2. Ausführen - Aufbau phylogenetischer Beziehungen durch bio-inspirierte Forschung und AR

2. Von der Klassifizierung zum Beziehungsaufbau

In diesem Abschnitt wechseln die Studierenden von der reinen Wissensaufnahme über evolutionäre Konzepte zur aktiven Anwendung. Anstatt Klassifikationen auswendig zu lernen, analysieren die Lernenden gemeinsame Merkmale und evolutionäre Belege, um Beziehungen zwischen Organismen herzustellen.

2.1 Von der Theorie zur Praxis: Beziehungen in der Natur verstehen

Der evolutionäre Baum des Lebens zeigt, wie die Natur Vielfalt durch verzweigte Beziehungen und gemeinsame Abstammung organisiert. In diesem Abschnitt wechseln die Studierenden von theoretischen Konzepten zur praktischen Anwendung und erforschen, wie Wissenschaftler Beweise nutzen, um evolutionäre Beziehungen zwischen Organismen zu bestimmen.

Anstatt Klassifikationssysteme auswendig zu lernen, nehmen Lernende eine bio-inspirierte Perspektive ein und betrachten Evolution als einen dynamischen Prozess, bei dem einfache biologische Merkmale komplexe Beziehungsstrukturen erzeugen. Dieser Ansatz spiegelt wider, wie natürliche Systeme moderne Methoden zur Organisation von Informationen in Wissenschaft, Technologie und Design inspirieren.

2.2 Wie Augmented Reality das Lernziel unterstützt

Das Hauptziel dieser Einheit ist es, den Schülern zu helfen, die Phylogenie als ein System von Beziehungen und nicht als eine lineare Hierarchie zu verstehen. Augmented Reality (AR) unterstützt dieses Ziel, indem sie Lernenden ermöglicht, phylogenetische Bäume im dreidimensionalen Raum zu konstruieren, zu manipulieren und zu visualisieren.
Durch AR-basierte Aktivitäten können Schüler:

• Organismen relativ zueinander platzieren,
• Verzweigungspunkte als gemeinsame Vorfahren visualisieren,
• verschiedene Baumkonfigurationen anhand von Beweisen testen,
• beobachten, wie Veränderungen in den Daten die Gesamtstruktur beeinflussen.

Dadurch werden phylogenetische Bäume von statischen Diagrammen in interaktive wissenschaftliche Modelle verwandelt.

2.3 Praktische AR-Übung: Aufbau des Lebensbaums

Aktivitätsbeispiel: „Konstruktion eines phylogenetischen Baums“
Die Studierenden arbeiten einzeln oder in kleinen Gruppen, um ein ausgewähltes Organismus oder eine Gruppe von Organismen zu analysieren. Mithilfe von AR-Tools erstellt jede Person eine Darstellung, die wichtige Merkmale wie Morphologie, Lebensraum oder genetische Informationen umfasst.
Diese individuellen Beiträge werden anschließend zu einem gemeinsamen phylogenetischen Klassenbaum zusammengeführt, in dem die Studierenden gemeinsam entscheiden:

• wo Verzweigungspunkte entstehen sollen,
• welche Organismen die jüngsten gemeinsamen Vorfahren teilen,
• welche Merkmale die stärksten Hinweise auf Verwandtschaft liefern.

Dieser Prozess legt den Schwerpunkt auf Argumentation, Vergleich und Begründung statt auf richtige oder falsche Antworten.

2.4 Bio-inspiriertes Lernen in der Praxis

Die Konstruktion eines phylogenetischen Baums spiegelt ein zentrales bioinspiriertes Prinzip wider: Komplexe Systeme entstehen aus einfachen, wiederholten Regeln. Indem Organismen anhand gemeinsamer Merkmale organisiert werden, erleben Studierende, wie die Natur strukturierte Vielfalt ohne zentrale Steuerung erzeugt.
Dieses Prinzip ist direkt relevant für:

• Systemdenken,
• Datenorganisation,
• Netzwerkdesign,
• Künstliche Intelligenz und bioinspirierte Informatik.

2.5 Kollaboratives und forschendes Lernen

Während der Ausführungsphase beschäftigen sich die Studierenden mit:

• Diskussion und Debatte über Beweise,
• Hypothesentests durch Umstrukturierung von Zweigen,
• kollaborativer Entscheidungsfindung beim Aufbau des gemeinsamen Baums.

Dieser forschungsbasierte Ansatz spiegelt die echte wissenschaftliche Praxis wider und unterstützt die Entwicklung von kritischem Denken, Kommunikations- und Teamfähigkeiten.