dorsal/arxiv
View SchemaLab-Tutorials for teaching quantum physics (Lab-Tutorials fuer den Quantenphysik Unterricht)
| Authors | Michael C. Wittmann |
|---|---|
| Categories | |
| ArXiv ID | physics/0604112 |
| URL | https://arxiv.org/abs/physics/0604112 |
Abstract
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.
{
"annotation_id": "92031f68-f569-41e0-aed8-459865ab32b9",
"date_created": "2026-03-02T18:01:07.838000Z",
"date_modified": "2026-03-02T18:01:07.838000Z",
"file_hash": "9a0eca6fa445645b6fb0b8769b27b910a24858d639e310435441f877f9ecc0d9",
"private": false,
"record": {
"abstract": "English abstract: In the \"Intuitive Quantum Physics\" course, we use graphical\ninterpretations of mathematical equations and qualitative reasoning to develop\nand teach a simplified model of quantum physics. Our course contains three\nunits: Wave physics, Development of a conceptual toolbox, and quantum physics.\nIt also contains three key themes: wave-particle duality, the Schroedinger\nequation, and tunneling of quantum particles. Students learn most new material\nin lab-tutorials in which students work in small groups (3 to 3 people) on\nspecially designed worksheets. Lecture reinforces the lab-tutorial content and\nfocuses more on issues about the nature of science. Data show that students are\nable to learn some of the most difficult concepts in the course, and also that\nstudents learn to believe that there is a conceptually accessible structure to\nthe physics in the course.\n German abstract: Im Kurs \"Intuitive Quantum Physics\" werden graphische\nInterpretationen mathematischer Gleichungen und qualitatives Denken durch ein\nvereinfachtes Modell der Quantenphysik gelehrt. Unser Kurs besteht aus drei\nwichtigen Abschnitten: Wellenphysik, Aufbau eines Werkzeugkastens (\"Toolbox\")\nund Quantenphysik, sowie drei Schluesselthemen: Welle-Teilchen-Dualitaet, die\nSchroedinger-Gleichung und Tunneln von Quantenteilchen. Wir unterrichten\nvorwiegend mit Lab-Tutorials, in denen StudentInnen in kleinen Gruppen (3 bis 4\nPersonen) anwendungsspezifische Arbeitsblaetter durcharbeiten. In den\nDiskussionen werden auch Auseinandersetzungen ueber das \"Bild der Physik\", bei\nuns \"Nature of Science\" genannt, gefuehrt. Ueberpruefungen haben ergeben, dass\nStudentInnen nicht nur die schwierigsten Konzepte des Kurses lernen koennen\nsondern auch lernen, dass die Quantenphysik begrifflich verstaendlich ist.",
"arxiv_id": "physics/0604112",
"authors": [
"Michael C. Wittmann"
],
"categories": [
"physics.ed-ph"
],
"title": "Lab-Tutorials for teaching quantum physics (Lab-Tutorials fuer den Quantenphysik Unterricht)",
"url": "https://arxiv.org/abs/physics/0604112"
},
"schema_id": "dorsal/arxiv",
"source": {
"execution_id": "e7cc7167-dde8-4111-9b07-16d3c809c643",
"id": "arXiv Dataset IDs",
"type": "Model",
"variant": "snapshot-2026-03-01",
"version": "0.1.0"
},
"user_id": 1000002
}