Mukoviszidose ist durch hochviskosen, schwer abtransportierbaren Schleim in den Atemwegen gekennzeichnet, dessen Eigenschaften wesentlich durch Disulfidbrücken in Mucinen bestimmt werden. Deren Reduktion kann die Viskosität senken und bietet damit einen authentischen Kontext zur Behandlung zentraler chemischer Inhalte wie Redoxreaktionen, Struktur-Eigenschafts-Beziehungen und Stoff-Teilchen-Konzepte im Chemieunterricht. Auf dieser Grundlage wurde eine experimentelle Lehr-Lerneinheit für die Sekundarstufe II entwickelt, die ein Modellexperiment auf Basis eines Chitosan-Liponsäure-Hydrogels nutzt, um die Reduktion von Disulfidbrücken und deren Einfluss auf die Viskosität erfahrbar zu machen: Lernende analysieren die Schleimviskosität im Kontext eines vernetzten biologisch-medizinischen Systems, formulieren Hypothesen, variieren experimentelle Parameter und interpretieren Ergebnisse theoriegeleitet. Eine begleitende empirische Untersuchung erfasst, in welchem Umfang die Schülerinnen und Schüler Scientific-Inquiry-Prozesse sowie Merkmale systemischen Denkens im Rahmen des komplexen Themas Mukoviszidose zeigen. Die Ergebnisse dienen der didaktischen Bewertung der Wirksamkeit systemisch orientierter Lehr-Lern-Formate im Chemieunterricht.
