In dieser Lerneinheit setzten sich die Schülerinnen und Schüler mit den Grundlagen genetischer Erkrankungen auseinander, einschließlich deren Definition, Vererbung, Auswirkungen auf den menschlichen Körper und Diagnosemöglichkeiten. Durch strukturierte Unterrichtseinheiten und interaktive Aufgaben entwickelten die Lernenden ein klares Verständnis dafür, wie Mutationen in der DNA zu verschiedenen Krankheiten führen können, wie zum Beispiel Ein-Gen-Erkrankungen, chromosomale Störungen und komplexe Krankheitsbilder, die sowohl von genetischen als auch von Umweltfaktoren beeinflusst werden (Wallis, 2018).

Ein zentrales Merkmal dieser Einheit war die Nutzung von Delightex als Hauptlernplattform, in der Augmented-Reality-(AR)-Elemente, Informationstafeln und Lernaufgaben zu einem kohärenten Lernpfad kombiniert wurden. AR-Tools wie MoleculAR, Genome AR und Merge EDU wurden innerhalb von Delightex eingesetzt, um die Erkundung und das Verständnis zu unterstützen. Diese Werkzeuge ermöglichten es den Schülerinnen und Schülern, DNA-Strukturen zu visualisieren, die Auswirkungen von Mutationen zu beobachten und Chromosomenanomalien interaktiv zu erforschen. Dadurch wurden abstrakte genetische Konzepte zugänglicher und leichter verständlich (NHGRI, 2024).

Die Einheit förderte zudem die Entwicklung wichtiger Kompetenzen des 21. Jahrhunderts. Durch AR-basierte Aufgaben, Diskussionen und kooperative Aktivitäten übten die Schülerinnen und Schüler ethisches Denken, digitale Kompetenz, Kommunikation und Teamarbeit. Durch die Auseinandersetzung mit realen Anwendungen wie Gentests, Krankheitsvorhersagen und bioethischen Entscheidungsprozessen konnten die Lernenden wissenschaftliches Wissen mit aktuellen gesellschaftlichen Themen wie personalisierter Medizin und Datenschutz verknüpfen (Green & Guyer, 2015).

Insgesamt regte diese Lerneinheit die Schülerinnen und Schüler dazu an, kritisch zu denken und als informierte Lernende und verantwortungsbewusste Bürger zu handeln. Durch die Arbeit in der Delightex-Umgebung lernten sie nicht nur Genetik, sondern erlebten auch, wie genomisches Wissen in der modernen Wissenschaft und im Gesundheitswesen genutzt wird. Da sich genetische Technologien stetig weiterentwickeln, sind die Lernenden nun besser darauf vorbereitet, an informierten Diskussionen und zukünftigen Herausforderungen in Wissenschaft, Medizin und Gesellschaft teilzunehmen (Collins et al., 2003).

Phase Beschreibung
Erkunden

- Recherche und Entdeckung: Die Schülerinnen und Schüler werden anhand von visuellen Materialien, Beispielen aus dem Alltag und kurzen erklärenden Texten in zentrale Konzepte wie DNA, Gene, Mutationen und genetische Erkrankungen eingeführt.

- Inhaltsentwicklung: Lehrkräfte nutzen schülergerechte Materialien (z. B. NHGRI-Faktenblätter), unterstützt durch Diagramme, Karyogramme und Infografiken.

- Bedarfsanalyse: Diagnostische Aufgaben helfen, das Vorwissen der Schülerinnen und Schüler zu ermitteln, sodass Lehrkräfte die inhaltliche Tiefe anpassen und gezielte Unterstützung bieten können.
Durchführen


- Umsetzung des Curriculums: Die Unterrichtseinheiten verbinden Lehreranleitung, Diskussionen und AR-Demonstrationen mit Delightex und integrierten Tools wie MoleculAR und Merge EDU.

- Interaktive Übungen: Die Schülerinnen und Schüler bearbeiten AR-basierte Aufgaben wie das Nachverfolgen von Mutationen, virtuelle Karyotypanalysen und Diskussionen zu ethischen Szenarien. Gruppenarbeit und Arbeitsblätter fördern die Zusammenarbeit und Anwendung des Wissens.

- Feedbacksammlung: Das Lernen wird durch Peer-Feedback, Rückmeldungen der Lehrkraft, kurze Quizze und Reflexionsimpulse innerhalb von Delightex unterstützt.
Vertiefen

- AR-Integration: Delightex wird als zentrales Umfeld genutzt, in dem die Schülerinnen und Schüler mit 3D-Modellen von DNA, Chromosomen und Mutationen interagieren. Diese Werkzeuge machen unsichtbare biologische Strukturen sichtbar und erlebbar.

- Interaktives Lernen: Die Lernenden bearbeiten missionsbasierte Aufgaben wie das Entschlüsseln von Mutationen, die Analyse virtueller Patientenfälle und das Erklären genetischer Mechanismen mithilfe von AR-Modellen.

Gamifizierte Inhalte:

Punkte und Abzeichen: Für das Abschließen von AR-Aufgaben und Herausforderungen (z. B. DNA-Detektiv, Chromosomen-Held) erhalten die Schülerinnen und Schüler digitale Abzeichen.
Ranglisten: Visuelle Fortschrittsanzeigen fördern Motivation und freundlichen Wettbewerb.
Missionen und Level: Das Lernen ist als Reise strukturiert, bei der neue Herausforderungen freigeschaltet werden, sobald das Verständnis wächst.
Belohnungen für Erkundung: Optionaler AR-Inhalt wird durch zusätzliche Erkundung und Reflexion freigeschaltet.
Kooperative gamifizierte Aufgaben: Gruppenherausforderungen umfassen das Lösen genetischer Kriminalfälle und das Erstellen von AR-basierten Postern, die eine bestimmte genetische Erkrankung erklären.

AR-basierte Leistungsüberprüfung: Die Überprüfung ist direkt in Delightex integriert und umfasst: die Analyse einer genetischen Erkrankung anhand von AR-gestützten Fallstudien, das Bearbeiten eines virtuellen Punnett-Quadrats oder einer Vererbungsaufgabe, das Erklären von Mutationseffekten mit 3D-Modellen sowie ein abschließendes Kurzquiz mit AR-Visualisierungen.