title: Reaktionsprozesse haptisch begreifen Entwicklung und Untersuchung eines neuartigen gegenständlichen 3D-Modells zur Darstellung des SN2-Reaktionsmechanismus für blinde und sehbeeinträchtigte Lernende in der Organischen Chemie
Creators: name: Lindenstruth, Philipp Konrad
Publisher: name: Philipps-Universität Marburg
Year: 2025
Subjects: Inklusive Lerngegenstände für Blinde und Sehbeeinträchtigte, Didaktik der Organischen Chemie
Didaktik
Reaktionsprozesse
Chemistry &amp; allied sciences
Chemie
Organische Chemie
Inklusion
Blindheit
Sehbeeinträchtigung
3D-Modelle

description: Für blinde und sehbeeinträchtigte Personen ist der Zugang zu den Naturwissenschaften und damit auch der Organischen Chemie erheblich erschwert – sowohl durch die praktische Laborarbeit als auch durch den hohen Anteil an visuell dargestellten Inhalten. Die in der theoretischen Arbeit der Organischen Chemie zentralen strukturell-energetischen Betrachtungen von Reaktionsprozessen und deren Vorhersage im Rahmen des mechanistischen Denkens finden vor allem über visuell zugängliche Strukturformeln statt und stellen hohe Anforderungen an das räumliche Denken. Der Zugang zur Strukturformelschreibweise lässt sich zwar durch verschiedene haptisch erfahrbare Adaptionen erreichen. Bei der Nutzung dieser Adaptionen entstehen für blinde und sehbeeinträchtigte Lernende aufgrund des haptischen Zugangswegs und des oftmals geringer ausgebildeten räumlichen Vorstellungsvermögens jedoch wiederum hohe kognitive Anforderungen. Dazu kommen noch die Anforderungen, die sich aus den fachlichen Vorgehensweisen bei der Interpretation der Strukturformeln ergeben. Diese für blinde und sehbeeinträchtigte Lernende erhöhten kognitiven Anforderungen können im Vergleich zu sehenden Lernenden schneller zu einer kognitiven Überforderung führen und ein erfolgreiches Lernen entscheidend behindern.
Um blinde und sehbeeinträchtigte Lernende beim Zugang zu Reaktionsprozessen zu unterstützen und die entstehenden kognitiven Anforderungen zu moderieren, wurde im Rahmen der Promotion ein innovatives gegenständliches 3D-Modell entwickelt, mit dem sich die strukturellen und energetischen Verläufe von Nucleophilen Substitutionsreaktionen nach dem SN2-Mechanismus explizit sowie haptisch erfahrbar und als dynamisch ablaufende Prozesse darstellen lassen. Damit geht das entwickelte Modell auf die besonderen Bedarfe blinder und sehbeeinträchtigter Lernender in der Organischen Chemie ein und ermöglicht durch das speziell entwickelte Design, die kognitiven Anforderungen zu moderieren, die beim mechanistischen Denken für blinde, sehbeeinträchtigte und auch sehende Lernende entstehen. Das entwickelte 3D-Prozessmodell nutzt zur Darstellung des dynamischen Reaktionsverlaufs eine speziell entwickelte Mechanik, die den strukturell-energetischen Verlauf der Reaktion über bewegliche sowie magnetisch gebundene Bestandteile explizit haptisch erfahrbar macht. Im Rahmen der empirischen Untersuchung des 3D-Prozessmodells konnten das entwickelte Modelldesign und dessen Einsetzbarkeit zur Beschreibung und Interpretation von SN2-Reaktionsprozessen in Settings mit blinden und sehbeeinträchtigten Lernenden validiert werden. Durch die explizite Darstellung des strukturell-energetischen Verlaufs des modellierten Reaktionsprozesses konnte das 3D-Prozessmodell erfolgreich den Fokus auf die Aspekte der Reaktionsdiskussion lenken, die in besonderem Maße das räumliche Denken ansprechen und damit für blinde und sehbeeinträchtigte Lernende mit erhöhten kognitiven Anforderungen verknüpft sind. Das entwickelte Modelldesign kann als Grundlage zur Entwicklung weiterer gegenständlicher 3D-Modelle genutzt werden, mit denen weitere Reaktionsprozesse haptisch erfahrbar dargestellt werden können.
Damit stellt das entwickelte 3D-Prozessmodell einen erfolgreichen Ansatz dar, um die Inklusion blinder und sehbeeinträchtigter Lernender in der Organischen Chemie zu unterstützen.