In an exhilarating convergence of education and quantum information, Quantum for Educators hosted its 9th annual class from December 1 to 3, 2023. Hosted by the Institute for Quantum Computing (IQC) at the University of Waterloo, this professional development workshop left an indelible mark on secondary school science teachers passionate about bringing the marvels of quantum information science and technology into their classrooms.
Quantum for Educators, formerly known as Schrödinger’s Class, is designed to empower science and technology teachers with the tools and quantum knowledge necessary to navigate the complexities of the quantum world. Throughout the workshop, all of the discussions and activities were guided by an underlying foundation of how the teachers could learn about and then share the themes of quantum information science and technology with their students.
The program of Quantum for Educators is a carefully curated mix of interactive lectures, teacher networking sessions, hands-on lab activities, and research lab tours. IQC’s quantum experts collaborated with experienced educators to cover fundamental concepts like wave-particle duality and polarization to more advanced topics such as quantum superposition, simple quantum algorithms, and hands-on quantum cryptography activities. Highlights from this year’s workshop included a presentation on laser cooling for quantum chemistry from Dr. Alan Jamison, a faculty member at IQC and professor in the Department of Physics and Astronomy.
“I've learned that the ideas behind quantum aren't as magical and mystical as I thought,” says Julie George, a high school teacher from Waterloo and one of this year’s participants. “I want to teach my students that quantum is a really exciting field.”
The workshop drew a diverse group of 28 physics, chemistry, and computer science teachers from Canada and the United States of America. The blending of experiences contributed to a dynamic learning environment, fostering a community of educators eager to explore quantum information science and technology together and find ways to work this topic into their curriculum.
“I could sit in a room with a whole bunch of people who have the same kind of fascination with this stuff that I do,” says Alasdair Patterson, a teacher from Oakville, and workshop participant. “I loved geeking out with a bunch of other geeks.”
As Quantum for Educators 2023 ended, this year’s cohort of teachers left with a sense of accomplishment and the resources needed to share their new found knowledge with their students for years to come, with the hope of inspiring their students toward a quantum future. The event not only facilitated individual growth for participants, but also established connections between a new community of educators committed to transforming science education.
“Talking to the other teachers here helps re-energize me for education,” says Jacqui Montgomery, a teacher from Ohio. “Teaching is hard, and this is just like a little bit of an oomph. It's like, oh yeah, this is why I'm a teacher.”
The workshop opened possibilities for science educators, encouraging them to explore new dimensions in their teaching and inspiring their students to become the next generation of quantum researchers.
Former les éducateurs : éclairer la quantique auprès des enseignants du secondaire
À la captivante croisée de l’éducation et de l’information quantique, Quantum for Educators a tenu son 9e cours annuel du 1er au 3 décembre 2023. Organisé par l’Institut d’informatique quantique (IQC) à l’Université de Waterloo, cet atelier de formation professionnelle a laissé une marque indélébile sur les esprits des enseignants du secondaire passionnés par l’idée de faire découvrir les merveilles des sciences et technologies de l’information quantique à leurs élèves.
Le programme Quantum for Educators, anciennement Schrödinger’s Class, est conçu pour fournir aux enseignants de sciences et technologies les outils et le savoir nécessaire pour s’y retrouver dans les méandres de la quantique. Toutes les discussions et les activités de l’atelier étaient guidées par la même question : comment les enseignants peuvent-ils explorer les thèmes des sciences et technologies de l’information quantique, puis retransmettre ce savoir à leurs groupes?
Le programme de Quantum for Educators est un savant mélange de présentations interactives, de séances de réseautage entre enseignants, d’activités pratiques en laboratoire et de visites de laboratoires de recherche. Les experts quantiques de l’IQC ont collaboré avec des pédagogues expérimentés pour aborder des concepts fondamentaux comme la dualité onde-particule et la polarisation, mais aussi des sujets plus avancés comme la superposition quantique, les algorithmes quantiques simples et des activités pratiques de cryptographie quantique. Soulignons dans le programme de cette année la présentation sur le refroidissement des atomes par laser en chimie quantique d’Alan Jamison, professeur à l’IQC et au Département de physique et d’astronomie.
« J’ai découvert que les concepts à la base de la quantique n’étaient pas que magie et mystère », s’exclame Julie George, enseignante du secondaire à Waterloo et participante à l’atelier de cette année. « Je veux montrer à mes élèves que la quantique, c’est un domaine très excitant. »
L’atelier regroupait 28 enseignants de physique, de chimie et d’informatique au bagage varié de partout au Canada et aux États-Unis. Ce mélange d’expériences a contribué au dynamisme du contexte d’apprentissage, créant une communauté désireuse d’explorer en groupe les sciences et technologies de l’information quantique et d’apprendre comment intégrer ce sujet au programme scolaire.
« Je me suis retrouvé dans la même pièce que d’autres personnes qui partageaient ma fascination pour ces sujets », explique Alasdair Patterson, enseignant à Oakville et participant à l’atelier. « J’ai adoré faire mon geek avec les autres. »
À la fin de Quantum for Educators 2023, la cohorte d’enseignants est repartie avec un sentiment d’accomplissement et les ressources nécessaires pour partager son nouveau savoir avec ses élèves pendant des années, avec l’espoir d’en inspirer certains à emprunter le chemin de la quantique. L’événement a non seulement favorisé la croissance personnelle des participants, mais leur a aussi permis de tisser des liens avec une nouvelle communauté d’enseignants dévoués à la transformation de l’enseignement de la science.
« Parler avec d’autres enseignants, ça ranime mon enthousiasme pour l’éducation », admet Jacqui Montgomery, enseignante de l’Ohio. « C’est difficile d’enseigner, mais cet atelier m’aide à retrouver un peu de ma fougue. Ça me rappelle pourquoi je fais ce métier. »
L’atelier a fait naître des possibilités pour les enseignants en sciences, les encourageant à explorer de nouvelles facettes de l’enseignement et à inspirer la prochaine génération de chercheurs en quantique.