Qookies

Quantenphysik: Spielend leicht!

Das Lehren von Prinzipien der Quantenphysik ist keine leichte Angelegenheit. GALaQSci ist der erste Schritt in eine Zukunft, in der jede:r einen Zugang zu diesem komplexen Themengebiet hat.

Ein Überblick über das Projekt

GALaQSci (Game-based and AI-assisted Learning about Quantum Science) ist ein öffentlichkeitswirksames Forschungs- und Entwicklungsprojekt, das Quantentechnologien der zweiten Generation durch ein zugängliches Smartphone-Spiel (Qookies) greifbar machen möchte. Ziel des Projekts ist es, Jugendlichen, Schülerinnen und Schülern, Studierenden, Lehrkräften sowie der breiten Öffentlichkeit die Grundlagen der Quantenphysik sowie zentrale Konzepte der Quantentechnologien verständlich und attraktiv zu vermitteln. Dazu verbindet das Spiel spielerisches Lernen mit einer KI-gestützten NPC-Begleitung, die individuell auf die Lernbedürfnisse der Nutzerinnen und Nutzer eingeht.

Qookies - Ein Spiel über Quantenlogik und Krümelchaos für dein Smartphone

Inhaltlich setzt Qookies auf ein adaptiv-hybrides Spielkonzept, das traditionelle Spielmechaniken mit modernen didaktischen Ansätzen verbindet. Der Kern des Spiels ist ein mobiles Rätsel-Abenteuer im Quantenlabor, in dem die Spielerinnen und Spieler verschiedene Experimente, Messungen und logische Aufgaben lösen, um fortschreitend komplexere Konzepte der Quantenphysik zu verstehen. Der sympathische NPC-Charakter Yuki beantworten dabei Fragen, gibt kontinuierlich Hilfestellungen und leitet den Lernpfad so, dass er an den jeweiligen Wissensstand angepasst wird. Ermöglicht wird dies durch die eigens für das Spiel entwickelte KI von Quantum Gaming, einem Tübinger Studio, das sich auf die Entwicklung von KI spezialisiert hat. Dadurch entsteht eine personalisierte Lernreise, die sowohl motivierend als auch barrierearm Eine geplante Augmented-Reality-Erweiterung ermöglicht es, Quantenexperimente auch in der realen Welt erlebbar zu machen. AR-Elemente, QR-Codes sowie 3D-Druck- und Papiervorlagen für Schulen und Museen sollen das Verstehen abstrakter Phänomene durch greifbare, physische Repliken unterstützen und so Lernaktivitäten außerhalb des Bildschirms ermöglichen.

Ein Einblick in das Spielgeschehen von Qookies.

Die Projektpartner

Das Projekt wird in enger Zusammenarbeit von Grundlagenforschung, Didaktik und Spieleentwicklung realisiert. Wissenschaftliche Inhalte stammen aus der Quantum-Community rund um die Partnerinstitutionen Ludwig-Maximilians-Universität München (LMU), Technische Universität München (TUM), Max-Planck-Institut für Quantenoptik (MPQ) und dem Exzellenzcluster “Munich Center for Quantum Science and Technology” (MCQST), die durch das Munich Quantum Valley (MQV) ergänzt werden. Die Spiele- und AI-Entwicklung wird unterstützt von Quantum Gaming. Die Kooperationen sichern eine enge Verzahnung von theoretischer Quantenforschung, didaktischer Aufbereitung und benutzerorientiertem Game Design.

Der Lehrstuhl „Didaktik der Physik“ der LMU führt regelmäßig Studien zur Lernwirkung des Spiels durch, Untersuchungen zur Wirkung erzählerischer Elemente (Story-Einfluss) und zur Nutzung von Eye-Tracking durch, um das Lese- und Nutzungsverhalten der Spielenden zu analysieren. Die gewonnenen Daten und Erkenntnisse sollen in offenen Fachzeitschriften veröffentlicht und damit der wissenschaftliche Diskurs öffentlich zugänglich gemacht werden. Ziel ist es, messbare Lernerfolge zu erzielen, den Wissenstransfer in Gesellschaft und Bildung zu stärken und eine breite öffentliche Akzeptanz sowie Verständnis für Quantentechnologien zu fördern.

Die Förderung des GALaQSci-Projekts erfolgt durch das Quantum Aktiv-Programm des Gefördert vom Bundesministerium für Forschung, Technologie und Raumfahrt (BMFTR, vormals BMBF). Dies ermöglicht eine langfristige, nachhaltige Entwicklung sowie umfangreiche Evaluationsmaßnahmen während der gesamten Projektlaufzeit. Darüber hinaus schafft die Förderung die Grundlage für innovative Forschungsansätze und die enge Zusammenarbeit zwischen verschiedenen Projektpartnern. So können die gewonnenen Erkenntnisse kontinuierlich weiterentwickelt und in die Praxis überführt werden.

Das Spiel der Zukunft

GALaQSci revolutioniert den Zugang zur Quantentechnologie durch die einzigartige Kombination des KI-basierten NPC (Non-Player-Character) und dem hybriden Gameplay mit der App und den AR-Funktionen. Es ist das erste Spiel seiner Art, das durch die Mobile-App eine breite Nutzerschaft anspricht. GALaQSci zielt darauf ab, Quantentechnologien durch das innovative, adaptiv-hybride Smartphone-Spiel Qookies zugänglich zu machen und das Lernen durch KI-Unterstützung und AR nahtlos miteinander zu verbinden. Das Projekt vereint Spitzenforschung, didaktische Methodik, spielerische Entwicklung und öffentliche Bildung, um eine altersübergreifende Zielgruppe zu erreichen und das Quantenökosystem nachhaltig zu stärken.