Digitale Vorbereitung experimenteller Praktika durch Simulation
Das Projekt entwickelt einen neuen Ansatz zur digital unterstützten Vorbereitung
experimenteller Praktika im Chemielehramtsstudium. Im Zentrum steht die Entwicklung
einer sogenannten Digital-First-Experimentarchitektur, bei der digitale Modellierungen
und Simulationen nicht nur ergänzend eingesetzt werden, sondern bereits die Vorbereitung und Strukturierung experimenteller Erkenntnisprozesse unterstützen. Ziel ist es, Studierenden zu ermöglichen, zentrale Aspekte von Versuchsaufbau, Stoffumwandlungen und erwartbaren Beobachtungen bereits vor der praktischen Durchführung modellbasiert zu analysieren.
Als prototypisches Beispiel wird im Praktikum des Moduls 602 ein Experiment aus dem Themenfeld der Reaktionskinetik ausgewählt. Reaktionskinetische Experimente eignen sich besonders für eine modellgeleitete Analyse chemischer Prozesse, da sie experimentelle Beobachtungen (makroskopische Ebene), Teilchenmodelle (submikroskopische Ebene) und symbolische Darstellungen chemischer Zusammenhänge miteinander verbinden. Die entwickelte Simulation orientiert sich an der in der Chemiedidaktik etablierten Dreiebenenstruktur chemischen Denkens nach Johnstone.
Die digitale Lernumgebung wird als browserbasierte Anwendung auf Basis offener Webtechnologien entwickelt und ermöglicht eine plattformunabhängige Nutzung ohne Installation. Im Sommersemester 2026 wird die digitale Vorbereitungseinheit erstmals im Praktikum erprobt, anschließend überarbeitet und im Wintersemester 2026/27 erneut eingesetzt und evaluiert.
Langfristig soll der Ansatz auf weitere Experimente der chemiedidaktischen Ausbildung übertragen werden und damit zur Weiterentwicklung der experimentellen Lehrerbildung an der Friedrich-Schiller-Universität Jena beitragen.
Projektverantwortlichkeit
Prof. Dr. Tom Wagner (Institut für Anorganische und Analytische Chemie)