Tutorien zur Physik

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Die von McDermott und Shaffer und der Physics Education Group an der University of Washington entwickelten Tutorien zur Physik werden seit Jahren an einer Reihe amerikanischer Hochschulen erfolgreich eingesetzt und sind dort inzwischen eine feste Komponente im Repertoire reformierter Hochschullehre in der Physik. Zu den wesentlichen Merkmalen dieser Materialien gehört, dass diese nicht nur auf der langjährigen Lehrerfahrung der Autoren basieren, sondern vor allem auf den Ergebnissen eines sich über fast drei Jahrzehnte erstreckenden Forschungsprogrammes zum Verständnis physikalischer Begriffe bei Studierenden. Der Entwicklung der Tutorien liegt die Erfahrung zugrunde, dass Studierende für ein solides Verständnis der Physik in der Regel mehr Unterstützung benötigen, als ihnen durch die Teilnahme an Vorlesungen, das Lesen von Skripten oder Lehrbüchern und das Bearbeiten quantitativer Übungsaufgaben zuteil wird. Die Tutorien sind deshalb als Ergänzung zu diesen herkömmlichen Lehrformen gedacht und sollen eine aktive Auseinandersetzung mit den Inhalten fördern. Beim gemeinsamen Bearbeiten der Aufgaben unter Anleitung durch erfahrene Tutoren helfen sich Studierende in kleinen Gruppen gegenseitig, die nötigen gedanklichen Schritte zur Entwicklung und Anwendung wesentlicher physikalischer Begriffe und Zusammenhänge zu erkennen. Der vorliegende Band enthält Arbeitsblätter und Übungsaufgaben zu den Themengebieten:

• Mechanik
• Hydrostatik und Thermodynamik
• Elektrizität und Magnetismus
• Schwingungen und Wellen
• Optik
• Einführung in die Relativitätstheorie und die Quantenphysik

Der Umfang des Buches entspricht damit etwa dem einer zweisemestrigen Einführungsvorlesung Physik für Studierende im Haupt- bzw. Nebenfach, insbesondere der Ingenieurwissenschaften und der Life Sciences. Die deutsche Übersetzung wurde an der Technischen Universität Hamburg-Harburg sowie weiteren Hochschulen erprobt und eignet sich aufgrund ihrer Struktur auch hervorragend für den Einsatz in der gymnasialen Oberstufe.

Die von McDermott und Shaffer und der Physics Education Group an der University of Washington entwickelten Tutorien zur Physik werden seit Jahren an einer Reihe amerikanischer Hochschulen erfolgreich eingesetzt und sind dort inzwischen eine feste Komponente im Repertoire reformierter Hochschullehre in der Physik. Zu den wesentlichen Merkmalen dieser Materialien gehört, dass diese nicht nur auf der langjährigen Lehrerfahrung der Autoren basieren, sondern vor allem auf den Ergebnissen eines sich über fast drei Jahrzehnte erstreckenden Forschungsprogrammes zum Verständnis physikalischer Begriffe bei Studierenden. Der Entwicklung der Tutorien liegt die Erfahrung zugrunde, dass Studierende für ein solides Verständnis der Physik in der Regel mehr Unterstützung benötigen, als ihnen durch die Teilnahme an Vorlesungen, das Lesen von Skripten oder Lehrbüchern und das Bearbeiten quantitativer Übungsaufgaben zuteil wird. Die Tutorien sind deshalb als Ergänzung zu diesen herkömmlichen Lehrformen gedacht und sollen eine aktive Auseinandersetzung mit den Inhalten fördern. Beim gemeinsamen Bearbeiten der Aufgaben unter Anleitung durch erfahrene Tutoren helfen sich Studierende in kleinen Gruppen gegenseitig, die nötigen gedanklichen Schritte zur Entwicklung und Anwendung wesentlicher physikalischer Begriffe und Zusammenhänge zu erkennen. Der vorliegende Band enthält Arbeitsblätter und Übungsaufgaben zu den Themengebieten:

• Mechanik
• Hydrostatik und Thermodynamik
• Elektrizität und Magnetismus
• Schwingungen und Wellen
• Optik
• Einführung in die Relativitätstheorie und die Quantenphysik

Der Umfang des Buches entspricht damit etwa dem einer zweisemestrigen Einführungsvorlesung Physik für Studierende im Haupt- bzw. Nebenfach, insbesondere der Ingenieurwissenschaften und der Life Sciences. Jede Tutorial-Sequenz besteht zusätzlich zu den hier enthaltenen Arbeitsmaterialien aus einem Vortest und Klausuraufgaben, die in den Dozentenmaterialien enthalten sind.
Die deutsche Übersetzung wurde an der Technischen Universität Hamburg-Harburg sowie weiteren Hochschulen erprobt und eignet sich aufgrund ihrer Struktur auch hervorragend für den Einsatz in der gymnasialen Oberstufe.

Autoren:

Lillian C. McDermott ist Professorin im Department of Physics und Leiterin der Physics Education Group an der University of Washington in Seattle, USA.
Peter S. Shaffer ist Professor im Department of Physics an der University of Washington in Seattle, USA.

Für die deutsche Ausgabe bearbeitet von:

Christian H. Kautz ist Juniorprofessor für Fachdidaktik der Ingenieurwissenschaften am Institut für Mechanik und Meerestechnik der TU Hamburg-Harburg.
Daniel Gloss ist wissenschaftlicher Mitarbeiter am Institut für Thermofluiddynamik der TU Hamburg-Harburg.
Oliver Liebenberg ist Lehrer am Gymnasium Klosterschule in Hamburg.

Auf der Companion Website zum Buch unter www.pearson-studium.de

Für Dozenten

• Vortest und Klausuraufgaben

Für Studenten

• Weiterführende Links

Inhaltsverzeichnis

Leseprobe