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Seite 1 milq – Quantenphysik in der Schule | Th. Dammaschke | MNU 15.09.10 |

Prof. Dr. Harald Lesch: Vorlesung zur Quantenmechanik. Eine Einführung. DVD uni auditorium – München: Komplett-Media o.J.

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Thomas Dammaschke MNU 15.09.2010 Rainer MüllerAlexander Strahl

Das neue milq – Quantenphysik in der Schule

Institut für Fachdidaktik der Naturwissenschaften

Abteilung Physik und Physikdidaktik

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Das neue milq

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Was ist milq?

milq:

Internetplattform zurFortbildung in

Quantenphysik

Grundlagen und ausführliche Beschreibung in:

Rainer Müller:Quantenphysik in der

Schule. Berlin: Logos 2003


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Was ist neu an milq?


Das Design:

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Was ist neu an milq?

Die Navigationsleiste:


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Das neue milq


http://milq.tu-bs.de/index.php/milq.html

DerLehrgang:

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Das neue milq

Der Lehrgangsinhalt

Einige Ziele:

Interpretationsfragen im Vordergrund

Abgrenzung zur klassischen Physik

Förderung eines qualitativen Verständnisses

Wahrscheinlichkeitsinterpretation

Hinführung zum Formalismus


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Das neue milq


http://milq.tu-bs.de/index.php/hinweise.html

DieMaterialien

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Das neue milq

Materialien zum Lehrgang:

Hintergrundinformationenzum Lehrgang

Arbeitsblätter zum Unterrichtseinsatz

Downloads von Skript und Simulationen


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Das neue milq


http://milq.tu-bs.de/index.php/einfuehrung.html

DieSpezialgebiete

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Das neue milq

Die Spezialgebiete: moderne Themen der Quantenphysik und Didaktikz. B.

Didaktische Konzepte

Schrödingergleichung, qualitativ

Quantenspiele

Quantenteleportation

Schülervorstellungen

Quanteninformationstheorie im Unterricht


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Das neue milq – Schülerprogramm zur Quantenreflexion

Die Unterrichts-einheit


http://milq.tu-bs.de/index.php/ueberblick.html

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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.

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Das neue milqS·P·Q·R Schülerprogramm Quantenreflexion

Gliederung des weiteren Vortrages

I.Der theoretische Ist-Zustand die derzeitige Realisierung im milq-Portal

II.Der theoretische Soll-Zustand das Konzept

III.Der praktische Soll-Zustand das Testdesign

IV.Der praktische Ist-Zustand Praxiserfahrungen

V.Fazit und Ausblick


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I. theoretischer Ist-Zustand zur Zeit existieren die Themenmodule:

1.Elektronen und Photonen als Quantenobjekte

2.Quanteninterferenz

3.Wegentscheidung und Messprozess


1.1 Elektronenbeugung1.2 Photoeffekt1.3 Photonenimpuls1.4 Zusammenfassung Diese Abschnitte existieren1.5 Selbstkontrolle auch in den anderen1.6 weitere Themen Modulen

2.1 Interferenz mit klassischen Wellen!2.2.Interferenz mit klassischen Teilchen?2.3 Interferenz mit Quantenobjekten

3.1 Welcher-Weg-Experimente3.2 Der Messprozess3.3 Interpretationsprobleme

http://milq.tu-bs.de/index.php/ueberblick/elektronenalsquantenobjekte.html

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Das neue milqS·P·Q·R Schülerprogramm Q-Reflexion II. theoretischer Soll-Zustand


Bezug

Kern-curriculum

EPA

Lehrplan

milq-Basiskurs

Das KonzeptVoraussetzung

Computer

Internet

Inhaltlich:

Wellenoptikbeendet

Blended

Plenums-diskussionen

Moderationen

Präsentationen

Experimente

Alle sind Korrektoren und Lernhelfer

Exkurse

Lehrbücher

…

Blended


Moderationen

Präsentationen

Experimente


Exkurse

Lehrbücher

…

Ziele Kommunikation

Bewertung

Erkenntnisgewinn

Selbstständigkeit Selbstwirksamkeit

Soziale Interaktion

Motivation

Nachhaltigkeit …

Ziele Kommunikation

Bewertung

Erkenntnisgewinn


Soziale Interaktion

Motivation

Nachhaltigkeit …

E-Learning

Strukturierte Online-Aufgaben

oft Simulationen

div. Aufg.-Typen

Partnerarbeit

erste Selbst-evaluationen (div. Methoden)

Recherche

…

E-Learning


oft Simulationen

div. Aufg.-Typen

Partnerarbeit

erste Selbst-evaluationen (div. Methoden)

Recherche

…

Module Flexibler Einsatz möglich: modulweise neben anderen Methoden

Flexible Anpassung an schuleigene Lehrpläne, Klassenspezifika etc.

Partner

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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 SuSVergleichsgruppen: 3 Kurse, gemischt, mit insg. 50 SuSVor-, 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 20072 Link der Uni Augsburg http://qsf.e-learning.imb-uni-augsburg.de/node/540 , S. 2. Eingesehen am 13.09.20103 Jerusalem & Schwarzer 19994 Wilde,M./Bätz/Kovaleva/Urahne 2009

http://milq.tu-bs.de/index.php/ueberblick/elektronenalsquantenobjekte.html?start=1

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S·P·Q·R Schülerprogramm QuantenreflexionIV. praktischer Ist-Zustand


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IV. praktischer Ist-Zustand – Praxiserfahrungen

A.Der Bezug

- alle Bezüge sind herstellbar- Module 1 und 2 umfassen im Wesentlichen die Anforderungen der Schwerpunkte des Physik-Abiturs 2011

B.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

C.Die Module- flexibler Einsatz möglich, auch abschnittsweise


Bezug

Kern-curriculum

EPA

Lehrplan

milq-Basiskurs

Voraussetzung

Computer

Internet

Inhaltlich:

Wellenoptik

Module Flexibler Einsatz möglich: modulweise neben anderen Methoden

Flexible Anpassung an schuleigene Lehrpläne, Klassenspezifika etc.

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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


oft Simulationen

div. Aufg.-Typen

Partnerarbeit

erste Selbst-evaluationen(div. Methoden)

Recherche

…

E-Learning


oft Simulationen

div. Aufg.-Typen

Partnerarbeit

erste Selbst-evaluationen(div. Methoden)

Recherche

…

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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


Moderationen

Präsentationen

Experimente


Exkurse

Lehrbücher

…

Blended


Moderationen

Präsentationen

Experimente


Exkurse

Lehrbücher

…

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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


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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 undwird gefördert - es gibt noch viel zu tun-Die Prozesskompetenzen können gefördert werden


Ziele Kommunikation

Bewertung

Erkenntnisgewinn


Soziale Interaktion

Motivation

Nachhaltigkeit …

Ziele Kommunikation

Bewertung

Erkenntnisgewinn


Soziale Interaktion

Motivation

Nachhaltigkeit …

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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 – zum Schluss

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