Unterrichtsmaterialien vom Netzwerk Teilchenwelt

Präsentation zum Thema: "Unterrichtsmaterialien vom Netzwerk Teilchenwelt"—  Präsentation transkript:

1 Unterrichtsmaterialien vom Netzwerk Teilchenwelt
Präsentation mit Notizen hinterlegt!

2 Netzwerk Teilchenwelt
Kiel 24 Standorte in 12 Bundesländern insgesamt 26 Institute Leitung: TU Dresden Netzwerk zwischen Wissenschaftlern, Jugendlichen im Alter von Jahren und Lehrkräften mit direktem Kontakt zum CERN Duisburg-Essen NTW ist ein Projekt zur Vermittlung von Astroteilchen- und Teilchenphysik durch Wissenschaftler/innen an Jugendliche im Alter von 15 – 19 Jahren sowie Lehrkräfte Im NTW haben sich WissenschaftlerInnen aus 26 Forschungsinstituten an 24 Standorten in ganz Deutschland und CERN zusammengeschlossen. German Teacher Programme Vorstellung Netzwerk Teilchenwelt

3 Netzwerk Teilchenwelt
Kiel Forschungsthemen aus der Teilchen- und Astroteilchenphysik mit aktuellen Daten und einfachen Experimenten in die Schulen bringen Projektziele: Faszination Astro-/Teilchenphysik erleben Wissenschaft kommunizieren Forschung vor Ort und im Unterricht Wertschätzung von Erkenntnisgewinn durch Grundlagenforschung Duisburg-Essen Unser Ziel ist es, den jungen Menschen sowie Lehrkräften an Schulen, Schülerlaboren, Schülerforschungszentren, Museen etc. aktuelle Forschungsthemen aus der Astroteilchen-/Teilchenphysik zugänglich zu machen. Mit echten Daten aus der Forschung am CERN und aus der Astroteilchenphysik laden wir alle ein, die faszinierende Welt der kleinsten Teilchen und großen Fragen mit unseren mobilen Angeboten kennenzulernen. Wir wollen mit einfachen Experimenten die Forschung vor Ort in die Schulen und den Unterricht bringen. Von unseren 26 teilnehmende Institute (siehe Karte), bieten 21 Standorte Teilchenphysik-Masterclasses an, 19 Astroteilchen-Experimente, 20 International Masterclasses und 12 Fortbildungen für Lehrkräfte. German Teacher Programme Vorstellung Netzwerk Teilchenwelt

4 Das Konzept: Stufenprogramm
Forschngs-projekte Vertiefte Schulung am CERN Aktive Mitarbeit Durchführung eigener Projekte Teilnahme an Fortbildungen und einführenden Veranstaltungen Forschungs-arbeiten CERN-Workshops Projektwoche Aktive Mitarbeit Weitergabe des Gelernten Astroteilchen-Forschungswochen Teilnahme an Masterclasses (Teilchenphysik-, International-, Astroteilchen-Masterclasses) Forschungsmitarbeit Vertiefungsprogramm (CERN) Qualifizierungs- programm Basis- programm Sowohl für LK + J bieten wir ein mehrstufiges Programm an. Stufenprogramm ermöglicht sowohl Breiten als auch Spitzenförderung. So haben beide Zielgruppen die Möglichkeit schrittweise tiefer in die Materie einzusteigen und schließlich eigene Forschungsarbeiten zu verfolgen. Fakten: Wir erreichen im Basisprogramm pro Jahr ca. 400 Lehrer und Jugendliche. In der Qualifizierungsstufe waren es im letzten Jahr ca. 180 Lehrer und 250 Schüler. Und im Vertiefungsprogramm 32 Lehrkräfte und 59 Jugendliche. In der Pyramidenspitze bei den Jugendlichen gab es insgesamt 13 Schülerforschungsarbeiten, wobei drei davon an den CERN-Projektwochen teilgenommen haben. Der Besuch am CERN stellt also sozusagen das Sahnehäubchen dar. Lehrkräfte Jugendliche German Teacher Programme Vorstellung Netzwerk Teilchenwelt

5 Mehrstufiges Angebot für Lehrkräfte
Im Basisprogramm haben Sie die Möglichkeit, an Fortbildungen in Teilchenphysik und Astroteilchenphysik oder einer Masterclass teilzunehmen. Im Qualifizierungsprogramm steht die aktive Weitergabe von (Astro-) Teilchenphysik an Ihre Schüler im Mittelpunkt. Als Lehrkraft können Sie Teilchenphysik-Masterclasses oder Projekte zur Messung kosmischer Teilchen an Ihrer Einrichtung durchführen. Durch die aktive Mitarbeit im Netzwerk haben Sie in der Vertiefungsstufe dann die Möglichkeit an einem Workshop am CERN für Lehrkräfte teilzunehmen. Dieser wird vom Netzwerk Teilchenwelt finanziert. German Teacher Programme Vorstellung Netzwerk Teilchenwelt

6 Mehrstufiges Angebot für Jugendliche
J nehmen im Basisprogramm z.B. an einer Masterclass (Teilchenphysik oder Astroteilchenphysik) teil. Im Qualifizierungsprogramm steht die Vermittlung ihres bereits erworbenen Wissens im Vordergrund. Das kann z.B. durch eine Präsentation in der Schule zum Thema Astro-/Teilchenphysik, eine Projektarbeit oder die Unterstützung als Tutor bei einer Masterclass geschehen. Aktive Mitglieder des Netzwerks Teilchenwelt können sich für Workshops am CERN bewerben, um neue Kenntnisse zu vertiefen und den Forscher/innen über die Schulter zu schauen. Reise und Unterkunft werden vom Netzwerk finanziert. Nach den Workshops ist es möglich, Forschungsarbeiten für die Schule oder einen Wettbewerb wie Jugend forscht von Teilchenwelt-Vermittler/innen vor Ort betreuen zu lassen und einen Teil dieser Arbeit während der Projektwochen am CERN durchzuführen, wo ein Wissenschaftler die Jugendlichen unterstützt. German Teacher Programme Vorstellung Netzwerk Teilchenwelt

7 Basisprogramm: Teilchenphysik-Masterclass
Eintägige Veranstaltung in Schulen Durchgeführt von Nachwuchs- wissenschaftler/inne/n (Doktorand/inn/en) Einführungsvorträge Eigene Messungen mit Daten der LHC-Experimente ATLAS, CMS, ALICE oder LHCb Auch als Lehrerfortbildung > 100 Teilchenphysik-Masterclasses im Jahr im Netzwerk Teilchenwelt German Teacher Programme Vorstellung Netzwerk Teilchenwelt

8 Astroteilchen-Projekte
Szintillator-Experiment „CosMO“ und „Kamiokanne“-Experiment Zur Ausleihe nach vorheriger Fortbildung Geeignet für kleinere Gruppen in allen Programmstufen Verschiedene Messungen (Winkel, Lebensdauer, Abschirmung) Nebelkammer-Sets Auger-Masterclasses IceCube Masterclasses Kamiokannen Szintillationszähler Im NTW wurden ca. 100 Experimentiersets gebaut und an die einzelnen Astroteilchen-Standorte verteilt Experimente bestehen aus Komponenten wie sie auch in den originalen Forschungsgeräten, z.B. dem IceCube-Experiment am Südpol, verwendet werden. Datennahme und Auswertung kann selbstständig von Schülern durchgeführt werden. Wurde so konzipiert, dass das ohne schulisches Vorwissen möglich ist Über die Experimente erfahren die J wie wissenschaftliches Arbeiten eins Physikers in all seinen Facetten funktioniert, erlernen neues Wissen und erhalten Einblick in aktuelle Forschungsfragen Nebelkammer German Teacher Programme Vorstellung Netzwerk Teilchenwelt

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Materialsammlung Hintergrundinformationen und Arbeitsblätter zu Teilchenphysik - Forschung und Anwendungen Standardmodell der Teilchenphysik Vier Wechselwirkungen ATLAS-Detektor Teilchensteckbriefe Erhältlich als… Gedruckte Version (aktuell nicht mehr) Download als PDF Neuauflage bald verfügbar Neben den ganzen Veranstaltungsangeboten, haben wir im Netzwerk aber auch zahlreiche Materialien entwickelt, die zur Einführung in die Teilchenphysik verwendet werden können. Die Materialsammlung enthält gesammelte Materialien des Netzwerks Teilchenwelt für Lehrkräfte, die zur Einführung in die Teilchenphysik verwendet werden können. Sie eignen sich insbesondere zur Vor- und Nachbereitung von Masterclasses, kann aber auch unabhängig davon eingesetzt werden. German Teacher Programme Vorstellung Netzwerk Teilchenwelt

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LEIFI Physik Portal Seit September 2013 kooperieren wir mit der Joachim Herz Stiftung. Im Rahmen dieser Kooperation wurde die Webseite LEIFIphysik von uns hinsichtlich der Kategorie „Teilchenphysik“ überarbeitet. Mit über 40 Seiten und in Tabellen verlinkten Unterseiten sowie einer Vielzahl an Abbildungen, Animationen, Tests und Aufgaben führt das Kapitel in den aktuellen Forschungsstand der Teilchenphysik ein. Die neuen Webseiten wurden im Mai 2014 freigeschaltet. teilchenphysik seit 9/2013 mit Joachim Herz Stiftung über 40 Seiten Texte u. Animationen German Teacher Programme Vorstellung Netzwerk Teilchenwelt

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Materialentwicklung Kooperation mit der Joachim Herz Stiftung Laufzeit: 2013 – 2016 enge Kooperation mit Lehrkräften (NTW-Alumni), u.a. 3 Workshops modulare Sammlung von Handreichungen für Lehrkräfte (4 Bände) Kostenfrei erhältlich auf: Online oder als Druckexemplar 3 Bände bereits erschienen Der letzte folgt in wenigen Wochen Seit September 2013 besteht zwischen der Joachim Herz Stiftung und dem Netzwerk Teilchenwelt eine Kooperation zum Projekt „Unterrichtsmaterial Teilchenphysik“. Neben der Überarbeitung des Portals LEIFI Physik, umfasst die Kooperation die Erstellung von umfangreichem Material für den Schulunterricht. In einer Reihe von Workshops mit Lehrkräften, die dem Netzwerk Teilchenwelt bereits verbunden sind, sowie Wissenschaftler/inne/n und Fachdidaktiker/inne/n haben NTW und JHS daran gearbeitet, Unterrichtsmaterial zu entwickeln, das Lehrkräften Ideen, Anregungen und Hintergrundinformationen zur Vermittlung der Teilchen- und Astroteilchenphysik geben soll: fachlich korrekt und gleichzeitig praktisch einsetzbar. Entstanden ist eine modulare Sammlung von Handreichungen für Lehrkräfte. Band 3 „Kosmische Strahlung“ sowie Band 4 „Mikrokurse“ sind bereits erschienen. Band 1 „Wechselwirkungen, Ladungen und Teilchen“ sowie Band 2 „Forschungsmethoden“ folgen im Laufe des Jahres. Alle Materialien stehen kostenfrei zur Verfügung und können online unter runtergeladen bzw. bestellt werden. German Teacher Programme Vorstellung Netzwerk Teilchenwelt

13 Band 1: Wechselwirkungen, Ladungen und Teilchen
Ca. 100 Seiten Hintergrundinformationen für Lehrkräfte Einführung in das Standardmodell Spiralcurriculum, didaktische und fachliche Hinweise Aufgabenblätter online Forschungsziele Beschleuniger Detektoren Zahlreiche Aufgaben Band 2: Forschungsmethoden (in Arbeit) Im Material „Wechselwirkungen, Ladungen und Elementarteilchen“ (Band 1) sind auf ca. 100 Seiten Hintergrundinformationen für Lehrkräfte sowie ein ausführlicher Fachtext zu den grundlegenden Konzepten der Elementarteilchenphysik zusammengestellt. Darüber hinaus sind eingehende methodische und fachliche Hinweise enthalten. Der Fachtext wurde speziell für Lehrkräfte entwickelt, lässt sich aber auch für Schüler/innen im Leistungskurs Physik/Fach mit erhöhtem Anforderungsniveau verwenden. Zur Umsetzung des Fachtextes im Unterricht wurde ein Spiralcurriculum entwickelt. Dadurch wird eine wiederkehrende Beschäftigung mit den grundlegenden Konzepten der Elementarteilchenphysik in differenzierter Form und Tiefe, in unterschiedlichem Umfang, auf sich steigerndem Niveau und auf der Grundlage unterschiedlicher Vorkenntnisse im Physikunterricht möglich. Alle Aufgabenblätter werden künftig online zur Verfügung stehen. Das Material zu den Forschungsmethoden der Teilchenphysik (Band 2) soll einen Einblick in die Forschungsziele der experimentellen Teilchenphysik, den Aufbau und die Funktionsweise von Teilchenbeschleunigern sowie die Auswertung der Daten, die mithilfe von Teilchendetektoren aufgenommen werden. Auf der Grundlage von Aufgaben in unterschiedlichen Formaten und Zusatzmaterialien wie Arbeitsblättern ist eine vielfältige Beschäftigung mit den Inhalten möglich. Darüber hinaus werden Materialien von Teilchenphysik-Masterclasses von Netzwerk Teilchenwelt bereitgestellt, die im Unterricht eine eigenständige Auswertung von echten Daten des ATLAS-Detektors durch die Schüler ermöglichen. German Teacher Programme Vorstellung Netzwerk Teilchenwelt

14 Band 3: Kosmische Strahlung
32 Seiten Fokus: Untersuchung von Myonen Hintergrundinfos für Lehrkräfte Fachtext für Schüler/innen Aktivitäten, Aufgaben und Lösungen Band 3 „Kosmische Strahlung“ bietet Einblicke in das faszinierende Forschungsfeld der Astroteilchenphysik. Dabei steht die experimentelle Untersuchung von kosmischen Teilchen am Beispiel der Myonen im Vordergrund. Lehrkräfte erhalten in dem 32-seitigen Heft Hintergrundinformationen sowie Ideen und Anregungen, wie sich das Thema in den Unterricht einbinden lässt. Außerdem enthält die Broschüre Fachtexte und Experimente für Schüler/innen, die durchentsprechende Aufgaben und Lösungen sowie einem Überblick an weiterführenden Materialien zum Thema ergänzt werden. German Teacher Programme Vorstellung Netzwerk Teilchenwelt

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Band 4: Mikrokurse 28 Seiten 4 Kurse Zeitbedarf 1-2 Unterrichtsstunden Anknüpfung an klassische Lehrplanthemen, z.B. waagerechter Wurf mit Anti-Wasserstoff mit Aufgaben und Lösungen In den Lehrplänen einiger Bundesländer gibt es noch keinen eigenständigen Themenbereich Teilchenphysik. Für diesen Fall sind die in Band 4 vorgestellten Mikrokurse zusammengestellt worden. Er bietet vier Kurse, die auf originelle Weise eine Brücke von klassischen Lehrplanthemen zu aktuellen Forschungsgegenständen der Teilchenphysik schlagen. Denn viele der im Physikunterricht behandelten Themen lassen sich leicht um einen Bezug zur modernen Physik und insbesondere der Teilchenphysik ergänzen. Der zeitliche Bedarf für die Behandlung eines Kurses beträgt ca. ein bis zwei Unterrichtsstunden. Zu jedem Kurs werden Einsatzmöglichkeiten und wünschenswerte Vorkenntnisse der Schüler angegeben. Auf mögliche Erweiterungen und Vertiefungen wird hingewiesen. German Teacher Programme Vorstellung Netzwerk Teilchenwelt

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Forum Diskussion zu unseren Materialien Teilen und diskutieren eigener Unterrichtsideen Ideen und Anregungen zur Verbesserung der Arbeit von NTW Vernetzung mit anderen Lehrkräften und Wissenschaftler Klärung von fachlichen Fragen German Teacher Programme Vorstellung Netzwerk Teilchenwelt

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Mehr Informationen zum Netzwerk Teilchenwelt finden Sie unter Bei Fragen stehen Ihnen unsere Kollegen unter gern zur Verfügung. German Teacher Programme Vorstellung Netzwerk Teilchenwelt