Mechanik verstehen mit Python
- ISBN: 978-3-446-48223-4
- Buchangaben: 1. Edition, 07/2025
240 Pages, Hardcover
- mit vielen praxisbezogenen Beispielen und Aufgaben
- zum Einstieg in das Thema
- Ihr exklusiver Vorteil: E-Book inklusive beim Kauf des gedruckten Buches
Der Physikunterricht an Gymnasien und Fachoberschulen wird zunehmend vernachlässigt oder fällt ganz aus, so dass bei Studenten der Ingenieurwissenschaften Verständnisschwierigkeiten zu erwarten sind.
Dieses Buch versucht mit einem didaktischen Ansatz Verständnis- und Lernschwierigkeiten zu überwinden, indem es Möglichkeiten aufzeigt, physikalische Zusammenhange durch Visualisierung, Simulation und Animation verstehbarer zu machen. Schwerpunktmäßig kommen dabei die Matplotlib-Steuerelemente FancyArrowPatch() und der Schieberegler Slider() sowie die Animationsfunktion FuncAnimation() zum Einsatz.
Der sonst übliche Lernweg, bei dem sich die Lernenden die Strukturen und Syntax einer Programmiersprache aneignen müssen, wird überwunden, indem sich ihr Lernprozess an der Fachsystematik der Physik orientiert. Anstatt die Programmiersprache Python anhand von vereinfachten und praxisfremden Beispielen zu erlernen, bearbeiten die Lernenden konkrete Aufgabenstellungen aus der Physik. Ein Vergleich zum Erlernen einer Fremdsprache soll dies verdeutlichen: Niemand beherrscht eine Fremdsprache, indem er den Grundwortschatz und die Grammatik einer Fremdsprache auswendig lernt. Zum Erlernen einer Fremdsprache bedarf es vieler konkreter sinnstiftender Texte, die die Lernenden analysieren, verstehen und auch selbst verfassen müssen.
Der unterstellte Transfereffekt, dass die Lernenden, wenn sie die Syntax einer Programmiersprache beherrschen, ihr Wissen auch problemlos auf andere Problemstellungen (Mathematik, Physik, Technik, Betriebswirtschaft) übertragen können, ist mittlerweile von der Lernpsychologie widerlegt worden. Um einen motivierenden und sinnstiftenden Kontext zu schaffen, wird anhand von konkreten Beispielen aus dem Sport (Fußball, Tennis, Kugelstoßen, Hammerwerfen, Fahrradfahren, Golf, Fallschirmspringen) gezeigt, wie einzelne physikalische Problemstellungen mit Python modelliert und visualisiert werden können.
AUS DEM INHALT //
Einführung / Statik / Elastizität / Kinematik / Dynamik / Arbeit, Energie und Leistung / Impuls / Rotation / Mechanische Schwingungen / Mechanische Wellen / Anhang
- mit vielen praxisbezogenen Beispielen und Aufgaben
- zum Einstieg in das Thema
- Ihr exklusiver Vorteil: E-Book inklusive beim Kauf des gedruckten Buches
Der Physikunterricht an Gymnasien und Fachoberschulen wird zunehmend vernachlässigt oder fällt ganz aus, so dass bei Studenten der Ingenieurwissenschaften Verständnisschwierigkeiten zu erwarten sind.
Dieses Buch versucht mit einem didaktischen Ansatz Verständnis- und Lernschwierigkeiten zu überwinden, indem es Möglichkeiten aufzeigt, physikalische Zusammenhange durch Visualisierung, Simulation und Animation verstehbarer zu machen. Schwerpunktmäßig kommen dabei die Matplotlib-Steuerelemente FancyArrowPatch() und der Schieberegler Slider() sowie die Animationsfunktion FuncAnimation() zum Einsatz.
Der sonst übliche Lernweg, bei dem sich die Lernenden die Strukturen und Syntax einer Programmiersprache aneignen müssen, wird überwunden, indem sich ihr Lernprozess an der Fachsystematik der Physik orientiert. Anstatt die Programmiersprache Python anhand von vereinfachten und praxisfremden Beispielen zu erlernen, bearbeiten die Lernenden konkrete Aufgabenstellungen aus der Physik. Ein Vergleich zum Erlernen einer Fremdsprache soll dies verdeutlichen: Niemand beherrscht eine Fremdsprache, indem er den Grundwortschatz und die Grammatik einer Fremdsprache auswendig lernt. Zum Erlernen einer Fremdsprache bedarf es vieler konkreter sinnstiftender Texte, die die Lernenden analysieren, verstehen und auch selbst verfassen müssen.
Der unterstellte Transfereffekt, dass die Lernenden, wenn sie die Syntax einer Programmiersprache beherrschen, ihr Wissen auch problemlos auf andere Problemstellungen (Mathematik, Physik, Technik, Betriebswirtschaft) übertragen können, ist mittlerweile von der Lernpsychologie widerlegt worden. Um einen motivierenden und sinnstiftenden Kontext zu schaffen, wird anhand von konkreten Beispielen aus dem Sport (Fußball, Tennis, Kugelstoßen, Hammerwerfen, Fahrradfahren, Golf, Fallschirmspringen) gezeigt, wie einzelne physikalische Problemstellungen mit Python modelliert und visualisiert werden können.
AUS DEM INHALT //
Einführung / Statik / Elastizität / Kinematik / Dynamik / Arbeit, Energie und Leistung / Impuls / Rotation / Mechanische Schwingungen / Mechanische Wellen / Anhang
Dr. Veit Steinkamp ist ausgebildeter Mechaniker, hat an der FH Osnabrück Elektrotechnik studiert und später an der TU Darmstadt ein Lehramtsstudium absolviert. Er unterrichtete viele Jahre Elektrotechnik, Maschinenbau und Anwendungsentwicklung an unterschiedlichen Berufskollegs und hatte außerdem Lehraufträge an Fachhochschulen in Theoretischer Elektrotechnik und den Grundlagen der Elektrotechnik, inne. Sein besonderes Interesse gilt den Themen Wissenschaftliches Programmieren mit Python, Mathematik und Physik.
Dr. Veit Steinkamp ist ausgebildeter Mechaniker, hat an der FH Osnabrück Elektrotechnik studiert und später an der TU Darmstadt ein Lehramtsstudium absolviert. Er unterrichtete viele Jahre Elektrotechnik, Maschinenbau und Anwendungsentwicklung an unterschiedlichen Berufskollegs und hatte außerdem Lehraufträge an Fachhochschulen in Theoretischer Elektrotechnik und den Grundlagen der Elektrotechnik, inne. Sein besonderes Interesse gilt den Themen Wissenschaftliches Programmieren mit Python, Mathematik und Physik.
You may use the cover files free of charge to promote the book.
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Carl Hanser Verlag GmbH & Co KG
Kolbergerstr. 22
81679 München
E-Mail: info@hanser.de
Sicherheitshinweis entsprechend Art.9 Abs. 7 Satz 2 GPSR entbehrlich
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