Forschendes Lernen auf Teilchenebene mit dem Molekülsimulator Wasser

Forschendes Lernen ist seit vielen Jahren fester Bestandteil des Lehrens und Lernens im Naturwissenschaftlichen Unterricht der weiterführenden Schulen. In den meisten Fällen beschränkt sich der Forschungsaspekt jedoch weitgehend auf die makroskopische Ebene von Stoffen. Der Einfluss von Stoffmenge, Energie, Oberflächeneffekten und vielem mehr lässt sich so leicht untersuchen. In diesem Zusammenhang gewinnt der „Forschungszyklus” mit seinen typischen Phasen der Planung, Durchführung und Auswertung von Experimenten zunehmend an Bedeutung. Auf submikroskopischer Ebene ist eine derartige Vorgehensweise aber nur dann möglich, wenn die modellhaften Teilchen in digitalen Anwendungen manipuliert werden können. Solche Repräsentationen der realen Verhältnisse sind im Unterricht unkompliziert einsetzbar und lassen sich leicht auf die Bedürfnisse der jeweiligen Lerngruppe anpassen. Unsere Arbeit beschreibt die Erstellung des immersiven „Molekülsimulators Wasser“ mithilfe der Software Blender und die Einbindung der Dateien in die AR‐Brille „Microsoft HoloLens 2“. Neben der 3D‐Anwendung existiert auch eine zweidimensionale Variante, deren Einsatz im Chemieunterricht der Sekundarstufe I leicht möglich ist. Ergänzend dazu sind ein kurzer Unterrichtsvorschlag mit begleitendem Material für Tablets und XR‐Brillen verfügbar.