Aarhus University Seal / Aarhus Universitets segl

Skvulpende atomer og forskningsspil • lær kvantefysik på en ny måde

Ansvarlig: Jacob Sherson

Arrangementets art og varighed: Interaktiv øvelse med computerspil og besøg i kvantecomputer-laboratoriet ca. 3 timer.

Deltagere: En gymnasieklasse. 

Forudsætninger: Alle elever skal have deres computer med. Niveauet kan tilpasses alle gymnasieårgange. Forudgående kendskab til kvantefysik er ikke påkrævet. 

Indhold:

Ved ScienceAtHome forsker vi bl.a. i kvantefysik, men ikke kun på den traditionelle måde; vi udvikler computerspil, hvor man løser forskningsspørgsmål ved hjælp af gamifikation. Vi udnytter altså den menneskelige intuition, og kombinerer intuition med computerens algoritmer for at løse komplekse problemstillinger. Løsningerne tages med i laboratoriet, hvor vi forsøger at bygge en kvantecomputer. Læs mere om ScienceAtHomes mission her

Vil dine elever hjælpe os med det?

Så giver vi til gengæld en spændende faglig dag på Aarhus Universitet med computerspil, klassisk- og kvantefysik samt et kig ned i vores højteknologiske laboratorium. 

Vi har udviklet en faglig pakkeløsning, sådan at du kan sammensætte dagen, så den passer til dine elevers niveau og den del af undervisningen, I er i gang med.

Basispakken indeholder: 

Spillet Quantum Moves. Faglige emner er Citizen Science, Kvantecomputeren og dens muligheder, Fysik efter 1900-tallet: Interaktionen mellem lys og atomer, partikel-bølgedualiteten, bølgefunktionen, tunneling og forskning vha. computerspil.

Herudover kan du vælge 2 af de følgende 5 pakker til dine elever:
Du skriver dine ønsker i tilmeldingsformularen under "Kommentarer til rammerne for besøget"

1.      Potential Penguin: Et spil der introducerer mekanisk energi og kræfter. Nogle af disse klassiske overvejelser kan eleverne bruge i spillet Quantum Moves. God til 1.g og 2.g

2.      Bohrs atommodel: Introduktion til Bohrs atommodel. God til 1.g

3.      Exciterede tilstande og superposition: I denne pakke vil eleverne lære at forstå, hvorfor atomvæsken i Quantum Moves “skvulper”. De bliver her introduceret for exciterede niveauer og superpositionsprincippet. God til 2.g

4.      Periodiske bevægelser: Introduktion til de harmoniske svingninger, kræfter og anvendelsen af denne viden i Quantum Moves. God til 3.g.

5.      Vilde kvantefænomener: I denne pakke introduceres eleverne til nogle af de eksotiske fænomener i kvantemekanikken fx spin, entanglement og Bose Einstein Kondensater. God til 2.g og 3.g


Øvrige oplysninger
Lektie: 

1.      HUSK COMPUTER TIL ALLE

2.      Alle elever skal installere Quantum Moves vha. dette link: https://www.scienceathome.org/games/quantum-moves-2/

3.      Opret en bruger ved ScienceAtHome


I kan ligeledes se filmen “Den forunderlige kvanteverden” enten før eller efter besøget for mere inspiration - https://filmcentralen.dk/alle/film/den-forunderlige-kvanteverden

Filmen kan ses på klassen eller som lektie. Filmen varer 45 min og er produceret af DR.

Spil

Eleverne skal i løbet af dagen spille forskellige lærings- og forskningsspil. Du kan selv prøve dem ved at trykke på de forskellige links. 

Læringsspil:

·         Psi og Delta + Particle in a box (De to spil handler om kvantefysiske fænomener som kvantisering, interaktionen mellem lys og atomer, energiniveauer og potentialer) : https://learnqm.gatech.edu

·         Potential Penguin (Om mekanisk energi): https://webgl.scienceathome.org/potentialpenguin/

Forskningsspil:

·         Fysik-spillet Quantum Moves (i nyeste version). Her undersøges forskellige kvantefysiske problemer, som computeralgoritmer ikke kan løse uden elevernes eller din hjælp. https://www.scienceathome.org/games/quantum-moves-2/

 

Hvis vi når det kan I også prøve nogle af vores andre spil.

·         Psykologi spillet Skill Lab Science Detective, som bruges til at skabe spillerprofiler. Forskningsspørgsmål: Hvem er gode til Quantum Moves?

https://www.scienceathome.org/games/skill-lab-science-detective/play-skill-lab/

 

Eleverne vil blive guidet gennem spillene, hvor de får lov at spille flere gange. De bliver introduceret for fysikken bag og kan dermed forbedre deres spil. Der vil også være konkurrencer løbende, hvor de konkurrerer mod hinanden og måske deres lærer :-)