Prof. Dr. Harald Lesch: Vorlesung zur Quantenmechanik. Eine Einführung. DVD uni auditorium – München: Komplett-Media o.J. milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 |

Das neue milq – Quantenphysik in der Schule Institut für Fachdidaktik der Naturwissenschaften Abteilung Physik und Physikdidaktik Das neue milq – Quantenphysik in der Schule Thomas Dammaschke MNU 15.09.2010 Rainer Müller Alexander Strahl

Was ist milq? Was ist neu an milq? Das neue milq Was ist milq? Was ist neu an milq? Das Unterrichtskonzept: „Schülerprogramm zur Quantenreflexion“ milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 |

Internetplattform zur Was ist milq? milq: Internetplattform zur Fortbildung in Quantenphysik Grundlagen und ausführliche Beschreibung in: Rainer Müller: Quantenphysik in der Schule. Berlin: Logos 2003 milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 |

Was ist neu an milq? Das Design: milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 |

Was ist neu an milq? Die Navigationsleiste: milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 |

Das neue milq Der Lehrgang: http://milq.tu-bs.de/index.php/milq.html milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 |

Das neue milq Der Lehrgangsinhalt Einige Ziele: Interpretationsfragen im Vordergrund Abgrenzung zur klassischen Physik Förderung eines qualitativen Verständnisses Wahrscheinlichkeitsinterpretation Hinführung zum Formalismus milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 |

Das neue milq Die Materialien http://milq.tu-bs.de/index.php/hinweise.html milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 |

Das neue milq Materialien zum Lehrgang: Hintergrundinformationen zum Lehrgang Arbeitsblätter zum Unterrichtseinsatz Downloads von Skript und Simulationen milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 |

Das neue milq Die Spezialgebiete http://milq.tu-bs.de/index.php/einfuehrung.html milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 |

Das neue milq Die Spezialgebiete: moderne Themen der Quantenphysik und Didaktik z. B. Didaktische Konzepte Schrödingergleichung, qualitativ Quantenspiele Quantenteleportation Schülervorstellungen Quanteninformationstheorie im Unterricht milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 |

Das neue milq – Schülerprogramm zur Quantenreflexion Die Unterrichts-einheit http://milq.tu-bs.de/index.php/ueberblick.html milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 |

Das neue milq: Schülerprogramm zur Quantenreflexion S·P·Q·R zur konkreten Umsetzung im Unterricht auf der Basis des milq-Lehrgangs unter Berücksichtigung unterrichtspraktischer Vorgaben. milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 |

Das neue milq S·P·Q·R Schülerprogramm Quantenreflexion Gliederung des weiteren Vortrages Der theoretische Ist-Zustand  die derzeitige Realisierung im milq-Portal Der theoretische Soll-Zustand das Konzept Der praktische Soll-Zustand das Testdesign Der praktische Ist-Zustand Praxiserfahrungen Fazit und Ausblick milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 |

Das neue milq S·P·Q·R Schülerprogramm Quantenreflexion I. theoretischer Ist-Zustand zur Zeit existieren die Themenmodule: Elektronen und Photonen als Quantenobjekte Quanteninterferenz Wegentscheidung und Messprozess 1.1 Elektronenbeugung 1.2 Photoeffekt 1.3 Photonenimpuls 1.4 Zusammenfassung Diese Abschnitte existieren 1.5 Selbstkontrolle auch in den anderen 1.6 weitere Themen Modulen 2.1 Interferenz mit klassischen Wellen! 2.2.Interferenz mit klassischen Teilchen? 2.3 Interferenz mit Quantenobjekten 3.1 Welcher-Weg-Experimente 3.2 Der Messprozess 3.3 Interpretationsprobleme http://milq.tu-bs.de/index.php/ueberblick/elektronenalsquantenobjekte.html milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 |

Das neue milq S·P·Q·R Schülerprogramm Q-Reflexion. II Das neue milq S·P·Q·R Schülerprogramm Q-Reflexion II. theoretischer Soll-Zustand Das Konzept Voraussetzung Computer Internet Inhaltlich: Wellenoptik beendet Bezug Kern-curriculum EPA Lehrplan milq-Basiskurs Blended Plenums- diskussionen Moderationen Präsentationen Experimente Alle sind Korrektoren und Lernhelfer Exkurse Lehrbücher … Partner E-Learning Strukturierte Online-Aufgaben oft Simulationen div. Aufg.-Typen Partnerarbeit erste Selbst- evaluationen (div. Methoden) Recherche … Ziele Kommunikation Bewertung Erkenntnisgewinn Selbstständigkeit Selbstwirksamkeit Soziale Interaktion Motivation Nachhaltigkeit … Module Flexibler Einsatz möglich: modulweise neben anderen Methoden Flexible Anpassung an schuleigene Lehrpläne, Klassenspezifika etc. milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 |

Das neue milq S·P·Q·R Schülerprogramm Quantenreflexion III. praktischer Soll-Zustand – das Testdesign Forschungsansatz: Design-Based Research1 „Entwicklung und Forschung finden zusammen in einem kontinuierlichen Kreislauf von Gestaltung, Umsetzung/Durchführung, Überprüfung und Überarbeitung statt.“2 Pilotphase (Schuljahr 2009/10; ohne Begleitung): 6 Grund- und Leistungskurse; freie Verwendung 1. Evaluationsphase (zur Zeit; mit Begleitung): Testgruppen: 3 Kurse auf erhöhtem Niveau, insg. 60 SuS Vergleichsgruppen: 3 Kurse, gemischt, mit insg. 50 SuS Vor-, Haupt- und Nachtest (nach ca. 5 Monaten): - Wissenstest (Modul 1 und 2) für alle - Selbstwirksamkeitserwartung3 (SWE) für alle - Kurzskala intrinsische Motivation4 (KIM) für alle - Methodenfragebogen (SuS- und L-Version) nur für Testgruppen/Haupttest 1 Vgl. z. B. Reinmann 2005, Hopf/Wiesner 2007 2 Link der Uni Augsburg http://qsf.e-learning.imb-uni-augsburg.de/node/540 , S. 2. Eingesehen am 13.09.2010 3 Jerusalem & Schwarzer 1999 4 Wilde,M./Bätz/Kovaleva/Urahne 2009 milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 | http://milq.tu-bs.de/index.php/ueberblick/elektronenalsquantenobjekte.html?start=1

S·P·Q·R Schülerprogramm Quantenreflexion IV. praktischer Ist-Zustand milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 |

Das neue milq S·P·Q·R Schülerprogramm Quantenreflexion IV. praktischer Ist-Zustand – Praxiserfahrungen Der Bezug - alle Bezüge sind herstellbar - Module 1 und 2 umfassen im Wesentlichen die Anforderungen der Schwerpunkte des Physik-Abiturs 2011 Die Voraussetzungen - grundsätzlich keine Probleme - Besetzung der Computerräume könnte problematisch sein - Gewöhnung ans selbständige Arbeiten wäre wünschenswert - nötig sind ausführliche Informationen zu Präsentation, Moderation, Portfolio Die Module - flexibler Einsatz möglich, auch abschnittsweise Voraussetzung Computer Internet Inhaltlich: Wellenoptik Bezug Kern-curriculum EPA Lehrplan milq-Basiskurs Module Flexibler Einsatz möglich: modulweise neben anderen Methoden Flexible Anpassung an schuleigene Lehrpläne, Klassenspezifika etc. milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 |

Das neue milq S·P·Q·R Schülerprogramm Quantenreflexion IV. praktischer Ist-Zustand – Praxiserfahrungen D. Die E-Learning Partnerarbeit die Simulationen werden gut angenommen vereinzelt noch Schwierigkeiten mit den Aufgabenformulierungen, Materialien oder Simulationen Partnerarbeit läuft i.A. reibungslos (Vorsicht wenn pro Gruppe zwei Rechner zur Verfügung stehen) problematisch können die Selbstevaluationen sein: SuS begnügen sich zuweilen mit oberflächlichen Antworten  Gegenmaßnahmen: gezielte Leitfragen z. B. über vermehrt gestufte Hilfen; deutliche Einforderung des Portfolios (Bewertungsgrundlage); Zeitvorgaben einige SuS suchen konstruktiv im Internet (Recherche) SuS sollen sich pro Gruppe zwei Wiederholungs- oder Verständnisfragen überlegen; sinnvoll, wurde aber zu wenig gemacht  einfordern E-Learning Strukturierte Online-Aufgaben oft Simulationen div. Aufg.-Typen Partnerarbeit erste Selbst- evaluationen (div. Methoden) Recherche … milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 |

Das neue milq S·P·Q·R Schülerprogramm Quantenreflexion IV. praktischer Ist-Zustand – Praxiserfahrungen E. Plenumsphasen Plenumsphasen sehr wichtig; sie müssen öfter durchgeführt werden, je weniger die SuS im selbständigen Arbeiten geübt sind Moderationsteams wichtig, sollten gebrieft werden (Moderationsregeln; Schwerpunkte etc.) Präsentation i.d.R. durch die Partnerteams, nicht einzeln Demonstrationsexperimente passen gut in die Plenumsphasen 2. Selbstevaluationsphase muss zu Anfang noch verstärkt von der Lehrkraft gelenkt werden  Metakommunikation, Leitfragen; Erwartungen der SuS noch nicht ausgeprägt, Frage- und Fehlerkultur entwickeln; Chance für SuS, Lehrkraft muss Zeit (für Fehler) geben; Geduld und Zurückhaltung wichtig; aber: LK muss auch eingreifen Verweise auf Lehrbücher, sowie Exkurse finden noch nicht statt Blended Plenums- diskussionen Moderationen Präsentationen Experimente Alle sind Korrektoren und Lernhelfer Exkurse Lehrbücher … milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 |

Das neue milq S·P·Q·R Schülerprogramm Quantenreflexion IV. praktischer Ist-Zustand – Praxiserfahrungen F. Die Lehrkraft erste Reaktion: „Na, damit machen wir uns wohl überflüssig …“ im Gegenteil: Die Lehrkraft hat die Aufgabe eines guten Chairman:  sie hält sich zurück  sie hat Geduld  sie lässt die SuS ihre Erfahrungen machen  sie gibt keinen Weg vor  sie lässt die SuS eigene Wege gehen  aber sie mischt sich ein, wenn es Probleme gibt  sie lenkt, wenn die Diskussion abzugleiten droht  sie stellt Fragen, wo es nötig erscheint  sie lenkt ohne zu oktroyieren milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 |

Das neue milq S·P·Q·R Schülerprogramm Quantenreflexion V. Vorläufiges Fazit Da noch keine Testergebnisse vorliegen, kann noch keine abschließende Aussage über die erreichte Kompetenzerhöhung bzw. die erreichten Ziele gemacht werden. Doch es zeichnet sich folgendes ab: aber: Die SuS arbeiten weitgehend - das Konzept braucht relativ motiviert und konzentriert viel Zeit Die Kommunikation über Physik und wird gefördert - es gibt noch viel zu tun Die Prozesskompetenzen können gefördert werden Ziele Kommunikation Bewertung Erkenntnisgewinn Selbstständigkeit Selbstwirksamkeit Soziale Interaktion Motivation Nachhaltigkeit … milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 |

Das neue milq S·P·Q·R Schülerprogramm Quantenreflexion milq – zum Schluss Googlen Sie doch einfach und schauen mal rein. Das neue – milq – finden Sie unter der Subdomain: http://milq.tu-bs.de Zum Testen des Unterrichtsmodells S·P·Q·R oder auch sonst: www.tu-braunschweig.de/ifdn Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 |