Greifswald 2024 – wissenschaftliches Programm
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DD: Fachverband Didaktik der Physik
DD 24: Quantenphysik III
DD 24.1: Vortrag
Dienstag, 27. Februar 2024, 16:30–16:50, ELP 1: SR 2.28
Untersuchung der Verwendung multipler Repräsentationen in Hochschulkursen zu Quantentechnologien — •Eva Rexigel1, Jonas Bley1, Alda Arias1, Linda Qerimi2, Stefan Küchemann2, Jochen Kuhn2 und Artur Widera1 — 1RPTU Kaiserslautern-Landau, Kaiserslautern — 2LMU München, München
Zur Vermittlung quantentechnologischer Inhalte kann auf multiple externale Repräsentationen, wie Dirac/Bra-Ket Notation, Blochkugel, oder Realexperiment, zurückgegriffen werden. Jede Repräsentation bietet unterschiedliche Vor-, Nachteile und Anforderungen beim Lernen und Problemlösen. Es ist jedoch unklar, inwiefern diese Repräsentationen in Hochschullehre eingesetzt werden. Im Rahmen einer Online-Umfrage wurden deshalb Hochschuldozent*innen der Quantentechnologien zum Einsatz von Repräsentationen in ihren Veranstaltungen befragt. Die Ergebnisse zeigen, dass mathematisch-symbolische Repräsentationen universell verwendet werden, unabhängig von Kompetenz- und Aufgabenbereich, fachlicher Ausrichtung und akademischem Niveau der Studierenden. Qubits werden dabei in allen untersuchten Veranstaltungen nicht nur anhand einer einzelnen, sondern mithilfe multipler Repräsentationen charakterisiert. Der inhaltliche Übergang zu Multi-Qubit Zuständen geht jedoch mit einer signifikanten Abnahme der Anzahl verwendeter Repräsentationen einher. Die Analysen verdeutlichen die Notwendigkeit eines flexiblen Umgangs mit multiplen Repräsentationen beim Lernen zu Quantentechnologien und die Relevanz eines angemessenen Umgangs mit den charakteristischen mathematisch-symbolischen Repräsentationen.
Keywords: multiple Repräsentationen; Quantentechnologien; Hochschule