Naturvidenskab med udgangspunkt i biologiske problemstillinger er populær blandt de unge. Hvis man i højere grad tog udgangspunkt i denne interesse for naturen og for de præmisser den fungerer på, ville det muligvis kunne medvirke til også at vække interessen for de naturvidenskabelige fag, som traditionelt opfattes som "tungere". Netop biokemien og molekylærbiologien bygger bro mellem biologi, fysik og kemi.

For nylig havde jeg fornøjelsen af at blive interviewet af Weekendavisen til en artikel om biologiundervisningen i gymnasiet.

Min glæde varede imidlertid kun kort, idet det viste sig, at artiklen havde den let humoristiske men groft misvisende overskrift: "Danske gymnasielærere lider af DNA mangel". I artiklen påstås det, at retningslinierne for biologiundervisningen i gymnasiet stort set ikke omfatter molekylærbiologi, og at lærerne har en tilbøjelighed til at vælge området fra ved tilrettelæggelsen af undervisningen. Artiklen giver udtryk for synspunkter, som dækker en måske generel fejlagtig opfattelse af dagens biologiundervisning i gymnasiet. Derfor er jeg glad for her at få mulighed for at sætte specielt fokus på gymnasiets undervisning i biokemi, molekylærbiologi og genetik.

Først og fremmest er det vigtigt at slå fast, at DNA er et emne, som i høj grad optager såvel biologilærere som elever. Biologi er imidlertid meget andet end DNA, og når der undervises i biokemi og molekylærbiologi, sker det altid i sammenhæng med bredere biologiske emner.

Der er flere parametre som er med til at styre undervisningens indhold. De vigtigste er lærernes og elevernes forudsætninger, de tids- og indholdsmæssige rammer som er fastsat i bekendtgørelsen samt de økonomiske muligheder for indkøb af undervisningsmaterialer og laboratorieudstyr og for afholdelse af ekskursioner.

Lærerkompetencen

En stor del af de lærere, som i dag underviser i biologi, har fået deres uddannelse i 60´erne og 70´erne. Langt de fleste har hovedfag i biologi og mange er ét-fags biologer. Det betyder, at den uddannelsesmæssige baggrund er meget solid, men også at uddannelsen for manges vedkommende foregik på et tidspunkt, hvor molekylærbiologiens rivende udvikling kun lige var begyndt.

Efteruddannelsesmulighederne har derfor været af essentiel betydning og biologilærerne har tradition for at udnytte efteruddannelsesmulighederne i så vid udstrækning som muligt. Desuden har flere grupper af biologilærere gennem workshops og længerevarende udvalgsarbejde udviklet undervisningsmateriale indenfor nye områder, som kunne benyttes i den daglige undervisning. Indenfor områderne biokemi, molekylærbiologi og genetik kan jeg pege på de initiativer, som er taget for at styrke undervisningen i eksperimentel genteknologi, det humane genomprojekt, immunologi og neurologi. I alle tilfælde er det resulteret i meget søgte efteruddannelseskurser og udarbejdelse af undervisningsmateriale og lærebøger.

Indenfor arbejdet med genteknologi har de danske initiativer været ret epokegørende, idet Undervisningsministeriet sammen med Carlsberg Laboratoriet allerede i 1986 indgik i samarbejde med nogle biologilærere med mikrobiologisk baggrund. Dette skete kun få måneder efter at loven om miljø og genteknologi blev vedtaget i Folketinget. Målet med samarbejdet var at omsætte forskningseksperimenter til eksperimenter, der egnede sig til brug i de skolelaboratorier, som findes på gymnasier og hf-kurser. Arbejdet resulterede i udgivelse af flere bøger om eksperimentel genteknologi og var samtidig startskuddet til en massiv efteruddannelse af biologilærere. Undervisningsministeriet afholder således løbende eksperimentelle gentek-kurser for biologilærere. Kurserne er en forudsætning for, at lærerne må gennemføre en række velbeskrevne forsøg med genetisk modificerede organismer. Udviklingen af efteruddannelseskurserne er blevet til ved et forbilledligt samarbejde mellem gymnasielærere og forskere indenfor molekylærbiologi, biokemi og biokemi. At dansk biologiundervisning på dette område er forud for mange andre landes afspejles bl.a. i det europæiske samarbejde i EIBE (European Initiatives for Biotechnology Education), hvor danske biologilærere har bidraget bl.a. med udarbejdelse af undervisningsmateriale vedrørende genteknologi. Danske biologilærere har desuden holdt oplæg om genteknologi i undervisningen ved adskillige internationale konferencer og ved efteruddannelseskurser for biologilærere i udlandet.

Udviklingen indenfor moderne biologisk forskning afspejles også tydeligt i lærebøgerne, som på denne måde er medvirkende til at undervisningsfaget fornys. Til illustration af denne udvikling kan jeg vise en figur fra en nyere økologibog om stofomsætningen i havet. Hvor vi for nogle år siden hovedsaglig lærte om de klassiske fødekæder og fødenet, er det i dag den mikrobielle løkke, der påkalder sig stor opmærksomhed. Derved bliver biokemien også en integreret del af økologien på økosystemniveau.

Figur 1: Fra Jensen m.fl.: Økologi og naturforvaltning, Nucleus 1995.

Elevforudsætninger

Elevernes forudsætninger for gymnasiets biologiundervisning er fortrinsvis folkeskolens undervisning i natur/teknik og biologi. Natur/teknik er et obligatorisk fag i 1.- 6. klasse med vejledende ugentlig timeplan på én lektion i 1. og 2. klasse, to lektioner i 3., 4. og 5. klasse og tre lektioner i 6. klasse. Natur/teknik omfatter elementer af biologi, fysik/kemi og geografi. Biologi som selvstændigt fag er obligatorisk i 7. og 8. klasse med to lektioner om ugen. Der er ikke obligatorisk biologiundervisning i 9. og 10. klasse, og faget er desværre ikke et prøvefag.

De bekendtgørelsesmæssige rammer

I gymnasiet undervises der på tre forskellige niveauer i biologi. Det obligatoriske niveau ligger i 1.g og har 3 ugentlige lektioner. Biologi på mellemniveau og højt niveau kan vælges af elever på såvel sproglig som matematisk linie. Mellemniveaufaget ligger enten i 2. eller 3.g med 4 ugentlige lektioner og biologi på højt niveau læses i 2. og 3. g med 5 ugentlige lektioner hvert af de to år.

På obligatorisk niveau undervises der i menneskets fysiologi med inddragelse af sundhedsmæssige forhold, i sexologi og forplantning hos mennesket samt i økologiske systemers funktion, herunder menneskets indvirkning på naturen.

Valget af områder er sket i erkendelse af, at det er vigtigt at give elever i denne alder en faglig viden, så de dels kan forholde sig til deres egen sundhedsmæssige adfærd og dels får faglig baggrund for at forstå og forholde sig til samfundsmæssige problemer med biologisk indhold. Det er således i høj grad biologilærernes opgave at sørge for at de unge i gymnasiet beskæftiger sig med rygning, alkohol- og stofmisbrug, seksuelt overførte sygdomme, miljømæssige emner m.m..

Den obligatoriske biologiundervisning vil altid indeholde biokemiske elementer. Således skal bl.a. cellens opbygning og funktion samt forplantningsteknologier og fosterundersøgelser, herunder kromosomanalyser, inddrages. Ligeledes indgår biokemiske processer i forbindelse med økologiske kredsløb.

På mellemniveau udvides fysiologien til også at omfatte dyr og planter. I forbindelse med økologiundervisningen præciseres det, at der skal arbejdes med biologisk produktion, mikrobiologi og økotoksikologi. Desuden er genetik og biokemi selvstændige områder for undervisningen.

På højt niveau omfatter fysiologien foruden menneskets fysiologi ligeledes eksempler fra dyr og planter og det præciseres at anvendelse af medicinsk teknologi skal indgå. Genetik er, ligesom på mellemniveau, et selvstændigt område som omfatter bl.a. genetikkens molekylære og cellulære grundlag og genteknologi. Biokemi er også her et selvstændigt område, der skal integreres i undervisningen i de valgte emner. Biokemiske analysemetoder herunder immunkemiske metoder behandles og desuden indgår opbygning og funktion af kulhydrater, fedtstoffer, proteiner og nukleinsyrer samt enzymologi, kemosyntese, fotosyntese, glykolyse, citronsyrecyklus og respirationskæden.

På alle niveauer er elevmedbestemmelsen central ved valg af emner og ved tilrettelæggelsen af undervisningen.

Eksamen og den daglige undervisning

På alle niveauer afsluttes undervisningen med mundtlig eksamen (dersom faget udtrækkes til eksamen), og på højt niveau er der desuden en obligatorisk skriftlig eksamen.

Figur 2: Fra Studentereksamen i biologi på højt niveau, maj-juni 1998.

Det er læreren, der udformer de mundtlige eksamensspørgsmål. De kan derfor være meget forskellige og vil afspejle hvordan det pågældende hold har arbejdet med pensum. Undervisningsministeriet får hvert år en del af eksamensspørgsmålene tilsendt og gennemgang af disse eksamensspørgsmål kan give et godt fingerpeg om, hvordan bekendtgørelsens bestemmelser udmøntes i praksis. De kan sammen med pensumindberetningerne give et billede af i hvor høj grad, og på hvilken måde, f.eks. molekylærbiologi og biokemi inddrages i emnerne. Erfaringerne herfra viser, at molekylærbiologi og biokemi er emner, der prioriteres højt såvel i læsepensum som ved udvælgelse af eksamenspensum til mundtlig eksamen.

Den skriftlige eksamen er fælles for hele landet og på denne måde mere styrende for arbejdet med pensum. Den skriftlige eksamen består af to store og et antal små opgaver, hvoraf én stor og 2-3 små skal besvares. En gennemgang af de senere års eksamensopgaver viser at over halvdelen af opgaverne omhandler biokemi, molekylærbiologi eller genetik - ofte i kombination. Elevernes valg af opgaver viser, at disse opgaver er populære. Erfaringerne viser også, at de emner, som tages op i de skriftlige eksamensopgaver, senere benyttes i forbindelse med biologiundervisningen på alle niveauer. På denne måde er opgaverne ved skriftlig eksamen med til at aktualisere og ajourføre undervisningen i biologi.

I eksamenssættet fra maj 1998 omhandlede den ene store opgave HIV, mens den anden omhandlede genetik, neurofysiologi og molekylærbiologi. HIV-opgaven blev valgt af næsten dobbelt så mange elever som den anden opgave. For at give læserne en ide om opgavernes art, vises i vedlagte figur 2 den første del af opgaven om HIV. Den resterende del af opgaven omhandlede behandling af HIV-positive med nukleosidanaloger og proteasehæmmere samt teori om den genetiske baggrund for at nogle personer tilsyneladende ikke udvikler AIDS, selv om de smittes med HIV.