Teilchenphysik-Kurs für Oberstufenschüler

• Dieser Kurs ist eine Pilotversion eines von der Forschungsgruppe für Physikdidaktik am CERN entwickelten Teilchenphysik-Kurses für Oberstufenschüler
• Er besteht aus 16 Kapiteln und enthält Videos sowie Quizze
• Behandelt werden Fragen von den Grundlagen bis hin zu Anwendungen wie Teilchenbeschleunigern und Teilchendetektoren
• Die gesamte Videolänge beträgt etwa 4 Stunden, außerdem sind Anleitungen für DIY-Experimente enthalten
• Wer alle Kapitel abschließt und die Quizze richtig beantwortet, kann ein digitales Zertifikat erhalten
• Der Kurs soll durch Feedback verbessert werden; das Feedback wird anonym erfasst

Kursüberblick

• Kapitel 01: Was ist ein Teilchen? (10:17)
• Kapitel 02: Was ist ein Modell? (11:28)
• Kapitel 03: Was ist Teilchenphysik? (11:57)
• Kapitel 04: Was ist elektrische Ladung? (11:13)
• Kapitel 05: Was ist eine Wechselwirkung? (10:27)
• Kapitel 06: Was ist Materie? (13:48)
• Kapitel 07: Was sind Erhaltungssätze? (17:57)
• Kapitel 08: Was ist Teilchenumwandlung? (14:54)
• Kapitel 09: Was ist Antimaterie? (15:45)
• Kapitel 10: Was ist das Standardmodell der Teilchenphysik? (15:42)
• Kapitel 11: Was ist das Higgs-Boson? (15:26)
• Kapitel 12: Jenseits des Standardmodells der Teilchenphysik (10:19)
• Kapitel 13: Was ist ein Teilchenbeschleuniger? (23:13)
• Kapitel 14: Was ist ein Teilchendetektor? (19:23)
• Kapitel 15: Was ist eine Nebelkammer? (14:42)
• Kapitel 16: Was ist CERN? (13:07)
• Gesamtdauer: 3 Stunden 50 Minuten

Pädagogischer Rahmen

• Entwickelt auf Basis von Bildungstheorie, empirischer Forschung und Erfahrungen aus der Vermittlung von Teilchenphysik
• Unterstützt den Lernfortschritt der Schüler durch zentrale Kernbotschaften
• Der Lernverlauf ist so gestaltet, dass neue Begriffe und Konzepte schrittweise eingeführt werden, damit sich Schüler nicht überfordert fühlen
• Betont das Wesen der Wissenschaft und erklärt wissenschaftliches Wissen mithilfe von Modellen
• Legt Wert auf sprachliche Genauigkeit und vermeidet die Verwendung falscher Begriffe
• Vermittelt Teilchen und Teilchensysteme wirkungsvoll durch visuelle Darstellungen

Kerncurriculum

• Die Pilotversion behandelt die zentralen Modelle der Teilchenphysik und stellt die Forschung am CERN vor
• Quantenphysik und das Konzept des Spins sind ausgeschlossen
• Quantenphysik wurde auf Grundlage von Forschungsergebnissen zur Bildung auf Mittel- und Oberstufenniveau ausgeschlossen
• Spin wurde ausgeschlossen, weil er für Oberstufenschüler zu abstrakt ist

Bereit?

• Der Zugang zum Kurs ist durch die Erstellung eines CERN-Gastkontos möglich
• Personen ab 16 Jahren können ein Konto mit einer persönlichen E-Mail-Adresse erstellen und müssen ihren Namen korrekt eingeben
• Für Personen unter 16 Jahren muss ein Elternteil oder ein gesetzlicher Vormund das Konto erstellen

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Hacker-News-Kommentare

• An dem Experiment nahmen 54 Schüler im Alter von 15 bis 17 Jahren teil, die zufällig aus 1.000 Bewerbern ausgewählt wurden. Sie besuchten acht Wochen lang jede Woche einen zweistündigen Online-Kurs und wurden anschließend mit Prüfungsaufgaben aus der Quantenphysik-Aufnahmeprüfung für Oxford-Graduiertenprogramme getestet. Über 80 % bestanden, und etwa die Hälfte erzielte sehr gute Ergebnisse.

  • Zu Beginn des Experiments wurde angenommen, dass die Lernerfahrung mangelhaft sein würde, weil die Schüler nicht miteinander kommunizieren konnten.
  • Es war ein schwieriges Unterrichtsumfeld, weil die Schüler ihre Kameras nicht einschalteten und auch keine Fragen per Stimme stellten.
  • Dass kein mathematischer Hintergrund erforderlich war, wirkte sich für die Schüler positiv aus.
  • Im Ergebnis schnitten sie deutlich besser ab als Studierende auf Universitätsniveau.

• Durch den Besuch bei CERN konnten tiefgehende Gespräche über Wissenschaft geführt werden.

  • Solche Bildungsprogramme sind unverzichtbar, um das Interesse an großen wissenschaftlichen Projekten aufrechtzuerhalten.

• Schade, dass man am Ursprungsort des Internets die Videos nicht selbst hosten konnte.

• Der vierstündige Kurs war kürzer als erwartet, aber es war erfreulich zu sehen, wie ernsthaft die Teilnehmenden an die Sache herangingen.

  • Es gab auch Stimmen, die teilnehmen wollten, obwohl sie fast kein Vorwissen dazu hatten.

• Der Besuch bei CERN war einer der wenigen Orte, an denen noch ein Streben nach Fortschritt für die Menschheit zu spüren war.

• Untertitel sind in allen Sprachen verfügbar, und die automatische Übersetzungsfunktion verbessert die Zugänglichkeit.

  • Schade, dass Englisch als Standardsprache eingestellt ist.
  • Es wäre auch überlegenswert, dem vierstündigen Kurs eine Sprachsynchronisation hinzuzufügen.