnaderna mellan skolor finns i detaljinnehållet. Utöver det gemensamma
stoffet finns mycket stor diversitet i kursinnehåll, laborationer och läromedel. Denna
sammanhänger säkert med att många olika områden faller under begreppet bioteknik och under
kursplanens målbeskrivningar. Den sammanhänger säkert också med att kurserna utvecklats
lokalt och därför fått olika innehåll beroende på lokala förhållanden, närhet till forskning och
industri, lärares intressen m.m. Viss variation ses i skolornas inriktning: någon har kanske mer
livsmedelsprofil, en annan mer medicinsk profil.
25
Bland de intressantaste resultaten av detta arbete är den enorma mångfald av laborationer, ofta
med avancerat innehåll, som används. Förhoppningsvis kan detta arbete bidra till att stimulera
utbyte av laborationsideer och erfarenheter. Kanske kan i framtiden en del av denna rikedom
sammanställas i bokform eller via Internet.
Beträffande läroböcker och andra läromedel ser man också stor variation, troligen delvis
beroende på bristen på svenska sådana. En anledning kan vara att antalet elever totalt i Sverige
fortfarande är ganska begränsat (storleksordningen 500), vilket är litet underlag för
kommersiell produktion. En annan svårighet är den stora diversiteten som gör att samma
läromedel inte passar alla.
Mycket intressant är också att några skolor erbjuder lokala inriktningar, kurspaket eller
kombinationer av kurser med inriktning mot biokemi, vit biologi och bioteknik. Detta har inte
utretts närmare i detta arbete, men förtjänar absolut att diskuteras mer i något annat
sammanhang.
Sammanfattningsvis har studien visat såväl påfallande enhetlighet i kursutformningen, som stor
diversitet i detaljutformningen.
Enhetligheten i organisation får tolkas som att man hittat en lämplig form, som bör behållas,
och som kanske kan rekommenderas till skolor som vill starta kursen. Formen kännetecknas av
små elevgrupper (högst 15-20 elever), ett fåtal specialintresserade lärare, valbarhet som
garanterar högt intresse hos eleverna, stort laborativt inslag och gärna samarbete utanför skolan
med t.ex. studiebesök, gästföreläsningar o. dyl.
I innehållet finns dels ett gemensamt stoff, som tydligen alla uppfattar som ingående i kursen,
dels mycket stor diversitet i kursinnehåll och laborationer. Diversiteten får betraktas som en
tillgång – sammanlagt finns en mycket stor mängd uppslag, kunskaper och erfarenheter.
Kanske kommer ökat samarbete att leda till att alla drar nytta av diversiteten. Utbyte av idéer
för laborationer och annat ligger nära till hands.
Mycket intressant skulle vara att se hur bioteknikundervisningen ser ut om 5, 10 och kanske 20
år – säkert har vi då fler skolor som undervisar om detta, annorlunda kurser och sist men inte
minst ett kursstoff som kanske inte ens är känt för vetenskapen idag, inom detta dynamiska
område.
26
5. REFERENSER
Samtliga Internetadresser är aktuella 04 04 21.
1. Skolverket 2001-11-14, Kursplan BI 1209 - Bioteknik 100 poäng, inrättad 2000-07,
SKOLFS: 2000:19. Tillgänglig på
http://www3.skolverket.se/ki03/info.aspx?sprak=SV&id=BI&skolform=21&ar=0304&infotyp
=17.
2. Skolverket 1998-11-25, Dnr. 98:956: Redovisning av regeringens uppdrag 1998- 03-12
angående gymnasieskolans utveckling – U98/1135/S, sid. 6. Tillgänglig på
http://www.skolverket.se/pdf/regeringsuppdrag/gymnutv.pdf.
3. Skolverket 1999-09-15, Dnr. 99:01: Gymnasieskolans inriktningar och programmål m.m.
Redovisning av ett regeringsuppdrag, givet 1999-04-22 (U1999/11171S, U1999/1581/S).
Tillgänglig på http://www.skolverket.se/pdf/regeringsuppdrag/gymnskola.pdf.
4. A.a. [2], sid. 41.
5. A.a. [2], sid. 54, 58, 62.
6. A.a. [3], sid. 48.
7. Cecilia Bergström, Skolverket, personlig kommunikation.
8. ALtruis Biomedical Network: A Concise History of Molecular Biology & Genetics.
http://www.molecular-biologist.com/.
9. Alberts, B., Bray, D., Lewis, J., Raff, M., Roberts, K., Watson, J. (2002) Molecular Biology
of the Cell. 4. ed. Garland Science, New York.
10. Nobel e-Museum. http://www.nobel.se.
11. Cohen, S. (1999): “Biotechnology at 25” (föredrag). På Bancroft Library: Biotechnology
and Bioscience in History. http://bancroft.berkeley.edu/Biotech/symposium/cohen/text.html.
12. Laurell, C.-B., Ganrot, P. O., Nilsson-Ehle, P. (2003). Klinisk kemi i praktisk medicin. 8
uppl. Studentlitteratur, Lund.
13. Dahl, N., Landegren, U. (2003): Gendiagnostik i sjukvården. Vetenskapsrådet 2003.
http://195.17.252.28/vrshop_pdf/vr_m0027.pdf.
14. Medicinska forskningsrådet (2000): Genterapi: möjligheter och etiska aspekter. MFRrapport, Stockholm.
27
15. Vetenskapsrådet (2001): Vetenskapsrådets riktlinjer för forskningsetisk prövning av human
stamcellsforskning. http://www.vr.se/fileserver/index.asp?fil=OLC39O2R7T1R.
16. Krogsgaard-Larsen, P., Liljefors, T., Madsen, U. (red.) (2002): A textbook of drug design
and discovery. Taylor & Francis, London.
17. Brändén, H. (2002): Genteknik, kloning och stamceller. Kungl. Vetenskapsakademien,
Stockholm.
18. GenBank, National Center for Biotechnology Information: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/.
19. NCBI, översikt över genom i GenBank: http://www.ncbi.nlm.nih.gov/mapview/.
20. Li, W.-H. (1997): Molecular evolution. Sinauer Associates, Sunderland, Mass.
21. Lesk, A.M. (2002): Introduction to bioinformatics. Oxford University Press, Oxford.
22. ”Genethics.ca”. http://www.genethics.ca/index.html.
23. Council for responsible genetics. http://www.gene-watch.org/index.html.
24. En utmärkt sammanställning av svenska biomedicinska och biotekniska högskolekurser
finns på BioMedLynx: http://www.biomedlynx.com/index1.html.
25. Se t. ex. lista över fortbildningskurser på http://www.bioresurs.uu.se/kurs/index.cfm.
26. Uddannelsestyrelsen, Danmark (2001): Biologi (med bioteknologi), obligatorisk niveau (Cniveau), kursplan. http://us.uvm.dk/gymnasie/almen/nyheder/2001/dok2001/nyt44/biosup.pdf .
27. Det almene gymnasium, valgfag, Biologi C: http://www.r-u-e.dk/valgfag/f_biologi_c.asp.
28. Laeringssenteret, Oslo (2003): Læreplan for videregående opplæring, Studieretning for
kjemi- og prosessfag, Studieretningsfagene i videregående kurs i laboratoriefag:
http://www.ls.no/dav/83CE6AAA8FFF411BBCEEDA10B6FAE19F.doc.
29. The Qualifications and Curriculum Authority (QCA), UK: http://www.qca.org.uk/ages1419/subjects/biology_2302.html.
30. Souter, N. (2003): DNA in the school curriculum – a poorly exploited asset? School
Science Review 84:57-63.
Även tillgänglig på http://www.ase.org.uk/htm/journals/ssr/pdf/ssr_2003_mar_pg57-64.pdf.
31. Nuffield Curriculum Center. http://www.nuffieldcurriculumcentre.org/.
32. Hall, A., Reiss, M., Rowell, C., Scott, A. (2003): Designing and implementing a new
advanced level biology course. Journal of Biological Education 37:162-167. Även tillgänglig
på http://www.iob.org/downloads/Hall et al.pdf.
28
33. A.a., sid. 162.
34. A.a., sid. 166.
35. Dawson, V., Schibeci, R. (2003): Western Australian high school student´s attitudes
towards biotechnology processes. Journal of Biological Education 38:7-12.
36. Chen, S., Raffan, J. (1999): Biotechnology: student´s knowledge and attitudes in the UK
and Taiwan. Journal of Biological Education 34:17-23.
37. A.a. [35], sid. 10.
38. Thorbjörn Wall, Skolverket, personlig kommunikation.
39. Adr. till universitet och högskolor: http://www.hsv.se/sv/CollectionServlet/38/248/1906.html.
40. Skolsamverkan vid Lunds Universitet: http://www.lu.se/lu/skolsamv/samarbetsformer.html.
29
Appendix 1: Lista över laborationer
Siffran är skolans löpnummer i undersökningen (ej identiskt med ordningsnummer; skolorna
kan ej identifieras med löpnumret).
1
1
1
1
1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
3
Gjutning av agarosgel
Klyvning av lambda-DNA
Restriktionsanalys, konstruktion av
restriktionskarta
Transformation
Genkloning (tar flera lab i anspråk)
Handhygien
Encellsutstryk
Kvävefixerande bakterier i rotknölar
Färgning och mikroskopering av bakterier
Tillväxt hos E. coli
Bakteriehalten i köttfärs
Livsmedelsframst: yoghurt, juice,
apelsinskalning
Immunodiffusion
Kattmjölk
Fermentation med immobiliserade jästceller
DNA ur fiskrom
PCR av mt-DNA ur kindceller
Genfamiljen
Genreglering hos E. Coli
Antibiotika, triklosan-känslighet
Kallusodling
Konjugation
Klyvning/ligering av DNA
Transformation
Fager och lys hos bakterier
ELISA
Bränslecellen
Ämnesgrupper - lab
Papperskromatografi
Gelfiltrering - packning av kolonn + rening
Enzym - katalas
Enzymkinetik - ADH i jäst
Immobilisering av enzym - laktosfri mjölk
Juicetillverkning - med och utan enzym
Mikrobiologi - sterilteknik
Odling - tillväxtkurva
Antibiotikaresistens
Virus
Anrikning av en bakterie från naturen
Fermentationsteknik - jäst
Immobilisering - jäst
DNA - restriktion - elektrofores
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
4
5
5
5
5
5
6
6
6
6
6
6
6
6
6
6
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
Permeabilitetsförsök med jästceller
Proteinbestämning: biuretmetoden och UV
Undersökning av aminosyror i surkål
Kattmjölk
Investigations with protease
Immunodiffusion
Biosyntes av stärkelse
Immobilisering av jästceller
Framtagning av DNA
Elektrofores av DNA
Induktion av betagalaktosidasaktivitet hos E.
coli
Mikrobiologi: odling, renodling etc
Isolering av cellfraktioner, proteinseparation
Isolering av organell-DNA + elektrofores
PCR
Eleverna väljer enskilda laborationer ur ett
större antal förslag
Biologiska batterier (Fuel cell)
Fermentationens beroende av temp, pH,
sockerart, konc
Immobilisering av laktas i alginat
Surkål med mikrobiol unders.
Beräkning av antal bakt i lösning
Bakt-färgningsmetoder bl.a. Gram
Biokemiska test på bakt
Framtagande av DNA från lök, kivi, bräss
Restriktionsklyvning av DNA
PCR-lab
Mäta och räkna i mikroskop
(Räknekammare, obj-mikrometer)
Gramfärgning
Steriltitrering, filtrering
Renodling genom utstryk
Anrikning av aeroba sporbildande bakterier
Bestämning av antibiotikaresistens
Framställa filmjölk
Analys av aminosyror och proteiner
Spektrofotometrisk bestämning av tyrosin,
tryptofan och protein
Enzymers pH- och temperaturberoende
Preparation och rening av stärkelsefosforylas
Gelfiltrering (även packning av kolonn)
30
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
7
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
8
12
12
12
12
12
12
12
13
13
13
13
13
13
13
15
15
15
Immobiliserade mikroorganismer (bygga
reaktor)
DNA ur sädesceller
Smälta DNA och följa förloppet i
spektrofotometer
Elektrofores av fiskprotein (Phast system)
PCR (i mån av tid)
Mikroskopering av olika celltyper
Räkna jästceller - Burker
Odla apnjureceller
Odla apnjureceller med serum eller ..?
Urinutstryk - färgning, mikroskop
Blodutstryk, färgning, mikroskop
Gjuta plattor, bakterieodling
Renodling av bakterier
Färgning av bakt (Gram, negativ)
Antibiotikaresistens
Tillväxtkurva för bakt
Virus: Bakteriofagodling
Immunodiffusion
ELISA på växtvirus (PFBV)
Immunfärgning av aktin
Prep av DNA från thymus
Restriktionsklyvning + agarosgelelfores
PCR + agarosgel
Transformation av bakterier
"Waste challenge"
Immob av laktas i alginat
Cellodling (demonstration)
Datorlab: bioinformatik, fylogenetiska träd
Sterilteknik
Substratberedning - näringsbehov
Negativ färgning
Gramfärgning
Bakterietillväxt
Antibiotikaeffekter/resistens
Bakterier i köttfärs
Fermentering, surkål
Immobilisering av jäst, laktas
Transformation av pGLO till E. coli
GFP proteinrening av transformerade
bakterier
Kromosom 8. ALU-sekvens. PCRlaboration.
Elektrofores: DNA fingerprint. "Case"
Brottsplatsundersökning
Laboration med fermentor: odling av jäst
Preparering av DNA
Elektrofores av DNA, proteiner
Genreglering hos E coli (lac-operonet)
15 Datorlaborationer med t. ex. olika
databanker
15 Transformation av plasmider hos E. coli
15 PCR av DNA
16 Mikroorganismer i luft/på ytor
16 Substratberedning med sterilteknik
16 Jäsning - temperatur/substratkoncentration
16 Klyvning av lambda-DNA med
restriktionsenzym
16 PCR med elektroforesanalys
16 Bakterietransformation
17 Fotosyntes/ljusgradient
17 Jäsning/glykolysen
17 FAD/citronsyracykeln
17 Bränslecell/andningskedjan
17 Katalas/leverenzym
17 Respirationskvot/bönor mm
17 Hygienkontroll/bakt odling
17 PCR och DNA-analys
17 Bioinformatik
18 Transformation (kit från NCBE)
18 Protein Power (kit från NCBE)
18 Respiration / fotosyntes-lab
18 Sterilteknik / odling av bakterier
18 PCR
19 Odlingsteknik, sterilteknik
19 Gramfärgning
19 Antibiotikaresistens hos bakterier
19 Winogradskys kolonn
19 Enzymer i tvättmedel
19 Bakterieförekomst i div. material
19 DNA-screening
19 Transformering
19 Bränsleceller (med jäst)
19 Juice- och marmeladframställning med
enzymer
20 Substratberedning med sterilteknik
20 Gramfärgning
20 Bakteriers känslighet för antibiotika
20 Enkel preparation av DNA från banan
20 Undersökning av restriktionsenzymers
interaktion med DNA (datorövning)
20 Klyvning av lambda-DNA med
restriktionsenzymer
20 "Torr" DNA-sekvenering enl Sanger
20 PCR
20 Bakteriell transformation
20 Plasmidpreparation
20 Datorövning i proteiners struktur och
funktion
31
20 Bestämning av bakteriofaghalten med
plaquemetoden
20 Mätning av koldioxidproduktionen vid
jäsning
20 Analys av proteininnehållet i olika matvaror
20 Immunodiffusion i agarosgel
20 ELISA
20 Enzymatisk äppeljuiceframställning
20 Undersökning av enzymkatalyserad
reaktions pH-beroende
21 Transformering
21 Klyvning av DNA
21 Elfores av DNA
21 Immobiliserat laktas
21 Immobiliserade jästceller
21 Försök med alkoholdehydrogenas
21 Dubbel immunodiffusion
21 Hämning av frögroning
21 Jäst/socker jäst/etanol
21 Adventivembryoner hos Begonia
21 Höbakterier och enzymverkan
22 Luminiscensbakterier från kolja
22 Proteinelektrofores på agaros
22 Binda in jäst i alginatkulor och kolla
glukosmetabolism via koldioxid
22 Kollat bakterier i jord
22 Tillverkat surkål och titrerat på mjölksyra
22 Transformation med E. coli och plasmidDNA
22 Kolonnkromatografi, Sephadex G50
23 Diverse enzymförsök
23 Jäsning av olika sockerarter
23 Undersökning av fil (bakterier,
syrainnehållet m.m.)
23 Klyvning av DNA + elektrofores
23 Immobilisering av jästceller
23 Gelfiltrering
23 Tillväxtkurva för jäst
23 Secrets of the Rain Forest - kit från BioRad
24 Försök med tobaksmosaikvirus
24 Fagförsök
24 Mikrobiologiska laborationer, bl.a. räkning,
färgning, odling (även anaerobt)
24 Gentekniklab, bl.a. klyvning, elektrofores
26 Hybrid-DNA-teknik (stor lab som tar hela
höstterminen: transformering, gelelfores,
bakt-odling, restriktionsklyvning, ligering,
analys av rekombinanta plasmider m.m.)
26 PCR
30 Bubble logger - jästceller och enzymer
30 Sterilteknik
30 Jordbakterier producerar amylas
30 Gramfärgning
30 Transformation inom en art, E. coli
30 Transformation mellan två arter, manet och
E. coli
30 PCR-teknik
31 Transformation
31 Restriktionsenzym
31 Sterilteknik
31 Spektrofotometri enzymaktivitet
31 Bananflugor
32 Bakterietillväxt
32 Klyvning av DNA + elektrofores (NCBE)
32 DIGTIA immunoförsök (BioKomp)
32 PCR (BioKomp)
32 Plasmid
32 Bränslecell med jästsvampar
32 Resistens
32 Luminiscens
32 Vattenrening
32 Bakteriedödande ämnen
33 Kvalitativa analyser av protein, kolhydrat
33 Separationsmetoder
33 Extraktion av DNA ur fiskrom
33 Restriktionsenzymer
33 Induktion av betagalaktosidas hos E. coli
33 PCR-tekniken (demo)
33 Nedbrytning av apelsinskal med pektinas
33 Bakteriers påverkan av olika gifter
33 Enzymer i tvättmedel jämfört med kultur av
Bacillus subtilis
32
Appendix 2: Lista över skolor som deltagit i undersökningen
Berzeliusskolan
Linköping
Björknässkolan
Boden
Dragonskolan
Umeå
Ebersteinska skolan
Norrköping
Erik Dahlbergsgymnasiet
Jönköping
Falkenbergs gymnasium
Falkenberg
Fyrisskolan
Uppsala
Fässbergsgymnasiet
Mölndal
Gymnasieskolan Spyken
Lund
Heleneholms gymnasium
Malmö
Katedralskolan
Linköping
Kattegattsgymnasiet
Halmstad
Kongahällagymnasiet Väst
Kungälv
Kungshögaskolan
Mjölby
Mönsteråsgymnasiet
Mönsterås
Nacka gymnasium
Nacka
Pauliskolan
Malmö
Platenskolan
Motala
Polhemskolan
Lund
Rinmangymnasiet
Eskilstuna
Solbergagymnasiet
Arvika
Spångbergsgymnasiet
Filipstad
Staffanskolan
Söderhamn
Tycho Braheskolan
Helsingborg
Östra Reals gymnasium
Stockholm
Östrabo gymnasieskola
Uddevalla
33
Lärare
Vem har tagit initiativet till att din skola skall ha bioteknik - lärare,
skolledning, annan?
Hur många lärare arbetar med bioteknikkursen?
Nej
Ja
Är kursen valbar?
> 25
20-25
15-20
< 15
Hur stora är undervisningsgrupperna?
Hur många elever på din skola läser bioteknikkursen?
A. Organisation
Din skolas namn:
Instruktion: De små kvadratiska rutorna är kryssrutor - kryssa genom att klicka på rutan. De
större rutorna är textrutor - markera rutan och skriv in text. Textmängden är obegränsad. Då du
är färdig, spara filen och skicka tillbaka den som bilaga till email.
Till skolor som har bioteknikkursen BI1209 (eller liknande kurser).
Enkätformulär
, nämligen
Ange i så fall något om innehåll och syfte i denna lokala kurs
I så fall - när startade den?
Nej
Ja
Hade din skola någon lokal kurs inom området innan ni
började med den nuvarande bioteknikkursen?
Annan
Skolledning
34
Appendix 3: Enkätformulär
34
35
Jordbruksteknik
Läkemedelsutveckling
Livsmedelsteknik
Industriell bioteknik (fermentationsteknik o dyl)
1.
Immunologi
14.
15.
1.
2.
5.
4.
3.
13.
12.
11.
10.
9.
8.
7.
Vilka läroböcker har ni använt?
Kloning av djur
Genterapi
Genmodifierade grödor
Genteknik
Grundläggande molekylärbiologi
6.
5.
4.
3.
2.
Vilka laborationer har ni gjort?
Virologi
Molekylärbiologiska metoder
Bioteknik
3.
Bakteriologi
2.
35
1.
Vilka moment har ni tagit upp?
Mikrobiologi
Vilka andra läromedel har ni använt (typ filmer, datorprogram mm)?
B. Kursinnehållet
36
Nej
Ja
- I så fall med vem och om vad?
Har ni samarbetat utanför skolan i kursen, t ex med universitet,
industri, myndigheter eller andra institutioner?
Samarbete utanför skolan?
> 50
40-50
30-40
20-30
10-20
< 10
Hur stor del av tiden (i %) ungefärligen laborerar ni?
Mest katederundervisning
Samarbete med andra ämnen - Vilka? Om vad?
Studiebesök - Var?
Gästföreläsningar - Om vad?
Posterarbeten - Om vad?
Skriftliga arbeten i uppsatsform - Om vad?
Man kan ha olika syn på syftet med kursen, t ex se den som en
studieförberedande kurs eller en som kurs som ger ”medborgerlig”
allmänbildning osv. Hur skulle du formulera ert syfte med kursen?
Beskriv vad du (eller de lärare som arbetar med kursen) ser som
viktigaste syftet för bioteknikkursen
Vad är viktigaste skälet till att ni valt att starta denna kurs?
2.
1.
36
Vad är enligt den lokala kursplanen de två viktigaste målen för kursen?
Nej
Ja
Har ni en lokal kursplan?
Vilka av följande undervisningsformer har ni använt?
(Specificera helst innehållet och/eller vilka moment det gäller)
Grupparbeten - Om vad?
D. Syn på kursen
C. Undervisningsformer
37
Vilka förändringar tänker ni göra inför det nya läsåret göra?
Lärdomar och slutsatser som ni dragit?
Hur ligger medelbetyget på kursen?
Nämn några typiska synpunkter som eleverna har uttryckt i sina
kursvärderingar.
Vilken är din bedömning av elevernas intresse och prestationer?
E. Utvärdering
[email protected]
Returnera till:
Tack för din medverkan!
F. Fria kommentarer, övrigt
37