2. Ausführen – Modellierung und Analyse der Auswirkungen von GVOs durch bio-inspiriertes Design

2.1 Bio-Inspiration: Lernen von natürlichen genetischen Prozessen

Die Natur passt sich kontinuierlich durch genetische Variation und Selektion an. Die Gentechnik baut auf diesen natürlichen Prinzipien auf, indem gezielte Veränderungen am Genom eines Organismus vorgenommen werden. Schülerinnen und Schüler analysieren, wie die Veränderung eines einzelnen Gens zu sichtbaren Merkmalen führen kann, wie zum Beispiel Schädlingsresistenz oder verbesserte Toleranz gegenüber Umweltstress.
Dieser von der Natur inspirierte Ansatz hilft Lernenden zu verstehen, dass GVOs nicht zufällig erschaffen werden, sondern auf biologischem Wissen basieren. Die Schülerinnen und Schüler konzentrieren sich auf die Beziehung zwischen genetischer Veränderung → Organismusmerkmal → Umweltauswirkung, die für die Bewertung sowohl der Vorteile als auch der Risiken der Biotechnologie wesentlich ist.

2.2 Einsatz von AR zur Erreichung der Lernziele

Augmented Reality (AR) spielt eine Schlüsselrolle bei der Unterstützung des stiffzieles dieser Lerneinheit: das Verständnis der Auswirkungen von GVOs durch Modellierung und Analyse anstelle von Auswendiglernen. AR-Anwendungen ermöglichen es den Lernenden, genetische Modifikationsprozesse und deren Konsequenzen klar und下eraktiv zu visualisieren.

In dieser Einheit unterstützt AR das Lernen, indem es den Schülern ermöglicht:

• Ursache-Wirkungs-Beziehungen zwischen genetischen Veränderungen und den Merkmalen von Organismen zu erforschen,
• Unsichtbare Prozesse wie Geninsertion und -expression zu visualisieren,
• mit szenariobasierten Umgebungen zu interagieren, die potenzielle Auswirkungen auf Landwirtschaft emerging Ökosysteme zeigen.

Nützliche AR-Funktionen für diese Phase sind:

• interaktive AR-Szenarien mit eingebetteten Fragen,
• visuelle Ebenen, die Veränderungen vor und nach der genetischen Modifikation zeigen,
• sofortiges Feedback und Bewertung in AR-basierten Tests,
• einfache AR-Erstellungstools (z. B. Delightex) für von Schülern entworfene Szenarien.

Diese Funktionen verwandeln AR in ein Denk- und Modellierungswerkzeug statt eines passiven visuellen Hilfsmittels.

2.3 Praktische Übungen und globale Lernbeispiele

In dieser Phase nehmen die Studierenden an praktischen, handlungsorientierten Aktivitäten teil, die von weltweit eingesetzten bioinspirierten Lernansätzen in den Bereichen MINT und Biotechnologie inspiriert sind. Ähnliche AR-basierte Modellierungsaktivitäten werden häufig eingesetzt, um Lernenden das Verständnis komplexer Systeme zu erleichtern und technologische Auswirkungen zu bewerten.

Beispiele für praktische Aktivitäten sind:

• die Analyse eines AR-basierten Tests, der GVO-Szenarien und deren Ergebnisse modelliert,
• der Vergleich verschiedener Strategien zur genetischen Modifikation und deren potenziellen Auswirkungen,
• das Erstellen einfacher AR-Szenen, die GVO-bezogene Situationen darstellen,
  das Entwerfen und Testen von Fragen, die das Verständnis der Umwelt- und gesellschaftlichen Auswirkungen bewerten.

Solche Aktivitäten spiegeln reale wissenschaftliche und pädagogische Praktiken wider, bei denen Modellierung, Simulation und digitale Visualisierung genutzt werden, um komplexe biologische Systeme zu erforschen. Durch die aktive Auseinandersetzung mit AR-Szenarien und das Erstellen eigener Inhalte gehen die Studierenden vom Verständnis der Konzepte zur Anwendung und Bewertung in sinnvollen Kontexten über.