O mundo fomentar do mundo da mecânica quântica oferece muitas oportunidades para envolver os alunos do ensino fundamental e médio em aulas importantes de STEM, diz Todd Campbell, professor de instrução científica da Escola de Instrução da Universidade de Connecticut.
Não somente o reino quântico é fascinante por suas implicações estranhas, porquê ação assustadora à intervalo e o Paradoxo do gato de SchrodingerComputação quântica e outras pesquisas quânticas estão crescendo campos STEM, que os alunos atuais do ensino fundamental e médio podem unir e impactar. Tudo isso oferece uma oportunidade educacional suasório, diz Campbell.
“Queremos que os alunos vejam as partes emocionantes inacabadas de que possam desempenhar um papel”, diz ele. “Queremos que eles vejam que estamos no limite, e há aplicativos e coisas que ainda nem descobrimos, e você Pode fazer secção disso. ”
Para esse termo, o verão pretérito Campbell e colegas dos departamentos de química e mídia do dedo da UConn sediaram um evento de desenvolvimento profissional de três dias para professores de química do ensino médio, com o objetivo de ajudá-los a produzir um novo currículo de K-12 para conceitos de química. A idéia era fornecer lições e idéias específicas para maneiras pelas quais os professores do ensino fundamental e médio podem apresentar aos alunos o mundo quântico e suas aplicações na vida cotidiana. Para fazer isso, eles criaram uma unidade específica no nível do ensino médio, com base na tecnologia moderna construída sobre a mecânica quântica.
Campbell compartilha porquê essa prelecção foi desenvolvida e porquê o pensamento por trás disso pode levar a outras lições quânticas baseadas em mecânicas.
Ensinar mecânica quântica com a ajuda da TV moderna
Muitos estudantes não terão que olhar muito para ver porquê a mecânica quântica influencia suas vidas. Se eles têm uma TV moderna, há uma chance decente de que seja alimentada por QLED tecnicamente, o que é encurtado para o diodo emissor de luz do DOT quântico.
Campbell e seus colegas desenvolveram uma unidade quântica do ensino fundamental Padrões científicos da próxima geraçãoque foram adotados pela maioria dos estados. Durante a unidade, os alunos aprendem sobre porquê pontos quânticos e nanopartículas, que o poder QLEDS, foram desenvolvidos na dezena de 1980, com os cientistas que inventaram esses premiados no Prêmio Nobel em Química Em 2023. Os alunos precisam fazer qualquer trabalho para entender e conceituar por que essa tecnologia é uma melhoria em relação a uma TV LED tradicional.
“Queríamos que os alunos pensassem conosco sobre o que é a televisão liderada pela Quantum Dot que os tornava melhores do que somente uma televisão LED. Portanto, por que as pessoas estão tão animadas? ” ele diz. “Esses pontos quânticos encontraram amplas aplicações técnicas e de saúde”.
Impactos ambientais e de justiça
Por mais impressionante que seja a tecnologia QLED, Campbell e seus colegas queriam prometer que sua prelecção também incentive os alunos a pensarem nas implicações dessa tecnologia.
“Segmento do que tentamos fazer em todo o nosso trabalho é que tentamos pensar em porquê as inovações para alguns podem ser poluições para outros”, diz Campbell. “Portanto, estamos tentando pensar sobre quais são os perigos dos pontos quânticos. E pensamos porquê Mercúrio de Cádmio e Lead, ou os compostos que geralmente são usados para fazê -los, e aqueles que você conhece nessa graduação também podem ter perigos que não estamos cientes. ”
O impacto que as tecnologias quânticas emergentes terão na sociedade é outra razão pela qual faz sentido debutar a dar aos alunos lições práticas em mecânica quântica, diz Campbell.
“Os alunos podem fazer secção de prometer que haja justiça na maneira porquê esse trabalho se desenrola”, diz ele. “Portanto, não é um conglomerado corporativo que decide se contratar para a tecnologia quântica, são as pessoas que estão decidindo o que é e não é a maneira porquê queremos continuar em direção a levante trabalho sem explorar, extrair e desmembrar as coisas.”
Conselhos para professores
A unidade de TVs LED quântico desenvolvida na UConn está disponível para outros educadores. No entanto, Campbell diz que não é a única maneira de os educadores incorporarem a exploração mecânica quântica em suas lições.
“Nascente é um exemplo de um foco científico contemporâneo de ponta”, diz Campbell. “Existem muitos outros, e você realmente precisa usar as idéias básicas básicas que estamos ensinando aos alunos a chegar lá. Portanto, é uma emprego muito boa dessas idéias fundamentais para chegar à extremidade do que você pode estar aprendendo. ”
A grande idéia é que conectar os conceitos aparentemente distantes de mecânica quântica a um item quotidiano, porquê uma TV, ajude os alunos a conceituar melhor o que é a mecânica quântica.
“Os alunos aprendem as coisas e, ao utilizar, podem fazer uma rede de conexões que os leva a pensar com essas idéias mais tarde”, diz Campbell.
