Karte des Lernpfads

 
Allgemeines Thema des Lernpfads
 
Künstliche Intelligenz in der Biotechnologie
Spezifischer Name der Lerneinheit
 
KI-gestützte Biotechnologie: Neue Möglichkeiten in der Arzneimittelentwicklung erschließen
Alter der Zielgruppe

14-18 Zielgruppe
Anforderungen an die Lernenden
  1. 1.    Grundlegendes Verständnis von Umweltwissenschaften (z.B. Ökosystem, Klima).
    Grundlegende Lese- und Rechenfertigkeiten.
    Grundlegende IKT-Kenntnisse.
  2. Zugang zu einem Computer oder Tablet mit Internetverbindung.
  3. Bereitschaft, digitale Werkzeuge zu nutzen (AR-Apps, CoSpaces Edu).
  4. Keine Vorkenntnisse in Programmierung oder AR-Entwicklung erforderlich, da CoBlocks anfängerfreundlich ist.
Beschreibung der Lerneinheit Diese Lerneinheit bietet eine umfassende Einführung in künstliche Intelligenz in der Biotechnologie und insbesondere in neue Möglichkeiten der Arzneimittelentwicklung. Sie ist in drei Abschnitte unterteilt: „Explore“ führt in grundlegende Konzepte wie Klimawandel, Ökosysteme und Wiederherstellung ein. „Execute“ vertieft das Thema Bio-Inspiration und zeigt, wie natürliche Prozesse Lösungen inspirieren und wie Augmented Reality (AR) diese Prozesse und Auswirkungen visualisieren kann, unterstützt durch Praxisbeispiele und praktische Aktivitäten. „Enhance“ begründet die pädagogischen Vorteile von AR, bietet Beispiele nützlicher AR-Anwendungen und praktische Integrationsstrategien. Die Einheit endet mit einer praktischen Übung, bei der die Lernenden ein gamifiziertes AR-Erlebnis in Delightex nutzen, um ihr Verständnis und ihre Beschäftigung mit dem Thema zu vertiefen. 
Fach: Beteiligte Parteien Digitale Kompetenz/Informatik, Kunst & Design, Sozialwissenschaften, Mathematik, Sprachwissenschaften 
Schlüsselwörter Künstliche Intelligenz (KI)
Biotechnologie, Arzneimittelentwicklung, Maschinelles Lernen (ML), Deep Learning, Zielidentifikation, Virtuelles Screening, Optimierung klinischer Studien, Arzneimittel-Neupositionierung
Bio-Inspiration, Digitale Kompetenz, Augmented Reality (AR), Gamification.
Wichtige Qualifikationen, Fähigkeiten und Kenntnisse, die erworben werden können

Fähigkeiten:

  • Kritisches Denken: Analyse großer Datensätze zur Mustererkennung und Vorhersage im wissenschaftlichen Kontext.
  • Problemlösung: Anwendung bio-inspirierter Konzepte auf Herausforderungen der Arzneimittelentwicklung, z.B. Zuordnung von Medikamentenkandidaten zu Zielen.
  • Digitale Kompetenz: Navigation und Nutzung von AR-Anwendungen.
  • Wissenschaftliche Untersuchung: Interpretation von Daten und Beobachtung natürlicher Prozesse (virtuell oder real).
  • Kommunikation: Erklärung komplexer Konzepte und Präsentation von Ideen.

Kenntnisse:

  • Verständnis der Grundprinzipien der Biotechnologie und künstlichen Intelligenz (KI), einschließlich Maschinelles Lernen (ML) und Deep Learning.
  • Verständnis, wie KI in verschiedene Phasen der Arzneimittelentwicklung integriert wird, von Zielidentifikation und virtuellem Screening bis hin zu klinischen Studien und Arzneimittel-Neupositionierung.
  • Erkennen bio-inspirierter Lösungen aus der Natur.
  • Verständnis des Potentials und der Anwendungen von Augmented Reality in den Bio- und Gesundheitswissenschaften.
Verwendete Ressourcen und didaktische Hilfsmittel
  • Lehrbücher/Wissenschaftliche Artikel
  • Fallstudien
  • Internetressourcen
  • Kostenlose AR-Plattformen (Delightex)
  • AR-kompatible Geräte (Smartphones/Tablets)
Bewertungskriterien und Evaluation
  • Teilnahme: Engagement in Diskussionen und Aktivitäten während der gesamten Einheit.
  • Abschluss der Aktivitäten: Durchführung der praktischen AR-Übung
  • Konzept-/Mindmap: Erstellung einer visuellen Darstellung, die Klimawandel, Ökosysteme, Wiederherstellungsmethoden und bio-inspirierte Lösungen verknüpft.