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量子物理学教学实验室

Lab-Tutorials for teaching quantum physics (Lab-Tutorials fuer den Quantenphysik Unterricht)

Michael C. Wittmann

摘要:

英文摘要:在“直观量子物理学”课程中,我们使用数学方程的图形解释和定性推理来开发和教授量子物理学的简化模型。我们的课程包括三个单元:波动物理,概念工具箱的开发和量子物理。它还包含三个关键主题:波粒二象性、薛定谔方程和量子粒子的隧穿。学生们在实验室学习大多数新材料,在实验室中,学生们以小组(3到3人)的形式在专门设计的实验室中学习。讲座加强了实验室教程的内容,并侧重于有关科学的本质问题。数据显示,学生能够学习课程中一些最困难的概念,并且学生学会相信课程中的物理学有一个概念上可访问的结构。德文摘要:在库尔的《直观量子物理学》中,通过一个量子物理学的统一模型,给出了数学解释和定性解释。我们最好从三个方面着手:健康物理学、建造一个工具(“工具”)和量子物理学,因此有三个方面:量子力学的双重性、薛定谔-格莱辛(Schroedinger-Gleichung)和隧道。我们将与实验室合作,在小团体(3至4人)的学生宿舍中进行工作。在《自然科学》的基础上,我们还可以看到《物理学图片》。首先,学生宿舍不仅是学生们的心理咨询,也是他们的心理咨询,因为量子物理学是非常重要的。

英文摘要:

English abstract: In the "Intuitive Quantum Physics" course, we use graphical interpretations of mathematical equations and qualitative reasoning to develop and teach a simplified model of quantum physics. Our course contains three units: Wave physics, Development of a conceptual toolbox, and quantum physics. It also contains three key themes: wave-particle duality, the Schroedinger equation, and tunneling of quantum particles. Students learn most new material in lab-tutorials in which students work in small groups (3 to 3 people) on specially designed worksheets. Lecture reinforces the lab-tutorial content and focuses more on issues about the nature of science. Data show that students are able to learn some of the most difficult concepts in the course, and also that students learn to believe that there is a conceptually accessible structure to the physics in the course. German abstract: Im Kurs "Intuitive Quantum Physics" werden graphische Interpretationen mathematischer Gleichungen und qualitatives Denken durch ein vereinfachtes Modell der Quantenphysik gelehrt. Unser Kurs besteht aus drei wichtigen Abschnitten: Wellenphysik, Aufbau eines Werkzeugkastens ("Toolbox") und Quantenphysik, sowie drei Schluesselthemen: Welle-Teilchen-Dualitaet, die Schroedinger-Gleichung und Tunneln von Quantenteilchen. Wir unterrichten vorwiegend mit Lab-Tutorials, in denen StudentInnen in kleinen Gruppen (3 bis 4 Personen) anwendungsspezifische Arbeitsblaetter durcharbeiten. In den Diskussionen werden auch Auseinandersetzungen ueber das "Bild der Physik", bei uns "Nature of Science" genannt, gefuehrt. Ueberpruefungen haben ergeben, dass StudentInnen nicht nur die schwierigsten Konzepte des Kurses lernen koennen sondern auch lernen, dass die Quantenphysik begrifflich verstaendlich ist.

机构、总结、中文摘要均由AI分析而来,可能存在错误,请以论文正文为准。

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