Meet the Metaorganism: Modellprojekt zur digitalen Lehre an der CAU

Sämtliche Lebewesen auf der Erde leben in enger Symbiose mit einer Vielzahl von Mikroorganismen, die in und auf ihren Körpern leben. Gemeinsam bilden sie einen sogenannten Metaorganismus, die Einheit aus Wirtslebewesen und besiedelnden Bakterien, Pilzen und Viren. Das Zusammenspiel von Wirtsorganismus und Mikroorganismen übt einen bedeutenden Einfluss auf die Funktionen des Wirtes aus. Seit 2016 erforschen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler des Sonderforschungsbereichs (SFB) 1182 „Entstehen und Funktionieren von Metaorganismen“ an der Christian-Albrechts-Universität zu Kiel (CAU) die Konsequenzen dieser Kommunikation von Wirten und Mikroben für Gesundheit und Krankheit.

Für die Öffentlichkeit bleibt die Bedeutung der hoch komplexen Interaktionen innerhalb eines Metaorganismus schwer nachvollziehbar und abstrakt. Die Mitglieder SFB 1182 sind daher bemüht, ihr Forschungsfeld möglichst verständlich zu kommunizieren. Ziel des jetzigen Projekts ist es, die Metaorganismus-Forschung mit Hilfe neuer Design- wie Lehrkonzepte in der biologischen und medizinischen Ausbildung in Schule und Studium zu verankern – wo es bis heute nur unzureichend berücksichtigt wird. In enger Zusammenarbeit mit Kommunikationsdesignerinnen und -designern vom Kieler Science Communication Lab (SciCom Lab) und Bildungsforschenden vom Leibniz-Institut für die Pädagogik der Naturwissenschaften und Mathematik (IPN) hat der SFB 1182 nun ein neues Format der digitalen Lehre zur Metaorganismus-Forschung geschaffen, dass auf der Visualisierung grundlegender Konzepte des Forschungsgebiets basiert. Am Montag, 12. Dezember, präsentierte das Entwicklungsteam vom SciCom Lab erstmals die daraus entstandene Web-Applikation „Meet the Metaorganism“, die ab sofort als interaktive Lern- und Lehrressource genutzt werden kann:
metaorganism.app  

Neue Konzepte in der Biologie

Obwohl das Konzept der Wirts-Mikroorganismen-Interaktionen und seine Konsequenzen für die Funktionen eines Lebewesens seit rund zwei Jahrzehnten erforscht wird, werden die neuen Erkenntnisse bisher nur unzureichend in der lebenswissenschaftlichen Ausbildung vermittelt. Biologie-Unterricht und Studium orientieren sich teilweise an Konzepten, die nach aktuellem Wissenschaftsstand überholt sind oder erweitert werden müssten. Viele Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler sind daher der Ansicht, dass sich die Art der biologischen Wissensvermittlung künftig grundlegend ändern müsse. Hier setzt der SFB 1182 mit der neuen Anwendung an und bietet eine umfassende Darstellung der Metaorganismus-Theorie und ihres Einflusses auf zentrale Lebensprozesse bei Mensch, Tier und Pflanze. Enthalten sind exemplarische Kapitel zur gemeinsamen Entwicklung von Wirtslebewesen und Mikroorganismen, ihrer Gemeinschaftsdynamik und zu den Beziehungen zwischen Mikroorganismen und Immunsystem. „Mit der stetigen Vertiefung und Vernetzung von Erkenntnissen im Wissenschaftssystem wächst die Forderung nach neuen Strategien und Formaten der Wissensvermittlung“, so Professor Thomas Bosch, Sprecher des SFB 1182. „Unser Sonderforschungsbereich beschreitet hier neue Wege, um die breite Öffentlichkeit und im Speziellen Lernende auf verschiedenen Ebenen an unserer aktuellen interdisziplinären Forschung teilhaben lassen. Jüngstes und einzigartiges Beispiel dafür ist die neue Lernanwendung Meet the Metaorganism“, so Bosch weiter.
 

Wissenschaftsvisualisierung und digitale Lehre in Schule und Uni

Zentraler Aspekt des neuen Formats ist die sorgfältige, im engen Austausch mit Forschenden aus dem SFB 1182 entstandene Visualisierung der wissenschaftlichen Inhalte. „Die Darstellungen unserer Meet the Metaorganism-App haben das besondere Potenzial Komplexität zu reduzieren, abstrakte Zusammenhänge und Phänomene sichtbar zu machen und die Kernbotschaften der Metaorganismus-Forschung pointiert und ansprechend zu transportieren“, betont Tom Duscher, Mitinhaber des SciCom Lab und Professor für Interaktive Medien an der Muthesius Kunsthochschule Kiel. „Um dies zu erreichen, arbeiten bei uns promovierte Forschende direkt mit dem Designteam zusammen, um eine optimale Synergie aus visueller Gestaltung und wissenschaftlicher Genauigkeit herzustellen“, so Duscher weiter, der eines der Outreach-Projekte im SFB 1182 leitet. Neben der Unterstützung durch den CAU-Sonderforschungsbereich sind zudem umfangreiche Mittel aus dem Programm „Stärkung der Digitalisierung der Lehre“ des Landes Schleswig-Holstein in das Projekt geflossen, die Professorin Ilka Parchmann vom IPN und Professor Hinrich Schulenburg, Vize-Sprecher des SFB 1182, gemeinsam eingeworben haben.

Insgesamt ist eine Applikation entstanden, die dem Umfang eines Lehrbuchs entspricht, aber durch den hohen Grad an Visualisierung das Lernen und Verstehen deutlich erleichtert. Zudem ist das digitale Format dynamisch, die Lernapplikation kann also hinsichtlich neuer Forschungsergebnisse aktualisiert werden, um so mit der Dynamik des Forschungsgebietes Schritt zu halten. Als web-basierte Ressource ist sie jederzeit frei verfügbar und erlaubt neben dem Einsatz im Biologiestudium auch einen Zugang für die interessierte Öffentlichkeit. Weiterhin ist geplant, Meet the Metaorganism auch im Rahmen des EU-Horizont-2020-Projekts SymbNET auch an anderen Orten außerhalb Deutschlands in der wissenschaftlichen Nachwuchsförderung einzusetzen. Das Konsortium, an dem der SFB 1182 beteiligt ist, vernetzt die Symbiose-Forschenden an verschiedenen europäischen Standorten. „Künftig wollen wir die Zielgruppe über Studierende hinaus erweitern und die App auch für den Einsatz an Schulen anpassen. Dazu ist unter anderem eine mehrsprachige Version in Vorbereitung. Insgesamt verfolgen wir das Ziel, das Metaorganismus-Konzept bekannter zu machen und als Teil der digitalen Lehre in die Ausbildung künftiger Lebenswissenschaftlerinnen und Lebenswissenschaftler zu integrieren“, sagt Schulenburg. Auch in der bevorstehenden dritten Förderphase des SFB 1182 ist eine kontinuierliche Zusammenarbeit mit dem Science Communication Lab geplant, in der die Metaorganismus-Forschenden und Expertinnen und Experten für Wissenschafts-Visualisierung ihre Outreach- und Lehrmedien weiterentwickeln wollen.

Prof. Thomas Bosch
Sprecher SFB 1182 „Entstehen und Funktionieren von Metaorganismen“, CAU:
0431-880-4170
tbosch@zoologie.uni-kiel.de

Prof. Tom Duscher
Science Communication Lab
0431 5301-1140
hi@scicom-lab.com