天体物理学和教育 BSc (Hons)

University of Keele - 基尔大学

本模块向学生介绍了当代和历史上的学习理论。它在探索各级教育实践中利用这些理论，并鼓励学生在高等教育的背景下关注和反思自己的学习。使学生能够批判性地反思对我们理解学习的性质和过程的一些更重要的贡献，以及它们与教育实践和学生自己在高等教育中的学习的相关性。

这个1级模块在第二学期进行。它探讨了振荡和波浪现象的物理原理和数学描述，这在经典和现代物理学和天体物理学的许多领域都有应用。该模块要求学生牢固掌握第一级力学所涉及的材料，并为第二级和第三级的光学、量子力学和电磁学等更高级课题的处理奠定基础。该课程包括一个数学部分，其中教授和练习物理学中经常使用的基本技术。还有一个实验室部分，涉及工作台、计算和通信练习。

本1级模块建立在A级物理学的基础上，采用熟悉的力学科目，但将其融入基于微积分的数学，从而为物理学和天体物理学学位奠定基础。该模块培养学生将物理原理和数学技术应用于物理和天体物理情况，以及基于实验室的实验的技能。

这个1级模块在第一学期进行，提供了对学科材料的介绍，弥补了大学预科学习和大学物理/天体物理课程第一年的差距。它探讨了固体和气体物质的性质，从经典的图片到量子描述的需要。它为第二年的量子物理学、热力学和固体物理学的更高级研究奠定了基础。该课程包括一个数学部分，在物理学背景下教授必要的材料。还包括一个实验室部分（包括对讲座中的一些主题进行实验）.

本1级模块研究物理学的基本力量之一，电磁学，发展对其如何应用于广泛的物理过程的理解。然后课程转向恒星，表明迄今为止在课程中所研究的物理定律可以直接应用于恒星，表明为什么恒星会有这样的行为和演变，从而发展对这个最普遍的天体物理物体的理解。

本模块将涵盖英国国家义务教育时期（但主要集中在1940年代至2014年），并将采用历史和社会学方法。重点将落在当代教育问题上，在学校和高等教育中，并将寻求部分借鉴学生自己的教育经验。该模块的目的是帮助学生了解战后的教育变革，并了解教育变革与更广泛的社会背景之间的关系。

本模块探讨了几何光学、物理光学和热力学中关键课题的理论和应用。还有一个实验部分，目的是提高实验和交流技能。本模块旨在培养对几何光学、物理光学和热力学的理论和应用的理解。它还旨在培养这些课题的问题解决和实验技能.

本模块提供了对核和粒子物理学的理解，特别是它与恒星中发生的过程有关，这如何推动了恒星的演变，因此，元素是如何产生和分布的。你将获得处理大量复杂（天文）数据的技能，分析其统计特性，并利用它们来推进我们的科学知识。

本模块涉及到对教育问题的调查。它涉及到理论、重点和方法的问题。我们的目标是为学生提供教育研究的入门经验--它所提出的问题、它所采用的做法以及它所寻求的 "答案 "的方法。在此过程中，我们旨在提供对不同研究传统的洞察力。我们的总体意图有两个方面：第一，使学生能够阅读、理解和评估教育研究出版物；第二，使学生能够参与自己的小规模研究，从事作为模块一部分的微型项目。

本模块对教育变革的重要过程以及其背后的思想（政治、意识形态和经济）提供了一个详细和批判性的概述。本模块所涉及的所有问题都具有当代意义，并强调了教育系统、结构和过程在社会和经济中的根本性重新定位。本模块探讨了过去四十年来教育领域广泛的、意识形态上的转变，并研究了这些转变如何转化为具体的政策举措。它研究了教育的意义、目的和目标是如何随着时间的推移而改变的，并继续这样做。它还探讨了教育价值观、意识形态和政策对教育机构和教育过程的影响，以及它们对那些最密切相关的人，即小学生、学生、教育者和管理者的经验的影响。

本模块向学生介绍晶格振动、晶体结构的确定（固态物理学），以及使用麦克斯韦-波尔茨曼、费米-狄拉克和玻色-爱因斯坦统计学（统计力学）来描述大型粒子群的特性的技术，以及这些技术在固体的热、电和磁特性中的应用。学生会被介绍到这些课题在物理学和天体物理学背景下的一系列应用。该模块还包括一个数学部分：.

本模块向学生介绍了量子理论及其在原子物理学中的应用，并让他们掌握解决量子力学和原子理论中一些简单问题的技能。这些技能和知识被用来研究量子理论的应用和例子，如扫描隧道电子显微镜和恒星的核聚变。

天体物理学小组项目使学生有机会将他们在学位期间培养的技能应用于真正的研究项目。该小组的项目是由模块负责人选择的，近年来是基于对WASP系外行星调查数据的分析。这些项目通常有助于基尔大学天体物理学小组的研究工作。学生们一起工作，编写小组项目报告，也可以单独编写自己的报告，使每个学生都能更深入地探索课题的某些方面。在该模块中，将提供专业水平的报告写作指导和支持。该模块的科学交流方面使学生能够发展他们的技能，向不同的听众和以不同的形式展示主要文献的结果，即作为对同行的谈话和作为对一般读者的海报。

本模块根据麦克斯韦方程，对电磁波和电磁场进行了经典描述。从麦克斯韦方程开始，探讨了电磁波在真空中的特性，然后是在导电和非导电介质中的特性。我们描述了电磁场在介质界面上的表现，并看到简单的物理学，如反射和折射定律是麦克斯韦方程的基本结果。该模块通过电磁势的概念、规整变换、电磁波的产生以及电磁学和相对论之间的深刻联系，作为物理学中更高级课题的介绍。该课程有重要的数学内容，特别是在处理三维和几个坐标系中的矢量和标量场的属性方面，使用矢量微积分的方法。