Description
Die Herausforderung, abstrakte Quantenphysik zu lehren, erfordert innovative Werkzeuge, die Theorie mit greifbarer Erfahrung verbinden. Dieser Vortrag stellt die „Quantenwürfel“ – eine haptische Analogie für Verschränkung, bei der jeder Würfel einen programmierten Arduino zur Simulation zentraler Quanteneffekte enthält – als vielseitiges Grenzobjekt vor und untersucht ihr Potenzial in einerdreiteiligen Erzählung. Erstens legen wir das theoretische Fundament, das das Potenzial eines solchen Werkzeugs rahmt. Basierend auf den Ansätzen der Didaktischen Rekonstruktion, der Embodied Cognition und der Cognitive Load Theory argumentieren wir, warum eine haptische „Mikrowelt“ prinzipiell ein leistungsfähiges Instrument sein sollte, um ein funktionales Verständnis für nicht-
klassische Regeln aufzubauen und gleichzeitig die hohen kognitiven Anforderungen des Themas zu bewältigen.
Zweitens präsentieren wir den empirischen Kern: die erste Untersuchung dieses Werkzeugs. Eine phänomenographische Studie, durchgeführt von einem Studenten (Ilia Fazeli), erforschte, wie Lernende die Würfel interpretieren. Die Ergebnisse liefern entscheidende Einblicke: Während die Studierenden Konzepte wie Superposition und Kollaps intuitiv erfassten, blieben komplexere Mechanismen wie die Quanten-Rückwirkung (Back-Action) oft unzugänglich. Dies unterstreicht die Lücke zwischen praktischer Interaktion und tiefem konzeptuellem Verständnis und liefert die essentiellen Schülervorstellungen, die für eine weitere didaktische Strukturierung notwendig sind.
Schließlich dienen diese empirischen Ergebnisse als Ausgangspunkt für eine Einladung zu zukünftiger Forschung. Wir skizzieren vielversprechende didaktische Wege, die nun untersucht werden müssen:
der Einsatz der Würfel für eine vergleichende Analogiedidaktik, um bekannte Fehlvorstellungen zu vermeiden; die Bewustmachung des Gültigkeitsbereich, um die Grenzen des Modells als lehrreiche Momente zu nutzen; und die Erprobung eines „verzögerten Organisators“ (delayed organizer), um Modellkompetenz nach der konkreten Erfahrung aufzubauen. Die Konferenzteilnehmer sind zu einer Hands-on-Session eingeladen, um die Würfel zu erkunden und diese zukünftigen Richtungen gemeinsam zu diskutieren, wobei dieses Grenzobjekt als Brücke zwischen Theorie, Evidenz und Praxis dient.
| Period | 29 Sept 2025 |
|---|---|
| Event title | QuBIT EDU Tagung 2025 |
| Event type | Conference |
| Location | Leipzig, GermanyShow on map |
| Degree of Recognition | International |