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Forschung trifft Schule: Fortbildung zur Elementarteilchenphysik

Die Veranstaltung richtet sich an Lehrkräfte, die Teilchenphysik im Unterricht behandeln wollen und wenige Vorkenntnisse haben oder ihr Wissen auffrischen möchten. Die Fortbildung leistet eine umfassende Einführung in das Theoriegebäude der Teilchenphysik und befähigt die Teilnehmenden, das Themenfeld im Unterricht zu behandeln. In der Veranstaltung wird das Standardmodell als Theorie von Ladungen und Wechselwirkungen eingeführt. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf Anknüpfungsmöglichkeiten an den Lehrplan und didaktischen Herausforderungen. Weiterer Bestandteil der Fortbildung sind die Forschungsmethoden in der Teilchenphysik (Beschleuniger und Detektoren) sowie Grundlagen der Astroteilchenphysik. 

Inhalte der Fortbildung:

• Die vier fundamentalen Wechselwirkungen
• Das Standardmodell der Teilchenphysik als Theorie der Ladungen und Wechselwirkungen
• Ladungen als charakteristische Teilcheneigenschaften und Erhaltungsgrößen
• Das Ordnungsschema der Elementarteilchen (Multipletts)
• Gegenüberstellung von Botenteilchenmodell (Austauschteilchen) und Feldlinienmodell
• Teilchenphysikalische Forschungsmethoden (Beschleuniger und Detektoren)
• Grundlagen der Astroteilchenphysik
• Das Brout-Englert-Higgs-Feld und das Higgs-Teilchen

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Online-Fortbildungsreihe zu Messunsicherheiten im Physikunterricht

Haben Sie sich in Vorbereitung eines Experiments auch schon mal gefragt, wie Sie in Situationen reagieren, wenn…

    - Schülergruppen verschiedene Ergebnisse haben,

    - das Messergebnis vom Literaturwert abweicht,

    - Ursachen für Messfehler zu evaluieren sind,

    - die Güte einer Messung eingeschätzt werden soll,

    - die Erwartungshaltungen der Schüler*innen die Bewertung des Messergebnisses beeinflusst,

    - Ausreißer in den Daten zu finden sind,

    - Schüler*innen zu viele Stellen nach dem Komma angeben (Taschenrechnerergebnis),

    - gefragt wird, warum man die Zeit für 10 Perioden aufnehmen soll anstatt nur für eine,

    - Schüler*innen nicht vom Erfolg des Experiments überzeugt sind?

Eine Möglichkeit solchen Fragen souverän zu begegnen und gleichzeitig die Erkenntnisgewinnungskompetenzen zu fördern, ist die Einbindung von Messunsicherheiten (ehemals Messfehler) im Experiment.

Bisher fristeten Messunsicherheiten in den Rahmenlehrplänen der Länder ein Schattendasein. Mit Einführung der Bildungsstandards für die Oberstufe Physik von der KMK 2020 hat sich dies geändert, wodurch Messunsicherheiten künftig abiturrelevant sind.

Für die meisten sind die Erinnerungen an das Thema im Studium nicht die schönsten. Die hier angebotene Fortbildung möchte die Vorstellung darüber ändern und Ihnen zeigen, welches Potential hinter diesem Konzept steht!

Wir bieten Ihnen ein fachlich aufbereitetes, mit Lehrkräften bereits erprobtes und mit aktuellen Forschungsbefunden der letzten 10 Jahre entwickeltes Modell an, nachdem Sie Messunsicherheiten eindeutig, vollständig und leicht verständlich thematisieren können, ohne dabei „noch mehr“ in den ohnehin schon vollen Rahmenlehrplan integrieren zu müssen. Die Fortbildung ist kostenlos.

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Digitale Basiskompetenzen

DPG-Lehrerfortbildung: Digitale Basiskompetenzen

Wissenschaftliche Leitung:
Prof. Dr. Sebastian Becker-Genschow (Universität zu Köln), Prof. Dr. Christoph Thyssen (TU Kaiserslautern)

im Physikzentrum Bad Honnef
19. bis 21. April 2023

Nach einer Einführung zu aktuellen und möglichen zukünftigen Entwicklungen in der digitalen Unterstützung von naturwissenschaftlichem Unterricht wird der Orientierungsrahmen DiKoLAN (https://dikolan.de/) vorgestellt. In diesem Rahmen werden in den sieben Kompetenzbereichen Dokumentation, Präsentation, Kommunikation und Kollaboration, Recherche und Bewertung, Messwert- und Datenerfassung, Datenverarbeitung sowie Simulation und Modellierung einzelne aufeinander aufbauende  Basiskompetenzen definiert.

In den Erarbeitungsphasen werden auf Basis von DiKoLAN digital unterstützte Unterrichtsszenarien in Kleingruppen konzipiert und gemeinsam bezüglich der dafür notwendigen Kompetenzen evaluiert. Die Transformationsprozesse aus analogem Unterricht heraus in digitale und digital unterstützte Unterrichtskonzepte können mittels geeigneter Modelle unterstützt und reflektiert werden.

In den Hands-On Workshop-Phasen der Fortbildung werden konkrete Unterrichtsbeispiele vorgestellt, besprochen und/oder bearbeitet, in denen gezielt digitalisierungsbezogene Kompetenzen der Schülerinnen und Schüler im naturwissenschaftlichen Unterricht adressiert werden. Anhand dieser Beispiele wird deutlich, welche Beziehung zwischen den Kompetenzen von Lehrkräften und den Kompetenzzielen auf Seite der Schülerinnen und Schüler bestehen.

Die Veranstaltung schließt mit einer gemeinsamen Diskussion über Anforderungen an Lehrkräfte von heute und morgen in einer Zeit der digitalen Transformation sowie Möglichkeiten der Weiter- und Fortbildung, Schulentwicklung sowie Multiplikation an der eigenen Schule.

vorläufiger Stundenplan: https://www.dpg-physik.de/veranstaltungen/2023/proglf223-1.pdf

Ablauf: Der Kurs beginnt am Mittwoch mit einem gemeinsamen Abendessen um 18:30 Uhr, und endet nach einem Mittagessen 12:30 - ca. 14:00 Uhr am Freitag.

Die Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung hat ein Förderprogramm ins Leben gerufen, um aktiven Lehrkräften und Lehramtsanwärtern die Teilnahme an den Fortbildungen zu erleichtern. Die folgenden Teilnehmergruppen können finanziell bezuschusst werden:

• Referendare und Lehramtsstudierende: Komplette Erstattung der Kosten für Übernachtung und Verpflegung!
• Lehrkräfte im aktiven Schuldienst und DPG Mitglieder: Zuschuss bis 60% der Kosten.
• Lehrkräfte im aktiven Schuldienst, keine DPG Mitglieder: Zuschuss bis 25% der Kosten.

DPG Kurse sind auch für Nichtmitglieder offen. Infos zur DPG-Mitgliedschaft: https://www.dpg-physik.de/ueber-uns/mitgliedschaft/

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Gesteine - Boden - Fossilien als naturgeschichtliche Zeugnisse, Spurensuche auf der Halde Haniel

Diese Fortbildung wendet sich an naturwissenschaftliche Lehrpersonen aller Schulformen des Sekundarbereichs und bietet Anregungen für einen experimentellen, fächerübergreifenden Freilandunterricht. Die Untersuchung des Bodens (Schlämmprobe, pH-Wert, Kalkgehalt, Korngröße, ...) gibt uns Eigenschaften eines wichtigen Rohstoffs unserer Umgebung an. Der Boden und die in ihm enthaltenen GEsteine zeugen von einer erdgeschichtlich sehr bewegten Zeit unserer Region und unterliegen einem ständigen Wandel, wie sich auch an der Halde Haniel beobachten lässt. Im Abraumgestein finden sich zum Teil noch deutlich sichtbare Abdrücke von den Pflanzen, aus denen die Steinkohle entstand. Mit dem Hammer aufgeschlagene Gesteinsbrocken zegien mit etwas Glück ein originales, über 300 Millionen Jahre altes Fossil. Wir wollen diesen vielfältigen Unterrichtsbaustein mit ihnen praktisch erproben und die unterschiedlichen Möglichkeiten der Einbindung in den lehrplanorientierten Unterricht besprechen.

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Gravitationswellen-Astronomie DPG-Lehrerfortbildung | Beitrag zum Wissenschaftsjahr "Unser Universum"

DPG-Lehrerfortbildung: Gravitationswellen-Astronomie

Wissenschaftliche Leitung:
Prof. Dr. Karl-Heinz Lotze (U Jena), Prof. Dr. Andreas Malmendier (Utah State University), Dr. Frank Ohme (MPI für Gravitationsphysik, Hannover), Dr. Gudrun Wanner (MPI für Gravitationsphysik, Hannover) 

im Physikzentrum Bad Honnef
26. bis 30. Juni 2023

Der direkte Nachweis von Gravitationswellen ist das Ziel großer internationaler Detektor-Kollaborationen wie LIGO, GEO600 und Virgo. 
Die Gravitationswellen-Teleskope sind riesige Michelson-Interferometer, bei denen die modernsten Erkenntnisse der Quantenoptik Anwendung finden.
Das LIGO-Konsortium hat zum ersten Mal im September 2015 direkt Gravitationswellen von zwei kollidierenden Schwarzen Löchern nachweisen können. Im Jahr 2017 wurden Barry Barish, Kip Thorne and Rainer Weiss dafür mit dem Nobelpreis in Physik ausgezeichnet.

Indirekte Beweise für die Existenz von Gravitationswellen ergaben sich allerdings schon in den Achtziger Jahren durch die Beobachtung eines Doppelpulsars. Theoretisch vorhergesagte Abstrahlungsverluste durch Gravitationswellen müssen eine Verringerung des Abstandes beider Sterne zur Folge haben, was wiederum deren Umlaufdauer reduzieren sollte. Diese Verringerung der Orbitalperiode konnte tatsächlich durch radioastronomische Beobachtungen bestätigt werden, wofür schon 1993 Joseph Taylor und Russell Hulse mit dem Nobelpreis geehrt wurden.

Die Gravitationswellen-Astronomie bietet auch aus pädagogisch-didaktischer Sicht viel. Fundamentale Theorien der Physik wie Mechanik, Optik, Wellentheorie, Relativitätstheorie und Astronomie verbinden sich hier mit Datenanalyse und einer Vielzahl von Simulationen, Projekten und Lehrplänen, die online zur Verfügung stehen und die Behandlung von Gravitationswellen-Astronomie als multimediales und interaktives Lernprojekt fördern können.

In den Vorträgen und Workshops sollen einige wichtige Konzepte aller Facetten der Gravitationswellen-Astronomie herausgearbeitet und Ideen und Anregungen für den Physikunterricht entwickelt werden. Wir wollen insbesondere fragen, welche neuen astronomischen Erkenntnisse wir den ersten Jahren der direkten Beobachtung von Gravitationswellen verdanken und welche Pläne für den Bau neuer Detektoren es gibt. Auch historische Aspekte sollen eine Rolle spielen.

Die Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung hat ein Förderprogramm ins Leben gerufen, um aktiven Lehrkräften und Lehramtsanwärtern die Teilnahme an den Fortbildungen zu erleichtern. Die folgenden Teilnehmergruppen können finanziell bezuschusst werden:

• Referendare und Lehramtsstudierende: Komplette Erstattung der Kosten für Übernachtung und Verpflegung!
• Lehrkräfte im aktiven Schuldienst und DPG Mitglieder: Zuschuss bis 60% der Kosten.
• Lehrkräfte im aktiven Schuldienst, keine DPG Mitglieder: Zuschuss bis 25% der Kosten.

DPG Kurse sind auch für Nichtmitglieder offen. Infos zur DPG-Mitgliedschaft: https://www.dpg-physik.de/ueber-uns/mitgliedschaft/

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Naturphänomene

DPG-Lehrerfortbildung: Naturphänomene

Wissenschaftliche Leitung:
Prof. Dr. Michael Vollmer (TH Brandenburg)

im Physikzentrum Bad Honnef
9. bis 13. Oktober 2023

Die fachliche Fortbildung wird exemplarisch einzelne Naturphänomene behandeln, zum einen von den physikalischen Grundlagen her, zum anderen auch für den direkten Einsatz im Unterricht. Themen reichen von der atmosphärischen Optik über akustische Phänomene und das Erdmagnetfeld sowie der Bionik bis hin zu Naturgefahren und vielem mehr.

Ablauf: Der Kurs beginnt am Montag mit einem gemeinsamen Mittagessen um 12:30 Uhr, und endet nach einem Mittagessen 12:30 - ca. 14:00 Uhr am Freitag.

Die Wilhelm und Else Heraeus-Stiftung hat ein Förderprogramm ins Leben gerufen, um aktiven Lehrkräften und Lehramtsanwärtern die Teilnahme an den Fortbildungen zu erleichtern. Die folgenden Teilnehmergruppen können finanziell bezuschusst werden:

• Referendare und Lehramtsstudierende: Komplette Erstattung der Kosten für Übernachtung und Verpflegung!
• Lehrkräfte im aktiven Schuldienst und DPG Mitglieder: Zuschuss bis 60% der Kosten.
• Lehrkräfte im aktiven Schuldienst, keine DPG Mitglieder: Zuschuss bis 25% der Kosten.

DPG Kurse sind auch für Nichtmitglieder offen. Infos zur DPG-Mitgliedschaft: https://www.dpg-physik.de/ueber-uns/mitgliedschaft/

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Low-cost Schülerexperimente zur Quantentechnologie

DPG-Lehrerfortbildung: Low-cost Schülerexperimente zur Quantentechnologie

Wissenschaftliche Leitung:
Prof. Dr. Markus Gregor (FH Münster), Prof. Dr. Stefan Heusler (Universität Münster), Dr. Alexander Pusch (Universität Münster)

im Physikzentrum Bad Honnef
26. bis 29. November 2023

Der Physikunterricht in der Sekundarstufe II ist durch Schlüsselexperimente geprägt. Aufgrund der komplexeren und meist auch teureren experimentellen Aufbauten können - anders als in der Sekundarstufe I - oftmals allerdings nur Demonstrationsexperimente bzw. Animationen, Simulationen und Videos anstelle von Schülerexperimenten eingesetzt werden. Für die Lernenden geht so aber ein Teil der Erfahrungen verloren, die in einem selbst durchgeführten Experiment gesammelt werden können. Das Zuschauen beschränkt die Erfahrungen auf optische und akustische Eindrücke aus der Zuschauerperspektive. Haptische Rückmeldung und Eindrücke über das nötige Feingefühl während experimenteller Handlungen, etwa bei der Justage (moderner) Wellen- und Quantenoptischer Experimente, werden so kaum vermittelt.

Zentrales Element der Fortbildung sind ausgedehnte Workshopphasen, in denen neue Low-Cost-Schülerexperimente (auf Basis von 3D-Druck und Microcontrollern) zur Wellen- und Quantenoptik in Theorie und Praxis vorgestellt werden. Die Experimente reichen von Interferometrie, über Modellexperimente zur Quantenkryptografie, bis hin zu spinabhängigen optischen Anregungen von Farbzentren im Diamanten. Flankierende Vorträge zeigen die aktuelle Bedeutung und Anwendungen der Experimente, insbesondere im Kontext von Quantencomputing, Quantenkommunikation und Quantensensorik. Alle in dieser Fortbildung gezeigten Experimente sind für den direkten Einsatz im Schulunterricht konzipiert worden.

• Referendare und Lehramtsstudierende: Komplette Erstattung der Kosten für Übernachtung und Verpflegung!
• Lehrkräfte im aktiven Schuldienst und DPG Mitglieder: Zuschuss bis 60% der Kosten.
• Lehrkräfte im aktiven Schuldienst, keine DPG Mitglieder: Zuschuss bis 25% der Kosten.

DPG Kurse sind auch für Nichtmitglieder offen. Infos zur DPG-Mitgliedschaft: https://www.dpg-physik.de/ueber-uns/mitgliedschaft/

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Science on Stage Festival 2018

Auf der größten deutschen Ideenbörse für MINT-Lehrkräfte von der Grundschule bis zur Oberstufe, treffen sich rund 100 Kolleginnen und Kollegen aus dem ganzen Land, um sich auf unserem Bildungsmarkt über Materialien und Konzepte auszutauschen und neuen Schwung für ihren Schulalltag mitzunehmen. Neben dem Bildungsmarkt, auf dem ausgewählte Lehrkräfte ihre Projekte an einem Stand vorstellen, gibt es spannende Kurzpräsentationen und praxisorientierte Workshops. Interessierte Lehrkräfte sind herzlich dazu eingeladen, das Festival am 17. November am Open Day zu besuchen.

Die vorgestellten Projekte sind eingeteilt in folgende Leitthemen und werden nach dem Motto "Von Lehrkräften für Lehrkräfte" präsentiert:

- Naturwissenschaften für die Jüngsten

- Naturwissenschaften und unsere Umwelt

- Digitale Bildung in den Naturwissenschaften

- Inklusion in den Naturwissenschaften

- Low-Cost-Projekte in den Naturwissenschaften

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RUB Teachers' Day

Zu einem attraktiven Fortbildungstag lädt die Professional School of Education (PSE) der Ruhr-Universität am 24. Februar 2018 Lehrerinnen und Lehrer aller Fächer erstmals ein. Der „RUB Teachers' Day" ist ein gemeinsames Fortbildungsangebot der PSE und aller lehrerausbildenden Fakultäten der RUB. Wissenschaftsorientiert, fachbasiert und vielfältig, bietet der Tag rund 50 themen- und fachorientierte Einzelveranstaltungen. Hierbei reicht die Bandbreite vom „Umgang mit Gefahrstoffen an Schulen" über „Leichte Sprache im inklusiven Deutschunterricht" und „Goethes Faust“ bis hin zu „Anne Franks Tagebuch im kompetenzorientierten Geschichtsunterricht" oder „Das kritische Gespräch: Simulation von Lehrer/Eltern-Gesprächen". Diese und zahlreiche weitere fachwissenschaftliche und fachdidaktische Fortbildungen für Lehrkräfte dienen dem `Update´ der eigenen Fachkenntnisse, dem berufsbezogenen Austausch und der Netzwerkpflege der Teilnehmerinnen und Teilnehmer untereinander.

Über den Vormittag erwartet die Lehrkräfte zunächst ein Vortrag von Ralph Caspers (TV-Moderator mehrerer Wissenssendungen) sowie ein „Marktplatz." Tauschen Sie sich dabei an Ständen mit Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern der Ruhr-Universität über neue Publikationen und Materialien aus, die rund um das Feld „Schule, Lernen und Unterricht" an der RUB entstanden sind und vorgestellt werden.

Wir freuen uns auf Ihren Besuch beim 1. RUB Teachers´ Day

Ihre Professional School of Education

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Online-Kurs: LEGO Mindstorms

Die Teilnehmer*innen des Workshops werden mithilfe des LEGO Mindstorms EV3 an die Programmierung von Robotern herangeführt. Das didaktische Konzept zum Anwenden im Unterricht steht dabei im Vordergrund. Teilnehmer*innen bekommen ein Zertifikat. In der ersten Hälfte geht es um die klassischen Basisfunktionen, die zum Steuern des Roboters notwendig sind. Wir geben außerdem einen kleinen Einblick, wie ein Roboter auf seine Umgebung reagieren kann. Dabei wird z.B. Bezug genommen auf das in der Informatik geltenden Konzept der Schleifen. In der zweiten Hälfte geht es spezieller um den Umgang mit Sensoren. Wir gehen der Frage auf den Grund, wie sich ein Staubsaugroboter zurechtfindet und wollen den EV3 aus unserem Labyrinth entkommen lassen. Dabei wird Bezug auf das in der Informatik geltenden Konzept der „Wenn-Dann-Anweisungen“ genommen.