Karte des Lernpfads

 
Allgemeines Thema des Lernpfads
 
 Biotechnologie und Genetik – Verstehen und Anwenden moderner Werkzeuge zur Genbearbeitung.
Spezifischer Name der Lerneinheit
 
 Genetisches Pfropfen mit CRISPR-Cas9: DNA-Korrektur durch molekulare Scheren
Alter der Zielgruppe

14-18 Jahre Zielgruppe
Voraussetzungen für die Lernenden
  • Grundkenntnisse in Biologie (DNA, Zellen und Gene).
  • Interesse an Wissenschaft, Technologie und zukünftigen Innovationen.
  • Bereitschaft zur Nutzung digitaler Werkzeuge wie Augmented Reality (AR).
  • Fähigkeit, sowohl eigenständig als auch in Gruppen zu arbeiten.
Beschreibung der Lerneinheit Diese Einheit führt die Schüler in CRISPR-Cas9 ein, ein bahnbrechendes Genbearbeitungswerkzeug, das oft als molekulare Schere bezeichnet wird. Die Schüler erforschen zunächst die Grundlagen von DNA und genetischen Mutationen (Entdecken), erleben dann den Bearbeitungsprozess in einem virtuellen AR-Labor, in dem sie ein fehlerhaftes Gen korrigieren (Ausführen), und reflektieren schließlich über Anwendungen, ethische Implikationen und die Zukunft der Gentechnik, unterstützt durch gamifizierte AR-Bewertungen (Erweitern).
Fach: Beteiligte Parteien
  • Fächer: Biologie, Biotechnologie, Ethik und IKT/Digitale Kompetenz.
  • Beteiligte Parteien: Lehrkräfte (Moderatoren), Schüler (aktive Lernende und Problemlöser), ggf. externe Experten (Biotechnologen, Ethiker)
Schlüsselbegriffe CRISPR-Cas9, Gen-Editierung, DNA, Mutation, Molekulare Scheren, Biotechnologie, Augmented Reality, Ethik.
Wichtige Qualifikationen, Fähigkeiten und Kenntnisse, die erworben werden können
  • Wissen: Aufbau der DNA, Genmutationen, Prinzipien von CRISPR-Cas9, Anwendungen in Gesundheit und Landwirtschaft, ethische Debatten.
  • Fähigkeiten: Kritisches Denken, Teamarbeit, experimentelles Design (virtuell), digitale Kompetenz, Nutzung von AR-Tools, wissenschaftliche Kommunikation.
  • Kompetenzen: Verständnis der Auswirkungen der Biotechnologie, Anwendung wissenschaftlicher Argumentation auf reale Probleme, Reflexion über ethische Konsequenzen der Genbearbeitung.
Verwendete Ressourcen und didaktische Hilfsmittel
  • AR-Anwendung zur Simulation eines virtuellen CRISPR-Labors.
  • Digitale Laborjournale zur Dokumentation von Reflexionen und Daten.
  • Visuelle Hilfsmittel (Videos, Diagramme zu DNA- und CRISPR-Mechanismen).
  • Fallstudien (z. B. CRISPR in der Forschung zu Sichelzellenanämie).
  • Gamification-Tools (Punkte, Abzeichen, Bestenlisten).
Bewertungskriterien und Evaluation Wissen: Verständnis von DNA, Genmutationen und CRISPR-Prozessen.
Praktische Fähigkeiten: Fähigkeit, AR-Genbearbeitungsmissionen abzuschließen, Genauigkeit bei der „Reparatur“ von DNA.
Engagement: Teilnahme an Gruppenaufgaben, AR-Aktivitäten und Diskussionen.
Kreativität: Originelle Lösungen in AR-Aufgaben, Fähigkeit, Wissenschaft mit ethischen Debatten zu verknüpfen.
Reflexion: Kritische Analyse der Vorteile und Risiken von CRISPR.