Research Foci
- Modellbildung und multiple Repräsentationen in moderner Physik
- Konzeptverständnis Quantenphysik
- Einsatz digitale Technologien in der Lehre
- Climate and sustainability
CV
Academic Education
- Promotion zum Dr. phil. nat. an der Universität Essen (AG Prof. Haake)
WorkExperience
- wiss. Mitarbeiter am Institut für Didaktik der Physik an der Westfälischen Universität Münster.
Teaching
- Seminar: Didactic reconstruction of selected topics of current physical research [118814]
(in cooperation with Dr. Alexander Pusch, Till-Hendrik Wende)
[ - | | wöchentlich | Do | IG1 238 | Prof. Dr. Stefan Heusler] - Seminar: Seminar for Ph. D. students [108652]
(in cooperation with Prof. Dr. Susanne Heinicke, Prof. Dr. Anna Windt, Prof. Dr. Simone Kröger, Prof. Dr. Gilbert Greefrath, Prof. Dr. Nicola Meschede, Prof. Dr. Marcus Hammann, Prof. Dr. Annette Marohn)[ - | Prof. Dr. Susanne Heinicke]
[ - | Prof. Dr. Susanne Heinicke]
[ - | Prof. Dr. Susanne Heinicke]
[ - | Prof. Dr. Susanne Heinicke] - Seminar: Außerschulische Lernorte [118802]
[ - | | wöchentlich | Fr. | IG1 719 | Prof. Dr. Stefan Heusler] - Tutorium: Mathematik-Tutorium für Zwei-Fach-Bachelor und Bachelor BK [118804]
[n. V. | Prof. Dr. Stefan Heusler] - Tutorium: Tutorial Physics II [118819]
[ - | | wöchentlich | Mi | IG1 719 | Prof. Dr. Stefan Heusler] - Kolloquium: Colloquium (Kolloquium) [118810]
(in cooperation with Dr. Alexander Pusch, Prof. Dr. Susanne Heinicke, Dr. Daniel Laumann, Dr. Larissa Fühner)
[ - | | wöchentlich | Di | IG1 719 | Dr. Alexander Pusch] - Tutorial: Reflecting physics A from an educational point of view [118793]
[ - | | wöchentlich | Di | IG1 719 | Prof. Dr. Stefan Heusler]
- Seminar: Didactic reconstruction of selected topics of current physical research [118814]
Publications
- . . ‘Modelling assisted tunneling on the Bloch sphere using the Quantum Composer.’ European Journal of Physics 45, № 2. doi: 10.1088/1361-6404/ad139a.
- . . „Aber was kann man damit anfangen? Unterrichtsideen und Materialien für eine auf die Energiewende bezogene Berufsorientierung im Physikunterricht.“ Naturwissenschaften im Unterricht Physik 35, № 201/202: 90–93.
- . . ‘Analyzing the Effective Use of Augmented Reality Glasses in University Physics Laboratory Courses for the Example Topic of Optical Polarization.’ Journal of Science Education and Technology . doi: 10.1007/s10956-024-10112-0. [accepted / in Press (not yet published)]
- . . ‘Effects of student-owned and provided mobile devices on mathematical modeling competence: investigating interaction effects with problematic smartphone use and fear of missing out.’ Frontiers in Education 9: 1167114. doi: 10.3389/feduc.2024.1167114.
- . . „Everything can be magnetized: simulating diamagnetic and paramagnetic response of everyday materials in magnetic balance experiments.“ Physics Education 58, № 2. doi: 10.1088/1361-6552/acad58.
- 10.48550/arXiv.2302.06286. . ‘The impact of an interactive visualization and simulation tool on learning quantum physics: Results of an eye-tracking study.’ Physics Education 58. doi:
- . . ‘Modular low-cost 3D printed Setup for Experiments with NV centers in Diamond.’ European Journal of Physics 44. doi: 10.1088/1361-6404/acbe7c.
- . . ‘Smartphone Usage in Science Education: A Systematic Literature Review.’ Education Sciences 13, № 4: 345. doi: 10.3390/educsci13040345.
- . . ‘Seeing the unseen – enhancing and evaluating undergraduate polarization experiments with interactive Mixed-Reality technology.’ European Journal of Physics 44, № 6: 065701. doi: 10.1088/1361-6404/acf0a7.
- . . ‘Teaching Quantum Optics and Quantum Cryptography with Augmented Reality Enhanced Experiments.’ In Q 23 Optomechanics I & Optovibronics , edited by , 1. Bad Honnef: Deutsche Physikalische Gesellschaft.
- . . ‘The Quantum Curriculum Transformation Framework for the development of Quantum Information Science and Technology Education.’ Physics Education 58, № 6. doi: 10.48550/arXiv.2308.10371.
- (Eds.): . U1 x U2 x U3: QuantumVisions. Münster: SCIENCeMOTION.
- . . „Quantentechnologien unterrichten? Schulische Zugänge mit den Wesenszügen der Quantenphysik und didaktische Potenziale.“ Naturwissenschaften im Unterricht Physik 34, № 198: 2–6.
- . . „Was ist so besonders an Superpositionen? Von Überlagungen in der klassischen Wellenlehre zu Superpositionen in der Quantenphysik.“ Naturwissenschaften im Unterricht Physik 34, № 198: 8–11.
- . . „Quantenoptik mit modularen Schülerexperimenten. Low-Cost-Experimente mit dem 3-D-Drucker zur Anwendungsbeispielen von Quantentechnologien.“ Naturwissenschaften im Unterricht Physik 34, № 198: 21–26.
- . . „Erklärvideos zur Quantenverschränkung. Ein Unterrichtskonzept mit Erklärvideos und Hinweise zu ihrer Auswahl.“ Naturwissenschaften im Unterricht Physik 34, № 198: 34–37.
- . . „Digitaler Werkzeugkasten für den Quantenphysikunterricht.“ Naturwissenschaften im Unterricht Physik 34, № 198: 38–39.
- . . „Modulare Low-Cost Experimente zur Wellen- und Quantenoptik.“ PhyDid B - Didaktik der Physik - Beiträge zur DPG-Frühjahrstagung 2023: 1–4.
- . . „Low-Cost Schülerexperimente zur Wellenoptik. Ein modulares 3D-gedrucktes Experimentierset.“ Der mathematisch-naturwissenschaftliche Unterricht 05: 413–420.
- . . „Visualisieren – eine Kunst des Sichtbarmachens. Visualisierungen für das Lehren und Lernen von Physik nutzen.“ Naturwissenschaften im Unterricht Physik 33: 2–6.
- . . „Visualisieren als Kulturgut.“ Naturwissenschaften im Unterricht Physik 33, № 188: 8–9.
- . . ‘Kontiguität im Kontext handlungsorientierter Lernumgebungen. Ergebnisse einer Vergleichsstudie.’ In Unsicherheit als Element von naturwissenschaftlichen Bildungsprozessen, edited by , 640–643. Essen: Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik.
- . . ‘BYOD vs pool: Effects on competence development and cognitive load.’ In Proceedings of the Twelfth Congress of the European Research Society in Mathematics Education (CERME12), edited by , 2783–2790. N/A: Selbstverlag / Eigenverlag.
- . . „Aspects of entropy in classical and in quantum physics.“ Journal of Physics A: Mathematical and Theoretical 55, № 40. doi: 10.1088/1751-8121/ac8f74.
- . . „Schüler- oder schuleigene Smartphones im Physikunterricht?“ In Unsicherheit als Element von naturwissenschaftsbezogenen Bildungsprozessen, herausgegeben von , 20–24. Essen: Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik.
- . . ‘Exploration wichtiger ästhetischer Qualitäten der Wissenschaftsillustration am Beispiel von MR- AR- und Web3DApplikationen zur Präsentation von Experimenten in der Quantenphysik.’ Contributed to the DPG-Frühjahrstagung, virtuell.
- . . ‘Die Rolle räumlicher Kontiguität beim Lernen am Experiment .’ In DD 3 Neue / digitale Medien – Konzeption, edited by , 3. Bad Honnef: Deutsche Physikalische Gesellschaft.
- . . ‘Technische Entwicklung eines Augmented-Reality-Experiments zu polarisationsverschränkten Photonenpaaren.’ In DD 17 Neue / digitale Medien – AR, edited by , 1. Bad Honnef: Deutsche Physikalische Gesellschaft.
- . ‘Exploration wichtiger ästhetischer Qualitäten der Wissenschaftsillustration am Beispiel von MR- AR- und Web3D-Applikationen zur Präsentation von Experimenten in der Quantenphysik .’ contributed to the DPG Springmeeting 2022, Heidelberg, .
- . . „Raumkrümmung zum Anfassen – Sektormodelle aus dem 3D-Drucker.“ Physik und Didaktik in Schule und Hochschule 1, № 21.
- . . ‘Modeling in nuclear physics: a visual approach to the limitations of the semi-empirical mass formula.’ European Journal of Physics 43, № 3: 1–8. doi: 10.1088/1361-6404/ac4d7c.
- . . ‘A simple modular kit for various wave optic experiments using 3D printed cubes for education .’ Physics Education 2022, № 57: 1–13. doi: 10.1088/1361-6552/ac4106.
- . . ‘Physics competitions in the time of a pandemic: 3D printing as a new approach to the quantitative investigation of cartesian divers at home.’ European Journal of Physics 2022, № 43/1: 1–13. doi: 10.1088/1361-6404/ac3a12.
- . . „Eigene Smartphones im MINT-Unterricht – Gelingensbedingungen.“ In Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?, herausgegeben von , 757–760. Essen: Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik.
- . . „Workbooks zum Klimawandel Methodisch vielfältige Materialien mit digitalen Ergänzungen für die Sekundarstufe I und II.“ Naturwissenschaften im Unterricht Physik 183/184: 33–36.
- . . „Digitale Medien und Experimente - Perspektiven aus der Schulpraxis.“ In Naturwissenschaftlicher Unterricht und Lehrerbildung im Umbruch?, herausgegeben von , 661–664. Essen: Gesellschaft für Didaktik der Chemie und Physik.
- . . „Quantentechnologien im Lehrplan. Welche Rolle sollten aktuelle Anwendungen der Quantenphysik in der Schule spielen?“ Physik Journal 20: 86–89.
- . . ‘Physikalische Modelle erfahrbar machen - Mixed Reality im Praktikum.’ In PhyDid B, edited by , 415–420. Berlin.
- . . ‘Real-time data acquisition using Arduino and phyphox: measuring the electrical power of solar panels in contexts of exposure to light in physics classroom.’ Physics Education 56: 1–13. doi: 10.1088/1361-6552/abe993.
- . . „The Topological Origin of Quantum Randomness.“ Symmetry 13, № 4. doi: 10.3390/sym13040581.
- . . ‘A Knot Theoretic Extension of the Bloch Sphere Representation for Qubits in Hilbert Space and Its Application to Contextuality and Many-Worlds Theories.’ Symmetry 12: 1135.
- . . „Lernmaterialien mit digitalen Enhancements erstellen.“ In Digitale Basiskompetenzen - Orientierungshilfe und Praxisbeispiele für die universitäre Lehramtsausbildung in den Naturwissenschaften, herausgegeben von , 115.
- . . „3D-Druck im Physikunterricht. Von den Grundlagen zu vielfältigen Anwendungsfeldern.“ Plus Lucis 4: 4–9.
- . . „Messwerterfassung am (eigenen?) Smartphone. Ein Beispiel für eine digital angereicherte Lernumgebung zum Thema Elektromobilität.“ Naturwissenschaften im Unterricht Physik 179: 18–22.
- . . „Smartphone, Tablet und Notebook: Was eignet sich wofür?“ Naturwissenschaften im Unterricht Physik: Digitale Bildung 30, № 179: 12–13.
- . . „smart for science - Gelingensbedingungen für den Einsatz schülereigener Smartphones im mathematisch-naturwissenschaftlichen Unterricht.“ In PhyDid-B - Didaktik der Physik – DPG-Frühjahrstagung, 2020, herausgegeben von , 319–326. Berlin.
- . . „3D-Druck im Physikunterricht.“ Physik Journal 19: 42–44.
- . . „MiReQu – Mixed Reality Lernumgebungen zur Förderung fachlicher Kompetenzentwicklung in den Quantentechnologien.“ In PhyDid B, herausgegeben von , 451–459. Berlin.
- . . „Themenheft "Digitale Bildung".“ Naturwissenschaften im Unterricht Physik 179.
- . . ‘Gestalt and Functionality as independent dimensions of mental models in science.’ Research in Science Education 49: 1–15. doi: 10.1007/s11165-019-09892-y,2019.
- . . ‘A Haptic Model of Entanglement, Gauge Symmetries and Minimal Interaction Based on Knot Theory.’ Symmetry 11 (11): 1399. doi: 10.3390/sym11111399.
- . . ‘A Haptic Model for the Quantum Phase of Fermions and Bosons in Hilbert Space Based on Knot Theory.’ Symmetry 2019, 11(3), № 426. doi: 10.3390/sym11030426.
- . . „Interdisziplinäre Konzeptentwicklung interaktiver digitaler Lehr-Lernmedien durch Fachdidaktik und Design.“ Beitrag präsentiert auf der DPG Frühjahrstagung 2018, Würzburg.
- . . ‘“Modeling decoherence with qubits”.’ European Journal of Physics 39 (2).
- . . „Ein haptischer Zugang zu Moden von Kugelschwingungen.“ Beitrag präsentiert auf der DPG Frühjahrstagung 2018, Würzburg.
- . . ‘Learning About Paramagnetism and Diamagnetism: A Teaching-Learning Sequence Based on Multiple Representations.’ In Proceedings of the ESERA 2017 Conference. Research, Practice and Collaboration in Science Education, edited by , 691–700.
- . . ‘Modelling spin.’ European Journal of Physics 39, № 6. doi: 10.1088/1361-6404/aae3ba.
- . . ‘A haptic model of vibration modes in spherical geometry and its application in atomic physics, nuclear physics and beyond.’ European Journal of Physics 39, № 4. doi: 10.1088/1361-6404/aab9fd.
- . . ‘Towards a quantum internet.’ European Journal of Physics 85.
- . . „Entwicklung und Evaluation eines Hochschullehrkonzepts zum Magnetismus.“ Beitrag präsentiert auf der GCPD Tagung, Regensburg.
- . . „Himmlische Physik – Wolkenbilder weisen den Weg zu allgemeinen Prinzipien der Strukturbildung.“ Naturwissenschaften im Unterricht Physik 159/160: 69–75.
- . . Verschränkung als Wesenszug der Quantenphysik. N/A: unbekannt / n.a. / unknown.
- . . ‘Determining Magnetic Susceptibilites of Everyday Materials using an Electronic Balance.’ American Journal of Physics 85 (5).
- . . „Der geheime politische Lehrplan im Schulbuch. Eine Textanalyse japanischer und deutscher Physik-Schulbücher als Spiegel des politischen, historischen und pädagogischen Umgangs mit dem Thema Kernenergie.“ In Nach Fukushima?, herausgegeben von , 118. N/A: unbekannt / n.a. / unknown.
- . . „An acoustic teaching model illustrating principles of dynamic mode magnetic force microscopy.“ Nanotechnology Reviews 6.
- . . „Verschränkung als Wesenszug der Quantenphysik.“ In Argumentieren in der Quantenphysik, herausgegeben von , 50. Hannover: Schroedel Verlag.
- . U2: Quantenspiegelungen – Quantenschwingung, Quantenknoten, Periodensystem .
- . ‘Ganz nah ran – Didaktische Modelle zur Rasterkraft- und Magnetkraftmikroskopie.’ präsentiert auf der DPG-Frühjahrstagung, Dresden, .
- . . ‘An acoustic teaching model illustrating the principles of dynamic mode magnetic force microscopy.’ Nanotechnology Reviews 6, № 2: 221–232. doi: 10.1515/ntrev-2016-0060.
- . . ‘At the limit: Introducing Energy with humans senses.’ The Physics Teacher 54: 552.
- . . ‘Why Point Particles Lead to a Dead End - A New Visualization Scheme for Magnetism Based on Quantum Particles.’ Contributed to the International Conference on Multimedia in Physics Teaching and Learning, München.
- . . „Welche Stoffe sind "nicht" magnetisch?“ In Authentizität und Lernen - das Fach in der Fachdidaktik., herausgegeben von , 367–369.
- . . „Der geheime politische Lehrplan im Schulbuch. Eine Textanalyse japanischer und deutscher Physik-Schulbücher als Spiegel des politischen, historischen und pädagogischen Umgangs mit dem Thema Kernenergie.“ In noch unbekannt, herausgegeben von , noch unbekannt. [accepted / in Press (not yet published)]
- . . „Anwendungspotential leitfähiger Tinte für ausdruckbare Schaltkreise im Physikunterricht.“ In Phydid-B, herausgegeben von .
- . . „Das Quanten-Internet.“ PdN Physik in der Schule Heft 1, 65. Jahrgang: 23–32.
- . . „Visualisierungen als Zugang zur Quantenphysik am Beispiel der Knoten-drehoperatoren.“ PdN Physik in der Schule 64 (4).
- . . „Magnetismus hoch 3 - Selbstkonsistente Modellierung von Dia-, Para- und Ferromagnetismus.“ Beitrag präsentiert auf der DPG-Frühjahrstagung 2015, Wuppertalg.
- . . „Magnetismus auf dem Tablet - interaktiv, dynamisch & multimedial.“ MNU Themenspezial 2015.
- . . „Visualisierungen als Zugang zur Quantenphysik am Beispiel der Knotendrehoperatoren.“ PdN Physik in der Schule 4/64.: 41–43.
- . . „Was man von zwei Qubits über Quantenphysik lernen kann: Verschränkung und Quantenkorrelationen.“ PhyDid-A 13 (1).
- . . „Neue Ausdrucksformen für die Physikdidaktik: Das Potential von 3D-Druckern für den Physikunterricht.“ In Phydid-B, herausgegeben von . Berlin: Lehmanns.
- . . „Visualization of the Invisible: The Qubit as Key to Quantum Physics.“ The Physics Teacher Vol. 52: 489–492.
- . . ‘Butsuriron no utsukushiisa wo me de miru.’ Parity (japanische Ausgabe) 2013.
- . . „Das Quanten-Glücksrad.“ Naturwissenschaften im Unterricht Physik 137: 27–29.
- . . „Langzeitbelichtungen in der Mechanik.“ MNU 66: 18–24.
- . . Quantendimensionen. Mathematischer Kommentar zu den Übungsaufgaben der Lernstationen . Stuttgart: Klett Verlag.
- . . „Symmetrien in der Tasse: Akustische Alltagsphänomene.“ Beitrag präsentiert auf der DPG Frühjahrstagung, Berlin.
- . . „Was man vom einzelnen Qubit über Quantenphysik lernen kann.“ PhyDid-A 11.
- . Vom Kreiselkompass zur Trägheitsnavigation .
- . . „Ein elementarer Zugang zum Sagnac-Effekt.“ Beitrag präsentiert auf der DPG Frühjahrstagung, Münster.
- . . U1: Quantendimensionen - Doppelspalt, Verschränkung, Quantencomputer. N/A: unbekannt / n.a. / unknown.
- . DVD-ROM Quantendimensionen - Doppelspalt, Verschränkung, Quantencomputer [DVD]. Stuttgart: KLETT.
- . . ‘The semiclassical origin of curvature effects in universal spectral statistics.’ Journal of Physics A 42.
- . . ‘Periodic-orbit theory of level repulsion.’ New Journal of Physics 11, № ^.
- . . „Teleportation im Klassenzimer .“ In Didaktik der Physik, herausgegeben von , 500. Berlin: Lehmanns.
- . . „Interferenz von Wahrscheinlichkeiten .“ Physik und Didaktik in Schule und Hochschule 1: 9–14.
- . . ‘Semiclassical Theory for Parametric Correlation of Energy Levels.’ Journal of Physics A 40.
- . . ‘Semiclassical Approach to Chaotic Quantum Transport.’ New Journal of Physics 9.
- . . ‘Periodic-Orbit Theory of Level Correlations.’ Physical Review Letters 98.
- . . ‘Periodic-Orbit Theory of Level Correlations .’ Phys. Rev. Lett. .
- . . ‘Semiclassical Approach to Chaotic Quantum Transport .’ New J. Phys. .
- . . ‘Semiclassical Theory of Chaotic Conductors.’ Physical Review Letters 96.
- . . ‘Semiclassical Prediction for Shot Noise in Chaotic Cavities.’ Journal of Physics A 39.
- . . ‘Periodic-Orbit Theory of Universality in Quantum Chaos.’ Physical Review E 72.
- . . Universal Spectral Fluctuations in the Hadamard-Gutzwiller model and beyond.
- . . ‘Semiclassical Foundation of Universality in Quantum Chaos.’ Physical Review Letters 93.
- . . ‘Semiclassical Foundation of Universality in Quantum Chaos.’ Physical Review Letters 93.
- . . ‘Universal Spectral Form Factor for Chaotic Dynamics.’ Journal of Physics: Condensed Matter 5.
- . . ‘Universal Spectral Form Factor for Chaotic Dynamics.’ Journal of Physics: Condensed Matter 5.
- . . ‘Action Correlation of Orbits through Non-Conventional Time Reversal.’ Journal of Physics: Condensed Matter 4.
- . . ‘Statistics of Self-Crossings and Avoided Crossings of Periodic Orbits in the Hadamard Gutzwiller Model.’ European Physical Journal 27.
- . . ‘The Semiclassical Origin of the Logarithmic Singularity in the Symplectic Form Factor.’ Journal of Physics A 34.
Prof. Dr. Stefan Heusler
Professur für Didaktik der Physik (Prof. Heusler)