Bonn 2020 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 13: Lehr- und Lernforschung 2

DD 13.1: Vortrag

Mittwoch, 1. April 2020, 15:00–15:20, P-HS 4

Entwicklung und Validierung eines Fragebogens zum Verständnis der Schulquantenphysik des Photons — •Moritz Waitzmann¹, Rüdiger Scholz² und Susanne Weßnigk¹ — ¹IDMP - AG Physikdidaktik, Leibniz Universität Hannover — ²Institut für Quantenoptik, Leibniz Universität Hannover

Zugänge zur Schulquantenphysik wurden bereits in der Vergangenheit entwickelt und mittels Fragebogen evaluiert. Thematische Schwerpunkte der Zugänge sowie deren Testinstrumente sind zum Beispiel die Atomphysik, der Doppelspaltversuch mit Elektronen oder der Kontrast zur klassischen Physik. Neuere Ansätze verfolgen die Idee, Quantenphysik über Einzelphotonenexperimente einzuführen. Im Schülerlabor foeXlab des SFB 1227 DQ-mat wird diese Idee ebenfalls verfolgt. Mit einer Kombination aus einem Strahlteiler-Experiment und einem Michelson-Interferometer können sowohl die Unteilbarkeit des Photons als auch dessen Interferenzfähigkeit demonstriert werden. Die didaktische Begleitforschung zielt darauf ab, den Einfluss und die Wirkung des Experiments auf die Konzeptentwicklung Quantenphysik zu untersuchen. Im Rahmen dessen wurde ein Fragebogen entwickelt, der die Themengebiete Superposition und Wahrscheinlichkeitsamplituden, Quanteneigenschaften von Photonen und Elektronen, Messen sowie die Wellenoptik abdeckt. Dazu wurden bereits bestehende Fragebögen adaptiert und zusätzliche Items entwickelt. In einem mehrschrittigen Prozess aus Expertenratings, Interviews und einer Rasch Analyse, wird die Validität des Fragebogens untersucht. Entwicklung und Validierung werden im Beitrag skizziert.