BMBF-Pilotprojekt - Institut für Kern- und Teilchenphysik

BMBF-Pilotprojekt
Spitzenforschung, Erkenntnisvermittlung
und Nachwuchsgewinnung aus einer Hand
Plenarversammlung KFP
Bad Honnef, 06.06.2017
Uta Bilow, TU Dresden
Physik als fundamentale Wissenschaft
►Warum sind die Dinge so, wie sie
sind?
►Erforschung grundlegender
Fragen nach Entstehung und
Aufbau der Welt
(Urknall, Kosmologie, Materie,
Bausteine, Wechselwirkungen…)
►Reduktion auf wenige Prinzipien
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Nachwuchs und Dialog
► „Die Sicherung des wissenschaftlichen Nachwuchses,
der ja nicht nur für sie selbst, sondern für die Zivilgesellschaft als
Ganzes von hervorragender Bedeutung ist, wird nicht durch PRKampagnen erreicht, sondern durch die Konzentration auf jene
Öffentlichkeiten, um deren Gewinnung es letztlich geht.
► Das sind zum einen […]Studenten […]. Zum anderen sind es die
Schüler, deren Neugier in Begeisterung für die Wissenschaft
umgewandelt werden muss. […]
► In solchen Projekten sind die Wissenschaft und Schülerinnen
und Schüler in einen wirklichen Dialog eingebunden.“
Weingart, Peter: Die Wissenschaft der Öffentlichkeit. Essays zum Verhältnis von Wissenschaft, Medien und
Öffentlichkeit. Velbrück Wissenschaft, Weilerswist 2005
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Ein Szenario für „wirklichen Dialog“
►Handeln als „Wissenschaftler/in für einen Tag“
 Möglichst nahe an aktueller Forschung
• Nachvollziehen, was die Wissenschaftler/innen gerade tun
 Eigene „hands-on“ Aktivitäten
• hören = vergessen, sehen = erinnern, tun = verstehen
►Authentische Erfahrungen
 Analyse echter wissenschaftlicher Daten
 Treffen und Diskussion mit Wissenschaftler/innen
►Einblick in den Forschungsprozess
 Benutzung einschlägiger Methoden und Werkzeuge
 Vergleiche zwischen Experiment und Theorie
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Bedeutung eines „großen Bildes“
S
LHC:
Nachstellen der
Prozesse zwischen
Elementarteilchen
10-12 s nach dem
Urknall
S
Teilchenbeschleuniger:
S
LHC
S
S
LEP
http://lhc-milestones.web.cern.ch/lhc-milestones
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Geschichte der Physik
Zurück zum Urknall
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Forschung der Superlative
Größte Maschine der Welt
10.000 Mitarbeiter aus 85 Nationen
Hochkomplexe Technik
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Teilchenphysik-Masterclasses
►Jugendliche als Forscher für einen Tag
►Anleitung durch Teilchenphysiker/-in
Experte = “Master” (Meisterkurs)
►Einführende Vorträge
►Messung mit Originaldaten
►regionale Masterclasses
überall in Deutschland
►Forscher/-innen gehen in die Schulen
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Astroteilchen-Projekte
►Schnittstelle von Astronomie, Kosmologie
und Teilchenphysik erlebbar machen
►Kennenlernen des Forscheralltags
►Forschungswochen und Projektarbeiten
CosMO-Experiment
Nebelkammer
►Ausleihen von Detektoren an Schulen
►Masterclasses mit Daten von
Großexperimenten (Pierre-AugerObservatorium, Polarstern, Neumayer
Station etc.)
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Kamiokanne
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Netzwerk Teilchenwelt
►Netzwerk zwischen Wissenschaftlern,
Jugendlichen im Alter von 15-19 und
Lehrkräften
►mit direktem Kontakt zum CERN
►28 Institute an 25 Orten
►Projektteam:
TU Dresden / DESY in Zeuthen / CERN
►Seit 2010
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Vermittler
►DoktorandInnen und MasterandInnen
►Durchführung Masterclasses
►Betreuung Schülerforschungsarbeiten
►Aufwandsentschädigung + Fahrtkosten
►2-tägige Weiterbildung in
Wissenschaftskommunikation,
Vermittlung, Präsentationstechnik und
Didaktik (Soft Skill Workshop)
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Das Stufenprogramm von Netzwerk Teilchenwelt
Forschungsmitarbeit
Forschungsarbeiten
Vertiefungsprogramm
(CERN)
Qualifizierungsprogramm
Basisprogramm
CERNWorkshops/
Projektwochen
Aktive Mitarbeit
Weitergabe des Gelernten
AstroteilchenForschungswochen
Teilnahme an
Masterclasses
(Teilchenphysik-, International-,
Astroteilchen-Masterclasses)
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Jugendliche
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10 Forschungsprojekte am
CERN + weitere an den
Standorten
60 bei CERN-Workshops
ca. 250 in
Vertiefungsstufen
> 5000 Jugendliche pro
Jahr arbeiteten mit
Originaldaten und/oder
Teilchendetektoren
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Neu: BMBF-Pilotprojekt
►Aufbauend auf Strukturen und Programmen von
Netzwerk Teilchenwelt
►02/2017 – 06/2018
►Querschnittsaktivität, alle FSPs am LHC beteiligt
►FSPs = 4 BMBF-Forschungsschwerpunkte
(ATLAS, CMS, ALICE, LHCb)
►„Spitzenforschung, Erkenntnisvermittlung und
Nachwuchsgewinnung aus einer Hand“
 Verbreitung von Erkenntnissen der Spitzenforschung in
den FSPs
 Teilhabe der Öffentlichkeit an der Forschung
 Nachwuchsförderung und –sicherung
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Neu: Fellows
►Alumni von NTW
►Jetzt im Physikstudium
►Interessiert an Teilchen- und
Astroteilchenphysik
►Ziel: verstärkte Vernetzung mit den
lokalen Forschungsgruppen
 Nachwuchsgewinnung
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Möglichkeiten als Fellow
►Anbindung an lokale Forschungsaktivitäten
 Hospitationen
 SHK
 Forschungs-Praktika
 Vermittler/in im Netzwerk Teilchenwelt
 Beteiligung an weiteren lokalen outreach-Aktivitäten
►Vernetzung lokal und bundesweit
 Mentoring (als Mentor und Mentee)
 Stammtische
 NTW-Fellow-Treffen
 Soft Skill Workshops (Kommunikation,
Wissenschaftsvermittlung, Präsentationstechnik)
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Win-win-Situation
►Standorte
 Hochmotivierte, an Teilchenphysik interessierte Studierende als künftige
Mitarbeiter in den Forschungsgruppen
 Unterstützung für outreach-Aktivitäten (Lange Nacht der Wissenschaft,
Physik für Flüchtlinge, Tag der offenen Tür, Masterclasses etc.)
►Fellows
 Anschluss an Forschungsgruppen
 Weiterbildung, fachlich und persönlich
 Vernetzung untereinander
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Band 1: Ladungen, Wechselwirkungen und
Teilchen
 112 Seiten
 Zentral: Ladungsbegriff
•
•
•
Ordnungsschema der Teilchen
Anordnung in Multipletts
Ladungserhaltung
 Fördert Verständnis der grundlegenden
Konzepte des Standardmodells im
Gegensatz zu bloßem
Auswendiglernen der Teilchen
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Band 3: Kosmische Strahlung

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
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
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32 Seiten
Fokus: Untersuchung von Myonen
Hintergrundinfos für Lehrkräfte
Fachtext für Schüler/innen
Aktivitäten, Aufgaben und Lösungen
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Fortbildungen zur Teilchenphysik
3 Formate
► Allgemeine Lehrerfortbildung
Einführung in die Teilchenphysik mit Erarbeitung
von Unterrichtssequenzen
 6 Termine in 2017

► Multiplikatoren-Fortbildung
 Vermittlung theoretischer Inhalte auf erhöhtem
Niveau mit speziellem Fokus auf die Aus- und
Weiterbildung von Lehrkräften
 Einmal jährlich - nächster Termin 2018
► Summer School am CERN
 6-tägiges Intensivprogramm am CERN
 30.7. – 5.8.2017 Genf
www.teilchenwelt.de/angebote/lehrerfortbildungen-forschung-trifft-schule/
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LEIFI Physik Portal
www.leifiphysik.de/themenbereiche/
teilchenphysik
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Teilchensteckbriefe
►61 Karten: Materie- und
Antimaterieteilchen, Austauschteilchen, Higgs-Boson
►Gelegenheit zu eigenen Aktivitäten
►Ordnen, diskutieren, vertraut
werden
►Handreichung mit methodischen
Anregungen
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Materialsammlung
►Hintergrundinformationen und Arbeitsblätter zu
 Teilchenphysik - Forschung und Anwendungen
 ATLAS-Detektor
 Teilchensteckbriefen
►Erhältlich als…
 Gedruckte Version
 Download als pdf www.teilchenwelt.de/material
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Das Pilotprojekt leistet…
►Transparenz und Dialog
►Bedeutung Grundlagenforschung vermitteln
►Faszination wecken
 für grundlegende Fragen über unser Universum
►Authentische Erfahrungen ermöglichen
 mit eigenen Messungen an Originaldaten
 durch eigenständiges Experimentieren
►Nachwuchsgewinnung und -förderung
►Weiterbildung junger Wissenschaftler/innen in Kommunikation + Didaktik
►Wissenstransfer in die Schulen
 Experimente, Materialien, LFB
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Danke für Ihre Aufmerksamkeit!
www.teilchenwelt.de
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