Von den Phasen der Quarks und den Strukturen von Nanoteilchen

Physik ist eines der unbeliebtesten Schulfächer, obwohl viele Menschen grundsätzlich ein Interesse an Physik zeigen. So haben zum Beispiele viele eine Vorstellung davon, was ein schwarzes Loch ist, oder was man unter Beamen von Teilchen versteht. In diesem Projekt wollen wir Schülern und Schülerinnen beispielhaft zeigen, an welchen Themen in Österreich geforscht wird. Dazu wollen wir die Physik von zwei Forschungsprojekten, die am Institut für Physik der Universität Graz durchgeführt werden, so aufbereiten, dass sie ergänzend zum Unterrichtsstoff in der Schule besprochen werden können. Dabei soll nicht althergebrachtes Hintergrundwissen vermittelt werden, sondern Schülern und Schülerinnen soll moderne Forschung vermittelt werden. Dazu erstellen wir Computer-Programme, die Konzepte und Themen aus unseren Forschungsbereichen interaktiv erfahrbar machen. Mit solchen Programmen können physikalische Sachverhalte, die mathematisch kompliziert sind, grafisch dargestellt werden. So kann Schülern und Schülerinnen der Zugang zu aktueller Forschung ermöglicht werden. Da für die Erstellung der Programme zum Teil Software verwendet wird, welche auch in unserer Forschung zum Einsatz kommt, wird auch ein Einblick in die technischen Arbeitsvorgänge eines Forschungsprojekts gegeben. Während dieses Projektes arbeiten wir mit Physik-Lehrern und Physik-Lehrerinnen der zehnten bis zwölften Schulstufen AHS zusammen. Zusätzliches fachdidaktisches Knowhow wird von der Physikdidaktik am Institut für Physik beigesteuert. Für ausgewählte Themenbereiche aus den zwei Forschungsprojekten wird zu Beginn Hintergrundmaterial zusammengestellt, welches die Lehrer und Lehrerinnen vorbereitend für den Einsatz der Programme im Unterricht unterstützt. Im Wintersemester 2017 werden diese Themen dann von den Lehrern und Lehrerinnen im Unterricht umgesetzt. Die Unterrichtsmaterialien und Programme werden evaluiert, angepasst und anschließend öffentlich zugänglich gemacht. Dies erfolgt über eine eigene Web-Seite, die auch als Kommunikationsplattform dient (Zugang zu Unterrichtsmaterial und Programmen, Blogs, Forum, Präsentation der Projekte für Schüler und Schülerinnen) und deren Infrastruktur für zukünftige Projekte zur Verfügung stehen wird. Besuche der Projektleiter in den Klassen geben den Schülern und Schülerinnen die Möglichkeit, ihre Erwartungen und Vorstellungen bezüglich Forschung in direkten Diskussionen zu testen und zu reflektieren. Die in diesem Projekt erstellten Materialien, welche frei verfügbar sein werden, werden abschließend in einem Workshop weiteren interessierten Lehrern und Lehrerinnen präsentiert.

Der Unterrichtsstoff in den Schulen hat mit Themen der modernen Grundlagenforschung in der Physik meist wenig zu tun. Dabei gibt es durchaus Interesse an abstrakten Konzepten wie Schwarzen Löchern, Higgs-Teilchen oder Nanotechnologie. Mit QUANT haben wir eine Webplattform entwickelt, in der verschiedene Themen aktueller Forschungsprojekte am Institut für Physik für SchülerInnen und LehrerInnen aufbereitet wurden, um den Unterricht zu ergänzen. Neben Texten, Animationen und Bildern, die unter einer Creative Commons Lizenz frei verwendet werden dürfen, gibt es auch ein Forum, wo Fragen und Ideen diskutiert werden können. Abgerundet werden die Module durch Verbindungen zu allgemeineren Themen wie Ethik in der Wissenschaft oder Gesellschaftsrelevanz von Forschung. QUANT soll moderne Forschungsthemen greifbarer machen, SchülerInnen die Arbeit an der Universität näherbringen und Begeisterung für Grundlagenforschung wecken. Ein konkreter Erfolg war die Auszeichnung einer vorwissenschaftlichen Arbeit, die sich mit einem Thema von QUANT beschäftigt hat, mit dem Dr. Hans Riegel Preis als beste Arbeit in der KategoriePhysik in der Steiermark.