Haptic kinetics: A novel 3D‐model of organic reaction processes for inclusive teaching

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 S N ‐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.