Übergeordnetes Ziel des Projektes QUANTAG („Quanten im Alltag") ist es, einer möglichst breiten Bevölkerungsschicht näherzubringen, was Quantentechnologien sind und weshalb diese für unsere Zukunft von Bedeutung sind. Begriffe wie Quantencomputer o. ä. tauchen immer wieder in den Medien auf, jedoch ist einem Großteil der Bevölkerung nicht bewusst, auf welchen physikalischen und technischen Grundlagen Quantentechnologien beruhen, inwieweit diese bereits heute im Alltag eingesetzt werden bzw. welche weiteren Anwendungen sich in Entwicklung befinden.
Die Umsetzung des Ziels erfolgt durch Kombination von fünf Maßnahmen für verschiedene Adressatengruppen:
- Kinderuni „Quantenwelten“
- Elternuni „Quantenwelten“
- Bürgervorlesung „Willkommen in der Quantenwelt“
- „Quantenkryptographie in der Schule“
- Probestudium „Quantentechnologie im Alltag“
Kinderuni & Elternuni „Quantenwelten“:
In der Kinderuni „Quantenwelten” werden Kindern im Alter von acht bis zwölf Jahren vor allem phänomenologisch die wichtigsten quantentechnologischen Anwendungen im Alltag nähergebracht. Neben anschaulichen Vorlesungen von Expert*innen zu Phänomenen der Quantenphysik wird ein Rahmenprogramm zur Aktivierung und Involvierung der Teilnehmer*innen entwickelt. In einer neu konzipierten, mit Augmented-Reality unterstützten Campus-Rallye werden die Schüler*innen zu Schülerlaboren und Praktikumsgebäuden geführt. An den verschiedenen Stationen runden Experimente und Augmented Reality-Angebote die Auseinandersetzung mit „Quantenwelten“ ab.
+++ Was gibt es Neues? +++
Durchlaufen der Campus-Rallye
Die AR-basierte Campus-Rallye zum Thema „Quanten" kann ab sofort wieder von interessierten Kindern und Schulklassen durchlaufen werden. Dies kann beispielsweise vor oder nach einzelnen Vorlesungen der Kinderuni Saar geschehen.
Fertigstellung der Campus-Rallye und Kinderuni-Videos
Die AR-basierte Campus-Rallye ist fertiggestellt: Interessierte Kinder und Schulklassen sind eingeladen, den Campus zu besuchen und durch die Rallye Sachverhalte zum Thema „Quanten" zu erkunden und zu lernen.
Zudem wurden in Kombination mit der Kinderuni Saar drei kleinere Videos zum Thema „Quanten" aufgenommen, in denen Fachwissenschaftler*innen Kindern die Quantenphysik näherbringen. Zunächst halten die Wissenschaftler*innen ca. 30-minütige Fachvorträge und besuchen anschließend gemeinsam mit dem Kinderuni-Team Schulen, in denen sie Fragen von Kindern zu den Fachvorträgen bzw. den darin behandelten Themen beantworten. Zu jedem Video wird zudem ein Begleitheft entworfen, das sich v. a. an Eltern und Lehrpersonen richtet. In diesem werden die Inhalte der Vorlesungen erläutert und Möglichkeiten zur Behandlung des Themas mit Kindern skizziert.
Im ersten Video führt der Physiker Dr. Thomas John in die Quantenphysik ein, indem er relevante Begriffe klärt und spannende Experimente zeigt.
Im zweiten Video geht der Physiker Prof. Dr. Christoph Becher der Frage nach, ob der Mond auch da ist, wenn man nicht hinschaut.
Im dritten Video beschäftigt sich die Physikerin Jun.-Prof. Dr. Elke Neu-Ruffing mit der Quantenphysik des Lichts. Sie beantwortet die Frage, aus was Licht besteht, wenn man ganz genau hinschaut.
Die Campus-Rallye zur Kinderuni „Quantenwelten“ geht in die Entwicklung
Aktuell werden von Studierenden im Rahmen eines Seminars (Wintersemester 2020/2021), welches an die Kinderuni „Quantenwelten” angebunden ist, Materialien für die Campus-Rallye konzipiert:
Abb. 1: Welle-Teilchen-Dualismus (Vortrag Johannes Görlitz, 18.11.2020)
Die Studierenden werden dabei sowohl von Fachwissenschaftler*innen als auch von Fachdidaktiker*innen unterstützt. Am Anfang des Wintersemesters 2020/2021 bzw. des Seminars wurde ein Fachvortrag von Johannes Görlitz zur Quantenphysik gehalten, um den Studierenden einen Einblick in die Thematik zu geben und eine fachlich fundierte Grundlage zur Erstellung der Rallye zu legen. Inhalte waren neben der Klärung quantenphysikalisch elementarer Begriffe u. a. das Doppelspaltexperiment sowie der – auf der Abbildung symbolisch dargestellte – Welle-Teilchen-Dualismus. Ebenso gab es zur Erstellung der digitalen Materialen einen Impulsvortrag von Isabel Schmoll zur Erstellung von Augmented Reality-Anwendungen, in dem den Studierenden u. a. verschiedene Methoden zur Erstellung augmentierter Erklärvideos und interaktive Lernwerkzeuge vorgestellt wurden.
Nach anfänglichen Schwierigkeiten aufgrund der fachwissenschaftlichen Komplexität des Themas „Quanten“ gelang es den Studierenden zunehmend, sich fachlich in das Thema einzuarbeiten und Unterthemen fachdidaktisch aufzubereiten – unter Zuhilfenahme von Augmented Reality-Anwendungen. In zwei Sitzungen des Seminars, welches an die Kinderuni „Quantenwelten” gekoppelt ist, stellten die Studierenden ihre gelungenen, kreativen und kindgerechten Inhalte vor.
