Analytik durch Quantitative Phasenkontrast Bildgebung
Beschreibung
Motivation
Aus Sicht der Schulen ist es von besonderem Interesse, das Themengebiet des Quantencomputing, welches in den nächsten Jahrzehnten eine für Wirtschaft und Gesellschaft wichtige Technologie darstellen wird, Teil der Allgemeinbildung werden zu lassen. Die zukünftigen Generationen von Arbeitgebenden, Arbeitskräften und mündiger Öffentlichkeit brauchen ein gemeinsames Grundverständnis der Stärken, Schwächen, Chancen und Risiken dieser Technologie, um diese nachhaltig diskutieren und nutzen zu können.
Ziele und Vorgehen
Ziel des Vorhabens ist es, Schülerinnen und Schülern unterschiedlicher Jahrgangsstufen einen haptischen Zugang zu den Funktionsprinzipien des Quantencomputing zu bieten. Aus pädagogisch‐didaktischer Sicht sollen zwei Teilziele abgedeckt werden. Zum einen sollen Grundlagen vermittelt werden, welche zu einem tieferen und leichteren Verständnis von Quantenmechanik beitragen. Dabei geht es nicht um den Erwerb mathematischer Fähigkeiten, sondern um qualitatives Verständnis physikalischer Prozesse. Zum anderen geht es um Einsichten in die Einsatzfelder von Quantencomputing und in gesellschaftliche Herausforderungen und potenzielle Konflikte beim Einsatz von Quantenrechnern.
Innovation und Perspektiven
Aus didaktischer Sicht ist es eine große Herausforderung, wenn Schülerinnen und Schülern zunächst nur klassische, g‐adische Zahlensysteme gelehrt werden und später das Verständnis für ein völlig andersartiges Rechenprinzip abverlangt wird. Deshalb ist es sinnvoll, alternative Zahlen‐ und Berechnungssysteme, welche dem Wesen von quanten‐mathematischen Operationen näherliegen, bereits in der Schule zu vermitteln.
Es werden Schlüsselkompetenzen für den weiteren Kompetenzerwerb gefördert. Beginnend mit den höheren Jahrgängen wird während des Projektes erprobt, welche Inhalte und Lehrmaterialien sich für die jüngeren Jahrgänge eignen.
1. Fachlich thematische Annäherung anhand von Lerneinheiten und ‐inhalten, die einen (kognitiven) Zugang zum Quantencomputing vorbereiten.
2. Cross Media Konzept aus VR/AR/Animation/physischem Lernmaterial.
3. Die Anwendung der Ergebnisse (Selbstaktivierung, altersgerechte Anreize).
