2. Ausführen

Rolle von AR beim Erreichen von Lernzielen

Augmented Reality spielt eine zentrale Rolle in der Ausführungsphase. Mit Anwendungen wie MoleculAR und Genome AR können Schülerinnen und Schüler mit 3D-Modellen von DNA, Genen, Chromosomen und Proteinen interagieren. Diese Tools machen abstrakte molekulare Strukturen sichtbar und leichter verständlich (NHGRI, 2024).

Mit AR können Schülerinnen und Schüler:

• die DNA-Doppelhelix in drei Dimensionen beobachten
• erkunden, wie eine Mutation ein Gen oder Protein verändert
• gesunde und mutierte genetische Strukturen vergleichen
• genetische Veränderungen mit realen genetischen Erkrankungen verbinden

Diese Art der räumlichen und visuellen Interaktion hilft Lernenden, besser zu verstehen, wie Mutationen zu Krankheiten führen können (Wallis, 2018).

AR-basierte Lernaktivitäten

Erkundung von DNA-Mutationen (AR-Aktivität)

Die Schüler nutzen MoleculAR, um ein DNA-Modell zu erforschen und zu beobachten, wie eine Mutation den genetischen Code verändert. Durch den Vergleich eines normalen Gens mit einem mutierten können die Schüler sehen, wie eine kleine Veränderung in der DNA die Funktion von Proteinen beeinflussen kann.

Aufgabe für die Schüler:
●    Erkunden Sie das DNA-Modell in AR
●    Identifizieren Sie den Ort der Mutation
●    Diskutieren Sie, wie die Mutation den Körper beeinflussen könnte

Diese Aktivität unterstützt das Verständnis der Beziehung zwischen DNA, Proteinen und Krankheiten (NHGRI, 2024).

Vererbungsmuster in Familien

Mithilfe von Genome AR und einfachen Stammbäumen erforschen die Schüler, wie genetische Erkrankungen vererbt werden. Sie verfolgen dominante und rezessive Merkmale und sagen die Wahrscheinlichkeit voraus, mit der eine Erkrankung in zukünftigen Generationen auftritt.

Aufgabe für die Schüler:

• Analysieren Sie einen Stammbaum
• Identifizieren Sie Überträger und betroffene Personen
• Erklären Sie das Vererbungsmuster

Diese Aufgabe hilft den Schülern, theoretische Vererbungsregeln mit realen genetischen Bedingungen zu verknüpfen (Wallis, 2018).

Fallstudie: Diagnose der Erkrankung

Den Schülern wird ein kurzer Patientensachverhalt in der Delightex-Umgebung präsentiert. Der Fall enthält Symptome und grundlegende genetische Informationen zu einer genetischen Erkrankung.

Beispielszenario:

Ein Patient leidet unter Atemproblemen und häufigen Lungeninfektionen, die durch eine Mutation in einem Gen verursacht werden.

Schüler:

• analysieren die Symptome
• erkunden AR-Modelle des betroffenen Gens oder Proteins
• identifizieren die wahrscheinlichste Art der genetischen Erkrankung

Fallbasiertes Lernen fördert Problemlösungsfähigkeiten und unterstützt ein tieferes Verständnis genetischer Krankheiten (NHGRI, 2024).

Ethik in Aktion

Die moderne Genetik wirft auch wichtige ethische Fragen auf. In dieser Phase befassen sich die Schüler mit kurzen ethischen Szenarien zu Gentests, Datenschutz und verantwortungsvollem Umgang mit genetischen Informationen.

Diskussionsfragen:

• Sollte jeder auf genetische Erkrankungen getestet werden?
• Wer sollte Zugang zu den Ergebnissen von Gentests haben?
• Wie können genetische Daten geschützt werden?

Diese Diskussionen sind mit bioethischen Prinzipien verknüpft und helfen den Schülern, über die gesellschaftlichen Auswirkungen genetischer Technologien nachzudenken (Wallis, 2018; NHGRI, 2024).

Feedback und Unterstützung

Während der gesamten Execute-Phase erhalten die Schüler Feedback durch:

• lehrergeleitete Diskussionen
• Peer-Feedback während Gruppenaktivitäten
• kurze Reflexionsimpulse in Delightex

Der Fokus dieser Phase liegt auf Verständnis und Anwendung, nicht auf Auswendiglernen. Durch die aktive Arbeit mit AR-Tools und realen Beispielen werden die Schüler auf die reflektierenden Aufgaben in der Enhance-Phase vorbereitet.

Globale Relevanz und Schülerengagement

Die Lernaktivitäten in dieser Einheit spiegeln moderne Ansätze wider, die bereits in Schulen und Wissenschaftszentren weltweit eingesetzt werden. Interaktive DNA- und Genetik-Anwendungen werden derzeit in der Genetikbildung in Ländern wie Finnland, den Vereinigten Staaten und Japan verwendet, wo digitales und AR-basiertes Lernen in die naturwissenschaftlichen Lehrpläne integriert ist (NHGRI, 2024).

Lehrkräfte berichten, dass das Engagement der Schüler steigt, wenn abstrakte biologische Konzepte visuell und interaktiv werden. AR ermöglicht es Lernenden, sich zu bewegen, zu erkunden und Modelle zu manipulieren, was ein tieferes konzeptuelles Verständnis unterstützt im Vergleich zum traditionellen, buchbasierten Lernen (Wallis, 2018).

Durch den Einsatz von AR-Elementen in dieser Einheit werden die Schüler zu aktiven Teilnehmern wissenschaftlicher Erkundung, statt zu passiven Empfängern von Informationen. Sie sehen nicht nur genetische Mutationen, sondern erleben, wie Veränderungen in der DNA die menschliche Gesundheit beeinflussen können. Dieser Ansatz bereitet die Schüler auf fundierte Diskussionen über moderne Medizin, Genetik und ethische Entscheidungsfindung in realen Kontexten vor (NHGRI, 2024).