Greifswald 2024 – wissenschaftliches Programm

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DD: Fachverband Didaktik der Physik

DD 12: Quantenphysik II

DD 12.2: Vortrag

Dienstag, 27. Februar 2024, 11:20–11:40, ELP 1: SR 2.28

Zur Rolle mathematischer Repräsentationen für das Verständnis quantenphysikalischer Prinzipien — •Moritz Förster und Gesche Pospiech — TU Dresden, Professur für Didaktik der Physik

Die Vermittlung der Quantenphysik über Zwei-Zustands-Systeme ist seit einiger Zeit Kern zahlreicher didaktischer Untersuchungen. Im Forschungsprojekt wird die Rolle mathematischer Repräsentationen für das Verständnis grundlegender quantenphysikalischer Prinzipien in Bezug auf solche Zugänge mittels Zwei-Zustands-Systemen untersucht. Der Fokus liegt dabei auf der Verbindung algebraischer Repräsentationen (Dirac-Notation) mit einer graphischen Repräsentation (Bloch-Kugel).

Zielgruppe der Forschung sind zunächst Lehramtsstudierende und Lehrkräfte. Es werden die Akzeptanz gegenüber einem reduzierten Dirac-Formalismus sowie die Frage untersucht, welchen Beitrag die Mathematik zum Verständnis von Quantenphysik beitragen kann. Um qualitativ Einblick in Lernprozesse und Einstellungen zu gewinnen, werden leitfaden- und materialgestützte Einzelinterviews (sog. Teaching Experiments) durchgeführt. Im zweiten Teil der Studie werden diese Erhebungsinstrumente für Lernende der Sekundarstufe II angepasst und analoge Fragestellungen bearbeitet.

Seit Sommer 2023 erfolgt die Durchführung der Hauptstudie mit Studierenden sowie Lehrkräften. Im Vortrag werden erste Ergebnisse diskutiert.

Keywords: Quantenphysik; Teaching Experiment; Repräsentationen