Teaching and education | Lehre und Ausbildung

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On the D-floor aligned in parallel to the gangway you can see the student labs where our Master students get acquainted with experiments, handling live samples and lab equipment during their practical courses.
At D-BSSE we offer two Master study programmes, meaning that students need to hold a Bachelor degree from either ETH Zurich or another university. For the Programme in Biotechnology, students will have studied in a discipline that is either biology-focused or a related technical or natural sciences discipline; for the Programme in Computational Biology and Bioinformatics, students will hold a Bachelor degree in computer sciences or another technical-mathematical field. Both programmes are two-year programmes and are fully packed with classes, lab experiments, and projects that best prepare the young scientists for jobs in industry, the academic career or founding their own company.

Cutting-edge biosciences training for Master students

The Biotechnology Programme is about engineering and applying biological systems. With the advent of omics-technologies, including the detection and characterization of gene products on large scales, like RNA transcripts and proteins, today we have a deep understanding of the working of cells, their molecular fitting, tissues and organisms. Students learn the methods to study the complex processes inside cells and interactions between neighbouring cells, and to apply state-of-the-art bioengineering tools for the programming and rational design of cell functions. The motivation of any such intervention is to find solutions to challenges in treating diseases: devising new therapies as well as making new therapeutics.

While in Biotechnology, a lot of biological data is being generated, much of the expertise for analysing this ‘big data’ is coming from Computational Biology. In this Master programme offered at D-BSSE in cooperation with the University of Zurich and the University of Basel, students learn to ‘see’ patterns and trends in large-scale datasets. Data mining, machine learning algorithms and artificial intelligence offer valuable tools in this rapidly evolving field and help extract and combine information from massive biological data, be it genomic sequencing data, data on the molecular fitting of antigens and antibodies or clinical data used in personalised health care, to give just a few examples.

Experimental work is at the heart of both programmes. About 40% of their time, biotechnology students spend in the lab where they learn modern laboratory techniques during practical training. In addition, a mandatory component of both curricula is a 12-weeks stay at a lab outside the own research group at either an academic institution or at industry for research training or the conduction of the Master thesis. The small sizes of student cohorts embarking every year on the programmes is very favourable: the student-to-instructor ratio is low and a mentor system ensures orientation and guidance throughout the Master’s programmes.

Transitioning from learning to original scientific research

At D-BSSE, doctoral students can choose between joining directly one of the research groups for their doctoral project or participating in several programmes set up specifically for doctoral fellows, such as the Zurich Life Science Graduate School or the Next-Generation Bioengineers programme which runs in collaboration with the pharma-company Roche. On average, some 200 doctoral student employees are enrolled at D-BSSE, contributing significantly to the department’s research achievements and success. A central part of the doctorate is the independent and original scientific research conducted under the supervision of the professorial supervisor.

Innovative teaching and learning

From the programmes’ very beginning, D-BSSE is offering its students in Basel or Zurich a remote access to the teaching and learning materials. About 25% of the lectures is being streamed to a classroom in either Basel or Zurich, and 10% is being recorded and the videos shared with the student community, which in turn very much appreciates the flexibility of delayed learning or repeatedly listening to complex content. These percentages are low on purpose, as the rector of ETH Zurich supports and requests in person teaching as much as possible. Given that some teaching takes place in the virtual space, innovative approaches and new e-learning tools are constantly being implemented such as the flipped-classroom format on Master’s level. In the flipped classroom, students prepare for classes by way of independent study using conventional or digital learning materials. They acquire the subject knowledge required for the course individually and at their own pace and meet with their lecturer (or: instructor) to answer questions and reflect on the broader context.

Students value being part of two vibrant academic environments and physical campuses: here the Schällemätteli campus in Basel with its important life science partners and the vibrant student life circulating around institutions of the University of Basel; there, just a one-hour train ride away, the two large ETH campuses in Zurich. At both locations, students benefit from access to a wide range of courses and training, sports facilities, leisure activities and food services.

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Auf Ebene D, parallel zur Passarelle ausgerichtet, befinden sich die Studentenlabore, in denen unsere Masterstudenten während ihrer experimentellen Praktika, den Umgang mit lebenden Proben erlernen und mit Laborgeräten vertraut gemacht werden.
Am D-BSSE bieten wir zwei Masterstudiengänge an, die Studierenden müssen also einen Bachelorabschluss der ETH Zürich oder einer anderen Universität vorweisen. Für den Studiengang Biotechnologie müssen die Studierenden ein biologisches oder ein verwandtes technisches oder naturwissenschaftliches Fach studiert haben; für den Studiengang Computational Biology and Bioinformatics benötigen sie einen Bachelorabschluss in Informatik oder einem anderen technisch-mathematischen Fach. Beide Programme sind zweijährig und vollgepackt mit Vorlesungen, Laborexperimenten und Projekten, die die jungen Wissenschaftler optimal auf eine Tätigkeit in der Industrie, eine akademische Laufbahn oder die Gründung eines eigenen Unternehmens vorbereiten.

Modernste biowissenschaftliche Ausbildung für Masterstudent:innen

Im Studiengang Biotechnologie geht es um die Entwicklung und Anwendung biologischer Systeme. Mit dem Aufkommen der Omics-Technologien, einschließlich des Nachweises und der Charakterisierung von Genprodukten wie RNA-Transkripten und Proteinen in großem Maßstab, verfügen wir heute über ein tiefes Verständnis der Funktionsweise von Zellen, ihrer molekularen Ausstattung, Geweben und Organismen. Die Studierenden erlernen die Methoden zur Untersuchung der komplexen Vorgänge im Inneren von Zellen und der Wechselwirkungen zwischen benachbarten Zellen sowie die Anwendung modernster biotechnologischer Werkzeuge für die Programmierung und rationalen Entwicklung von Zellfunktionen. Die Motivation eines solchen Eingriffs ist es, Lösungen für die Herausforderungen bei der Behandlung von Krankheiten zu finden: die Entwicklung neuer Therapien und die Herstellung neuer Therapeutika.

Während in der Biotechnologie viele biologische Daten erzeugt werden, kommt ein Grossteil des Fachwissens für die Analyse dieser „Big Data“ aus der Computergestützten Biologie. In diesem Masterstudiengang, der am D-BSSE in Zusammenarbeit mit der Universität Zürich und der Universität Basel angeboten wird, lernen die Studierenden, Muster und Trends in großen Datensätzen zu „sehen“. Data Mining, Algorithmen des maschinellen Lernens und künstliche Intelligenz sind wertvolle Werkzeuge in diesem sich rasch entwickelnden Bereich und helfen dabei, Informationen aus grossen Mengen biologischer Daten zu extrahieren und zu kombinieren, seien es genomische Sequenzierungsdaten, Daten über die molekulare Ausstattung von Antigenen und Antikörpern oder klinische Daten, die in der personalisierten Gesundheitsversorgung verwendet werden, um nur einige Beispiele zu nennen.

Die experimentelle Arbeit steht im Mittelpunkt beider Programme. Etwa 40% ihrer Zeit verbringen die Studierenden der Biotechnologie im Labor, wo sie in Praktika moderne Labortechniken erlernen. Darüber hinaus ist in beiden Studiengängen ein 12-wöchiger Aufenthalt in einem Labor außerhalb der eigenen Forschungsgruppe an einer akademischen Einrichtung oder in der Industrie obligatorisch, im Rahmen der Forschungsausbildung oder zur Anfertigung der Masterarbeit. Die kleinen Gruppen von Studierenden, die jedes Jahr in die Studiengänge eintreten, sind sehr vorteilhaft: Das Verhältnis von Studierenden zu Dozenten ist gering, und ein Mentorensystem sorgt für Orientierung und Anleitung während des gesamten Masterstudiums.

Der Übergang vom Lernen zur eigenen wissenschaftlichen Forschung

Am D-BSSE können Doktoranden wählen, ob sie sich für ihr Promotionsprojekt direkt einer der Forschungsgruppen anschliessen oder an mehreren Programmen teilnehmen, die speziell für Doktoranden eingerichtet wurden, wie die Zurich Life Science Graduate School oder das Next-Generation Bioengineers-Programm, das in Zusammenarbeit mit dem Pharmaunternehmen Roche durchgeführt wird. Im Durchschnitt sind rund 200 Doktoranden am D-BSSE eingeschrieben, die wesentlich zu den Forschungsleistungen und zum Erfolg der Abteilung beitragen. Ein zentraler Bestandteil des Doktorats ist die eigenständige und originäre wissenschaftliche Forschung unter der Leitung des professoralen Betreuers.

Innovatives Lehren und Lernen

Von Beginn an bietet das D-BSSE seinen Studierenden in Basel oder Zürich einen Fernzugriff auf die Lehr- und Lernmaterialien. Etwa 25 % der Vorlesungen werden in ein Klassenzimmer in Basel oder Zürich gestreamt, und 10 % werden aufgezeichnet und die Videos mit den Studierenden geteilt, die ihrerseits die Flexibilität des zeitversetzten Lernens oder des wiederholten Anhörens komplexer Inhalte sehr zu schätzen wissen. Diese Prozentsätze sind absichtlich niedrig, da der Rektor der ETH Zürich den Präsenzunterricht so weit wie möglich unterstützt und fordert. Da ein Teil der Lehre im virtuellen Raum stattfindet, werden laufend innovative Ansätze und neue E-Learning-Tools umgesetzt, wie zum Beispiel das Flipped-Classroom-Format auf Masterstufe. Im „flipped classroom“ bereiten sich die Studierenden im Selbststudium mit konventionellen oder digitalen Lernmaterialien auf die Lehrveranstaltungen vor. Sie eignen sich das für den Kurs erforderliche Fachwissen individuell und in ihrem eigenen Tempo an und treffen sich mit ihrem Dozenten (oder: Ausbilder), um Fragen zu beantworten und über den breiteren Kontext zu reflektieren.

Die Studierenden schätzen es, Teil zweier lebendiger akademischer Umgebungen und physischer Campusse zu sein: hier der Schällemätteli-Campus in Basel mit seinen wichtigen Life-Science-Partnern und dem pulsierenden studentischen Leben rund um die Institutionen der Universität Basel; dort, nur eine Stunde Zugfahrt entfernt, die beiden grossen ETH-Campus in Zürich. An beiden Standorten profitieren die Studierenden von einem breiten Angebot an Kursen und Ausbildungen, Sportanlagen, Freizeitaktivitäten und Verpflegungsangeboten.