Projekte des IDN - Abt. Physikdidaktik

QUAMS - Quantenphysik Medienserver

Implementation eines Medienservers für den Unterricht in der Quanten-Atomphysik

Dieses Promotionsvorhaben hat drei wesentliche Ziele:

• Untersuchung des Status quo des Quantenphysikunterrichts in Deutschland und seiner Entwicklungsperspektiven und der Möglichkeiten zur Nutzung von Multimedia aus Sicht von Curriculumexperten.
• Damit eng verbunden: Entwicklung und Erprobung einer Implementationsstrategie, mit der ein Medienserver zur Quantenphysik aufgebaut werden kann,
• Aufbau des Servers mit einer didaktisch und inhaltlich optimierten Struktur, die in der unterrichtlichen Praxis zur Weiterentwicklung des Quantenphysik-Unterrichts beitragen kann.

Das Vorhaben ist damit in die Bereiche "Mediendissemination", "Implementationsforschung" und „Curriculumentwicklung“ einzuordnen.

Im ersten Zielbereich wird untersucht, inwieweit die Einbeziehung von Lehrkräften in den Entwicklungsprozess als Experten für das Unterrichten von Physik und als spätere Nutzer des Medienservers zu einer Optimierung des Systems führen kann.

Dazu wird in einem ersten Schritt mit Hilfe einer Befragung von Lehrkräften ein Überblick über den Status Quo des Quantenphysik-Unterrichts gewonnen. Dabei werden zum einen die thematischen Schwerpunkte des Quanten-Atomphysik-Unterrichts getrennt nach Grund- und Leistungskurs extrahiert und zum anderen die Bereiche abgesteckt, in denen ein besonderer Bedarf für den Einsatz multimedialer Materialien gesehen wird.

In einem nächsten Schritt werden mit Hilfe einer Delphi-Studie Möglichkeiten zur Verbesserung der Qualität des Quantenphysik-Unterrichts durch den Einsatz multimedialer Elemente ermittelt. Dieser Schritt beinhaltet neben der Identifizierung geeigneter Themengebiete auch die Extraktion methodischer Hinweise und möglicher konzeptioneller Weiterentwicklungen des Quantenphysik-Unterrichts.

Die Entscheidungsfindung mit Hilfe der Delphi-Technik geschieht durch mehrmalige Befragungen einer Gruppe von ca. 25-30 Experten (Lehrkräfte, Fachleiter und Fachdidaktiker), wobei die Fragen in der ersten Befragungsrunde eher allgemein gehalten werden und im Lauf der Befragungen immer spezifischer werden.

Die Ergebnisse dieser Studie fließen direkt in die parallel laufende Entwicklung des Medienservers ein. Jede mediale Komponente des Medienservers wird mit didaktischen Erläuterungen über Lernziele, Lernvoraussetzungen und mit Vorschlägen für ein mögliches Einsatzszenario der multimedialen Einheit verbunden.

Hierin liegt der didaktische Mehrwert des Servers gegenüber herkömmlichen Linklisten oder Suchmaschinen. Da die Entwicklung exemplarischer Aufgabenstellungen eine zentrale Komponente neuerer Ansätze der Curriculumentwicklung darstellt (Stichwort „Neue Aufgabenkultur“), sind aus dem Promotionsvorhaben wichtige Ergebnisse für die didaktisch sinnvolle Einbettung Neuer Medien in den Physikunterricht und seine Qualitätsentwicklung zu erwarten (zweiter Zielbereich, s.o.).

Durch die Berücksichtigung derjenigen Inhalte, Mittel und Methoden, die von den Lehrkräften als sinnvolle Ergänzung des Quanten-Atomphysik-Unterrichts angesehen werden, wird auch die Akzeptanz des Medienservers gesteigert. Die medialen Komponenten des Servers sind inhaltlich eigenständig und können somit von Lehrern gezielt für ihre speziellen Unterrichtskonzeptionen eingesetzt werden.

Im Rahmen der 3. Runde der Delphibefragung wird das Nutzungspotenzial des Servers durch die Experten eingeschätzt. Eine Evaluation in der Unterrichtspraxis würde den Rahmen dieser Arbeit sprengen.

Die Ergebnisse des Promotionsvorhabens bestehen aus

• einer detaillierten Beschreibung des Stands und der Perspektiven des Quantenphysikunterrichts,
• Empfehlungen für den Prozess des Aufbaus und der Bereitstellung eines Pools von didaktisch aufbereiteten Curriculumsmaterialien sowie
• einem Medienserver mit didaktisch aufbereiteten multimedialen Komponenten und Aufga¬ben für den Quantenphysik-Unterricht.

Das Vorhaben wird neben einer beruflichen Tätigkeit durchgeführt. Es ist für eine Gesamtdauer von 5 Jahren konzipiert.

Publikationen: