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Unterricht der mathematisch-naturwissenschaftlichen Fächer, Lehr- und Lernmittel, Fachdidaktik
Präsentationen
Quantenmechanische Verschränkung verständlich erklärt: Ein fachdidaktisches Konzept an der Schnittstelle zwischen Physik und Informatik
Michelle Schwarz, Olaf Leismann, Rolf Pelster
Universität des Saarlandes, Deutschland
An der Schnittstelle von Physik, Informatik, Mathematik und Ingenieurswissenschaften gewinnt das Thema “Quantentechnologien” eine immer größere Bedeutung, unter anderem im Hinblick auf Quantencomputing und IT-Sicherheit (Quantenkryptographie). Daher hat die KMK die Vorgaben für den Physikunterricht der gymnasialen Oberstufe um zentrale Begriffe und grundlegende Konzepte wie Determiniertheit, Realität, Verschränkung und Lokalität ergänzt. Allerdings werden die drei letzteren auf Grund ihrer Komplexität nicht einmal in den Bachelor-Grundvorlesungen des Physikstudiums behandelt, geschweige denn im Lehramtsstudium.
Wir stellen interaktive Lernumgebungen vor, bei denen die grundlegenden quantenphysikalischen Begriffe und Argumentationen mithilfe von Simulationen und Animationen visualisiert und so auch für die SuS greifbar gemacht werden (Konzept des allwissenden Beobachters). Gemeinsam mit den Teilnehmerinnen und Teilnehmern erarbeiten wir exemplarisch die Begriffe Realität und Lokalität sowie das Konzept der Verschränkung.
Die Lehr-Lern-Materialien befinden sich im Saarland aktuell in der Schulerprobung und werden kontinuierlich weiterentwickelt.
