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Bio­in­for­ma­tik-Prak­ti­kum

Vor­be­mer­kun­gen

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.

Schul­jahr 1

Ver­tie­fung – In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen – Pro­jekt­un­ter­richt (VIP)

20

Ver­tie­fung

In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen

Pro­jekt­un­ter­richt

z. B.
Übun­gen
An­wen­dun­gen
Wie­der­ho­lun­gen
z. B.
Selbst­or­ga­ni­sier­tes Ler­nen
Lern­ver­ein­ba­run­gen
Bin­nen­dif­fe­ren­zie­rung
z. B.
Ge­stal­tung von Web­sei­ten mit Con­tent-Ma­nag­ment-Sys­te­men (Über­blick)
Er­stel­len von Vi­deo­do­ku­men­ta­tio­nen zu fach­prak­ti­schen The­men oder von Er­klär­vi­de­os zu aus­bil­dungs­re­le­van­ten Fachthe­men
Die The­men­aus­wahl des Pro­jekt­un­ter­richts hat aus den nach­fol­gen­den Bil­dungs­plan­ein­hei­ten unter Be­ach­tung fä­cher­ver­bin­den­der As­pek­te zu er­fol­gen.

BPE 1

Er­fas­sen, Über­ar­bei­ten und Do­ku­men­tie­ren von La­bor­in­for­ma­tio­nen

20

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ver­wen­den Text­ver­ar­bei­tungs­pro­gram­me für die Er­stel­lung ty­pi­scher Do­ku­men­te aus ihrem Ar­beits­um­feld.

BPE 1.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­schlie­ßen das Be­die­nungs­kon­zept und den Leis­tungs­um­fang eines Text­ver­ar­bei­tungs­pro­gram­mes.

Grund­funk­tio­nen eines Text­ver­ar­bei­tungs­pro­gram­mes
Bezug zur An­fer­ti­gung von La­bordo­ku­men­ten
  • Be­die­nungs­kon­zept: Be­die­nungs­ober­flä­che, Me­nü­struk­tu­ren
ty­pi­sche Of­fice-Text­ver­ar­bei­tungs­an­wen­dun­gen, Be­nut­zer­füh­rungs­kon­zep­te
  • Ein­ga­be­hil­fen: Recht­schreib- und Gram­ma­tik­prü­fung, Au­to­kor­rek­tu­ren
ef­fi­zi­en­te und sprach­lich kor­rek­te Ein­ga­be von Tex­ten, Edi­tie­rung von Wör­ter­bü­chern und Kor­rek­tur­lis­ten
  • Da­ten­im­port und ‑ex­port, Da­ten­aus­tausch mit an­de­ren An­wen­dun­gen
Fil­ter­funk­tio­nen, Zwi­schen­ab­la­ge des Be­triebs­sys­tems
  • Re­fe­ren­zen und Ver­wei­se: au­to­ma­ti­sche Ver­zeich­nis­se, Fuß- und End­no­ten
In­halts‑, Ab­bil­dungs- und Quel­len­ver­zeich­nis­se, Tex­ter­läu­te­run­gen
  • Text­au­to­ma­ti­sie­rung: Steu­e­r­ele­men­te, Feld­funk­tio­nen
For­mu­la­rer­stel­lung, Ein­fü­gen von Do­ku­ment­in­for­ma­tio­nen, Se­ri­en­brie­fe
  • Do­ku­men­te im Team be­ar­bei­ten
ver­folg­ba­re Über­ar­bei­tun­gen, Frei­ga­be­funk­tio­nen
  • Do­ku­ment- und For­mat­vor­la­gen
Stan­dard­vor­la­ge, ei­ge­ne Do­ku­ment­vor­la­gen

BPE 1.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler wen­den die Ge­stal­tungs­mög­lich­kei­ten einer Text­ver­ar­bei­tung sach­ge­recht, sys­te­ma­tisch und er­geb­nis­ori­en­tiert an.

For­ma­tie­rung von ein­fa­chen Text­do­ku­men­ten
Bezug zur An­fer­ti­gung der Pro­jekt­do­ku­men­ta­ti­on
  • Zei­chen­for­ma­tie­rung
Her­vor­he­bun­gen
  • Ab­satz­for­ma­tie­run­gen
Ab­satz­for­ma­te und Text­ein­zü­ge
  • Glie­de­run­gen
Struk­tu­rie­ren von In­hal­ten, Bezug zum In­halts­ver­zeich­nis
  • Sei­ten­lay­out
Sei­ten­rän­der, ‑aus­rich­tung
  • Ta­bu­la­to­ren
Edi­tie­ren und Set­zen der mög­li­chen Ta­bu­la­to­ren
  • Spal­ten­satz
mehr­spal­ti­ge Be­rei­che
  • ma­the­ma­ti­sche For­meln edi­tie­ren

For­ma­tie­rung län­ge­rer Do­ku­men­te
Bezug zur An­fer­ti­gung der Pro­jekt­do­ku­men­ta­ti­on
  • Um­brü­che
Sei­ten‑, Spal­ten- und Ab­schnitts­wech­sel
  • Ar­bei­ten mit ver­schie­de­nen Ab­schnit­ten
er­wei­ter­te For­ma­tie­rungs­op­tio­nen mit Ab­schnit­ten
  • Kopf- und Fuß­zei­len, au­to­ma­ti­sche Sei­ten­num­me­rie­rung
über­sicht­li­che Ge­stal­tung von län­ge­ren Do­ku­men­ten am Bei­spiel der Pro­jekt­do­ku­men­ta­ti­on
Gra­fi­sche Ele­men­te und Ta­bel­len

  • Er­stel­len, Be­ar­bei­ten und For­ma­tie­ren von Gra­fi­ken
in­te­grier­te Gra­fik­mo­du­le, Gra­fi­k­lay­out
  • Text­fel­der
Lösen von Tex­t­e­le­men­ten von der Text­zei­le
  • Ta­bel­len mit Ta­bu­la­to­ren und For­meln
Ta­bel­len mit De­zi­mal­zah­len und Be­rech­nun­gen
  • Rah­men und Schat­tie­run­gen
Her­vor­he­bun­gen und Ta­bel­len­ge­stal­tung

BPE 2

Prä­sen­ta­ti­on von Ar­beits­er­geb­nis­sen und wis­sen­schaft­li­chen Sach­ver­hal­ten

15

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler struk­tu­rie­ren und ge­stal­ten an­spre­chen­de, fach- und sach­ge­rech­te Prä­sen­ta­tio­nen.

BPE 2.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­schlie­ßen sich Ge­stal­tungs­mög­lich­kei­ten für die ver­ständ­li­che, in­ter­es­san­te und sach­ge­rech­te Prä­sen­ta­ti­on na­tur­wis­sen­schaft­li­cher Sach­ver­hal­te und ex­pe­ri­men­tel­ler Er­geb­nis­se.

Ziel­füh­ren­des Struk­tu­rie­ren und Ge­stal­ten von Prä­sen­ta­tio­nen
Bezug zur Prä­sen­ta­ti­on der Pro­jekt­ar­beit
  • tech­ni­sche Mög­lich­kei­ten gän­gi­ger Prä­sen­ta­ti­ons­an­wen­dun­gen
ty­pi­sche Of­fice-Prä­sen­ta­ti­ons­an­wen­dun­gen
  • Struk­tur (Ab­lauf­plan)
  • For­ma­tie­run­gen und Lay­out
  • Ani­ma­ti­ons­tech­ni­ken
  • Ein­satz von au­dio­vi­su­el­len Me­di­en
Ana­ly­se von ex­em­pla­ri­schen Prä­sen­ta­tio­nen, Ab­lei­ten von Best Prac­tice-Kon­zep­ten unter be­son­de­rer Be­rück­sich­ti­gung der an­ste­hen­den Prä­sen­ta­tio­nen der Pro­jekt­ar­bei­ten

BPE 2.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler wen­den die tech­ni­schen Mög­lich­kei­ten einer zeit­ge­mä­ßen Prä­sen­ta­ti­ons­soft­ware an.

Ein­ar­bei­tung in eine Prä­sen­ta­ti­ons­soft­ware
Bezug zur Prä­sen­ta­ti­on der Pro­jekt­ar­beit
  • Fo­li­en­lay­outs
Ar­bei­ten mit Mas­ter­lay­outs
  • Fo­li­en­ge­stal­tung und ‑for­ma­tie­rung

  • li­nea­re und nicht-li­nea­re Prä­sen­ta­tio­nen
in­ter­ak­ti­ve Steue­rung von Prä­sen­ta­tio­nen
  • Ein­bin­den von Me­di­en
Bil­der, Vi­de­os, Au­dio­da­tei­en, Web­sei­ten
  • Ein­bin­den von Ta­bel­len und Dia­gram­men

  • Fo­li­en­über­gän­ge

  • Ani­ma­ti­on von Fo­li­en­in­hal­ten
Texte, Gra­fi­ken, Dia­gram­me und Ta­bel­len

BPE 3

Di­gi­ta­le Bil­der zur Er­fas­sung, Ver­ar­bei­tung und Do­ku­men­ta­ti­on von La­bor­da­ten

15

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler in­for­mie­ren sich über die Grund­la­gen digi­ta­ler Bild­be­ar­bei­tung und wen­den ex­em­pla­ri­sche Soft­ware zur Er­stel­lung und Be­ar­bei­tung von Ras­ter­gra­fi­ken an.

BPE 3.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler cha­rak­te­ri­sie­ren ver­schie­de­ne Arten von Com­pu­ter­gra­fi­ken und deren Auf­bau.

Grund­le­gen­der Auf­bau von Com­pu­ter­gra­fi­ken

  • Vek­tor­gra­fi­ken
  • Ras­ter­gra­fi­ken
An­wen­dungs­be­rei­che der bei­den Gra­fik­ty­pen, Un­ter­schie­de im Spei­cher­be­darf
Qua­li­täts­kri­te­ri­en von Ras­ter­gra­fi­ken
Bezug zu ein­ge­füg­ten Bil­dern in der Pro­jekt­do­ku­men­ta­ti­on
  • Bild­grö­ße und Auf­lö­sung
Aus­wir­kun­gen auf den Spei­cher­be­darf an Re­chen­bei­spie­len
  • Farb­tie­fe

  • ver­lust­freie und ver­lust­be­haf­te­te Bild­kom­pres­si­on
jpeg-Ver­fah­ren, Lau­f­län­gen­ko­die­rung, prak­ti­sche An­wen­dun­gen der Kom­pres­si­ons­ar­ten, Aus­wir­kun­gen auf die Bild­qua­li­tät
Be­deu­tung von Ras­ter­gra­fi­ken
Mi­kro­fo­to­gra­fie vgl. „Bio­lo­gi­sches und bio­tech­no­lo­gi­sches Prak­ti­kum“, Gel­do­ku­men­ta­ti­on vgl. „Mi­kro­bio­lo­gi­sches und mo­le­ku­lar­bio­lo­gi­sches Prak­ti­kum“
  • Bild­quel­len für Ras­ter­gra­fi­ken
Di­gi­tal­ka­me­ras, Scan­ner
  • Ras­ter­gra­fi­ken im BTA-Ar­beits­feld
bild­ge­ben­de Ver­fah­ren, Mi­kro­fo­to­gra­fie, Gel­do­ku­men­ta­ti­ons­ka­me­ras, Gel­scan­ner, co­lo­ny coun­ter
  • gän­gi­ge Da­tei­for­ma­te und ihre Be­deu­tung
jpg, raw, tif, gif, png; pdf als druck­na­hes uni­ver­sel­les For­mat

BPE 3.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler er­schlie­ßen den Funk­ti­ons­um­fang von zeit­ge­mä­ßer Soft­ware zur Bild­be­ar­bei­tung und wen­den diese an.

Funk­ti­ons­um­fang Bild­be­ar­bei­tungs­soft­ware
am Bei­spiel einer markt­üb­li­chen Soft­ware­an­wen­dung
  • Er­zeu­gung von Ras­ter­gra­fik-Da­tei­en
Bild­grö­ße und ‑auf­lö­sung, Farb­mo­dus, Ska­lie­rung
  • Füll- und Mal­werk­zeu­ge
  • Bild­an­pas­sung und ‑ver­bes­se­rung
  • Bild­ebe­nen
  • Bit­map-Fil­ter
  • Zu­schnei­de­werk­zeu­ge
  • Trans­pa­renz
  • Im­port- und Ex­port-Da­tei­fil­ter

  • Mas­ken
Frei­stel­lungs­mas­ken, Farb­mas­ken, Trans­pa­renz­mas­ken
  • Klo­nen

Selbst­stän­di­ge An­wen­dung einer Bild­be­ar­bei­tungs­soft­ware
z. B. in Form eines Tu­to­ri­als
  • Er­zeu­gen einer ein­fa­chen Ras­ter­gra­fik
  • Plat­zie­ren von Tex­t­e­le­men­ten
  • Er­zeu­gen und Im­por­tie­ren von Ob­jek­ten in ver­schie­de­nen Bild­ebe­nen

  • Bild­ma­ni­pu­la­ti­on
Ver­wen­dung von Mas­ken­werk­zeu­gen, Klo­nen

Zeit für Leis­tungs­fest­stel­lung

10

70

80

Schul­jahr 2

Ver­tie­fung – In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen – Pro­jekt­un­ter­richt (VIP)

40

Ver­tie­fung

In­di­vi­dua­li­sier­tes Ler­nen

Pro­jekt­un­ter­richt

z. B.
Übun­gen
An­wen­dun­gen
Wie­der­ho­lun­gen
z. B.
Selbst­or­ga­ni­sier­tes Ler­nen
Lern­ver­ein­ba­run­gen
Bin­nen­dif­fe­ren­zie­rung
z. B.
Suche nach Bio­ka­ta­ly­sa­to­ren zum Abbau von pro­ble­ma­ti­schen Stof­fen: Ak­ti­vi­täts-Scree­ning, Gen­su­che, re­kom­bi­nan­te Pro­tein­her­stel­lung
Ver­tie­fung Bio­in­for­ma­tik-Por­ta­le: NCBI, Ex­pa­sy, KEGG, EMBL-EBI - His­to­rie, Leis­tungs­um­fang, Spe­zia­li­sie­rung
Ex­kur­sio­nen zu Fir­men aus dem Be­reich der mo­le­ku­lar­bio­lo­gi­schen Dienst­lei­tun­gen:
Ver­fah­ren der mo­le­ku­la­ren Dia­gnos­tik, Ein­satz von Hoch­durch­satz­tech­ni­ken, La­bor­ma­nage­ment
Die The­men­aus­wahl des Pro­jekt­un­ter­richts hat aus den nach­fol­gen­den Bil­dungs­plan­ein­hei­ten unter Be­ach­tung fä­cher­ver­bin­den­der As­pek­te zu er­fol­gen.

BPE 4

Prak­ti­sche An­wen­dungs­be­rei­che der Bio­in­for­ma­tik

10

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler in­for­mie­ren sich über die Be­deu­tung der Bio­in­for­ma­tik in den Le­bens­wis­sen­schaf­ten und er­schlie­ßen sich An­wen­dun­gen in der Mo­le­ku­lar­bio­lo­gie.

BPE 4.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben das Ge­biet der Bio­in­for­ma­tik als Hilfs­wis­sen­schaft der Bio­lo­gie.

Über­blick über Teil­ge­bie­te der Bio­in­for­ma­tik
vgl. „Mikro- und Mo­le­ku­lar­bio­lo­gie“ und „Mi­kro­bio­lo­gi­sches und mo­le­ku­lar­bio­lo­gi­sches Prak­ti­kum“
  • Da­ten­ban­ken
  • Se­quenz­ana­ly­sen
  • Mus­ter­su­che und Struk­tur­ana­ly­sen
  • Ex­pres­si­ons­ana­ly­se
  • Si­mu­la­ti­on gen­tech­ni­scher Ar­bei­ten
Ge­no­mik, Pro­teo­mik, Tran­skrip­to­mik, in si­li­co-Klo­nie­run­gen

BPE 4.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ord­nen Teil­dis­zi­pli­nen der Bio­in­for­ma­tik an­hand eines prak­ti­schen Fall­bei­spiels mo­le­ku­lar­bio­lo­gi­schen Fra­ge­stel­lun­gen zu.

Ana­ly­sie­ren einer mo­le­ku­lar­bio­lo­gi­schen Fra­ge­stel­lung und Er­schlie­ßen von Lö­sungs­we­gen mit­hil­fe der in BPE 5
bis 7 be­han­del­ten Teil­dis­zi­pli­nen
vgl. „Mikro- und Mo­le­ku­lar­bio­lo­gie“ und „Mi­kro­bio­lo­gi­sches und mo­le­ku­lar­bio­lo­gi­sches Prak­ti­kum“, z. B. ge­ziel­te Gen­su­che zur re­kom­bi­nan­ten Her­stel­lung von bio­tech­no­lo­gisch re­le­van­ten Pro­te­inen

BPE 5

Be­deu­tung und An­wen­dung na­tur­wis­sen­schaft­li­cher Da­ten­ban­ken

20

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ver­schaf­fen sich einen Über­blick über das An­ge­bot bio­lo­gi­scher Da­ten­ban­ken deren An­wen­dungs­mög­lich­kei­ten.

BPE 5.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben und ka­te­go­ri­sie­ren re­le­van­te bio­lo­gi­sche Da­ten­ban­ken und wen­den diese pro­blem­ori­en­tiert an.

Über­blick über Da­ten­ban­ken, die für die Ar­beit im Labor und für mo­le­ku­lar­bio­lo­gi­sche Fra­ge­stel­lun­gen re­le­vant sind
fach­über­grei­fen­de Be­deu­tung
Re­cher­che in na­tur­wis­sen­schaft­li­chen Da­ten­ban­ken mit fach­über­grei­fen­der Be­deu­tung
PubMed, Bio­che­mi­cal Pa­thways, GES­TIS-Stoff­da­ten­bank
An­wen­dung von mo­le­ku­lar­bio­lo­gi­schen Da­ten­ban­ken
vgl. „Bio­in­for­ma­tik“ (BPE 3.1)
  • Entry-Struk­tur von Da­ten­bank­ein­trä­gen in ein­schlä­gi­gen mo­le­ku­lar­bio­lo­gi­schen Da­ten­ban­ken
Flat File-Da­ten­ban­ken, Zu­griffs­num­mern, Quer­ver­lin­kun­gen zwi­schen Da­ten­ban­ken
  • sys­te­ma­ti­sche Re­cher­che in mo­le­ku­lar­bio­lo­gi­schen Da­ten­ban­ken
Ver­wen­dung von Such­mas­ken und Fil­tern, Ver­knüp­fung von Such­kri­te­ri­en, Bool'sche Ope­ra­to­ren
  • pro­blem­ori­en­tier­te In­for­ma­ti­ons­su­che in mo­le­ku­lar­bio­lo­gi­schen Da­ten­ban­ken
In­for­ma­tio­nen über Pro­te­in­struk­tu­ren und ‑funk­tio­nen in Pro­te­in- und Struk­tur­da­ten­ban­ken, In­for­ma­tio­nen über die Klas­si­fi­zie­rung und die Ei­gen­schaf­ten von En­zy­men in En­zym­da­ten­ban­ken

BPE 6

An­wen­dung von Bio­in­for­ma­tik-Hilfs­mit­teln zur Se­quenz­ana­ly­se

30

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler cha­rak­te­ri­sie­ren Hilfs­mit­tel zum Ver­gleich und zur Ana­ly­se von Pro­te­in­struk­tu­ren und wen­den diese pro­blem­ori­en­tiert an.

BPE 6.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ana­ly­sie­ren Pri­mär­struk­tu­ren von Pro­te­inen hin­sicht­lich ihrer Se­quenz­über­ein­stim­mun­gen.

Grund­le­gen­de Me­tho­den für mo­le­ku­la­re Se­quenz­ver­glei­che
lo­ka­le und glo­ba­le Ali­gn­ments, paar­wei­se und mul­ti­ple Ali­gn­ments, pro­gres­si­ve Ali­gn­ments, An­wen­dungs­ge­bie­te
Pro­blem­ori­en­tier­te An­wen­dung von Se­quenz­ver­glei­chen

  • paar­wei­se Se­quenz­ver­glei­che
Iden­ti­fi­zie­rung von Exons oder ho­mo­lo­gen Pro­te­in­struk­tu­ren mit der Dot­Plot-Me­tho­de
  • mul­ti­ple Se­quenz­ver­glei­che
Iden­ti­fi­zie­rung von Kon­sen­sus­se­quen­zen und Pro­te­in­do­mä­nen, Er­stel­len phy­lo­ge­ne­ti­scher Stamm­bäu­me, z. B. mit­tels pro­gres­si­ver Ali­gn­ments nach der Clustal-Me­tho­de
Ab­gleich einer Se­quenz mit Da­ten­bank­be­stän­den mit­hil­fe des Basic Local Ali­gn­ment Se­arch Tools (BLAST)
funk­tio­nel­le Ein­ord­nung von bis­her un­be­kann­ten Pro­te­inen auf­grund ihrer Gen­se­quenz mit­tels BLAS­TX

BPE 6.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben Struk­tur-Funk­ti­ons-Be­zie­hun­gen in Pro­te­inen.

Struk­tu­re­be­nen in Pro­te­inen und deren funk­tio­nel­le Im­pli­ka­tio­nen
vgl. „Che­mie und Bio­che­mie“ (BPE 7)
Post­trans­la­tio­na­le Mo­di­fi­ka­tio­nen
In­for­ma­tio­nen in Da­ten­ban­ken, z. B. Pro­si­te und Uni­Prot
Si­gnal- und Tran­sit­s­equen­zen und deren funk­tio­nel­le Be­deu­tung
In­for­ma­tio­nen in Pro­te­in­da­ten­ban­ken, Vor­her­sa­ge­tools
Mög­lich­kei­ten zur Vor­her­sa­ge von Pro­te­in­ei­gen­schaf­ten
Hy­dro­pho­bi­zi­täts­ana­ly­sen, An­ti­ge­ni­zi­tät: Vor­her­sa­ge, Epi­top­daten­ban­ken
Mög­lich­kei­ten zur Vor­her­sa­ge von Pro­te­in­struk­tu­ren
Vor­her­sa­ge­tools für Se­kun­där­struk­tu­ren, Mo­del­lie­rung von 3-D-Struk­tu­ren auf Ho­mo­lo­gie­ba­sis, Vor­her­sa­ge von 3-D-Struk­tu­ren aus Se­quenz­da­ten mit­tels KI
Vi­sua­li­sie­rung von ex­pe­ri­men­tell er­mit­tel­ten 3-D-Struk­tu­ren mit pdb-View­ern
Dar­stel­lung von Pro­te­in-Struk­tur­ele­men­ten

BPE 6.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ent­wi­ckeln mo­le­ku­la­re Werk­zeu­ge zur Gen­su­che.

Iden­ti­fi­zie­rung von Kon­sen­sus­blö­cken in mul­ti­plen Pro­te­in-Se­quenz­ver­glei­chen
Mul­ti­pler Se­quenz­ver­gleich, Aus­wer­tung und Vi­sua­li­sie­rung mit Shading tool
Rück­über­set­zung von Pro­te­in­se­quen­zen in de­ge­ne­rier­te Oli­go­nu­kleo­ti­de zur Gen­su­che
Kri­te­ri­en: De­ge­ne­ra­ti­on, Schmelz­tem­pe­ra­tur
Me­tho­den zur Gen­su­che mit de­ge­ne­rier­ten Oli­go­nu­kleo­ti­den
Mar­kie­rung und Hy­bri­di­sie­rung mit der Ziel-DNA oder Ver­wen­dung als PCR-Pri­mer zur Her­stel­lung von DNA-Son­den, Frag­ment­gen­bank und Ko­lo­nie­hy­bri­di­sie­rung zur Iso­lie­rung des iden­ti­fi­zier­ten Frag­ments

BPE 7

Pla­nung und Do­ku­men­ta­ti­on von gen­tech­ni­schen Ar­bei­ten

30

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler pla­nen, si­mu­lie­ren und do­ku­men­tie­ren gen­tech­ni­sche Ar­bei­ten mit­hil­fe von Com­pu­ter­an­wen­dun­gen.

BPE 7.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben mo­le­ku­la­re gen­tech­ni­sche Werk­zeu­ge und ord­nen sie ex­pe­ri­men­tel­len An­wen­dun­gen zu.

En­zy­me für Klo­nie­rungs­ex­pe­ri­men­te, ihre Ei­gen­schaf­ten und Ein­satz­zwe­cke
Bezug zur mo­le­ku­lar­bio­lo­gi­schen Fach­theo­rie und Fach­pra­xis, In­for­ma­tio­nen in gän­gi­gen DNA-Klo­nie­rungs- und Edi­tier­tools
  • re­le­van­te Re­strik­ti­ons­en­zy­me, Ka­te­go­ri­en
Typ II, sti­cky und blunt ends, 3' und 5'-Über­hang
  • Li­ga­sen
kom­mer­zi­el­le Li­ga­sen, Ge­lin­gens­fak­to­ren für die Li­ga­ti­on von DNA-Frag­men­ten z. B. Re­strik­ti­ons­frag­men­te, PCR-Frag­men­te
  • En­zy­me zur Mo­di­fi­ka­ti­on von DNA-Enden für Li­ga­tio­nen
Blun­ting mit Kle­now-Po­ly­me­ra­se (Fill-in und 3'-5'-Exo­nu­klea­se-Be­hand­lung), al­ka­li­sche Phos­pha­ta­se zur Ver­hin­de­rung der Vek­tor-Re­li­ga­ti­on
Ei­gen­schaf­ten von Vek­to­ren
Bezug zur mo­le­ku­lar­bio­lo­gi­schen Fach­theo­rie und Fach­pra­xis, In­for­ma­tio­nen und Dar­stel­lung in gän­gi­ger DNA-Klo­nie­rungs- und Edi­tier­tools
  • all­ge­mei­ner Bau
mul­ti­ple clo­n­ing site, ori, Re­sis­tenz­ge­ne
  • Vek­to­ren in der Bio­tech­no­lo­gie: Ex­pres­si­ons­vek­to­ren zur Her­stel­lung re­kom­bi­nan­ter Pro­te­ine
Pro­mo­tor/Ope­ra­tor-Re­gio­nen, Pro­mo­tor­stär­ke, in­du­zier­ba­re Pro­mo­tor­sys­te­me, ri­bo­so­ma­le Bin­dungs­stel­le

BPE 7.2

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ent­wi­ckeln „in si­li­co“ Klo­nie­rungs­stra­te­gi­en für gen­tech­ni­sche Ex­pe­ri­men­te.

In-si­li­co-Ent­wick­lung von Klo­nie­rungs­stra­te­gi­en an An­wen­dungs­bei­spie­len
Pla­nung und Si­mu­la­ti­on mit ge­eig­ne­ten Klo­nie­rungs­tools, z. B. funk­tio­nel­le In­te­gra­ti­on eines open rea­ding frames in einen Ex­pres­si­ons­vek­tor
  • Ana­ly­se von Vek­tor und In­sert auf vor­han­de­ne Schnitt­stel­len
Ana­ly­se von Re­strik­ti­ons­kar­ten
  • Aus­wahl­kri­te­ri­en für ge­eig­ne­te Schnitt­stel­len zur In­te­gra­ti­on eines In­s­erts
Aus­wahl von Sin­gle-Cut­tern, kor­rek­te Ori­en­tie­rung des In­s­erts
  • Stra­te­gi­en zum An­fü­gen ge­eig­ne­ter Schnitt­stel­len
Mo­di­fi­ka­ti­on der In­sert-Enden mit­tels PCR-Mu­ta­ge­ne­se, ggf. Mo­di­fi­ka­ti­on der Vek­to­ren­den (Blun­ting)

BPE 7.3

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler do­ku­men­tie­ren gen­tech­ni­sche Ar­bei­ten gemäß den ge­setz­li­chen Vor­ga­ben.

Vor­ga­ben im Gen­tech­nik­ge­setz
vgl. „Mi­kro­bio­lo­gi­sches und mo­le­ku­lar­bio­lo­gi­sches Prak­ti­kum“ (BPE 8.1)
  • Do­ku­men­ta­ti­ons­pflich­ten
Gen­tech­nik-Auf­zeich­nungs­ver­ord­nung, in­halt­li­che Vor­ga­ben, Auf­be­wah­rungs­fris­ten gemäß der ak­tu­el­len Fas­sung des „Ge­set­zes zur Re­ge­lung der Gen­tech­nik“
  • Se­quenz­ge­naue di­gi­ta­le Si­mu­la­ti­on und Do­ku­men­ta­ti­on gen­tech­ni­scher Ar­bei­ten mit­hil­fe von DNA-Klo­nie­rungs- und Edi­tier­soft­ware
gän­gi­ge An­wen­dun­gen, Do­ku­men­ta­ti­on der re­le­van­ten ex­pe­ri­men­tel­len In­for­ma­tio­nen

BPE 8

Di­gi­ta­les La­bor­ma­nage­ment

10

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler ken­nen di­gi­ta­le Hilfs­mit­tel zur Or­ga­ni­sa­ti­on der La­bor­ar­beit.

BPE 8.1

Die Schü­le­rin­nen und Schü­ler be­schrei­ben di­gi­ta­le Hilfs­mit­tel zur Do­ku­men­ta­ti­on und zum Ma­nage­ment von La­bor­in­for­ma­tio­nen.

Vor­tei­le eines elek­tro­ni­schen La­bor­jour­nals ge­gen­über hand­schrift­li­chen Auf­zeich­nun­gen
voll­stän­di­ger Er­satz hand­schrift­li­cher Auf­zeich­nun­gen durch Soft­ware­lö­sun­gen, Ein­blick in ex­em­pla­ri­sche De­mo­ver­si­on(en), Ver­wen­dung mo­bi­ler End­ge­rä­te, Ver­net­zung und zen­tra­ler Zu­griff, Au­to­ma­ti­sie­rung durch Schnitt­stel­len zu La­bor­ge­rä­ten, Web-Zu­griff, Sprach­steue­rung, er­leich­ter­te Ein­hal­tung der GLP/GMP-Vor­ga­ben
Vor­tei­le eines di­gi­ta­len La­bor­in­for­ma­ti­ons-Ma­nage­ment-Sys­tems (LIMS) ge­gen­über ana­lo­gem La­bor­ma­nage­ment
di­gi­ta­le Er­fas­sung, Au­to­ma­ti­sie­rung und Ver­wal­tung kom­plet­ter Ar­beits­ab­läu­fe, Pro­ben­ver­fol­gung, Ein­hal­tung von SOPs, si­che­re Da­ten­er­fas­sung, mo­du­la­rer Auf­bau

Zeit für Leis­tungs­fest­stel­lung

20

140

160

Ope­ra­to­ren­lis­te

In den Ziel­for­mu­lie­run­gen der Bil­dungs­plan­ein­hei­ten wer­den Ope­ra­to­ren (= hand­lungs­lei­ten­de Ver­ben) ver­wen­det. Diese Ziel­for­mu­lie­run­gen legen fest, wel­che An­for­de­run­gen die Schü­le­rin­nen und Schü­ler in der Regel er­fül­len. Zu­sam­men mit der Zu­ord­nung zu einem der drei An­for­de­rungs­be­rei­che (AFB; I: Re­pro­duk­ti­on, II: Re­or­ga­ni­sa­ti­on, III: Trans­fer/Be­wer­tung) die­nen Ope­ra­to­ren einer Prä­zi­sie­rung der Ziel­for­mu­lie­run­gen. Dies si­chert das Er­rei­chen des vor­ge­se­he­nen Ni­veaus und die an­ge­mes­se­ne In­ter­pre­ta­ti­on der Stan­dards.

An­for­de­rungs­be­rei­che


An­for­de­rungs­be­rei­che:
An­for­de­rungs­be­reich I um­fasst die Re­pro­duk­ti­on und die An­wen­dung ein­fa­cher Sach­ver­hal­te und Fach­me­tho­den, das Dar­stel­len von Sach­ver­hal­ten in vor­ge­ge­be­ner Form sowie die Dar­stel­lung ein­fa­cher Be­zü­ge.
An­for­de­rungs­be­reich II um­fasst die Re­or­ga­ni­sa­ti­on und das Über­tra­gen kom­ple­xe­rer Sach­ver­hal­te und Fach­me­tho­den, die si­tua­ti­ons­ge­rech­te An­wen­dung von tech­ni­schen Kom­mu­ni­ka­ti­ons­for­men, die Wie­der­ga­be von Be­wer­tungs­an­sät­zen sowie das Her­stel­len von Be­zü­gen, um tech­ni­sche Pro­blem­stel­lun­gen ent­spre­chend den all­ge­mei­nen Re­geln der Tech­nik zu lösen.
An­for­de­rungs­be­reich III um­fasst das pro­blem­be­zo­ge­ne An­wen­den und Über­tra­gen kom­ple­xer Sach­ver­hal­te und Fach­me­tho­den, die si­tua­ti­ons­ge­rech­te Aus­wahl von Kom­mu­ni­ka­ti­ons­for­men, das Her­stel­len von Be­zü­gen und das Be­wer­ten von Sach­ver­hal­ten.
Ope­ra­tor Er­läu­te­rung Zu­ord­nung
An­for­de­rungs­be­rei­che
ab­lei­ten
auf der Grund­la­ge re­le­van­ter Merk­ma­le sach­ge­rech­te Schlüs­se zie­hen
II
ab­schät­zen
auf der Grund­la­ge von be­grün­de­ten Über­le­gun­gen Grö­ßen­ord­nun­gen an­ge­ben
II
ana­ly­sie­ren, un­ter­su­chen
für eine ge­ge­be­ne Pro­blem- oder Fra­ge­stel­lung sys­te­ma­tisch bzw. kri­te­ri­en­ge­lei­tet wich­ti­ge Be­stand­tei­le, Merk­ma­le oder Ei­gen­schaf­ten eines Sach­ver­hal­tes oder eines Ob­jek­tes er­schlie­ßen und deren Be­zie­hun­gen zu­ein­an­der dar­stel­len
II
an­wen­den, über­tra­gen
einen be­kann­ten Zu­sam­men­hang oder eine be­kann­te Me­tho­de zur Lö­sungs­fin­dung bzw. Ziel­er­rei­chung auf einen an­de­ren, ggf. un­be­kann­ten Sach­ver­halt be­zie­hen
II, III
auf­bau­en
Ob­jek­te und Ge­rä­te ziel­ge­rich­tet an­ord­nen und kom­bi­nie­ren
II
auf­stel­len
fach­spe­zi­fi­sche For­meln, Glei­chun­gen, Glei­chungs­sys­te­me, Re­ak­ti­ons­glei­chun­gen oder Re­ak­ti­ons­me­cha­nis­men ent­wi­ckeln
II
aus­wer­ten
In­for­ma­tio­nen (Daten, Ein­zel­er­geb­nis­se o. a.) er­fas­sen, in einen Zu­sam­men­hang stel­len und dar­aus ziel­ge­rich­te­te Schluss­fol­ge­run­gen zie­hen
II, III
be­grün­den
Sach­ver­hal­te oder Aus­sa­gen auf Re­geln, Ge­setz­mä­ßig­kei­ten bzw. kau­sa­le Zu­sam­men­hän­ge oder wei­te­re nach­voll­zieh­ba­re Ar­gu­men­te zu­rück­füh­ren
II
be­nen­nen, nen­nen, an­ge­ben
Ele­men­te, Sach­ver­hal­te, Be­grif­fe, Daten oder Fak­ten ohne Er­läu­te­rung und Wer­tung auf­zäh­len
I
be­ra­ten
eine Ent­schei­dungs­fin­dung fach­kom­pe­tent und ziel­grup­pen­ge­recht un­ter­stüt­zen
III
be­rech­nen
Er­geb­nis­se aus ge­ge­be­nen Wer­ten/Daten durch Re­chen­ope­ra­tio­nen oder gra­fi­sche Lö­sungs­me­tho­den ge­win­nen
II
be­schrei­ben
Struk­tu­ren, Si­tua­tio­nen, Zu­sam­men­hän­ge, Pro­zes­se und Ei­gen­schaf­ten genau, sach­lich, struk­tu­riert und fach­sprach­lich rich­tig mit ei­ge­nen Wor­ten dar­stel­len, dabei wird auf Er­klä­run­gen oder Wer­tun­gen ver­zich­tet
I, II
be­stim­men
Sach­ver­hal­te und In­hal­te prä­gnant und kri­te­ri­en­ge­lei­tet dar­stel­len
I
be­stä­ti­gen, be­wei­sen, nach­wei­sen, über­prü­fen, prü­fen
die Gül­tig­keit, Schlüs­sig­keit und Be­rech­ti­gung einer Aus­sa­ge (z. B. Hy­po­the­se, Mo­dell oder Na­tur­ge­setz) durch ein Ex­pe­ri­ment, eine lo­gi­sche Her­lei­tung oder sach­li­che Ar­gu­men­ta­ti­on be­le­gen bzw. wi­der­le­gen
III
be­ur­tei­len, Stel­lung neh­men
zu einem Sach­ver­halt oder einer Aus­sa­ge eine ei­ge­ne, auf Fach­wis­sen sowie fach­li­chen Me­tho­den und Maß­stä­ben be­grün­de­te Po­si­ti­on über deren Sinn­haf­tig­keit ver­tre­ten
III
be­wer­ten, kri­tisch Stel­lung neh­men
zu einem Sach­ver­halt oder einer Aus­sa­ge eine ei­ge­ne, auf ge­sell­schaft­lich oder per­sön­li­che Wert­vor­stel­lun­gen be­grün­de­te Po­si­ti­on über deren An­nehm­bar­keit ver­tre­ten
III
cha­rak­te­ri­sie­ren
spe­zi­fi­schen Ei­gen­hei­ten von Sach­ver­hal­ten, Ob­jek­ten, Vor­gän­gen, Per­so­nen o. a. unter lei­ten­den Ge­sichts­punk­ten her­aus­ar­bei­ten und dar­stel­len
II
dar­stel­len, dar­le­gen
Sach­ver­hal­te, Struk­tu­ren, Zu­sam­men­hän­ge, Me­tho­den oder Er­geb­nis­se etc. unter einer be­stimm­ten Fra­ge­stel­lung in ge­eig­ne­ten Kom­mu­ni­ka­ti­ons­for­ma­ten struk­tu­riert und ggf. fach­sprach­lich wie­der­ge­ben
I, II
dis­ku­tie­ren, er­ör­tern
Pro- und Kon­tra-Ar­gu­men­te zu einer Aus­sa­ge bzw. Be­haup­tung ein­an­der ge­gen­über­stel­len und ab­wä­gen
III
do­ku­men­tie­ren
Ent­schei­den­de Er­klä­run­gen, Her­lei­tun­gen und Skiz­zen zu einem Sach­ver­halt bzw. Vor­gang an­ge­ben und sys­te­ma­tisch ord­nen
I, II
durch­füh­ren
eine vor­ge­ge­be­ne oder ei­ge­ne An­lei­tung bzw. An­wei­sung um­set­zen
I, II
ein­ord­nen, ord­nen, zu­ord­nen, ka­te­go­ri­sie­ren, struk­tu­rie­ren
Be­grif­fe, Ge­gen­stän­de usw. auf der Grund­la­ge be­stimm­ter Merk­ma­le sys­te­ma­tisch ein­tei­len; so wird deut­lich, dass Zu­sam­men­hän­ge unter vor­ge­ge­be­nen oder selbst ge­wähl­ten Ge­sichts­punk­ten be­grün­det her­ge­stellt wer­den
II
emp­feh­len
Pro­duk­te und Ver­hal­tens­wei­sen kun­den- und si­tua­ti­ons­ge­recht vor­schla­gen
II
ent­wi­ckeln, ent­wer­fen, ge­stal­ten
Wis­sen und Me­tho­den ziel­ge­rich­tet und ggf. krea­tiv mit­ein­an­der ver­knüp­fen, um eine ei­gen­stän­di­ge Ant­wort auf eine An­nah­me oder eine Lö­sung für eine Pro­blem­stel­lung zu er­ar­bei­ten oder wei­ter­zu­ent­wi­ckeln
III
er­klä­ren
Struk­tu­ren, Pro­zes­se oder Zu­sam­men­hän­ge eines Sach­ver­halts nach­voll­zieh­bar, ver­ständ­lich und fach­lich be­grün­det zum Aus­druck brin­gen
I, II
er­läu­tern
We­sent­li­ches eines Sach­ver­halts, Ge­gen­stands, Vor­gangs etc. mit­hil­fe von an­schau­li­chen Bei­spie­len oder durch zu­sätz­li­che In­for­ma­tio­nen ver­deut­li­chen
II
er­mit­teln
einen Zu­sam­men­hang oder eine Lö­sung fin­den und das Er­geb­nis for­mu­lie­ren
I, II
er­schlie­ßen
ge­for­der­te In­for­ma­tio­nen her­aus­ar­bei­ten oder Sach­ver­hal­te her­lei­ten, die nicht ex­pli­zit in dem zu­grun­de lie­gen­den Ma­te­ri­al ge­nannt wer­den
II
for­mu­lie­ren
Ge­for­der­tes knapp und prä­zi­se zum Aus­druck brin­gen
I
her­stel­len
nach an­er­kann­ten Re­geln Zu­be­rei­tun­gen aus Stof­fen ge­win­nen, an­fer­ti­gen, zu­be­rei­ten, be- oder ver­ar­bei­ten, um­fül­len, ab­fül­len, ab­pa­cken und kenn­zeich­nen
II, III
im­ple­men­tie­ren
Struk­tu­ren und/oder Pro­zes­se mit Blick auf ge­ge­be­ne Rah­men­be­din­gun­gen, Ziel­an­for­de­run­gen sowie et­wai­ge Re­geln in einem Sys­tem um­set­zen
II, III
in­for­mie­ren
fach­li­che In­for­ma­tio­nen ziel­grup­pen­ge­recht auf­be­rei­ten und struk­tu­rie­ren
II
in­ter­pre­tie­ren, deu­ten
auf der Grund­la­ge einer be­schrei­ben­den Ana­ly­se Er­klä­rungs­mög­lich­kei­ten für Zu­sam­men­hän­ge und Wir­kungs­wei­sen mit Blick auf ein schlüs­si­ges Ge­samt­ver­ständ­nis auf­zei­gen
III
kenn­zeich­nen
Mar­kie­run­gen, Sym­bo­le, Zei­chen oder Eti­ket­ten an­brin­gen, die gel­ten­den Kon­ven­tio­nen und/oder ge­setz­li­chen Vor­schrif­ten ent­spre­chen
II
op­ti­mie­ren
einen ge­ge­be­nen tech­ni­schen Sach­ver­halt, einen Quell­code oder eine ge­ge­be­ne tech­ni­sche Ein­rich­tung so ver­än­dern, dass die ge­for­der­ten Kri­te­ri­en unter einem be­stimm­ten As­pekt er­füllt wer­den
II, III
pla­nen
die Schrit­te eines Ar­beits­pro­zes­ses an­ti­zi­pie­ren und eine nach­voll­zieh­ba­re er­geb­nis­ori­en­tier­te An­ord­nung der Schrit­te vor­neh­men
III
prä­sen­tie­ren
Sach­ver­hal­te struk­tu­riert, me­di­en­ge­stützt und adres­sa­ten­ge­recht vor­tra­gen
II
skiz­zie­ren
Sach­ver­hal­te, Ob­jek­te, Struk­tu­ren oder Er­geb­nis­se auf das We­sent­li­che re­du­zie­ren und über­sicht­lich dar­stel­len
I
über­set­zen
einen Sach­ver­halt oder ein­zel­ne Wör­ter und Phra­sen wort­ge­treu in einer an­de­ren Spra­che wie­der­ge­ben
II
va­li­die­ren, tes­ten
Er­brin­gung eines do­ku­men­tier­ten Nach­wei­ses, dass ein be­stimm­ter Pro­zess oder ein Sys­tem kon­ti­nu­ier­lich eine Funk­tio­na­li­tät/Pro­dukt er­zeugt, das die zuvor de­fi­nier­ten Spe­zi­fi­ka­tio­nen und Qua­li­täts­merk­ma­le er­füllt
I
ver­all­ge­mei­nern
aus einer Ein­sicht eine Aus­sa­ge for­mu­lie­ren, die für ver­schie­de­ne An­wen­dungs­be­rei­che Gül­tig­keit be­sitzt
II
ver­drah­ten
Be­triebs­mit­tel nach einem vor­ge­ge­be­nen An­schluss‑/ Strom­lauf­plan sys­te­ma­tisch elek­trisch mit­ein­an­der ver­bin­den
I, II
ver­glei­chen, ge­gen­über­stel­len, un­ter­schei­den
nach vor­ge­ge­be­nen oder selbst ge­wähl­ten Ge­sichts­punk­ten pro­blem­be­zo­gen Ge­mein­sam­kei­ten, Ähn­lich­kei­ten und Un­ter­schie­de er­mit­teln und ge­gen­über­stel­len sowie auf die­ser Grund­la­ge ggf. ein ge­wich­te­tes Er­geb­nis for­mu­lie­ren
II
wie­der­ge­ben
we­sent­li­che In­for­ma­ti­on und/oder deren Zu­sam­men­hän­ge struk­tu­riert zu­sam­men­fas­sen
I
zeich­nen
einen be­ob­acht­ba­ren oder ge­ge­be­nen Sach­ver­halt mit gra­fi­schen Mit­teln und ggf. unter Ein­hal­tung von fach­li­chen Kon­ven­tio­nen (z. B. Sym­bo­le, Per­spek­ti­ven etc.) dar­stel­len
I, II
zei­gen, auf­zei­gen
Sach­ver­hal­te, Pro­zes­se o. a. sach­lich be­schrei­ben und er­läu­tern
I, II
zu­sam­men­fas­sen
das We­sent­li­che sach­be­zo­gen, kon­zen­triert sowie in­halt­lich und sprach­lich struk­tu­riert mit ei­ge­nen Wor­ten wie­der­ge­ben
I, II

Amts­blatt des Mi­nis­te­ri­ums für Kul­tus, Ju­gend und Sport Baden-Würt­tem­berg

Stutt­gart, 07.09.2024
Bil­dungs­plan für das Be­rufs­kol­leg
hier: Bio­lo­gisch-tech­ni­sche As­sis­ten­ten Schwer­punkt Bio­in­for­ma­tik und Mo­le­ku­lar­bio­lo­gie
Be­rufs­kol­leg für tech­ni­sche As­sis­ten­ten (Bil­dungs­plan zur Er­pro­bung)
Vom
Ak­ten­zei­chen KM 41-6623-3/4/1

I.

II.

Für das Be­rufs­kol­leg gilt der als An­la­ge bei­ge­füg­te Bil­dungs­plan.
Der Bil­dungs­plan gilt
für das Schul­jahr 1 ab 1. Au­gust 2023.
für das Schul­jahr 2 ab 1. Au­gust 2024.

Bio­in­for­ma­tik-Prak­ti­kum – Bil­dungs­plan zur Er­pro­bung
Bil­dungs­plan für das Be­rufs­kol­leg
Bio­lo­gisch tech­ni­sche As­sis­ten­ten
Schwer­punkt BIM

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