Schüleraktivierende Unterrichtsmaterialen zur Quantenphysik Teil 1 Auf dem Weg zur Quantenphysik

Traditionell steht im Mittelpunkt des schulischen Interesses an der Quantenphysik die Frage, ob Elektronen oder Photonen nun Teilchen oder Wellen sind, eine Problemstellung, die vielfach mit dem Schlagwort „Welle-Teilchen-Dualismus“ charakterisiert wird, den es in seiner ursprünglichen Bedeutung bekanntlich nicht gibt.

Demgegenüber wurde vom Autor – aufbauend auf wichtigen Vorarbeiten von Küblbeck und Müller – ein neues Konzept zur Behandlung der Quantenphysik für die Schule vorgeschlagen, das „Grundfakten“, vergleichbar mit den Küblbeck-Müller’schen „Wesenszügen“, in den Vordergrund stellt. Die „Grundfakten“ ähneln Axiomen der Quantenphysik, mit deren Hilfe eine große Zahl von Erscheinungen und Beobachtungen der Quantenphysik zumindest qualitativ – auf heuristische Weise – „erklärt“ werden können. Statt des so genannten „Welle-Teilchen-Dualismus“ werden hier Unbestimmtheit und Komplementarität in den Vordergrund gestellt. Das neue Konzept ist im Internet unter http://www.forphys.de ausführlich mit vielen weiteren Materialien dargestellt.

In den Teilbänden dieser Veröffentlichung werden vielfältige und sorgfältig ausgearbeitete Unterrichtsmaterialien präsentiert, mit denen sich Schüler die schulische Teilmenge der Quantenphysik selbst erarbeiten können durch unterschiedliche Methoden wie Lernen an Stationen, Kurzreferate, Internet-Recherche, Gruppenpuzzle, der Fragebogen- oder der Zettelkasten-Methode etc.

Im vorliegenden 1. Teil werden Materialien zu Vorstufen der Quantenphysik bereitgestellt, also zu Interferenz-Versuchen, Welcher-Weg-Experimenten, Versuchen zum Teilchenbegriff der Quantentheorie, zu Photonen und zum Planck’schen Wirkungsquant. Ein Abschnitt widmet sich auch der so genannten „Modell-Philosophie“, die eher traditionellen Vorgehensweisen entspricht.