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课程开发

基于探索物理

普通物理课程是在格林内尔开发的,使用类似于普里西拉·劳斯的工作坊物理的教学法,但包括更多的当代主题。格林内尔为这门课程编写的材料是由马克·施耐德(Mark Schneider)在20世纪90年代开发的,他现在是荣誉退休教授。据施耐德说,

第一学期着重于现代观点下的粒子力学。考虑到这一点,牛顿第二定律在课程的早期就被“发现”了,最初强调一维运动可以让人们在课程的早期看到不同的力定律和守恒原理。振荡之后立即引入波,其目的是为在定性意义上理解量子波奠定基础。量子原理为统计物理学的简单研究奠定了基础。

第二学期侧重于流体和场。本课程的目的主要是研究传统的电和磁,但方法与传统方法有很大不同。流体力学的初步研究是为了提供电流的类比,并熟悉以流体速度场为例的矢量场的数学概念。紧随其后的是简单的电路,然后是电容器,只有在这个时候,才引入了电荷和相关力的抽象概念。磁性概念的引入与电学概念类似,包括使用极点作为电荷的类比。最后,简要地介绍了电磁场,并对物理光学作了简要的介绍。

这种主动学习教学法后来被用于开发中级水平的计算物理课程。指导练习包括调查数值算法的积分,矩阵操作,傅里叶变换,数据拟合,和蒙特卡罗方法。

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