Kinetik zum Anfassen: Ein neuartiges 3D‐Modell organisch‐chemischer Reaktionsprozesse für inklusive Lehre

Lewis‐Strukturformeln sind das grundlegende Werkzeug zur Repräsentation sowie zum Erklären von Reaktionsprozessen in der Organischen Chemie. Für Lernende besitzen sie aufgrund ihrer Komplexität und Abstraktheit jedoch zahlreiche Zugangs‐ und Verständnishürden. Der fehlende Zugang zu Parametern, die den Reaktionsverlauf bestimmen, in den Formeln jedoch nur implizit enthalten sind, kann in Verbindung mit anderen Faktoren zu fehlerhaften Denk‐ und Arbeitsweisen führen und die Entwicklung mechanistischen Problemlösevermögens als Kernkompetenz behindern. Im Beitrag stellen wir ein neuartiges 3D‐Modell vor, mit dem Lernende die Dynamiken von SN‐Reaktionsverläufen modellieren können. Das Prozessmodell repräsentiert die strukturellen Veränderungen als einen dynamisch ablaufenden, von Lernenden steuerbaren und direkt verfolgbaren „Reaktionsfilm“ an einem einzigen Modell. Durch die realisierte spezielle Mechanik und die Eigenschaften der Modellbestandteile erzeugt das Modell bei der Verwendung ein direktes, haptisch erfahrbares Feedback. Diese expliziten Informationen können von Lernenden auf den Reaktionsprozess bezogen und zur Bildung und zum Prüfen von Hypothesen über dessen strukturellen und energetischen Verlauf verwendet werden. Dadurch eröffnet das Prozessmodell eine „Kinetik zum Anfassen“. Durch die vollständige haptische Erfahrbarkeit eignet sich das Modell für inklusive Settings mit blinden, sehbeeinträchtigten und sehenden Lernenden. Translation Structural formulas are the fundamental tool to represent and explain reaction processes in organic chemistry. They contain mostly implicit information about the parameters that constitute the reaction process. Due to their ness and complexity, learners often experience difficulties accessing and understanding the information contained within. This can lead to incorrect approaches and may hinder the development of mechanistic thinking skills. In this article, we present a novel concrete 3D model that allows learners to model the dynamics of SN‐reaction processes. The model represents the reaction process and the energetic and structural changes during the chemical reaction in a dynamic and controllable way using only one single concrete model. Due to the realized mechanics and the properties of the model components, the model generates a direct, haptically perceptible feedback when used. Learners can relate this explicit information to the reaction process and use it to form and test hypotheses about its structura