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SPIN+Education

SPIN+Education ist ein Projekt des Sonderforschungsbereichs SPIN+X, der seit 01.01.2016 an der TU Kaiserslautern und der JGU Mainz besteht. In einer interdisziplinären Zusammenarbeit von PhysikerInnen, ChemikerInnen und IngenieurInnen werden verschiedene Aspekte von Spin-Phänomenen untersucht.

Obwohl die technologischen Anwendungen von Magnetismus und Spin-Phänomenen unseren Alltag stark verändert hat, beispielsweise in Form von Datenspeichern, Sensoren in Fahrzeugen oder bildgebenden Verfahren in der Medizin, ist das zugrundeliegende Forschungsfeld in der allgemeinen Öffentlichkeit kaum bekannt. Magnetismus wird außerdem oft als eher abstraktes Konzept angesehen und sowohl bei Schülern, als auch teilweise bei Lehrern bestehen Fehlvorstellungen zu den physikalischen Grundlagen. Das Projekt SPIN+Education hat daher zwei Aufgaben:

1. Wissenschaftskommunikation / Outreach: Im Zuge der Öffentlichkeitsarbeit soll ein Showcase für Messen und ähnliche Veranstaltungen erarbeitet werden, das die aktuelle Forschung von SPIN+X für das allgemeine Publikum darstellt. Für diese Zusammenstellung von Ausstellungsstücken werden außerdem Materialien (Erklärvideos, Aufsteller usw.) bereitgestellt. Die Wahrnehmung verschiedener Maßnahmen der Öffentlichkeitsarbeit wird dabei stetig evaluiert.

2. Didaktische Forschung zu Magnetismus und Spin: Um mehr kompetente und motivierte SchülerInnen dazu zu bewegen, Physik als Leistungfach in der Schule bzw. als Studienfach an der Universität, speziell mit Schwerpunkt Magnetismus und Spin-Phänomene zu wählen, sollen Experimentiermodule für SchülerInnenlabore konzipiert werden. Diese sollen dann sowohl im iPhysicsLab an der TU Kaiserslautern, als auch im NatLab in Mainz, sowie in der Aus- und Fortbildung von Lehrkräften eingesetzt werden.

Geplant sind folgende Module:

  • Grundlegende Magnetismus-Phänomene (6. Klasse)

    • Inhalte: Erzeugung von Magneten, magnetische Kraft, magnetisches Feld, Abschirmung, Entmagnetisierung
    • Ziele: Grundlegendes Verständnis, dass Magnetismus auf Spin basiert und der Methoden wissenschaftlichen Arbeitens, grundlegendes Wissen um die Existenz und die Ziele von SPIN+X

  • Elektromagnetismus (8./9./ 10. Klasse)

    • Inhalte: Magnetische Wirkung stromdurchflossener Leiter
    • Ziele: Vertieftes Verständnis, dass Magnetismus auf Spin basiert, Messung magnetischer Feldstärke mit Smartphones bzw. Tablets, grundlegendes Wissen um die Verbindung des Themengebiets zur Forschung von SPIN+X

  • Einblicke in moderne Forschungsmethoden (12./13. Klasse, Leistungskurse)

    • Inhalte: Spinbasierte analytische Methoden: Rastertunnelmikroskop (STM), magnetisches Rasterkraftmikroskop (MFM), Elektronenspin-Resonanz (ESR), Kernspin-Resonanz (NMR), magnetische Resonanz-Tomographie (MRT)
    • Ziele: Grundlegendes Verständnis, wie Spin zur Analyse verschiedener Materialien ausgenutzt werden kann, Arbeit mit modernsten High-End-Schülerexperimenten, Einblicke in den Einsatz der betrachteten Analysemethoden in der Forschung von SPIN+X

Ausgewählte Aspekte der entwickelten Lernkonzepte sollen bezüglich Konzeptverständnis, Neugier, Motivation und der Effekte auf die Kurs-, Studienfach-, bzw. Schwerpunkt-Wahl untersucht werden. Ein Fokus liegt dabei auf Gender-Aspekten (z.B. maskuline/feminine Konnotationen der Physik als Wissenschaft/Schulfach). Methodisch sollen, vor allem zur Beantwortung von Gender-Fragen, quantitative und qualitative Daten (Fragebögen, Interviews) mit impliziten Assoziationstests kombiniert werden.


Ansprechpartner: Katrin Hochberg, Michael Thees