Studienplan mit Modulhandbuch - Technische Hochschule … · 2018-10-25 · Module des 6....
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DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung
Studienplan mit Modulhandbuch
für den Bachelorstudiengang
Angewandte Mathematik und Physik (B-AMP)
an der
Technischen Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm
gültig ab dem Wintersemester 2018/19
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung
Inhaltsverzeichnis
Inkrafttreten, Übergangsregelung .............................................................................. 1
Studienbeginn ab dem WiSe 2015/16 (nach Anlage 3) .............................................. 2
Übersicht der Module und weitere Angaben ...................................................................... 2 bis 7
Module des 1. Fachsemesters ........................................................................................ 8 bis 12
Module des 2. Fachsemesters ...................................................................................... 13 bis 18
Module des 3. Fachsemesters ...................................................................................... 19 bis 26
Module des 4. Fachsemesters ...................................................................................... 27 bis 33
Module des 5. Fachsemesters ...................................................................................... 34 bis 43
Module des 6. Fachsemesters ...................................................................................... 42 bis 48
Module des 7. Fachsemesters ................................................................................................ 49
Studienbeginn im WiSe 2014/15 (nach Anlage 2) .................................................... 50
Übersicht der Module und weitere Angaben .................................................................. 50 bis 55
Module des 1. Fachsemesters ...................................................................................... 56 bis 61
Module des 2. Fachsemesters ...................................................................................... 60 bis 67
Module des 3. Fachsemesters ...................................................................................... 68 bis 78
Module des 4. Fachsemesters ...................................................................................... 76 bis 83
Module des 5. Fachsemesters ...................................................................................... 84 bis 95
Module des 6. Fachsemesters ...................................................................................... 90 bis 97
Module des 7. Fachsemesters ................................................................................................ 98
Studienbeginn vor dem WiSe 2014/15 (nach Anlage 1 und Anlage 2) ................... 99
Übersicht der Module und weitere Angaben ................................................................ 99 bis 104
Module des 1. und 2. Fachsemesters ........................................................................ 105 bis 116
Hinweis zu den Modulen des 3. bis 7. Fachsemesters .......................................................... 117
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 1 / 117
Studienplan Dieser Studienplan ergänzt die Studien- und Prüfungsordnung für den Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik an der Technischen Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm (SPO B-AMP) vom 22. Juni 2012 und begründet sich aufgrund § 6 der SPO B-AMP. Der Studienplan tritt mit Wirkung zum Beginn des Wintersemesters 2018/19 in Kraft und gilt - entsprechend der Regelungen des § 16 der SPO B-AMP - für alle Studierenden, die ihr Studium in diesem Studiengang ab dem Wintersemester 2018/19 beginnen oder bereits vorher begonnen haben. Für Studierende, die das Studium nach Anlage 3 der SPO B-AMP ab dem Wintersemester 2015/16 beginnen, gelten ausschließlich die Regelungen der Seiten 2 bis 49 dieses Studienplans. Für Studierende, die das Studium nach Anlage 2 der SPO B-AMP im Wintersemester 2014/15 begonnen haben, gelten ausschließlich die Regelungen der Seiten 50 bis 98 dieses Studienplans. Für Studierende, die das Studium nach Anlage 1 und Anlage 2 der SPO B-AMP vor dem Wintersemester 2014/15 begonnen haben, gelten die Regelungen der Seiten 99 bis 117 dieses Studienplans.
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
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Übersicht der Module und weitere Angaben
Auf den folgenden Seiten wird eine Übersicht der Module gegeben sowie weitere Angaben zu den Fächerkatalogen der Allgemeinwissenschaftlichen Wahlpflichtfächer, der Soft-Skill-Fächer und der Anwendungsschwerpunkte gemacht. Im Anschluss folgt das Modulhandbuch. Die Regelungen gelten ausschließlich für Studierende mit
Studienbeginn ab dem Wintersemester 2015/16
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
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1. Studienabschnitt (1. und 2. Studienplansemester)
Modul- Nr. Modul- bzw. Fachbezeichnung SWS
Modul SWS
einzeln Art der Lehr- veranstaltung
Endnotenbildende Prüfungen LP Art bzw.
Gewichtung Zeit in Min.
1 Analysis 1 6 SU/Ü schrP 90 7
2 Lineare Algebra 4 SU/Ü schrP 90 5
3 Physik 1 6 SU/Ü schrP 90 7
4 Programmieren 1 6 SU/Ü/Pr 3) schrP 8) 90 7
5 Englisch 4 SU/Ü schrP 90 4
6 Analysis 2 6 SU/Ü schrP 90 7
7 Diskrete Mathematik 4 SU/Ü schrP 90 5
8 Physik 2 6 SU/Ü schrP 90 7
9 Programmieren 2 6 SU/Ü/Pr 3) schrP 8) 90 7
10 Einführung in Simulationstools 4 SU/Pr 3) mE /oE 2) 5) 4
Summe 1. und 2. Studienplansemester 52 60
2. Studienabschnitt (3. und 4. Studienplansemester)
Modul- Nr. Modul- bzw. Fachbezeichnung ZV 1)
SWS Modul
SWS einzeln
Art der Lehr- veranstaltung
Endnotenbildende Prüfungen LP Art bzw.
Gewichtung Zeit in Min.
11 Physik 3 8 3:1 9
11.1 Atom- und Quantenphysik 6 SU/Ü schrP (Gew 3) 90 (7)
11.2 Physikpraktikum 3 2 Pr 3) 5 VB mit Kol
(Gew. 1) (2)
12 Optimierung 1 4 SU/Ü schrP 90 5
13 Seminar zu Simulationstools 10 3 S 3) schrP o. Präs.2)
90 20 5
14 Numerik 1 5 SU/Ü schrP 90 6
15 Angewandte Analysis 4 SU/Ü schrP 90 5
16 Physik 4 4 SU/Ü schrP 90 5
17 Algorithmen und Datenstrukturen 4 SU/Ü/Pr 3) schrP 8) 90 5
18 Numerik 2 3 SU/Ü mündlP 20 4
19 Grundlagen Anwendungsschwerpunkte 1 6 SU/S/Pr 3)
schrP o. mündlP u/o LN 7)
60-90 o. 30-45 7
20 Stochastik 4 SU/Ü schrP 90 5
21 Konzepte der Informatik 4 SU/Ü schrP 90 4
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2. Studienabschnitt (5. bis 7. Studienplansemester)
Modul- Nr. Modul- bzw. Fachbezeichnung ZV 1)
SWS Modul
SWS einzeln
Art der Lehr- veranstaltung
Endnotenbildende Prüfungen LP Art bzw.
Gewichtung Zeit in Min.
22 Theoretische Physik 6 SU/Ü schrP 90 7
23 Software-Engineering / Modellierung (UML) 4 SU/Ü/Pr 3) schrP 90 5
24 Vertiefung Simulationstools 13 6 mündlP 30 6
24.1 Multiphysicstools 2 SU/S 3) PA mE/oE 4) (0)
24.2 Numerik 3 2 SU --- (0)
24.3 Praktikum 2 Pr 3) PA mE/oE 4) (0)
25 Optimierung 2 4 SU/Ü schrP 90 5
26
Physik 5 4 3:2 5
26.1 Kern- und Teilchenphysik 3 SU/Ü schrP 60 (3)
26.2 Fortgeschrittenenpraktikum 11 1 Pr 3) 3 VB mit Kol (2)
27 Technikfolgenabschätzung und Soft Skills 4 1:1 4
27.1 Technikfolgenabschätzung 2 SU schrP o. mündlP
60 o. 30 (2)
27.2 Wahlpflichtfach Soft Skills 2 S schrP o. mündlP u/o LN 7)
60-90 o. 30-45 (2)
28 Allgemeinwissenschaftliches Wahlpflichtfach 4 o.
2 x 2 schrP o. mündlP u/o LN 7)
60-90 o. 30-45 4
29 Grundlagen Anwendungsschwerpunkte 2 6 SU/S/Pr 3)
schrP o. mündlP u/o LN 7)
60-90 o. 30-45 7
30 Vertiefung Anwendungsschwerpunkte 10
schrP o. mündlP u/o LN 7)
60-90 o. 30-45 10
30.1 Anwendungsprojekt mit Projektmanagement und Präsentationstechniken
8 Projekt / S 3) / Ringvorlesung Math./Physik 3)
PA mit Präs. TN mE/oE 5)
(8)
30.2 Projektbegleitendes Englisch 2 SU/S 3)
schrP o. PA / Präs.2)
60 o. 20 (2)
31 Praktisches Studiensemester 1-9, 134 LP 1 22
31.1 Praktikum (§ 9 Abs. 1) (0)
31.2 Praxisseminar 1 S mE/oE 2) 5) (0)
32 Bachelorarbeit 1-9,31.1 134 LP 1 15
32.1 Bachelorarbeit BA (0)
32.2 Bachelorseminar 1 S mE/oE 5) 6) (0)
Summe 3. bis 7. Studienplansemester 99 150
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Fußnoten 1) Voraussetzungen für die Teilnahme an Lehrveranstaltungen und Prüfungen dieses Moduls gemäß § 7 Abs. 2
− Angabe von Ziffern: Teilnahme nur erlaubt, wenn die angegebenen Module bestanden sind − Angabe von Leistungspunkten (LP): Teilnahme nur erlaubt, wenn die angegebene Anzahl von Leistungs-
punkten erbracht wurde.
2) Bei Veranstaltungsart S: Ausarbeitungen, Abschlusspräsentation von 20 Minuten Dauer zzgl. Diskussion Bei Veranstaltungsart Pr: Ausarbeitungen, Befragung
3) Für S und Pr besteht in der Regel Anwesenheitspflicht. § 14 Abs. 7 APO findet entsprechend Anwendung.
4) Während des Semesters. Muss mit Erfolg bestanden werden, um zur Prüfung am Ende des Semesters zugelassen zu werden.
5) Ohne Benotung, aber bestehenserheblich für die Bachelorprüfung
6) Zwischenbericht, Abschlusspräsentation von 30 Minuten Dauer zzgl. Diskussion, Befragung;
7) Die Kataloge der Allgemeinwissenschaftlichen und Soft Skill - Wahlpflichtmodule und der Anwendungsschwerpunkte und -projekte werden von der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften geführt. Die detaillierten Festlegungen zu den einzelnen Modulen sind im jeweiligen Katalog angegeben. Der studienbegleitende Leistungsnachweis ist bestehenserheblich. Er bildet jeweils die endnotenbildende Modul- bzw. Teilmodulnote, wenn keine schriftliche oder mündliche Prüfung vorgesehen ist. Die Modulendnote wird gem. § 13 Abs. 4 gebildet.
8) Zulassungsvoraussetzung für die Teilnahme an der schriftlichen Prüfung bzw. Klausur ist die erfolgreiche Teilnahme am Praktikum während des Semesters.
Abkürzungen
BA Bachelorarbeit Gew Gewichtung Kol Kolloquium LN Leistungsnachweis LP ECTS-Leistungspunkte LV Lehrveranstaltung mE/oE mit Erfolg/ohne Erfolg mündlP mündliche Prüfung PA studienbegleitende Projektarbeit Pr Praktikum (Lehrveranstaltung) S Seminar SoSe Sommersemester schrP schriftliche Prüfung SU Seminaristischer Unterricht SWS Semesterwochenstunden Ü Übung VB Versuchsbericht WiSe Wintersemester ZV Zulassungsvoraussetzung
Fächerkataloge der Wahlpflichtfächer (AWPF und Soft Skills)
Das jeweils aktuelle Angebot wird jedes Semester im Rahmen der Einschreibungen zu den Allgemeinwissenschaft-lichen Wahlpflichtfächern (AWPF) und den Fächern aus dem Bereich Soft Skills bekannt gegeben. Im Studiengang B-AMP sind entsprechende Lehrveranstaltungen in den Modulen 27 und 28 zu belegen. Fächerkatalog der Anwendungsschwerpunkte
Die Anwendungsschwerpunkte finden grundsätzlich im Sommersemester statt. Das jeweils aktuelle Angebot wird im Laufe des vorhergehenden Wintersemesters bekannt gegeben. Im Studiengang B-AMP sind entsprechende Lehrveranstaltungen in den Modulen 19 und 29 zu belegen.
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
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Semester 1 2 3 4 5 6 7 SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP Modul 1: Analysis 1 6 7 Modul 2: Lineare Algebra 4 5 Modul 3: Physik 1 6 7 Modul 4: Programmieren 1 6 7 Modul 5: Englisch 4 4 Modul 6: Analysis 2 6 7 Modul 7: Diskrete Mathematik 4 5 Modul 8: Physik 2 6 7 Modul 9: Programmieren 2 6 7 Modul 10: Einführung inSimulationstools 4 4 Modul 11: Physik 3 8 9 Modul 12: Optimierung 1 4 5 Modul 13: Seminar zu Simulationstools 3 5 Modul 14: Numerik 1 5 6 Modul 15: Angewandte Analysis 4 5 Modul 16: Physik 4 4 5 Modul 17: Algorithmen und Datenstrukturen 4 5 Modul 18: Numerik 2 3 4 Modul 19: Grundlagen Anwendungsschwerpunkte 1 6 7 Modul 20: Stochastik 4 5 Modul 21: Konzepte der Informatik 4 4 Modul 22: Theoretische Physik 6 7 Modul 23: Software Engineering / Modellierung (UML) 4 5 Modul 24: Vertiefungsprojekt Simulationstools 6 6 Modul 25: Optimierung 2 4 5 Modul 26: Physik 5 4 5 Modul 27: Technikfolgenabschätzung und Soft Skills 2 2 2 2 Modul 28: Allgemeinwissenschaftl. Wahlpflichtfach 4 4 Modul 29: Grundlagen Anwendungsschwerpunkte 2 6 7 Modul 30: Vertiefung Anwendungsschwerpunkte 10 10 Modul 31: Praktikum 1 7 15 Modul 32: Bachelorarbeit und -seminar 1 15 Summe 26 30 26 30 24 30 25 30 26 30 23 30 1 30 SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP Semester 1 2 3 4 5 6 7
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Modulhandbuch
Beschreibung der Module des Bachelorstudiengangs Angewandte Mathematik und Physik (B-AMP) an der Technischen Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm. Dieses Modulhandbuch gilt ausschließlich für Studierende mit
Studienbeginn ab dem Wintersemester 2015/16
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
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Modul 1: Analysis 1
Kürzel
M1
Workload
210 h
Credits
7
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Christine Rademacher
2 Lehrveranstaltung/en
Analysis 1
Semester
1
SWS
6
Präsenz- zeit
90 h
Selbst- studium
120 h
Lehrform
4 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
• Topologie der reellen Zahlen • Komplexe Zahlen • (Zahlen-) Folgen und Reihen • Stetigkeit • Differentialrechnung für Funktionen einer Veränderlichen • Integralrechnung für Funktionen einer Veränderlichen • Reihen von Funktionen; Potenz- und Taylorreihen • Funktionen von mehreren Variablen • Differenzialrechnung für Funktionen mehrerer Variablen
5 Lernziele / Kompetenzen
• Vermittlung von sicheren Kenntnissen der mathematischen Begriffe, Gesetze, Denkweisen und Methoden
• Verständnis und Fähigkeit der Anwendung dieser Begriffe zur Beschreibung und Lösung konkreter typischer Fragestellungen aus der Physik und aus Ingenieurgebieten
• Fähigkeit zur Übertragung mathematischer Modelle auf Anwendungsprobleme sowie zur Anwendung geeigneter mathematischer Lösungsverfahren
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Kenntnisse und Fähigkeiten entsprechend den Anforderungen eines Fachoberschul-Abiturs
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Arens, T.et al.: Mathematik, Spektrum Akademischer Verlag • Dieser, O.: Erste Hilfe in Analysis, Springer Verlag • Fischer, H. / Kaul, H.: Mathematik für Physiker, Vieweg+Teubner Verlag • Heuser, H.: Lehrbuch der Analysis, 1,2, Vieweg+Teubner Verlag • Königsberger, K.: Analysis, Springer Verlag • Meyberg, K. / Vachenauer, P.: Höhere Mathematik, Springer Verlag • Stingl, P.: Mathematik für Fachhochschulen, Hanser Verlag
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Modul 2: Lineare Algebra
Kürzel
M2
Workload
150 h
Credits
5
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Peter Jonas
2 Lehrveranstaltung/en
Lineare Algebra
Semester
1
SWS
4
Präsenz- zeit
60 h
Selbst- studium
90 h
Lehrform
3 SU, 1 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
• Vektorräume, Basen, Dimension, lineare Abbildungen, Matrizen und Matrizen-Kalkül
• Lösungstheorie linearer Gleichungssysteme, Lösungsberechnung
• Determinanten, Eigenwertprobleme und andere Anwendungen von Determinanten, Normalformen von Endomorphismen
• Innere Produkte, Orthogonalsysteme, euklidische und unitäre Räume, Anwendungen auf Approximationsprobleme, Beschreibung von Bewegungen im Raum
• Ausgewählte weitere Anwendungsbeispiele der Linearen Algebra aus Physik und Technik
5 Lernziele / Kompetenzen
• Vermittlung von sicheren Kenntnissen der mathematischen Begriffe, Gesetze, Denkweisen und Methoden
• Verständnis und Fähigkeit der Anwendung dieser Begriffe zur Beschreibung und Lösung konkreter typischer Fragestellungen aus der Physik und aus Ingenieurgebieten
• Fähigkeit zur Übertragung mathematischer Modelle auf Anwendungsprobleme sowie zur Anwendung geeigneter mathematischer Lösungsverfahren
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Kenntnisse und Fähigkeiten entsprechend den Anforderungen eines Fachoberschul-Abiturs
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Arens, T.et al.: Mathematik, Spektrum Akademischer Verlag
• Fischer, A. / Schirotzek, W. / Vetters, K.: Lineare Algebra, Vieweg+Teubner Verlag
• Fischer, H. / Kaul, H.: Mathematik für Physiker, Vieweg+Teubner Verlag
• Gramlich, G.: Lineare Algebra - Eine Einführung, Hanser Verlag
• Gramlich, G.: Anwendungen der Linearen Algebra, Hanser Verlag
• Meyberg, K. / Vachenauer, P.: Höhere Mathematik, Springer Verlag
• Stingl, P.: Mathematik für Fachhochschulen, Hanser Verlag
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Modul 3: Physik 1
Kürzel
M3
Workload
210 h
Credits
7
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Bernd Braun
2 Lehrveranstaltung/en
Physik 1
Semester
1
SWS
6
Präsenz- zeit
90 h
Selbst- studium
120 h
Lehrform
4 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
• Einführung in das Themengebiet
• Mechanik: Kinematik eines Massenpunktes, Dynamik des Massenpunktes, Starrer Körper
• Schwingungen: freie ungedämpfte harmonische Schwingung, Energie der freien harmonischen Schwingung, freie gedämpfte Schwingung, erzwungene Schwingung, Überlagerung von Schwingungen
• Wellen: Grundlagen, Energiedichte und Energietransport, Überlagerung von Wellen, Dopplereffekt
5 Lernziele / Kompetenzen
• Kenntnis der physikalischen Prozesse und Gesetze
• Verstehen von physikalischen Vorgängen
• Fähigkeit, physikalische Vorgänge mathematisch zu beschreiben, Anwendungen abzuleiten und aus der Beobachtung spezieller Vorgänge allgemeine Zusammenhänge zu erkennen
• Sinn für Größenordnungen
• Fähigkeit, Ergebnisse quantitativ zu berechnen und zu überprüfen
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Kenntnisse und Fähigkeiten entsprechend den Anforderungen eines Fachoberschul-Abiturs
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Kuypers, F.: Physik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Wiley-VCH Verlag, Weinheim • Hering, M. / Martin, E. / Stohrer, R.: Physik für Ingenieure, VDI-Verlag, Düsseldorf • Tipler, P. / Mosca, G.: Physik, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg • Halliday, D. / Resnick, R. / Walker, J.: Physik, Wiley-VCH Verlag, Weinheim • Weber, R.: Physik Teil I: Klassische Physik - Experimentelle und theoretische Grundlagen,
Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden • Paus, H.: Physik in Experimenten und Beispielen, Hanser Verlag, München
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DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 11 / 117
Modul 4: Programmieren 1
Kürzel
M4
Workload
210 h
Credits
7
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Uwe Wienkop
2 Lehrveranstaltung/en
Programmieren 1
Semester
1
SWS
6
Präsenz- zeit
90 h
Selbst- studium
120 h
Lehrform
4 SU, 2 Ü/Pr
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Informatik
4 Inhalte
• Begriffe zur Datenverarbeitung, Syntax und Semantik der Sprachelemente: Ablaufstrukturen, Datenstrukturen, Objekte, Module, Iteration und Rekursion, Zeiger
• Entwicklungsmethoden: Entwicklungsumgebung, Entwicklung und Darstellung von Daten- und Ablaufstrukturen, strukturierter Entwurf und Implementierung, Dokumentation, Test
5 Lernziele / Kompetenzen
• Fähigkeit, grundlegende Algorithmen und Datenstrukturen problemübergreifend zu erkennen und mit mindestens einer höheren Programmiersprache zu programmieren
• Erfahrung der strukturierten und objektorientierten Programmentwicklung durch praktische Übungen
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Schulkenntnisse
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
Zulassungsvoraussetzung für die Teilnahme an der schriftlichen Prüfung ist die erfolgreiche Teilnahme am Praktikum während des Semesters
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Kühnel, Andreas, Visual C# 2008, Galileo Press, Bonn, 2009
• Doberenz, Walter, Visual C# 2008, Hanser, München, 2009
• Hanspeter Mössenböck: Softwareentwicklung mit C# 4.0, dpunkt
• Skript
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Modul 5: Englisch
Kürzel
M5
Workload
120 h
Credits
4
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Eric Koenig
2 Lehrveranstaltung/en
Englisch
Semester
1
SWS
4
Präsenz- zeit
60 h
Selbst- studium
60 h
Lehrform
2 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
• Einführung in die Thematik „Englisch in technischen und wissenschaftlichen Berufen“ • Sich mit wichtigen und in der Industrie häufigen Situationen vertraut machen,
in denen Englisch verlangt wird • Fach- und industrierelevante schriftliche und mündliche Textsorten im Englischen • Verfassen von E-Mails nach konkreten Beschreibungen kommunikativer Situationen • Lesen und Diskutieren • Ausgewählte Texte mit themenbezogenen Inhalten aus verschiedenen wissenschaftlichen Quellen • Häufige Fehler beim Übersetzen • Wortkunde der fachsprachlichen Termini • Besonderheiten des englischen Satzbaus • Grammatik (nach Bedarf) • Unterrichtssprache: Englisch
5 Lernziele / Kompetenzen
• Verbesserung aller Sprachfertigkeiten mit dem Schwerpunkt auf den aktiven Sprachen (Sprechen, Schreiben)
• Abbau von Hemmungen bei der Verwendung der gesprochenen Sprache
• Einblick in die syntaktischen Schwierigkeiten der englischsprachigen Fachliteratur
• Fähigkeit zur Erschließung von Fachtexten; Fertigkeit in der Vermeidung von häufig vorkommenden Missverständnissen
• Bewusstsein von häufigen Fehlerquellen; Einsicht in Lösungsstrategien; Verständnis alternativer Lösungen
• Aufgeschlossenheit gegenüber sprachkundlichen Überlegungen; Bereitschaft zu lebenslangem Vertiefen der Englischkenntnisse
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Mindestens vier Jahre Englischunterricht in einer weiterführenden Schule; englischer Konversationskurs (aus dem Angebot des Spracheninstituts) wäre von Vorteil
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
Skript; weitere Literaturempfehlungen werden in der Lehrveranstaltung gegeben
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DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 13 / 117
Modul 6: Analysis 2
Kürzel
M6
Workload
210 h
Credits
7
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Christine Rademacher
2 Lehrveranstaltung/en
Analysis 2
Semester
2
SWS
6
Präsenz- zeit
90 h
Selbst- studium
120 h
Lehrform
4 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte • Gewöhnliche Differenzialgleichungen erster und höherer Ordnung
• Systeme von Differenzialgleichungen
• Integralrechnung für Funktionen mehrerer Variablen
• Kurvenintegrale
• Differentialoperatoren
• Oberflächenintegrale
• Elemente der Vektoranalysis
5 Lernziele / Kompetenzen
• Kenntnisse in Differenzial- und Integralrechnung sowie gewöhnlichen Differenzialgleichungen, um Zusammenhänge in Technik und Naturwissenschaft modellieren zu können
• Einsatz der Differenzial- und Integralrechnung und von Differenzialgleichungen bei praxisorientierten Fragestellungen
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Module 1, 2, aktive Mitarbeit
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Arens, T. et al.: Mathematik, Spektrum Akademischer Verlag
• Burg, K. / Haf,H. / Wille, F. : Höhere Mathematik für Ingenieure
• Fischer, H. / Kaul, H.: Mathematik für Physiker, Vieweg+Teubner Verlag
• Heuser, H.: Lehrbuch der Analysis 2, Vieweg+Teubner Verlag
• Königsberger, K.: Analysis, Springer Verlag
• Meyberg, K. / Vachenauer, P.: Höhere Mathematik, Springer Verlag
• Stingl, P.: Mathematik für Fachhochschulen, Hanser Verlag
• Westermann, T.: Mathematische Probleme lösen mit Maple, Springer Verlag
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 14 / 117
Modul 7: Diskrete Mathematik
Kürzel
M7
Workload
150 h
Credits
5
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Alexander Hufnagel
2 Lehrveranstaltung/en
Diskrete Mathematik
Semester
2
SWS
4
Präsenz- zeit
60 h
Selbst- studium
90 h
Lehrform
2 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
• Mathematische Grundkenntnisse: Mengen, Aussagen, natürliche Zahlen, Beweisprinzipien
• Elementare Kombinatorik
• Grundlagen der Arithmetik: Elementare Zahlentheorie (Teilbarkeit, Rechnen mit Restklassen)
• Algebraische Strukturen
• Elementare Graphentheorie mit Betonung algorithmischer Aspekte
• Differenzengleichungen
• Weiterführende Kapiteln zur Kombinatorik und Graphentheorie
5 Lernziele / Kompetenzen
• Sichere Kenntnisse von grundlegenden mathematischen Begriffen und Techniken: Mengenlehre, Logik, Relationen, Funktionen, Beweisprinzipien, natürliche Zahlen, Induktion
• Vertrautheit in elementaren kombinatorischen Denkweisen (systematisches Abzählen, Rekursion, Grundlagen der Graphentheorie) sowie in algorithmischen Fragestellungen
• Grundkenntnisse aus dem Bereich der Algebra und Zahlentheorie als Voraussetzung für Anwendungen in Kryptographie und Codierung
• Umgang mit abstrakten Denkmodellen
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Kenntnisse und Fähigkeiten entsprechend den Anforderungen eines Fachoberschul-Abiturs
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Steger, Angelika: Diskrete Strukturen (Band 1) Kombinatorik - Graphentheorie - Algebra, Springer Verlag, 2. Auflage 2007
• Beutelspacher, Albrecht / Zschiegner, Marc-Alexander: Diskrete Mathematik für Einsteiger. Mit Anwendungen in Technik und Informatik, Springer Verlag, 1. Auflage 2001
• Biggs, Norman: Discrete Mathematics, Oxford University Press, 2. Auflage 2003
• Aigner, Martin: Diskrete Mathematik. Mit 600 Übungsaufgaben, Vieweg+Teubner Verlag, 6. korr. Aufl. 2006
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
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Modul 8: Physik 2
Kürzel
M8
Workload
210 h
Credits
7
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Manfred Kottcke
2 Lehrveranstaltung/en
Physik 2
Semester
2
SWS
6
Präsenz- zeit
90 h
Selbst- studium
120 h
Lehrform
4 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
• Thermodynamische Grundbegriffe: Temperatur, Thermische Ausdehnung, Masse, Dichte, Stoffmenge
• Erster Hauptsatz der Wärmelehre: Wärme und Arbeit, Formulierung des Hauptsatzes
• Das ideale Gas: allgemeine Zustandsgleichung, innere Energie, Wärmekapazitäten
• Zustandsänderungen idealer Gase: isochore Zustandsänderung, isotherme Zustandsänderung, isobare Zustandsänderung, adiabatische Zustandsänderung
• Kreisprozesse, Wärmekraft- und Kältemaschinen: Carnot’scher Kreisprozess, Stirlingmotor, Ottomotor, Dieselmotor, Linksläufiger Carnotprozess
• Entropie und zweiter Hauptsatz der Thermodynamik (Begriff der reduzierten Wärme, statistische Deutung der Entropie)
• Wärmetransport: Wärmeleitung, Wärmeübergang, Wärmestrahlung
• Elektrostatik: Grundgrößen des elektrischen Feldes, elektrische Feldstärke und elektrisches Potential, Coulombkraft, Kondensatoren, Dielektrika, elektrischer Strom, Ohmsches Gesetz, Gleichstromkreise
• Magnetostatik: Grundgrößen des magnetischen Feldes, Bio-Savart-Gesetz, Lorenzkraft, Magnetismus in Materie
• Elektrodynamik: Induktion, Wechselstromkreise, Maxwellgleichungen, elektromagnetische Wellen
5 Lernziele / Kompetenzen
• Kenntnis der physikalischen Prozesse und Gesetze
• Verständnis für physikalische Vorgänge
• Fähigkeit, physikalische Vorgänge mathematisch zu beschreiben, Anwendungen abzuleiten und aus der Beobachtung spezieller Vorgänge allgemeine Zusammenhänge zu erkennen
• Sinn für Größenordnungen und Fähigkeit, Ergebnisse quantitativ zu berechnen und zu überprüfen
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Modul 3
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
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9 Literaturhinweise
• Kuypers, F.: Physik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Wiley-VCH Verlag, Weinheim
• Giancoli, D.: Physik: Lehr- und Übungsbuch, Pearson Studium, München
• Müller, R.: Thermodynamik, De Gruyter Studium
• Tipler, P. / Mosca, G.: Physik, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg
• Halliday, D. / Resnick, R. / Walker, J.: Physik, Wiley-VCH Verlag, Weinheim
• Heintze, J. / Bock, P.: Lehrbuch zur Experimentalphysik Bd. 2+3, Springer Spektrum, München
• Weber, R.: Physik Teil I: Klassische Physik - Experimentelle und theoretische Grundlagen, Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden
• Paus, H.: Physik in Experimenten und Beispielen, Hanser Verlag, München
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Modul 9: Programmieren 2
Kürzel
M9
Workload
210 h
Credits
7
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Uwe Wienkop
2 Lehrveranstaltung/en
Programmieren 2
Semester
2
SWS
6
Präsenz- zeit
90 h
Selbst- studium
120 h
Lehrform
4 SU, 2 Ü/Pr
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Informatik
4 Inhalte
Fortsetzung der Lehrinhalte des Moduls „Programmieren 1“:
Dynamische Datenstrukturen, insbesondere verkettete Listen, Operatoren, Nutzung von Klassenbibliotheken, Ausnahmen und ihre Behandlung
5 Lernziele / Kompetenzen
Das Modul führt die im Modul 4 gelegten Grundlagen um i. w. objektorientiere Aspekte fort. Damit erfolgt eine Vertiefung der Fähigkeiten, die in „Programmieren 1“ erworben wurden
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Modul 4
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
Zulassungsvoraussetzung für die Teilnahme an der schriftlichen Prüfung ist die erfolgreiche Teilnahme am Praktikum während des Semesters
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Kühnel, Andreas, Visual C# 2008, Galileo Press, Bonn, 2009
• Doberenz, Walter, Visual C# 2008, Hanser, München, 2009
• Hanspeter Mössenböck: Softwareentwicklung mit C# 4.0, dpunkt
• Skript
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Modul 10: Einführung in Simulationstools
Kürzel
M10
Workload
120 h
Credits
4
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Peter Jonas
2 Lehrveranstaltung/en
Einführung in Simulationstools
Semester
2
SWS
4
Präsenz- zeit
60 h
Selbst- studium
60 h
Lehrform
2 SU, 2 Pr
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
• Allgemeine Bestandteile und Aufgaben von Computeralgebra- und Numerik-Systemen • Unterschiede von symbolischen und numerischen Rechnen • Ausgewählte Themen solcher Systeme (Matlab) wie Ein-/Ausgabe, Vektoren, Matrizen (Lineare
Algebra), Aufgaben aus Analysis, Differenzialgleichungen, Steuerstrukturen und Programmierung, Graphik usw.
5 Lernziele / Kompetenzen
• Erwerben von Fertigkeiten in Problemlösung durch Anwendung mathematischer Software
• Grundkenntnisse in Computeralgebra- und Numerik-Systemen • Anwendung dieser Kenntnisse, um Probleme aus Mathematik, Physik und Technik mittels
Computer zu simulieren • Bearbeitung kleiner Aufgaben/Projekte im Bereich technisch-naturwissenschaftlicher
Simulationen mittels mathematischer Software
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Module 1, 2
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Ausarbeitungen und Befragung; ohne Benotung aber bestehenserheblich für die Bachelorprüfung
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Fischer, H. / Kaul, H.: Mathematik für Physiker, Vieweg+Teubner Verlag • Gramlich, G.: Eine Einführung in MATLAB, http://www.hs-ulm.de//users/gramlich/EinfMATLAB.pdf • Schweizer, W.: Matlab kompakt, Oldenbourg Verlag • Stein, U.: Einstieg in das Programmieren mit MATLAB, Hanser Verlag • Westermann, T.: Mathematische Probleme lösen mit Maple, Springer Verlag
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Modul 11: Physik 3
Kürzel
M11
Workload
270 h
Credits
9
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
8
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Bernd Braun
2 Lehrveranstaltung/en
Atom- und Quantenphysik Physikpraktikum
Semester
3 3
SWS
6 2
Präsenz- zeit
90 h 30 h
Selbst- studium
110 h 40 h
Lehrform
4 SU, 2 Ü 2 Pr
3 Dozent/in
Dozentinnen und Dozenten der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte Atom- und Quantenphysik
• Quantenoptik (Plancksche Wärmestrahlung, Photoeffekt, Comptoneffekt)
• Materiewelle (Doppelspaltexperiment, De Broglie-Materiewelle)
• Schrödingergleichung
• Potentialtopf und Potentialstufe
• Operatoren und Erwartungswerte
• Unschärferelation
• Gaußsches Wellenpaket
• Orts- und Impulsraum
• Harmonischer Oszillator
• Wasserstoffatom
• Mehrelektronensysteme
• Röntgenstrahlung Physikpraktikum
Vorbereitung, Durchführung und Auswertung von fünf physikalischen Experimenten/Versuchen aus den Themengebieten der bereits behandelten Physik der ersten zwei Lehrplansemester
5 Lernziele / Kompetenzen
• Verstehen von quantenphysikalischen Vorgängen und Gesetzmäßigkeiten
• Fähigkeit, quantenmechanische Berechnungen auszuführen
• Fähigkeit, physikalische Fragestellungen experimentell zu untersuchen und die Messergebnisse auszuwerten, graphisch darzustellen und zu interpretieren
• Können im Umgang mit physikalischen Messmethoden und Messinstrumenten
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Voraussetzungen für die Teilnahme am Physikpraktikum und der Prüfung (gemäß § 7 Abs. 2 SPO): Modul 3 bestanden / erfolgreich abgelegt
Module 1, 2, 6, 8
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DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 20 / 117
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Für das gesamte Modul setzt sich die Prüfungsleistung aus zwei unterschiedlich gewichteten Leistungsnachweisen der Lehrveranstaltungen Atom- und Quantenphysik (Gewichtung 3) sowie Physikpraktikum (Gewichtung 1) zusammen:
• Atom- und Quantenphysik: Schriftliche Prüfung über 90 Minuten • Physikpraktikum: Insgesamt fünf Versuchsberichte mit Kolloquium
Um zum Leistungsnachweis des Physikpraktikums zugelassen zu werden muss während des Semesters am Physikpraktikum teilgenommen und dieses mit Erfolg bestanden werden.
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Haken / Wolf: Atom- und Quantenphysik, Springer-Verlag
• Schmüser: Theoretische Physik für Studierende des Lehramtes 1 - Quantenmechanik, Springer
• Holzner: Quantenphysik für Dummies, Wiley-VCH Verlag
• Schwabl: Quantenmechanik, Springer-Verlag
• Paus, H.: Physik in Experimenten und Beispielen, Hanser Verlag, München
• Walcher, W.: Praktikum der Physik, B.G. Teubner Verlag, Stuttgart
• Geschke, D.: Physikalisches Praktikum, B.G. Teubner Verlag, Stuttgart
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Modul 12: Optimierung 1
Kürzel
M12
Workload
150 h
Credits
5
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Yvonne Stry
2 Lehrveranstaltung/en
Optimierung 1
Semester
3
SWS
4
Präsenz- zeit
60 h
Selbst- studium
60 h
Lehrform
2 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
Geschichte des Operations Research, wichtige Themen der Linearen und der Nichtlinearen Optimierung (siehe unten), Ausblick auf spezielle Anwendungen (z.B. ganzzahlige Optimierung, Transportprobleme, „travelling salesman“). Lineare Optimierung
• Standardform linearer Programme, Transformationsmöglichkeiten
• Simplexverfahren als Standardmethode zur Lösung linearer Optimierungsprobleme, graphische Veranschaulichung, Tableau-Formulierung
• Sensitivitätsanalyse
• Primale und duale Probleme, Dualitätssatz, Komplementärer Schlupf, duale Simplex-Methode
Nichtlineare Optimierung
• Optimierungsprobleme im R^2 und im R^3 mit einer oder mehreren Gleichheits- oder Ungleichheitsnebenbedingungen
• Karush-Kuhn-Tucker-Bedingungen
• Hinreichende Bedingungen, geränderte Hesse-Matrix
• Sensitivitätsanalyse
5 Lernziele / Kompetenzen
• Kenntnis der wichtigsten Begriffe, Denkweisen und Lösungsmethoden des Operations Research
• Anschauliche Vorstellung von den wichtigsten Problemstellungen und Lösungsstrategien
• Verständnis typischer und besonders effizienter Algorithmen, ihrer Möglichkeiten und Beschränkungen
• Fähigkeit, die kennengelernten Lösungsmethoden auf konkrete Problemstellungen anzuwenden
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Kenntnisse aus den Veranstaltungen des 1. und 2. Lehrplansemesters, insbesondere sichere Beherr-schung von elementaren Umformungen bei linearen Gleichungssystemen, Gauß-Jordan-Algorithmus, partielle Ableitungen bei Funktionen in mehreren Veränderlichen, Gradient, Extrema 2D, Hesse-Matrix
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 22 / 117
9 Literaturhinweise
• W. Domschke / A. Drexel: Einführung in Operations Research, Springer Verlag
• W. Domschke u.a.: Übungen und Fallbeispiele zum Operations Research, Springer Verlag
• K. Neumann / M. Morlock: Operations Research, Hanser Verlag
• P. Stingl: Operations Research, Fachbuchverlag Leipzig
• H .A. Taha: Operations Research, Pearson Education Inc.
• W. Zimmermann / U. Stache: Operations Research, Oldenbourg Verlag
• Eigene Unterlagen
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 23 / 117
Modul 13: Seminar zu Simulationstools
Kürzel
M13
Workload
150 h
Credits
5
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
3
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Oliver Natt
2 Lehrveranstaltung/en
Seminar zu Simulationstools
Semester
3
SWS
3
Präsenz- zeit
45 h
Selbst- studium
105 h
Lehrform
3 S
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
In dem Seminar werden Themen aus verschiedenen technisch-naturwissenschaftlich-mathematischen Bereichen behandelt, die einer direkten analytischen Behandlung nicht direkt zugänglich sind und daher den Einsatz von Computersimulationen erfordern. Die gestellten Aufgaben stammen unter anderem aus folgenden Bereichen:
• Mechanik
• Wärmelehre
• Optik
• Schwingungsphysik
• Populationsdynamik
• Verkehrswesen
• Produktionswesen
5 Lernziele / Kompetenzen
• Selbständige Einarbeitung in ein gestelltes Thema
• Anwendung von mathematisch/physikalischen Methoden zur Problemlösung
• Implementierung eines Simulationsprogramms in einer Softwareumgebung
• Erstellen eines Berichts in schriftlicher Form
• Präsentation der Ergebnisse und des theoretischen Hintergrunds in Kleingruppen
• Vertiefung und von mathematischen und physikalischen Kenntnissen aus den ersten beiden Lehrplansemestern
• Selbstständiges Einarbeiten in bisher nicht behandelte mathematisch-physikalische Sachverhalte
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Voraussetzungen für die Teilnahme an der Lehrveranstaltung und Prüfung (gemäß § 7 Abs. 2 SPO): Modul 10 bestanden / erfolgreich abgelegt
Module 1, 2, 4, 6, 7, 9
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung) oder Ausarbeitungen mit einer Abschlusspräsentation von 20 Minuten Dauer zzgl. Diskussion
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 24 / 117
9 Literaturhinweise
• Wolfgang Dahmen / Arnold Reusken: Numerische Mathematik für Ingenieure und Natur- wissenschaftler
• Hans-Rudolf Schwarz / Norbert Köckler: Numerische Mathematik
• Deuflhard / Hohmann: Numerische Mathematik
• Conte / De Boor: Elementary Numerical Analysis
• Stoer / Bulirsch: Numerische Mathematik
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 25 / 117
Modul 14: Numerik 1
Kürzel
M14
Workload
180 h
Credits
6
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
5
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Tim Kröger
2 Lehrveranstaltung/en
Numerik 1
Semester
3
SWS
5
Präsenz- zeit
75 h
Selbst- studium
105 h
Lehrform
3 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
• Grundbegriffe der Numerischen Mathematik: Computerarithmetik, Numerische Algorithmen, Fehleranalyse
• Lösung linearer Gleichungssysteme
• Lösung nichtlinearer Gleichungssysteme
• Interpolation
• Numerische Integration
• Numerische Verfahren zur Lösung linearer Ausgleichsprobleme
• Eigenwertprobleme
5 Lernziele / Kompetenzen
• Verständnis der Notwendigkeit der Anwendung numerischer Lösungsverfahren in technischen Simulationen
• Verständnis der Bedeutung der numerischen Grundbegriffe (wie beispielsweise „Kondition“ und „Stabilität“) sowie Fähigkeit, diese Begriffe auf konkrete Problemstellungen anzuwenden
• Kenntnis und Verständnis der etablierten numerischen Verfahren/Techniken zu den unter Punkt Nr. 4 genannten Themen, sowie Fähigkeit, diese Verfahren zu implementieren
• Kenntnis und Verständnis der zugehörigen Fehleranalysen sowie - daraus resultierend - die Fähigkeit, die Verfahren sinnvoll anzuwenden
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Module 1, 2, 4, 6, 7, 9
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Wolfgang Dahmen / Arnold Reusken: Numerische Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler
• Hans-Rudolf Schwarz / Norbert Köckler: Numerische Mathematik
• Deuflhard / Hohmann: Numerische Mathematik
• Conte / De Boor: Elementary Numerical Analysis
• Stoer / Bulirsch: Numerische Mathematik
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 26 / 117
Modul 15: Angewandte Analysis
Kürzel
M15
Workload
150 h
Credits
5
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Elke Wilczok
2 Lehrveranstaltung/en
Angewandte Analysis
Semester
3
SWS
4
Präsenz- zeit
60 h
Selbst- studium
90 h
Lehrform
2 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
• Grundlagen der Funktionalanalysis: abstrakte Räume, Operatoren, Funktionale • Fourierreihen, Fouriertransformation, weitere Integraltransformationen • Grundbegriffe partieller Differentialgleichungen
5 Lernziele / Kompetenzen
• Übertragung von Konzepten der linearen Algebra auf Probleme der Analysis, Numerik, Optimierung, Signalverarbeitung und theoretischen Physik
• Erkennen einiger wichtiger Klassen partieller Differentialgleichungen, Wahl geeigneter Lösungsmethoden
• Verständnis für Einsatzmöglichkeiten und Grenzen von Integraltransformationen in der Signalverarbeitung und bei der Lösung von Differentialgleichungen
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Module 1, 2, 3, 6, 8
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• T. Arens et al.: Mathematik, Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg
• R. Bracewell, The Fourier Transform and its Applications, McCraw-Hill, New York, 1978
• R. Brigola, Fourier-Analysis und Distributionen, Edition swk, 2012
• T. Butz: Fouriertransformation für Fußgänger, Vieweg + Teubner Verlag, Wiesbaden
• P. Dyke: An Introduction to Laplace Transforms and Fourier Series, Springer Verlag, Berlin
• O. Föllinger: Laplace- und Fouriertransformation, Hüthig Verlag, Heidelberg
• S. Grossmann, Funktionalanalysis mit Hinblick auf Anwendungen in der Physik, AULA Verlag, Wiesb.
• H.-J. Hotop / H.-J. Oberg: Fourier- und Laplace-Transformation, Wißner-Verlag, Augsburg
• N. Hungerbühler, Einführung in partielle Differentialgleichungen, vdf Hochschulverlag, Zürich, 2011
• E. Kreyszig, Introductory Functional Analysis with Applications, John Wiley, New York, 1978
• B. Lenze Einführung in die Fourieranalysis, Logos Verlag, Berlin
• K. Meyberg / P. Vachenauer: Höhere Mathematik , Springer Verlag, Berlin
• H. Weber: Laplace-Transformation für Ingenieure der Elektrotechnik, Vieweg+Teubner Verlag, Wiesb.
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 27 / 117
Modul 16: Physik 4
Kürzel
M16
Workload
150 h
Credits
5
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Manfred Kottcke
2 Lehrveranstaltung/en
Physik 4
Semester
4
SWS
4
Präsenz- zeit
60 h
Selbst- studium
90 h
Lehrform
3 SU, 1 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte Grundlagen und Anwendungen der Festkörperphysik
• Kristallstruktur und Strukturbestimmung
• Die Dynamik des Kristallgitters
• Elektronensystem des Festkörpers
• Transportphänomene
5 Lernziele / Kompetenzen
• Kenntnis der physikalischen Prozesse und Gesetze und Verständnis für physikalische Vorgänge
• Fähigkeit, diese Vorgänge mathematisch zu beschreiben, Anwendungen abzuleiten und aus der Beobachtung spezieller Vorgänge allgemeine Zusammenhänge zu erkennen
• Verständnis grundlegender Konzepte der Festkörperphysik
• Kenntnis der wesentlichen Eigenschaften und Bedeutung von Kristallgitter und Elektronensystem
• Kenntnis wichtiger technischer Anwendungen und Messverfahren
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Module 8, 11
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Demtröder, W.: Experimentalphysik 3, Springer Spektrum München
• Paus: Physik in Experimenten und Beispielen, Hanser-Verlag
• Ibach / Lüth: Festkörperphysik, Springer-Verlag
• Hunklinger: Festkörperphysik, Oldenbourg-Verlag
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 28 / 117
Modul 17: Algorithmen und Datenstrukturen
Kürzel
M17
Workload
150 h
Credits
5
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Thomas Fuhr
2 Lehrveranstaltung/en
Algorithmen und Datenstrukturen
Semester
4
SWS
4
Präsenz- zeit
60 h
Selbst- studium
90 h
Lehrform
2 SU, 2 Ü/Pr
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Informatik
4 Inhalte
• Korrektheit von Algorithmen • Komplexität und Effizienzbetrachtungen • Entwurfsprinzipien von Algorithmen inkl. probabilistischer Methoden • Sortieren und Suchen • Organisation von Wörterbüchern (Suchbäume, Hashverfahren) • Praktische Umsetzung behandelter Algorithmen
auf Basis einer objektorientierten Programmiersprache
5 Lernziele / Kompetenzen
• Fähigkeit zu komplexem, abstraktem mathematischen Denken und Schließen, selbständiges Arbeiten, Analyse und Klassifikation von Problemen, kreatives Problemlösen, Ausdauer bei Problemlösungen
• Kenntnis grundlegender Datenstrukturen und Verarbeitungstechniken unter Einbeziehung externer Speichermedien und die Fähigkeit, sie adäquat anzuwenden
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Module 4, 7, 9, 21
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
Zulassungsvoraussetzung für die Teilnahme an der schriftlichen Prüfung ist die erfolgreiche Teilnahme am Praktikum während des Semesters
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Cormen, T.H. / Leiserson, C.E. / Rivest, R.L. / Stein, C.: Introduction to Algorithms, 3rd ed., The MIT Press, Cambridge, London, 2009
• Heun, V.: Grundlegende Algorithmen: Einführung in den Entwurf und die Analyse effizienter Algorithmen, 2. Aufl. 2003, Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden,
• Knuth, D.E.: The Art of Computer Programming, Volume 1+3: Fundamental Algorithms + Searching and Sorting. Reading, MA, 1998, Addison-Wesley Publishing Company, Boston
• Motwani, R. / Raghavan, P.: Randomized Algorithms. Cambridge University Press, 1995 • Ottmann, T. / Widmayer, P.: Algorithmen und Datenstrukturen, 5. Auflage, 2011, Spektrum
Akademischer Verlag, Wiesbaden • Knebl, H.: Algorithmen und Datenstrukturen. Skript 2005, Nürnberg
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 29 / 117
Modul 18: Numerik 2
Kürzel
M18
Workload
120 h
Credits
4
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
3
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Tim Kröger
2 Lehrveranstaltung/en
Numerik 2
Semester
4
SWS
3
Präsenz- zeit
45 h
Selbst- studium
75 h
Lehrform
2 SU, 1 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
Vertiefung der Inhalte aus Modul 14 sowie folgende Inhalte:
• Einschrittverfahren zur Lösung gewöhnlicher Differentialgleichungen
• Runge-Kutta-Verfahren
• Steife Differentialgleichungen, Stabilitätsanalyse
• Mehrschrittverfahren
5 Lernziele / Kompetenzen
• Kenntnisse in der numerischen Lösung von gewöhnlichen Differentialgleichungen
• Anwendung von numerischen Methoden an Beispielen aus techn. Fragestellungen
• Vertiefung von numerischen Programmierkenntnissen
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Modul 14
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Mündliche Prüfung über 20 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Wolfgang Dahmen, Arnold Reusken: Numerische Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler
• Hans-Rudolf Schwarz, Norbert Köckler: Numerische Mathematik
• Deuflhard/Hohmann: Numerische Mathematik
• Conte/De Boor: Elementary Numerical Analysis
• Stoer/Bulirsch: Numerische Mathematik
• Hairer, E., Wanner G.: Solving Ordinary Differential Equations I+II, Springer Series
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 30 / 117
Modul 19: Grundlagen Anwendungsschwerpunkte 1
Kürzel
M19
Workload
210 h
Credits
7
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Alexander Hufnagel
2 Lehrveranstaltung/en
Anwendungsschwerpunkt 1
Semester
4
SWS
6
Präsenz- zeit
90 h
Selbst- studium
120 h
Lehrform
SU/S/Pr
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften oder einer anderen Fakultät der Technischen Hochschule Nürnberg
4 Inhalte
In diesem Modul wird eine Lehrveranstaltung besucht, die auf die Vertiefung im Rahmen der Bachelor-arbeit bzw. des Praktikums vorbereitet. Die jeweils zur Wahl stehenden Anwendungsschwerpunkte und deren Lehrinhalte werden im Laufe des dem Sommersemester vorangehenden Wintersemesters bekannt gegeben.
Die gewählte Lehrveranstaltung kann jahrgangübergreifend im vierten oder sechsten Lehrplansemester belegt werden. Eine Abhängigkeit zwischen den Anwendungsschwerpunkten bzw. Lehrveranstaltungen der Module 19 und 29 besteht nicht. Die Themen können daher aus unterschiedlichen Bereichen gewählt werden (z. B. ein Semester im Bereich Physik und ein Semester im Bereich Mathematik).
5 Lernziele / Kompetenzen
Vertiefte Kenntnisse in ausgewählten Gebieten der Mathematik, Physik, Informatik oder Technik; je nach gewähltem Anwendungsschwerpunkt
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Kenntnisse aus Veranstaltungen der ersten drei Lehrplansemester
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftlichen Prüfung (über 60-90 Minuten) oder Mündliche Prüfung (über 30-45 Minuten), und/oder Leistungsnachweis in Form von Ausarbeitungen (ggf. mit Abschlusspräsentation)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
Literaturempfehlungen werden in den jeweiligen Lehrveranstaltungen gegeben
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 31 / 117
Modul 20: Stochastik
Kürzel
M20
Workload
150 h
Credits
5
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Edgar Wermuth
2 Lehrveranstaltung/en
Stochastik
Semester
4
SWS
4
Präsenz- zeit
60 h
Selbst- studium
90 h
Lehrform
2 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
• Elementare Wahrscheinlichkeitstheorie: Kolmogorov-Axiome, einfache kombinatorische Wahrscheinlichkeiten, bedingte Wahrscheinlichkeiten und Unabhängigkeit
• Zufallsgrößen: Kurzeinführung Stieltjes-Integral, diskrete und stetige reelle Zufallsvariablen, Verteilungsfunktionen, Dichten
• Erwartungswert, Varianz, Unabhängigkeit, Summen und Produkte von Zufallsgrößen, Faltung, die wichtigsten Typen von Zufallsgrößen, Poisson-Prozess
• Mehrdimensionale Zufallsgrößen, komplexwertige Zufallsgrößen, charakteristische Funktionen, zentraler Grenzwertsatz, starkes Gesetz der großen Zahl
• Beschreibende Statistik: Erwartungswert, empirische Varianz, Korrelation, lineare Regression
• Schließende Statistik: Punkt- und Intervallschätzungen, Maximum-Likelihood-Methode, Gauß-Test, t-Test, Chi-Quadrat-Test, Kolmogorov-Smirnov-Test
5 Lernziele / Kompetenzen
• Mit den Grundbegriffen und Schlussweisen der Wahrscheinlichkeitsrechnung vertraut sein
• Die wichtigsten diskreten und stetigen Verteilungstypen, ihre Erwartungswerte und Varianzen kennen
• Die Bedeutung des Gesetzes der großen Zahl und typische Anwendungen des zentralen Grenzwertsatzes kennen
• Empirische Datensätze und Stichproben grafisch darstellen und ihre Kenngrößen berechnen können
• Parameter-Schätzung nach der Maximum-Likelihood-Methode und einfachste Hypothesentests kennen, speziellere Verfahren sich aus Handbüchern aneignen können
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Module 1, 2, 4, 6
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 32 / 117
9 Literaturhinweise
• Kreyszig, E.: Statistische Methoden und ihre Anwendungen, Vandenhoeck & Ruprecht Verlag
• Ross, S. M.: Statistik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Spektrum Akademischer Verlag
• Fahrmeir, L. et al.: Statistik: Der Weg zur Datenanalyse, Springer Verlag
• Lehn, J. / Wegmann, H.: Einführung in die Statistik, Vieweg+Teubner Verlag
• V. d. Waerden, B.L.: Mathematische Statistik, Springer Verlag
• Gnedenko, B. W.: Lehrbuch der Wahrscheinlichkeitstheorie, Harri Deutsch Verlag
• Sachs, L: Angewandte Statistik, Springer Verlag
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 33 / 117
Modul 21: Konzepte der Informatik
Kürzel
M21
Workload
120 h
Credits
4
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Alexander Hufnagel
2 Lehrveranstaltung/en
Konzepte der Informatik
Semester
4
SWS
4
Präsenz- zeit
60 h
Selbst- studium
60 h
Lehrform
2 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
• Rechnerarithmetik, Zahlendarstellung, digitale Schaltungen, Universalrechner
• Grundkonzepte der theoretischen Informatik: endliche Automaten und formale Sprachen, Komplexität
• Ausgewählte Aspekte der angewandten Informatik
5 Lernziele / Kompetenzen
• Kenntnis der grundlegenden Funktionen und des Aufbaus von Rechnern sowie elementare Kenntnisse des Universalrechnerkonzepts
• Fähigkeit im Umgang mit Binärdarstellungen von Zahlen und Zeichen, zum Entwurf einfacher logischer Schaltungen
• Grundlagen der theoretischen Informatik
• Grundlagen der Komplexitätstheorie
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Modul 7
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Heinz-Peter Gumm, Manfred Sommer: Einführung in die Informatik; Oldenbourg Wissenschafts-verlag, München
• Helmut Herold, Bruno Lurz, Jürgen Wohlrab: Grundlagen der Informatik, Verlag Pearson Studium, München
• Dirk W. Hoffmann: Grundlagen der Technischen Informatik, Hanser Verlag, München
• Uwe Schöning Ideen der Informatik: Grundlegende Modelle und Konzepte der Theoretischen Informatik, Oldenbourg Wissenschaftsverlag, München
• John E. Hopcroft, Rajeev Motwani, Jeffrey D. Ullman: Einführung in Automatentheorie, Formale Sprachen und Berechenbarkeit, Verlag Pearson Studium, München
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 34 / 117
Modul 22: Theoretische Physik
Kürzel
M22
Workload
210 h
Credits
7
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Oliver Natt
2 Lehrveranstaltung/en
Theoretische Physik
Semester
5
SWS
6
Präsenz- zeit
90 h
Selbst- studium
120 h
Lehrform
4 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
Die Lehrveranstaltung vermittelt anhand der klassischen Mechanik den Zugang und die Lösungsansätze der Theoretischen Physik zu physikalischen Problemstellungen. Dabei werden insbesondere Themengebiete behandelt und vertieft, die im Modul „Physik 1“ nicht in ihrer vollen Tiefe behandelt werden können, da zum Zeitpunkt dieser Lehrveranstaltung die notwendigen mathematischen Grundlagen noch nicht vollständig erarbeitet worden sind. Ein großer Schwerpunkt der Lehrveranstaltung liegt dabei in der Anwendung der erarbeiteten Konzepte auf konkrete mechanische Probleme und deren Simulation.
Lehrinhalte:
• Arbeiten mit nicht-kartesischen Koordinatensystemen
• Rotierende Bezugssysteme
• Lagrange-Formulierung der klassischen Mechanik, mit der Behandlung von holonomen und nicht-holonomen Zwangsbedingungen
• Der starre Körper und die Theorie des Kreisels
• Methoden der Variationsrechnung
• Zusammenhang zwischen Erhaltungsgrößen und Symmetrien
• Hamilton-Formalismus, Poisson-Klammern und Phasenraumfunktionen
• Beziehungen zwischen der klassischen Mechanik und der Quantenmechanik
• Grundlagen der Kontinuumsmechanik
5 Lernziele / Kompetenzen
• Vermittlung der Grundkonzepte der theoretischen Physik
• Fähigkeit, abstrakte mathematische Konzepte auf physikalische Problemstellungen anzuwenden
• Fähigkeit, die Ansätze der theoretischen Physik auf konkrete Fragestellungen anzuwenden
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Kenntnisse der höheren Mathematik im Umfang der Vorlesungen Analysis 1, Lineare Algebra, Analysis 2 Kenntnisse der Experimentalphysik im Umfang der Module Physik 1 bis Physik 3 Sicherer Umgang mit der Programmiersprache MATLAB
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 35 / 117
9 Literaturhinweise
• Nolting, W., Grundkurs Theoretische Physik 1-2, Berlin: Springer, 2011
• Kuypers, F., Klassische Mechanik, Weinheim: Wiley-VCH, 2010
• Fließbach, T., Lehrbuch zur Theoretischen Physik, Mechanik, Heidelberg: Spektrum, 2012
• Fließbach, T., Walliser, H. Arbeitsbuch zur Theoretischen Physik, Heidelberg: Spektrum, 2012
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 36 / 117
Modul 23: Software Engineering / Modellierung (UML)
Kürzel
M23
Workload
150 h
Credits
5
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. von Rymon Lipinski
2 Lehrveranstaltung/en
Software Engineering
Semester
5
SWS
4
Präsenz- zeit
60 h
Selbst- studium
90 h
Lehrform
2 SU, 2 Ü/Pr
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Informatik
4 Inhalte
• Probleme der industriellen Softwareerstellung
• Phasenmodelle
• Methoden zur Anforderungsspezifikation, Entwurfsmethoden
• Methoden zur Systemkonstruktion, Systemintegration und Test, Software-Ergonomie
• Qualitätssicherung, Softwaremetriken, Projektmanagement, DV-gestützte Entwicklungsumgebungen
• Aufwandsschätzungen; Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen
5 Lernziele / Kompetenzen
• Einsicht in die Ziele, Methoden, Techniken und Verfahren des Software Engineering
• Fähigkeit zur professionellen Anwendung von Methoden des Software Engineering
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Module 4, 9
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Zuser, W./ Grechenig T./ Köhle, M.: Software Engineering mit UML und dem Unified Process, München, 2004, Pearson Studium
• Pomberger, G./ Pree, W.: Software Engineering,München, 2004, Hanser
• Sommerville, I.: Software Engineering, München, 2008, Pearson Studium
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 37 / 117
Modul 24: Vertiefung Simulationstools
Kürzel
M24
Workload
180 h
Credits
6
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Jan Lohbreier
2 Lehrveranstaltung/en
Multiphysicstools Numerik 3 Praktikum
Semester
5 5 5
SWS
2 2 2
Präsenz- zeit
30 h 30 h 30 h
Selbst- studium
30 h 30 h 30 h
Lehrform
1 SU, 1 S 2 SU 2 Pr
3 Dozent/in
Dozentinnen und Dozenten der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
Multiphysicstools
• Computerbasierte Simulation mit kommerzieller Multiphysics-Software (Comsol) • Simulationsprozess: Erstellung von 3-D Geometrien Vernetzung der Geometrien
Auswahl / Kopplung physikalischer Mechanismen Lösung mittels numerischer Solver graphische Auswertung der Ergebnisse inkl. Plausibilitätsprüfung
• Simulation kleiner Projekte
Numerik 3
• Numerische Methoden für Randwertaufgaben von Differentialgleichungen • Einführung in Numerische Methoden für Partielle Differentialgleichungen
(Finite Differenzen-Verfahren, Finite-Element-Methode usw.)
Praktikum
• Numerische Verfahren für Partielle Differentialgleichungen innerhalb einer geeigneten Programmierumgebung zu implementieren
• Untersuchung der Genauigkeit, Stabilität derartiger Verfahren • Simulation kleiner Aufgaben/Projekte im Bereich Partieller Differentialgleichungen mittels
numerischen Verfahren
5 Lernziele / Kompetenzen
Multiphysicstools
• Kenntnisse des typischen Ablaufs einer (multi)-physikalischen Simulation • Selbstständiger Umgang mit kommerzieller Multiphysics-Software am Beispiel Comsol • Abstraktion von realen Fragenstellungen zur Minimierung der benötigten Ressourcen
Numerik 3 + Praktikum
• Verständnis der Notwendigkeit der Anwendung numerischer Lösungsverfahren in Bereich Partieller Differentialgleichungen
• Erlernen der notwendigen algorithmischen Schritte, um ausgehend vom technisch naturwissenschaftlichen Prozess das mathematische Modell als Partielle Differentialgleichung näherungsweise zu lösen
• Kenntnis und Verständnis von etablierten numerischen Verfahren (Finite Differenzen, Finite-Elemente usw.) sowie Fähigkeit, diese Verfahren innerhalb einer Programmierumgebung zu implementieren
• Kenntnis und Verständnis der zugehörigen Fehleranalysen sowie daraus resultierend die Fähigkeit, die Verfahren sinnvoll anzuwenden
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 38 / 117
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Voraussetzungen für die Teilnahme an Lehrveranstaltungen und der Modulprüfung (gem. § 7 Abs. 2 SPO): Modul 13 bestanden / erfolgreich abgelegt
Module 15, 16, 18
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Mündliche Prüfung über 30 Minuten (Modulprüfung)
Um zur Modulprüfung zugelassen zu werden, müssen die beiden studienbegleitenden Projektarbeiten der Lehrveranstaltungen „Multiphysicstools“ und „Praktikum“ während des Semesters mit Erfolg bestanden worden sein.
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• C.D. Munz / T. Westermann: Numerische Behandlung gewöhnlicher und partieller Differential-gleichungen, Springer, 2012
• C. Großmann / H.-G. Roos / M. Stynes: Numerical Treatment of partial differential equations, Springer, 2007
• M. Jung / U. Langer: Methode der finiten Elemente für Ingenieure, Springer-Vieweg, 2013
• P. Knabner, L. Angermann: Numerik partieller Differentialgleichungen. Springer, 2000
• „Introduction to Comsol Multiphysics“ http://www.comsol.com/shared/downloads/IntroductionToCOMSOLMultiphysics.pdf
• Weitere Literaturangaben zu Multiphysik-Simulation in der Lehrveranstaltung Multiphysicstools
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 39 / 117
Modul 25: Optimierung 2
Kürzel
M25
Workload
150 h
Credits
5
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Alexander Hufnagel
2 Lehrveranstaltung/en
Optimierung 2
Semester
5
SWS
4
Präsenz- zeit
60 h
Selbst- studium
90 h
Lehrform
4 SU
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
• Grundlagen der kombinatorische Optimierung
• Optimierungsaufgaben über diskreten Grundmengen
• Theorie und praktische Verfahren der linearen Optimierung mit Ganzzahligkeitsbedingungen
• Grundzüge der algorithmischen Graphentheorie (kürzeste Wege, Flüsse, Schnitte, …)
• Geometrische Grundlagen der linearen und ganzzahligen Programmierung
• Heuristiken für schwere Probleme
5 Lernziele / Kompetenzen
• Vertieftes Verständnis von algorithmischen und geometrischen Grundlagen der kombinatorischen und ganzzahligen Optimierung
• Kenntnis der grundlegenden Begriffe der Graphentheorie sowie der Algorithmen auf Graphen. Formulierung von Problemstellungen als ganzzahliges Programm bzw. graphentheoretisches Modell.
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Module 2, 7, 12, 17, 21
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• J. A. Bondy and U. S. R. Murty. Graph Theory. Springer, Berlin, 2008
• T. H. Cormen / C. E. Leiserson / R. L. Rivest / C. Stein: Introduction to Algorithms. MIT Press, Cambridge, Mass., 2001
• P. Gritzmann: Grundlagen der mathematischen Optimierung. Springer Spektrum, 2013
• D. Jungnickel: Graphs, Networks and Algorithms. Springer, 4. edition, 2013
• S. O. Krumke / H. Noltemeier: Graphentheoretische Konzepte und Algorithmen. Teubner, Wiesbaden, 2005. ISBN 3-519-00526-3
• Ch. H. Papadimitriou / K. Steiglitz: Combinatorial Optimization: Algorithms and Complexity (Dover Books on Computer Science), Dover Publocations Inc, (1998)
• A. Schrijver: Theory of Linear and Integer Programming. Wiley, 1998
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 40 / 117
Modul 26: Physik 5
Kürzel
M26
Workload
150 h
Credits
5
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Norbert Koch
2 Lehrveranstaltung/en
Kern- und Teilchenphysik Fortgeschrittenenpraktikum
Semester
5 5
SWS
3 1
Präsenz- zeit
45 h 15 h
Selbst- studium
45 h 45 h
Lehrform
2 SU, 1 Ü 1 Pr
3 Dozent/in
Dozentinnen und Dozenten der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte Kern- und Teilchenphysik
• Grundlagen und Anwendungen der Kernphysik
• Kernmodelle
• Radioaktivität
• Elementare Bausteine und Wechselwirkungen
• Experimentelle Methoden
• Nukleare Energieerzeugung
• Strahlenschutz
• Nuklearmedizin Fortgeschrittenenpraktikum
Die erworbenen Kenntnisse aus dem Physikpraktikum (Modul 11) werden weiterentwickelt und vertieft. Der Zusammenhang zwischen physikalischem Experiment und einer Simulation wird ausgehend von experimentellen Daten hergestellt.
Beispiel: Strömungsmechanik, Wellenausbreitung, elektrische und mechanische lineare Systeme, thermodynamische Maschinen.
Vorbereitung, Durchführung und Auswertung von drei physikalischen Experimenten / Versuchen aus den Themengebieten der bereits behandelten Physik der ersten vier Lehrplansemester
5 Lernziele / Kompetenzen Kern- und Teilchenphysik
• Kenntnis der physikalischen Prozesse und Gesetze und Verständnis für physikalische Vorgänge
• Fähigkeit, diese Vorgänge mathematisch zu beschreiben, Anwendungen abzuleiten und aus der Beobachtung spezieller Vorgänge allgemeine Zusammenhänge zu erkennen
• Sinn für Größenordnungen und Fähigkeit, Ergebnisse quantitativ zu berechnen und zu überprüfen
• Verständnis der Grundlagen der Kern- und Teilchenphysik sowie deren Anwendung im technischen und medizinischen Bereich
Fortgeschrittenenpraktikum
Wissenschaftliches Arbeiten mit theoretischer Vorbereitung / Simulation, experimenteller Durchführung und Auswertung mit Vergleich von Theorie und Experiment.
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 41 / 117
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Voraussetzung für die Teilnahme am Fortgeschrittenenpraktikum (gem. § 7 Abs. 2 SPO): Modul 11 bestanden / erfolgreich abgelegt
7 Studien- / Prüfungsleistungen
• Kern- und Teilchenphysik: Schriftliche Prüfung über 60 Minuten
• Fortgeschrittenenpraktikum: Insgesamt drei Versuchsberichte mit Kolloquium
Bei Studierenden, welche die Modulteilprüfung Fortgeschrittenenpraktikum bereits vor dem 1. Oktober 2018 angetreten haben, sind die „drei Versuchsberichte mit Kolloquium“ ohne Benotung, aber bestehenserheblich für die Bachelorprüfung. Weitere Angaben siehe Anlage 3 der SPO.
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Poch / Rith / Scholz: Teilchen und Kerne: Eine Einführung in die physikalischen Konzepte, Springer-Verlag
• Friedmann: Einführung in die Kernphysik, Wiley-VCH Verlag
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 42 / 117
Modul 27: Technikfolgenabschätzung und Soft Skills
Kürzel
M27
Workload
120 h
Credits
4
Häufigkeit
WiSe bzw. SoSe
Moduldauer
2 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Bruno Hauer
2 Lehrveranstaltung/en
Technikfolgenabschätzung (im WiSe) Wahlpflichtfach Soft Skills (im SoSe)
Semester
5 6
SWS
2 2
Präsenz- zeit
30 h 30 h
Selbst- studium
30 h 30 h
Lehrform
2 SU 2 SU
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften oder einer anderen Fakultät der Technischen Hochschule Nürnberg
4 Inhalte Technikfolgenabschätzung
• Definition von Technik • Erwünschte und unerwünschte Technikfolgen • Der Weg der Technikfolgenabschätzung (TA) • Werte in der TA: Welche Wertebereiche sind prinzipiell zu berücksichtigen? • Ökobilanz als Methodenbeispiel: Wie sind wissenschaftlicher Ansatz und (subjektive) Bewertung
miteinander verbunden? • Ökonomische und soziale Lebenszyklusbetrachtungen • Risikoanalyse • Prospektive Verfahren: Wie blicken wir in die Zukunft? • Beteiligungsverfahren: Wie können Betroffene eingebunden werden?
Wahlpflichtfach Soft Skills
Die jeweils zur Wahl stehenden Lehrveranstaltungen und deren Lehrinhalte werden jedes Semester im Rahmen der Einschreibung zu den Fächern der soft skills bekannt gegeben.
5 Lernziele / Kompetenzen Technikfolgenabschätzung
• Verständnis der Aufgaben und des Systemgedankens von Technikfolgenabschätzung • Kenntnis zentraler Werte • Kenntnis zentraler Verfahren und Methoden der Technikfolgenabschätzung • Fähigkeit, Ergebnisse einer Technikfolgenabschätzung kritisch zu hinterfragen und dabei
insbesondere die Verschränkung von wissenschaftlichen Ergebnissen mit subjektiven Werthaltungen zu erkennen
• Kenntnis der möglichen Konsequenzen der Technikfolgenabschätzung in der Praxis Wahlpflichtfach Soft Skills
Im Wahlpflichtfach Soft Skills sollen insbesondere die sozialen Kompetenzen der Studierenden weiter entwickelt werden. Die konkreten Lernziele sind abhängig vom jeweiligen Wahlpflichtfach.
Weitere Informationen stehen im entsprechenden Fächerkatalog
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Keine speziellen Voraussetzungen oder Vorkenntnisse erforderlich
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
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7 Studien- / Prüfungsleistungen
Für das gesamte Modul setzt sich die Prüfungsleistung aus zwei gleich gewichteten Prüfungen der einzelnen Lehrveranstaltungen zusammen:
• Technikfolgenabschätzung: Schriftliche Prüfung (60 Minuten) oder Mündliche Prüfung (30 Minuten)
• Wahlpflichtfach: Schriftliche Prüfung (60-90 Minuten) oder Mündliche Prüfung (30-45 Minuten), und/oder studienbegleitender Leistungsnachweis
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Grunwald, A.: Technikfolgenabschätzung - eine Einführung, 2. Aufl., Berlin 2010
• Verein Deutscher Ingenieure / VDI (Hrsg.): Technikbewertung. Begriffe und Grundlagen. VDI-Richtlinie 3780. September 2000
• Weitere Literaturempfehlungen werden in den jeweiligen Lehrveranstaltungen gegeben
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Modul 28: Allgemeinwissenschaftliches Wahlpflichtfach
Kürzel
M28
Workload
120 h
Credits
4
Häufigkeit
WiSe und SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Bruno Hauer
2 Lehrveranstaltung/en
Allgemeinwissenschaftliche/s Wahlpflichtfach /-fächer
Semester
6
SWS
4 oder 2 x 2
Präsenz- zeit
60 h 2 x 30 h
Selbst- studium
60 h
Lehrform
4 SU 2 x 2 SU
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften oder einer anderen Fakultät der Technischen Hochschule Nürnberg
4 Inhalte
Das jeweils aktuelle Angebot und die Inhalte werden kurz vor bzw. zu Semesterbeginn im Rahmen der Einschreibung zu den Allgemeinwissenschaftlichen Wahlpflichtfächern bekannt gegeben.
5 Lernziele / Kompetenzen
Die Lernziele und Kompetenzen sind abhängig vom jeweiligen Wahlpflichtfach. Weitere Informationen stehen im entsprechenden Fächerkatalog.
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Keine speziellen Voraussetzungen oder Vorkenntnisse erforderlich
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung (60-90 Minuten) oder Mündliche Prüfung (30-45 Minuten), und/oder studienbegleitender Leistungsnachweis
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise Literaturempfehlungen erfolgen in der/den Lehrveranstaltung/en
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Modul 29: Grundlagen Anwendungsschwerpunkte 2
Kürzel
M29
Workload
210 h
Credits
7
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Alexander Hufnagel
2 Lehrveranstaltung/en
Anwendungsschwerpunkt 2
Semester
6
SWS
6
Präsenz- zeit
90 h
Selbst- studium
120 h
Lehrform
SU/S/Pr
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften oder einer anderen Fakultät der Technischen Hochschule Nürnberg
4 Inhalte
In diesem Modul wird eine Lehrveranstaltung besucht, die auf die Vertiefung im Rahmen der Bachelor-arbeit bzw. des Praktikums vorbereitet. Die jeweils zur Wahl stehenden Anwendungsschwerpunkte und deren Lehrinhalte werden im Laufe des dem Sommersemester vorangehenden Wintersemesters bekannt gegeben.
Die gewählte Lehrveranstaltung kann jahrgangübergreifend im vierten oder sechsten Lehrplansemester belegt werden. Eine Abhängigkeit zwischen den Anwendungsschwerpunkten bzw. Lehrveranstaltungen der Module 19 und 29 besteht nicht. Die Themen können daher aus unterschiedlichen Bereichen gewählt werden (z. B. ein Semester im Bereich Physik und ein Semester im Bereich Mathematik).
5 Lernziele / Kompetenzen
Vertiefte Kenntnisse in ausgewählten Gebieten der Mathematik, Physik, Informatik oder Technik; je nach gewähltem Anwendungsschwerpunkt
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Kenntnisse aus Veranstaltungen der ersten drei Lehrplansemester
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftlichen Prüfung (über 60-90 Minuten) oder Mündliche Prüfung (über 30-45 Minuten), und/oder Leistungsnachweis in Form von Ausarbeitungen (ggf. mit Abschlusspräsentation)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
Literaturempfehlungen werden in den jeweiligen Lehrveranstaltungen gegeben
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Modul 30: Vertiefung Anwendungsschwerpunkte
Kürzel
M30
Workload
300 h
Credits
10
Häufigkeit
WiSe bzw. SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
10
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Alexander Hufnagel
2 Lehrveranstaltung/en
Anwendungsprojekt mit Projektmanage- ment und Präsentationstechniken
Projektbegleitendes Englisch
Semester
6 6
SWS
8 2
Präsenz- zeit
120 h
30 h
Selbst- studium
120 h
30 h
Lehrform
8 S
2 SU/S
3 Dozent/in
Dozentinnen und Dozenten der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
Vertiefung der Kenntnisse von Inhalten des zweiten Studienabschnitts (beispielsweise aus den Modulen „Grundlagen Anwendungsschwerpunkte“) sowie deren Umsetzung in Form eines Projektes oder in Form von wissenschaftlichen Seminaren. Die Themenstellungen werden von Dozenten der Fakultät vergeben.
Neben der fachlichen, von der Themenstellung abhängigen Thematik ist ein Schwerpunkt die Präsentation sowie das Projektmanagement.
Das Projektbegleitende Englisch ist an die zugrundeliegende wissenschaftliche Literatur gekoppelt. In dieser Lehrveranstaltung ist die Unterrichtssprache Englisch.
In diesem Modul ist auch die Arbeit in Kleingruppen möglich. Es kann auch im Wintersemester angeboten werden.
5 Lernziele / Kompetenzen Anwendungsprojekt mit Projektmanagement und Präsentationstechniken
Neben der weiteren fachlichen Vertiefung (z.B. eines Anwendungsschwerpunktes) sammeln die Studierenden Projekterfahrung und verbessern ihre Fähigkeit zum selbstständigen wissenschaftlichen Arbeiten. Ein weiteres Ziel des Anwendungsprojekts besteht darin, Studierende auf ihre Bachelorarbeit vorzubereiten.
Die Möglichkeit, Aufgaben in Kleingruppen zu bearbeiten unterstützt das Lernziel „ Aufgabenverteilung und Problemlösung im Team“.
Weitere Lernziele bzw. Kompetenzen sind u.a. dem Projektmanagement zuzuordnen. Je nach Ausgestaltung des Projekts und des Projektthemas können dies sein: Anforderungs- und Aufwandsanalyse, Planung des Entwicklungsablaufs, Zeitplanung, Informationsmanagement, Methoden und Techniken der Entscheidungsfindung, Implementierungs-Strategien, Verifikation und Validierung, Einsatz rechnergestützter Verfahren, eigenständiges Erschließen wissenschaftlicher Literatur.
Ein wesentliches Lernziel ist die Projektkommunikation bzw. die Präsentation wissenschaftlicher Themenstellungen:
• Formale und inhaltliche Aspekte einer Projektdokumentation • Präsentation des Projekts • Erstellen einer Kurzbeschreibung des Projekts, die gängigen Standards entspricht
Projektmanagement und Präsentationstechnik werden dabei in der Regel von eigenen Fachleuten projektbezogen gelehrt und mitbewertet. Projektbegleitendes Englisch
Schwerpunkt ist die Bearbeitung und das Verständnis der zugrundeliegenden englischsprachigen wissenschaftlichen Literatur.
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6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Module 19, 29
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Die Prüfungsleistung besteht aus einer schriftlichen Prüfung (mit einer Dauer von 60-90 Minuten), einer mündlichen Prüfung (mit einer Dauer von 30-45 Minuten) und/oder studienbegleitenden Leistungs-nachweisen. Die Gesamtnote wird aus dem fachlichen Modulteil „Anwendungsprojekt“ und dem „Projektbegleitenden Englisch“ gebildet.
Anwendungsprojekt: Bei der Bewertung der Prüfungsleistung wird auch die Präsentation sowie die Projektarbeit (selbständiges wissenschaftliches Arbeiten und Projektmanagement) berücksichtigt.
Projektbegleitendes Englisch: Abstrakt und Abschlusspräsentation über 20 Minuten zzgl. Diskussion.
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
Literaturempfehlungen werden in den jeweiligen Lehrveranstaltungen gegeben
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Modul 31: Praktisches Studiensemester
Kürzel
M31
Workload
660 h
Credits
22
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
2 Semester
Umfang (SWS)
1
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Peter Jonas (Praktikumsbetreuer), Prof. Dr. Tim Kröger (Praxissemesterbeauftragter)
2 Lehrveranstaltung/en
Praxisseminar
Semester
6
SWS
1
Präsenz- zeit
15 h
Selbst- studium
15 h
Lehrform
1 S
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften oder einer anderen Fakultät der Technischen Hochschule Nürnberg
4 Inhalte
Das Praxissemester entspricht einer Vollzeitstelle eines Berufstätigen und umfasst eine Dauer von mindestens 80 Arbeitstagen, die sich auf mindestens 16 Wochen erstrecken. In dieser Zeit sollen die Studierenden in signifikanten mathematisch-physikalischen Arbeitsgebieten an Hand eines Projekts die Vorgehensweisen und die Problemlösungsstrategien eines Mathematikers/Physikers bei der Lösung von Aufgaben kennen lernen. Das Projekt soll nach Möglichkeit eine einzige Aufgabe beinhalten. Diese kann jedoch Tätigkeiten umfassen, die in verschiedenen Themenbereichen angesiedelt sind.
Mögliche Arbeitsgebiete sind zum Beispiel:
• Mathematische Modellierung physikalischer Probleme • Durchführen physikalischer Experimente • Entwurf von Algorithmen zur Lösung mathematisch-physikalischer Probleme • Implementation solcher Algorithmen
Im Praxisseminar werden berufsrelevante Fragestellungen erörtert und vertieft.
5 Lernziele / Kompetenzen
Kenntnisse bezüglich der Tätigkeiten und Arbeitsmethoden eines Mathematikers bzw. Physikers in der Praxis des industriellen / wissenschaftlichen Umfelds.
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Voraussetzungen für die Teilnahme am Praxisseminar (gemäß § 7 Abs. 2 SPO):
• Module 1-9 bestanden / erfolgreich abgelegt • Mindestens bereits 134 Leistungspunkte (ECTS) erbracht
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Praxissemesterbericht und Abschlusspräsentation von 20 Minuten Dauer zzgl. Diskussion. Art, Umfang und inhaltliche Gestaltung erfolgen in enger Absprache mit den Betreuern.
Die Studienleistung ist ohne Benotung, aber bestehenserheblich für die Bachelorprüfung.
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
Literaturempfehlungen werden im Praxisseminar gegeben
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Modul 32: Bachelorarbeit
Kürzel
M32
Workload
450 h
Credits
15
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
1
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Florian Steinmeyer
2 Lehrveranstaltung/en
Bachelorseminar
Semester
7
SWS
1
Präsenz- zeit
15 h
Selbst- studium
15 h
Lehrform
1 S
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften oder einer anderen Fakultät der Technischen Hochschule Nürnberg
4 Inhalte
Selbständige, wissenschaftliche Arbeit, z.B. Lösung wissenschaftlicher Aufgaben aus dem Bereich angewandte Mathematik, Physik und Ingenieurwissenschaften, in der mathematische und/oder physikalische Methoden zum Einsatz kommen
5 Lernziele / Kompetenzen
Die Bachelorarbeit soll die Fähigkeit zu selbständigen wissenschaftlichen Arbeiten, speziell zur selbständigen wissenschaftlichen Lösung eines Problems auf dem Gebiet der angewandten Mathematik und/oder Physik oder verwandter ingenieurwissenschaftlicher Fächer zeigen.
Weitere Lernziele bzw. Lernergebnisse sind (je nach Thema):
• Fähigkeit zur Analyse und Lösungsfindung • Fähigkeit zur Anwendung wissenschaftlich fundierter Methoden • Fähigkeit zur Durchführung von Recherchen • Fähigkeit zur Auswahl und Anwendung passender Analyse-, Modellierungs-, Simulations-
und Optimierungsmethoden • Fähigkeit zur Wissensvertiefung • Erkennen der Tragweite der wissenschaftlichen bzw. beruflichen Tätigkeit • Fähigkeit zur Dokumentation und Präsentation von Arbeitsergebnissen • Förderung sozialer Kompetenzen (z.B. Kommunikation, Teamarbeit)
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Voraussetzungen für die Teilnahme an der Lehrveranstaltung und Prüfung (gemäß § 7 Abs. 2 SPO):
• Module 1-9 und 31.1 bestanden / erfolgreich abgelegt • Mindestens bereits 134 Leistungspunkte (ECTS) erbracht
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Zwischenbericht, Abschlusspräsentation von 30 Minuten Dauer zzgl. Diskussion, Befragung. Art, Umfang und inhaltliche Gestaltung erfolgen in enger Absprache mit den Betreuern.
Die Studienleistung ist ohne Benotung, aber bestehenserheblich für die Bachelorprüfung.
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Fachliteratur zum jeweiligen Bachelorarbeitsthema • Samac: Die Bachelorarbeit an Universität und Fachhochschule:
Ein Lehr- und Lernbuch zur Gestaltung wissenschaftlicher Arbeiten; UTB 2009 • Theisen: Wissenschaftliches Arbeiten: Technik - Methodik – Form; Vahlen 2010
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Übersicht der Module und weitere Angaben
Auf den folgenden Seiten wird eine Übersicht der Module gegeben sowie weitere Angaben zu den Fächerkatalogen der Allgemeinwissenschaftlichen Wahlpflichtfächer, der Soft-Skill-Fächer und der Anwendungsschwerpunkte gemacht. Im Anschluss folgt das Modulhandbuch. Die Regelungen gelten ausschließlich für Studierende mit
Studienbeginn im Wintersemester 2014/15
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1. Studienabschnitt (1. und 2. Studienplansemester)
Modul -Nr.
Modul- bzw. Fachbezeichnung
SWS Modul
SWS einzeln
Art der Lehr-veranstaltung
Endnotenbildende Prüfungen LP Art bzw.
Gewichtung Zeit in Min.
1 Analysis 1 6 4 SU, 2 Ü schrP 90 7
2 Lineare Algebra 4 3 SU, 1 Ü schrP 90 5
3 Physik 1 6 4 SU, 2 Ü schrP 90 7
4 Programmieren 1 6 4 SU, 2 Ü schrP 90 7
5 Englisch und Studium generale 1 6 1:1:1 6
5.1 Englisch 1 2 1 SU, 1 Ü LN 1) (2)
5.2 Englisch 2 2 1 SU, 1 Ü LN 1) (2)
5.3 Allgemeinwissenschaftliches Wahlpflichtfach 2 2 SU oder 2 S LN 1) (2)
6 Analysis 2 8 schrP 90 9
6.1 Einführung in Simulationstools 4 4 S TN, LN 1) 2) (0)
6.2 Analysis 2 4 2 SU, 2 Ü (9)
7 Diskrete Mathematik 4 2 SU, 2 Ü schrP 90 5
8 Physik 2 6 4 SU, 2 Ü schrP 90 7
9 Programmieren 2 6 4 SU, 2 Ü schrP 90 7
Summe 1. und 2. Studienplansemester 52 60 2. Studienabschnitt (3. und 4. Studienplansemester)
Modul -Nr.
Modul- bzw. Fachbezeichnung ZV 5) SWS
Modul SWS
einzeln Art der Lehr-veranstaltung
Endnotenbildende Prüfungen LP Art bzw.
Gewichtung Zeit in Min.
10 Stochastik 4 2 SU, 2 Ü schrP 90 5
11 Physik 3 8 1:3 9
11.1 Atomphysik, Quantenphysik 6 4 SU, 2 Ü schrP (Gew 3) 90 (0)
11.2 Physikpraktikum 8 2 2 P TN, VB, Kol, LN 1) 2) (Gew 1) (0)
12 Optimierung 1 4 2 SU, 2 Ü schrP 90 5
13 Numerik 1 7 3:5 8
13.1 Seminar zu Simulationstools 6.1 3 3 S TN, StA, LN 1) (Gew 3) (3)
13.2 Numerik 1 4 2 SU, 2 Ü schrP (Gew 5) 90 (5)
14 Konzepte der Informatik 4 2 SU, 2 Ü schrP 90 5
15 Angewandte Analysis 6 schrP 90 7
Angewandte Analysis 1 2 1 SU, 1 Ü (0)
Angewandte Analysis 2 4 2 SU, 2 Ü (0)
16 Physik 4 4 3 SU, 1 Ü schrP 90 5
17 Algorithmen und Datenstrukturen 4 2 SU, 2 Ü schrP 90 5
18 Numerik 2 4 3 SU, 1 Ü schrP 90 5
19 Grundlagen Anwendungsschwerpunkte 12 1:1 14
19.1 Grundlagen Anwendungsschwerpunkte 1 6 6 SU/Ü/S/P LN 1) (7)
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2. Studienabschnitt (5. bis 7. Studienplansemester)
Modul -Nr.
Modul- bzw. Fachbezeichnung ZV 5) SWS
Modul SWS
einzeln Art der Lehr-veranstaltung
Endnotenbildende Prüfungen LP Art bzw.
Gewichtung Zeit in Min.
19.2 Grundlagen Anwendungsschwerpunkte 2 6 6 SU/Ü/S/P LN 1) (7)
20 Theoretische Physik 6 4 SU, 2 Ü schrP 90 7
21 Software-Engineering/Modellierung (UML) 4 2 SU, 2 Ü schrP 90 5
22 Vertiefung Simulationstools 6 1:1 6
22.1 Multiphysicstools 13.1 2 1 SU, 1 Ü TN (0)
22.2 Numerik 3 2 2 SU LN 1) (3)
22.3 Praktikum 2 2 P PA, LN 1) (3)
23 Optimierung 2 4 3 SU, 1 Ü schrP 90 5
24 Vertiefung Anwendungsschwerpunkte 8 1:4 10
24.1 Fortgeschrittenenpraktikum 11 2 2 P TN, VB, Kol, LN 1) 2) (Gew 1) (2)
24.2 Anwendungsprojekt 4 4 S PA, LN 1)
(Gew 4) (8)
24.3 Ringvorlesung Mathematik/Physik 2 2 SU TN (0)
25 Englisch und Studium generale 2 6 1:1:1 6
25.1 Englisch 3 2 1 SU, 1 Ü LN 1) (2)
25.2 Englisch 4 2 1 SU, 1 Ü LN 1) (2)
25.3 Allgemeinwissenschaftliches Wahlpflichtfach 2 2 SU oder 2 S LN 1) (2)
26 Technikfolgenabschätzung und Soft Skills 6 1:1:1 6
26.1 Wahlpflichtfach Soft Skills 1 2 2 SU LN 1) (2)
26.2 Wahlpflichtfach Soft Skills 2 2 2 SU LN 1) (2)
26.3 Technikfolgenabschätzung 2 2 SU LN 1) (2)
27 Praktikum 1-9, 134 LP 1 22
Praktikum (Teil 1+2) (0)
Praxisbegleitende Lehrveranstaltung 1 1 S mit Erfolg / ohne Erfolg 3) (0)
28 Bachelorarbeit und Bachelorseminar 1-9, 27.1 134 LP 1 BA 15
Bachelorarbeit (0)
Bachelorseminar 1 1 S LN 3) 4) (0)
Summe 3. bis 7. Studienplansemester 99 150
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Anmerkungen
1) Angaben je Fach
Bei Veranstaltungsart SU/Ü bis 2 SWS: Klausur 60 Min. oder Befragung 20 Min.
Bei Veranstaltungsart SU/Ü ab 4 SWS: Klausur 90 Min. oder Befragung 30 Min.
Bei Veranstaltungsart S: Ausarbeitungen, Abschlusspräsentation von 15 bis 30 Minuten Dauer zzgl. Diskussion
Bei Veranstaltungsart P: Ausarbeitungen, Befragung 2) Während des Semesters. Muss mit Erfolg bestanden werden, um zur Prüfung am Ende des Semesters
zugelassen zu werden 3) Ohne Benotung, aber bestehenserheblich für die Bachelorprüfung 4) Zwischenbericht, Abschlusspräsentation von 30 Minuten Dauer zzgl. Diskussion, Befragung
5) Voraussetzungen für die Teilnahme an Lehrveranstaltungen und Prüfungen dieses Moduls gemäß § 7 Abs. 2
− Angabe von Ziffern: Teilnahme nur erlaubt, wenn die angegebenen Module bestanden sind
− Angabe von Leistungspunkten (LP): Teilnahme nur erlaubt, wenn die angegebene Anzahl von Leistungs- punkten erbracht wurde
Abkürzungen
BA Bachelorarbeit Gew Gewichtung Kol Kolloquium LN Leistungsnachweis LP Leistungspunkte LV Lehrveranstaltung P Praktikum (Lehrveranstaltung) PA Projektarbeit PStA Praktische Studienarbeit S Seminar schrP schriftliche Prüfung SoSe Sommersemester SU Seminaristischer Unterricht SWS Semesterwochenstunden TN Teilnahmenachweis Ü Übung VB Versuchsberichte WiSe Wintersemester ZV Zulassungsvoraussetzung Fächerkataloge der Wahlpflichtfächer (AWPF und Soft Skills)
Das jeweils aktuelle Angebot wird jedes Semester im Rahmen der Einschreibungen zu den Allgemeinwissenschaft-lichen Wahlpflichtfächern (AWPF) und den Fächern aus dem Bereich Soft Skills bekannt gegeben. Im Studiengang B-AMP sind entsprechende Lehrveranstaltungen in den Modulen 5, 25 und 26 zu belegen. Fächerkatalog der Anwendungsschwerpunkte
Die Anwendungsschwerpunkte finden grundsätzlich im Sommersemester statt. Das jeweils aktuelle Angebot wird im Laufe des vorhergehenden Wintersemesters bekannt gegeben. Im Studiengang B-AMP sind entsprechende Lehrveranstaltungen in Modul 19 zu belegen.
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Semester 1 2 3 4 5 6 7 SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP
Modul 1: Analysis 1 6 7
Modul 2: Lineare Algebra 4 5 Modul 3: Physik 1 6 7
Modul 4: Programmieren 1 6 7
Modul 5: Englisch und Studium generaIe 1 4 4 2 2 Modul 6: Analysis 2 8 9
Modul 7: Diskrete Mathematik 4 5 Modul 8: Physik 2 6 7 Modul 9: Programmieren 2 6 7 Modul 10: Stochastik 4 5 Modul 11: Physik 3 8 9
Modul 12: Optimierung 1 4 5
Modul 13: Numerik 1 7 8
Modul 14: Konzepte der Informatik 2 2 2 3
Modul 15: Angewandte Analysis 2 2 4 5 Modul 16: Physik 4 4 5 Modul 17: Algorithmen und Datenstrukturen 4 5 Modul 18: Numerik 2 4 5
Modul 19: Grundlagen Anwendungsschwerpunkte 6 7 6 7
Modul 20: Theoretische Physik 6 7
Modul 21: Software Engineering / Modellierung (UML) 4 5
Modul 22: Vertiefung Simulationstools 6 6
Modul 23: Optimierung 2 4 5
Modul 24: Vertiefung Anwendungsschwerpunkte 2 2 6 8
Modul 25: Englisch und Studium generale 2 2 2 4 4 Modul 26: Technikfolgenabschätzung und Soft Skills 2 2 4 4 Modul 27: Praktikum 1 7 15 Modul 28: Bachelorarbeit und Bachelorseminar 1 15 Summe 26 30 26 30 27 31 24 30 26 29 21 30 1 30 SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP Semester 1 2 3 4 5 6 7
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
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Modulhandbuch
Beschreibung der Module des Bachelorstudiengangs Angewandte Mathematik und Physik (B-AMP) an der Technischen Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm. Dieses Modulhandbuch gilt für Studierende mit
Studienbeginn im Wintersemester 2014/15
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 56 / 117
Modul 1: Analysis 1
Kürzel
M1
Workload
210 h
Credits
7
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Christine Rademacher
2 Lehrveranstaltung/en
Analysis 1
Semester
1
SWS
6
Präsenz- zeit
90 h
Selbst- studium
120 h
Lehrform
4 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
• Topologie der reellen Zahlen • Komplexe Zahlen • (Zahlen-) Folgen und Reihen • Stetigkeit • Differentialrechnung für Funktionen einer Veränderlichen • Integralrechnung für Funktionen einer Veränderlichen • Reihen von Funktionen; Potenz- und Taylorreihen • Funktionen von mehreren Variablen • Differenzialrechnung für Funktionen mehrerer Variablen
5 Lernziele / Kompetenzen
• Vermittlung von sicheren Kenntnissen der mathematischen Begriffe, Gesetze, Denkweisen und Methoden
• Verständnis und Fähigkeit der Anwendung dieser Begriffe zur Beschreibung und Lösung konkreter typischer Fragestellungen aus der Physik und aus Ingenieurgebieten
• Fähigkeit zur Übertragung mathematischer Modelle auf Anwendungsprobleme sowie zur Anwendung geeigneter mathematischer Lösungsverfahren
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Kenntnisse und Fähigkeiten entsprechend den Anforderungen eines Fachoberschul-Abiturs
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Arens, T.et al.: Mathematik, Spektrum Akademischer Verlag • Dieser, O.: Erste Hilfe in Analysis, Springer Verlag • Fischer, H. / Kaul, H.: Mathematik für Physiker, Vieweg+Teubner Verlag • Heuser, H.: Lehrbuch der Analysis, 1,2, Vieweg+Teubner Verlag • Königsberger, K.: Analysis, Springer Verlag • Meyberg, K. / Vachenauer, P.: Höhere Mathematik, Springer Verlag • Stingl, P.: Mathematik für Fachhochschulen, Hanser Verlag
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 57 / 117
Modul 2: Lineare Algebra
Kürzel
M2
Workload
150 h
Credits
5
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Peter Jonas
2 Lehrveranstaltung/en
Lineare Algebra
Semester
1
SWS
4
Präsenz- zeit
60 h
Selbst- studium
90 h
Lehrform
3 SU, 1 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
• Vektorräume, Basen, Dimension, lineare Abbildungen, Matrizen und Matrizen-Kalkül
• Lösungstheorie linearer Gleichungssysteme, Lösungsberechnung
• Determinanten, Eigenwertprobleme und andere Anwendungen von Determinanten, Normalformen von Endomorphismen
• Innere Produkte, Orthogonalsysteme, euklidische und unitäre Räume, Anwendungen auf Approximationsprobleme, Beschreibung von Bewegungen im Raum
• Ausgewählte weitere Anwendungsbeispiele der Linearen Algebra aus Physik und Technik
5 Lernziele / Kompetenzen
• Vermittlung von sicheren Kenntnissen der mathematischen Begriffe, Gesetze, Denkweisen und Methoden
• Verständnis und Fähigkeit der Anwendung dieser Begriffe zur Beschreibung und Lösung konkreter typischer Fragestellungen aus der Physik und aus Ingenieurgebieten
• Fähigkeit zur Übertragung mathematischer Modelle auf Anwendungsprobleme sowie zur Anwendung geeigneter mathematischer Lösungsverfahren
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Kenntnisse und Fähigkeiten entsprechend den Anforderungen eines Fachoberschul-Abiturs
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Arens, T.et al.: Mathematik, Spektrum Akademischer Verlag
• Fischer, A. / Schirotzek, W. / Vetters, K.: Lineare Algebra, Vieweg+Teubner Verlag
• Fischer, H. / Kaul, H.: Mathematik für Physiker, Vieweg+Teubner Verlag
• Gramlich, G.: Lineare Algebra - Eine Einführung, Hanser Verlag
• Gramlich, G.: Anwendungen der Linearen Algebra, Hanser Verlag
• Meyberg, K. / Vachenauer, P.: Höhere Mathematik, Springer Verlag
• Stingl, P.: Mathematik für Fachhochschulen, Hanser Verlag
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 58 / 117
Modul 3: Physik 1
Kürzel
M3
Workload
210 h
Credits
7
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Bernd Braun
2 Lehrveranstaltung/en
Physik 1
Semester
1
SWS
6
Präsenz- zeit
90 h
Selbst- studium
120 h
Lehrform
4 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
• Einführung in das Themengebiet
• Mechanik: Kinematik eines Massenpunktes, Dynamik des Massenpunktes, Statik, Drehbewegungen
• Strömungslehre: Bernoulli-Gleichung, Laminare Strömung, Turbulente Strömung
• Schwingungen: freie ungedämpfte harmonische Schwingung, Energie der freien harmonischen Schwingung, freie gedämpfte Schwingung, erzwungene Schwingung, Überlagerung von Schwingungen
• Wellen: Grundlagen, Energiedichte und Energietransport, Überlagerung von Wellen, Dopplereffekt
• Akustik: Schallwellen, Schallpegel, Ultraschall
• Optik: Lichtstrahlen, optische Abbildung, optische Instrumente, Beugung an Spalt und Gitter
5 Lernziele / Kompetenzen
• Kenntnis der physikalischen Prozesse und Gesetze
• Verständnis für physikalische Vorgänge
• Fähigkeit, physikalische Vorgänge mathematisch zu beschreiben, Anwendungen abzuleiten und aus der Beobachtung spezieller Vorgänge allgemeine Zusammenhänge zu erkennen
• Sinn für Größenordnungen und Fähigkeit, Ergebnisse quantitativ zu berechnen und zu überprüfen
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Kenntnisse und Fähigkeiten entsprechend den Anforderungen eines Fachoberschul-Abiturs
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Kuypers, F.: Physik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Wiley-VCH Verlag, Weinheim • Hering, M. / Martin, E. / Stohrer, R.: Physik für Ingenieure, VDI-Verlag, Düsseldorf • Tipler, P. / Mosca, G.: Physik, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg • Halliday, D. / Resnick, R. / Walker, J.: Physik, Wiley-VCH Verlag, Weinheim • Weber, R.: Physik Teil I: Klassische Physik - Experimentelle und theoretische Grundlagen,
Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden • Paus, H.: Physik in Experimenten und Beispielen, Hanser Verlag, München
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 59 / 117
Modul 4: Programmieren 1
Kürzel
M4
Workload
210 h
Credits
7
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Uwe Wienkop
2 Lehrveranstaltung/en
Programmieren 1
Semester
1
SWS
6
Präsenz- zeit
90 h
Selbst- studium
120 h
Lehrform
4 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Informatik
4 Inhalte
• Begriffe zur Datenverarbeitung, Syntax und Semantik der Sprachelemente: Ablaufstrukturen, Datenstrukturen, Objekte, Module, Iteration und Rekursion, Zeiger
• Entwicklungsmethoden: Entwicklungsumgebung, Entwicklung und Darstellung von Daten- und Ablaufstrukturen, strukturierter Entwurf und Implementierung, Dokumentation, Test
5 Lernziele / Kompetenzen
• Fähigkeit, grundlegende Algorithmen und Datenstrukturen problemübergreifend zu erkennen und mit mindestens einer höheren Programmiersprache zu programmieren
• Erfahrung der strukturierten und objektorientierten Programmentwicklung durch praktische Übungen
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Schulkenntnisse
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Kühnel, Andreas, Visual C# 2008, Galileo Press, Bonn, 2009
• Doberenz, Walter, Visual C# 2008, Hanser, München, 2009
• Hanspeter Mössenböck: Softwareentwicklung mit C# 4.0, dpunkt
• Skript
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 60 / 117
Modul 5: Englisch und Studium generale 1
Kürzel
M5
Workload
180 h
Credits
6
Häufigkeit
WiSe bzw. SoSe
Moduldauer
2 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Eric Koenig
2 Lehrveranstaltung/en Englisch 1 (nur im WiSe) Englisch 2 (nur im SoSe) Allgemeinwissenschaftliches Wahlpflichtfach (AWPF)
Semester 1 2
1
SWS 2 2
2
Präsenz- zeit 30 h 30 h
30 h
Selbst- studium
30 h 30 h
30 h
Lehrform
1 SU, 1 Ü 1 SU, 1 Ü
2 SU oder 2 S
3 Dozent/in
Dozentinnen und Dozenten der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften oder einer anderen Fakultät der Technischen Hochschule Nürnberg
4 Inhalte
Englisch 1
• Einführung in die Thematik „Englisch in technischen und wissenschaftlichen Berufen“
• Sich mit wichtigen und in der Industrie häufigen Situationen vertraut machen, in denen Englisch verlangt wird
• Fach- und industrierelevante schriftliche und mündliche Textsorten im Englischen
• Verfassen von E-Mails nach konkreten Beschreibungen kommunikativer Situationen
• Lesen und Diskutieren
• Unterrichtssprache: Englisch
Englisch 2
• Ausgewählte Texte mit themenbezogenen Inhalten aus verschiedenen wissenschaftlichen Quellen
• Häufige Fehler beim Übersetzen
• Wortkunde der fachsprachlichen Termini
• Besonderheiten des englischen Satzbaus
• Grammatik (nach Bedarf)
• Unterrichtssprache: Englisch
Allgemeinwissenschaftliches Wahlpflichtfach (AWPF)
Das jeweils aktuelle Angebot und die Inhalte werden kurz vor bzw. zu Semesterbeginn im Rahmen der Einschreibung zu den Allgemeinwissenschaftlichen Wahlpflichtfächern bekannt gegeben.
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 61 / 117
5 Lernziele / Kompetenzen
Englisch 1
• Verbesserung aller Sprachfertigkeiten mit dem Schwerpunkt auf den aktiven Sprachen (Sprechen, Schreiben)
• Abbau von Hemmungen bei der Verwendung der gesprochenen Sprache
Englisch 2
• Einblick in die syntaktischen Schwierigkeiten der englischsprachigen Fachliteratur
• Fähigkeit zur Erschließung von Fachtexten; Fertigkeit in der Vermeidung von häufig vorkommenden Missverständnissen
• Bewusstsein von häufigen Fehlerquellen; Einsicht in Lösungsstrategien; Verständnis alternativer Lösungen
• Aufgeschlossenheit gegenüber sprachkundlichen Überlegungen; Bereitschaft zu lebenslangem Vertiefen der Englischkenntnisse
Allgemeinwissenschaftliches Wahlpflichtfach (AWPF)
Die Lernziele und Kompetenzen sind abhängig vom jeweiligen Wahlpflichtfach. Weitere Informationen stehen im entsprechenden Fächerkatalog.
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Englisch 1: Mindestens vier Jahre Englischunterricht in einer weiterführenden Schule; Englischer Konversationskurs (aus dem Angebot des Spracheninstituts) wäre von Vorteil
Englisch 2: Vorherige Teilnahme an Englisch 1
AWPF: Keine speziellen Voraussetzungen notwendig
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Für das gesamte Modul setzt sich die Prüfungsleistung aus drei gleich gewichteten Leistungsnachweisen der einzelnen Lehrveranstaltungen zusammen:
Englisch 1: Klausur über 60 Minuten, auf Englisch Englisch 2: Klausur über 60 Minuten als Übersetzung aus dem Englischen ins Deutsche AWPF: Die Prüfungsleistung ist abhängig vom jeweiligen Wahlpflichtfach.
Weitere Informationen stehen im entsprechenden Fächerkatalog.
8 Modultyp & Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
Literaturempfehlungen werden in den jeweiligen Lehrveranstaltungen gegeben
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 62 / 117
Modul 6: Analysis 2
Kürzel
M6
Workload
270 h
Credits
9
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
8
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Christine Rademacher
2 Lehrveranstaltung/en
Einführung in Simulationstools Analysis 2
Semester
2 2
SWS
4 4
Präsenz- zeit
60 h 60 h
Selbst- studium
75 h 75 h
Lehrform
4 S 2 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozentinnen und Dozenten der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte Einführung in Simulationstools
• Allgemeine Bestandteile und Aufgaben von Computeralgebra- und Numerik-Systemen
• Unterschiede von symbolischen und numerischen Rechnen
• Ausgewählte Themen solcher Systeme (Matlab) wie Ein-/Ausgabe, Vektoren, Matrizen (Lineare Algebra), Aufgaben aus Analysis, Differenzialgleichungen, Steuerstrukturen und Programmierung, Graphik usw.
Analysis 2
• Funktionen von mehreren Variablen
• Differenzialrechnung für Funktionen mehrerer Variablen
• Differentialoperatoren
• Integralrechnung für Funktionen mehrerer Variablen
• Elemente der Vektoranalysis
• Gewöhnliche Differenzialgleichungen erster und höherer Ordnung • Systeme von Differenzialgleichungen
5 Lernziele / Kompetenzen Einführung in Simulationstools
• Erwerben von Fertigkeiten in Problemlösung durch Anwendung mathematischer Software
• Grundkenntnisse in Computeralgebra- und Numerik-Systemen
• Anwendung dieser Kenntnisse, um Probleme aus Mathematik, Physik und Technik mittels Computer zu simulieren
• Bearbeitung kleiner Aufgaben/Projekte im Bereich technisch-naturwissenschaftlicher Simulationen mittels mathematischer Software
Analysis 2
• Kenntnisse in Differenzial- und Integralrechnung sowie gewöhnlichen Differenzialgleichungen, um Zusammenhänge in Technik und Naturwissenschaft modellieren zu können
• Einsatz der Differenzial- und Integralrechnung und von Differenzialgleichungen bei praxisorientierten Fragestellungen
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 63 / 117
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Modul 1, Modul 2, Aktive Mitarbeit
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
Um zur schriftlichen Prüfung zugelassen zu werden muss während des Semesters an der Lehrveran- staltung „Einführung in Simulationstools“ teilgenommen und der Leistungsnachweis (Ausarbeitungen, Befragung) mit Erfolg bestanden werden.
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Arens, T. et al.: Mathematik, Spektrum Akademischer Verlag • Fischer, H. / Kaul, H.: Mathematik für Physiker, Vieweg+Teubner Verlag • Gramlich, G.: Eine Einführung in MATLAB, http://www.hs-ulm.de//users/gramlich/EinfMATLAB.pdf • Heuser, H.: Lehrbuch der Analysis 2, Vieweg+Teubner Verlag • Königsberger, K.: Analysis, Springer Verlag • Meyberg, K. / Vachenauer, P.: Höhere Mathematik, Springer Verlag • Schweizer, W.: Matlab kompakt, Oldenbourg Verlag • Stein, U.: Einstieg in das Programmieren mit MATLAB, Hanser Verlag • Stingl, P.: Mathematik für Fachhochschulen, Hanser Verlag • Westermann, T.: Mathematische Probleme lösen mit Maple, Springer Verlag
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 64 / 117
Modul 7: Diskrete Mathematik
Kürzel
M7
Workload
150 h
Credits
5
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Alexander Hufnagel
2 Lehrveranstaltung/en
Diskrete Mathematik
Semester
2
SWS
4
Präsenz- zeit
60 h
Selbst- studium
90 h
Lehrform
2 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
• Mathematische Grundkenntnisse: Mengen, Aussagen, natürliche Zahlen, Beweisprinzipien
• Elementare Kombinatorik
• Grundlagen der Arithmetik: Elementare Zahlentheorie (Teilbarkeit, Rechnen mit Restklassen)
• Algebraische Strukturen
• Elementare Graphentheorie mit Betonung algorithmischer Aspekte
• Differenzengleichungen
• Weiterführende Kapiteln zur Kombinatorik und Graphentheorie
5 Lernziele / Kompetenzen
• Sichere Kenntnisse von grundlegenden mathematischen Begriffen und Techniken: Mengenlehre, Logik, Relationen, Funktionen, Beweisprinzipien, natürliche Zahlen, Induktion
• Vertrautheit in elementaren kombinatorischen Denkweisen (systematisches Abzählen, Rekursion, Grundlagen der Graphentheorie) sowie in algorithmischen Fragestellungen
• Grundkenntnisse aus dem Bereich der Algebra und Zahlentheorie als Voraussetzung für Anwendungen in Kryptographie und Codierung
• Umgang mit abstrakten Denkmodellen
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Kenntnisse und Fähigkeiten entsprechend den Anforderungen eines Fachoberschul-Abiturs
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Steger, Angelika: Diskrete Strukturen (Band 1) Kombinatorik - Graphentheorie - Algebra, Springer Verlag, 2. Auflage 2007
• Beutelspacher, Albrecht / Zschiegner, Marc-Alexander: Diskrete Mathematik für Einsteiger. Mit Anwendungen in Technik und Informatik, Springer Verlag, 1. Auflage 2001
• Biggs, Norman: Discrete Mathematics, Oxford University Press, 2. Auflage 2003
• Aigner, Martin: Diskrete Mathematik. Mit 600 Übungsaufgaben, Vieweg+Teubner Verlag, 6. korr. Aufl. 2006
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 65 / 117
Modul 8: Physik 2
Kürzel
M8
Workload
210 h
Credits
7
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Manfred Kottcke
2 Lehrveranstaltung/en
Physik 2
Semester
2
SWS
6
Präsenz- zeit
90 h
Selbst- studium
120 h
Lehrform
4 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
• Thermodynamische Grundbegriffe: Temperatur, Thermische Ausdehnung, Masse, Dichte, Stoffmenge
• Erster Hauptsatz der Wärmelehre: Wärme und Arbeit, Formulierung des Hauptsatzes
• Das ideale Gas: allgemeine Zustandsgleichung, innere Energie, Wärmekapazitäten
• Zustandsänderungen idealer Gase: isochore Zustandsänderung, isotherme Zustandsänderung, isobare Zustandsänderung, adiabatische Zustandsänderung
• Kreisprozesse, Wärmekraft- und Kältemaschinen: Carnot’scher Kreisprozess, Stirlingmotor, Ottomotor, Dieselmotor, Linksläufiger Carnotprozess
• Entropie und zweiter Hauptsatz der Thermodynamik (Begriff der reduzierten Wärme, statistische Deutung der Entropie)
• Wärmetransport: Wärmeleitung, Wärmeübergang, Wärmestrahlung
• Elektrostatik: Grundgrößen des elektrischen Feldes, elektrische Feldstärke und elektrisches Potential, Coulombkraft, Kondensatoren, Dielektrika, elektrischer Strom, Ohmsches Gesetz, Gleichstromkreise
• Magnetostatik: Grundgrößen des magnetischen Feldes, Bio-Savart-Gesetz, Lorenzkraft, Magnetismus in Materie
Elektrodynamik: Induktion, Wechselstromkreise, Maxwellgleichungen, elektromagnetische Wellen
5 Lernziele / Kompetenzen
• Kenntnis der physikalischen Prozesse und Gesetze
• Verständnis für physikalische Vorgänge
• Fähigkeit, physikalische Vorgänge mathematisch zu beschreiben, Anwendungen abzuleiten und aus der Beobachtung spezieller Vorgänge allgemeine Zusammenhänge zu erkennen
• Sinn für Größenordnungen und Fähigkeit, Ergebnisse quantitativ zu berechnen und zu überprüfen
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Modul 3
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 66 / 117
9 Literaturhinweise
• Kuypers, F.: Physik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Wiley-VCH Verlag, Weinheim
• Giancoli, D.: Physik: Lehr- und Übungsbuch, Pearson Studium, München
• Müller, R.: Thermodynamik, De Gruyter Studium
• Tipler, P. / Mosca, G.: Physik, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg
• Halliday, D. / Resnick, R. / Walker, J.: Physik, Wiley-VCH Verlag, Weinheim
• Heintze, J. / Bock, P.: Lehrbuch zur Experimentalphysik Bd. 2+3, Springer Spektrum, München
• Weber, R.: Physik Teil I: Klassische Physik - Experimentelle und theoretische Grundlagen, Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden
• Paus, H.: Physik in Experimenten und Beispielen, Hanser Verlag, München
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 67 / 117
Modul 9: Programmieren 2
Kürzel
M9
Workload
210 h
Credits
7
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Uwe Wienkop
2 Lehrveranstaltung/en
Programmieren 2
Semester
2
SWS
6
Präsenz- zeit
90 h
Selbst- studium
120 h
Lehrform
4 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Informatik
4 Inhalte
Fortsetzung der Lehrinhalte des Moduls „Programmieren 1“:
Dynamische Datenstrukturen, insbesondere verkettete Listen, Operatoren, Nutzung von Klassenbibliotheken, Ausnahmen und ihre Behandlung
5 Lernziele / Kompetenzen
Das Modul führt die im Modul 4 gelegten Grundlagen um i. w. objektorientiere Aspekte fort. Damit erfolgt eine Vertiefung der Fähigkeiten, die in „Programmieren 1“ erworben wurden
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Modul 4
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Kühnel, Andreas, Visual C# 2008, Galileo Press, Bonn, 2009
• Doberenz, Walter, Visual C# 2008, Hanser, München, 2009
• Hanspeter Mössenböck: Softwareentwicklung mit C# 4.0, dpunkt
• Skript
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 68 / 117
Modul 10: Stochastik
Kürzel
M10
Workload
150 h
Credits
5
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Edgar Wermuth
2 Lehrveranstaltung/en
Stochastik
Semester
3
SWS
4
Präsenz- zeit
60 h
Selbst- studium
90 h
Lehrform
2 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
• Elementare Wahrscheinlichkeitstheorie: Kolmogorov-Axiome, einfache kombinatorische Wahrscheinlichkeiten, bedingte Wahrscheinlichkeiten und Unabhängigkeit
• Zufallsgrößen: Kurzeinführung Stieltjes-Integral, diskrete und stetige reelle Zufallsvariablen, Verteilungsfunktionen, Dichten
• Erwartungswert, Varianz, Unabhängigkeit, Summen und Produkte von Zufallsgrößen, Faltung, die wichtigsten Typen von Zufallsgrößen, Poisson-Prozess
• Mehrdimensionale Zufallsgrößen, komplexwertige Zufallsgrößen, charakteristische Funktionen, zentraler Grenzwertsatz, starkes Gesetz der großen Zahl
• Beschreibende Statistik: Erwartungswert, empirische Varianz, Korrelation, lineare Regression
• Schließende Statistik: Punkt- und Intervallschätzungen, Maximum-Likelihood-Methode, Gauß-Test, t-Test, Chi-Quadrat-Test, Kolmogorov-Smirnov-Test
5 Lernziele / Kompetenzen
• Mit den Grundbegriffen und Schlussweisen der Wahrscheinlichkeitsrechnung vertraut sein
• Die wichtigsten diskreten und stetigen Verteilungstypen, ihre Erwartungswerte und Varianzen kennen
• Die Bedeutung des Gesetzes der großen Zahl und typische Anwendungen des zentralen Grenzwertsatzes kennen
• Empirische Datensätze und Stichproben grafisch darstellen und ihre Kenngrößen berechnen können
• Parameter-Schätzung nach der Maximum-Likelihood-Methode und einfachste Hypothesentests kennen, speziellere Verfahren sich aus Handbüchern aneignen können
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Modul 1, Modul 2, Modul 4, Modul 6
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 69 / 117
9 Literaturhinweise
• Kreyszig, E.: Statistische Methoden und ihre Anwendungen, Vandenhoeck & Ruprecht Verlag
• Ross, S. M.: Statistik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Spektrum Akademischer Verlag
• Fahrmeir, L. et al.: Statistik: Der Weg zur Datenanalyse, Springer Verlag
• Lehn, J. / Wegmann, H.: Einführung in die Statistik, Vieweg+Teubner Verlag
• V. d. Waerden, B.L.: Mathematische Statistik, Springer Verlag
• Gnedenko, B. W.: Lehrbuch der Wahrscheinlichkeitstheorie, Harri Deutsch Verlag
• Sachs, L: Angewandte Statistik, Springer Verlag
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 70 / 117
Modul 11: Physik 3
Kürzel
M11
Workload
270 h
Credits
9
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
8
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Bernd Braun
2 Lehrveranstaltung/en
Atom- und Quantenphysik Physikpraktikum
Semester
3 3
SWS
6 2
Präsenz- zeit
90 h 30 h
Selbst- studium
110 h 40 h
Lehrform
4 SU, 2 Ü 2 P
3 Dozent/in
Dozentinnen und Dozenten der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte Atom- und Quantenphysik
• Quantenoptik (Plancksche Wärmestrahlung, Photoeffekt, Comptoneffekt)
• Materiewelle (Doppelspaltexperiment, De Broglie-Materiewelle)
• Schrödingergleichung
• Potentialtopf und Potentialstufe
• Operatoren und Erwartungswerte
• Unschärferelation
• Gaußsches Wellenpaket
• Orts- und Impulsraum
• Harmonischer Oszillator
• Wasserstoffatom
• Mehrelektronensysteme
• Röntgenstrahlung Physikpraktikum
Vorbereitung, Durchführung und Auswertung von fünf physikalischen Experimenten/Versuchen aus den Themengebieten der bereits behandelten Physik der ersten zwei Lehrplansemester
5 Lernziele / Kompetenzen
• Verstehen von quantenphysikalischen Vorgängen und Gesetzmäßigkeiten
• Fähigkeit, quantenmechanische Berechnungen auszuführen
• Fähigkeit, physikalische Fragestellungen experimentell zu untersuchen und die Messergebnisse auszuwerten, graphisch darzustellen und zu interpretieren
• Können im Umgang mit physikalischen Messmethoden und Messinstrumenten
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Voraussetzungen für die Teilnahme am Physikpraktikum und der Prüfung (gemäß § 7 Abs. 2 SPO): Modul 8 (Physik 2) bestanden / erfolgreich abgelegt
Module 1, 2, 3, 6
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 71 / 117
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Für das gesamte Modul setzt sich die Prüfungsleistung aus zwei unterschiedlich gewichteten Leistungsnachweisen der Lehrveranstaltungen Atom- und Quantenphysik (Gewichtung 3) sowie Physikpraktikum (Gewichtung 1) zusammen:
• Atom- und Quantenphysik: Schriftliche Prüfung über 90 Minuten • Physikpraktikum: Insgesamt fünf Versuchsberichte mit Kolloquium
Um zum Leistungsnachweis des Physikpraktikums zugelassen zu werden muss während des Semesters am Physikpraktikum teilgenommen und dieses mit Erfolg bestanden werden.
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Haken / Wolf: Atom- und Quantenphysik, Springer-Verlag
• Schmüser: Theoretische Physik für Studierende des Lehramtes 1 - Quantenmechanik, Springer
• Holzner: Quantenphysik für Dummies, Wiley-VCH Verlag
• Schwabl: Quantenmechanik, Springer-Verlag
• Paus, H.: Physik in Experimenten und Beispielen, Hanser Verlag, München
• Walcher, W.: Praktikum der Physik, B.G. Teubner Verlag, Stuttgart
• Geschke, D.: Physikalisches Praktikum, B.G. Teubner Verlag, Stuttgart
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 72 / 117
Modul 12: Optimierung 1
Kürzel
M12
Workload
150 h
Credits
5
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Yvonne Stry
2 Lehrveranstaltung/en
Optimierung 1
Semester
3
SWS
4
Präsenz- zeit
60 h
Selbst- studium
60 h
Lehrform
2 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
Geschichte des Operations Research, wichtige Themen der Linearen und der Nichtlinearen Optimierung (siehe unten), Ausblick auf spezielle Anwendungen (z.B. ganzzahlige Optimierung, Transportprobleme, „travelling salesman“). Lineare Optimierung
• Standardform linearer Programme, Transformationsmöglichkeiten
• Simplexverfahren als Standardmethode zur Lösung linearer Optimierungsprobleme, graphische Veranschaulichung, Tableau-Formulierung
• Sensitivitätsanalyse
• Primale und duale Probleme, Dualitätssatz, Komplementärer Schlupf, duale Simplex-Methode
Nichtlineare Optimierung
• Optimierungsprobleme im R^2 und im R^3 mit einer oder mehreren Gleichheits- oder Ungleichheitsnebenbedingungen
• Karush-Kuhn-Tucker-Bedingungen
• Hinreichende Bedingungen, geränderte Hesse-Matrix
• Sensitivitätsanalyse
5 Lernziele / Kompetenzen
• Kenntnis der wichtigsten Begriffe, Denkweisen und Lösungsmethoden des Operations Research
• Anschauliche Vorstellung von den wichtigsten Problemstellungen und Lösungsstrategien
• Verständnis typischer und besonders effizienter Algorithmen, ihrer Möglichkeiten und Beschränkungen
• Fähigkeit, die kennengelernten Lösungsmethoden auf konkrete Problemstellungen anzuwenden
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Kenntnisse aus den Veranstaltungen des 1. und 2. Lehrplansemesters, insbesondere sichere Beherr-schung von elementaren Umformungen bei linearen Gleichungssystemen, Gauß-Jordan-Algorithmus, partielle Ableitungen bei Funktionen in mehreren Veränderlichen, Gradient, Extrema 2D, Hesse-Matrix
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 73 / 117
9 Literaturhinweise
• W. Domschke / A. Drexel: Einführung in Operations Research, Springer Verlag
• W. Domschke u.a.: Übungen und Fallbeispiele zum Operations Research, Springer Verlag
• K. Neumann / M. Morlock: Operations Research, Hanser Verlag
• P. Stingl: Operations Research, Fachbuchverlag Leipzig
• H .A. Taha: Operations Research, Pearson Education Inc.
• W. Zimmermann / U. Stache: Operations Research, Oldenbourg Verlag
• Eigene Unterlagen
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 74 / 117
Modul 13: Numerik 1
Kürzel
M13
Workload
240 h
Credits
8
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
7
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Tim Kröger
2 Lehrveranstaltung/en
Seminar zu Simulationstools Numerik 1
Semester
3 3
SWS
3 4
Präsenz- zeit
45 h 60 h
Selbst- studium
55 h 80 h
Lehrform
3 S 2 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozentinnen und Dozenten der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte Seminar zu Simulationstools
In dem Seminar werden Themen aus verschiedenen technisch-naturwissenschaftlich-mathematischen Bereichen behandelt, die einer direkten analytischen Behandlung nicht direkt zugänglich sind und daher den Einsatz von Computersimulationen erfordern. Die gestellten Aufgaben stammen unter anderem aus folgenden Bereichen:
• Mechanik
• Wärmelehre
• Optik
• Schwingungsphysik
• Populationsdynamik
• Verkehrswesen
• Produktionswesen
Numerik 1
• Grundbegriffe der Numerischen Mathematik (Computerarithmetik, Numerische Algorithmen, Fehleranalyse)
• Lösung linearer Gleichungssysteme
• Lösung nichtlinearer Gleichungssysteme
• Interpolation
• Numerische Integration
• Numerische Verfahren zur Lösung linearer Ausgleichsprobleme
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 75 / 117
5 Lernziele / Kompetenzen Seminar zu Simulationstools
• Selbständige Einarbeitung in ein gestelltes Thema
• Anwendung von mathematisch/physikalischen Methoden zur Problemlösung
• Implementierung eines Simulationsprogramms in einer Softwareumgebung
• Erstellen eines Berichts in schriftlicher Form
• Präsentation der Ergebnisse und des theoretischen Hintergrunds in Kleingruppen
• Vertiefung und von mathematischen und physikalischen Kenntnissen aus den ersten beiden Lehrplansemestern
• Selbstständiges Einarbeiten in bisher nicht behandelte mathematisch-physikalische Sachverhalte
Numerik 1
• Verständnis der Notwendigkeit der Anwendung numerischer Lösungsverfahren in technischen Simulationen
• Verständnis der Bedeutung der numerischen Grundbegriffe (wie beispielsweise „Kondition“ und „Stabilität“) sowie Fähigkeit, diese Begriffe auf konkrete Problemstellungen anzuwenden
• Kenntnis und Verständnis der etablierten numerischen Verfahren/Techniken zu den unter Punkt Nr. 4 genannten Themen, sowie Fähigkeit, diese Verfahren zu implementieren
• Kenntnis und Verständnis der zugehörigen Fehleranalysen sowie daraus resultierend die Fähigkeit, die Verfahren sinnvoll anzuwenden
• Selbstständiges Einarbeiten in bisher nicht behandelte mathematisch-physikalische Sachverhalte
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Voraussetzungen für die Teilnahme am Seminar und der entsprechenden Prüfung (gemäß § 7 Abs. 2 SPO): Teilmodul 6.1 (Einführung in Simulationstools) bestanden / erfolgreich abgelegt
Module 1, 2, 4, 6.2, 7, 9
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Für das gesamte Modul setzt sich die Prüfungsleistung aus zwei unterschiedlich gewichteten Studien-leistungen der Lehrveranstaltungen Seminar zu Simulationstools (Gewichtung 3) und Numerik 1 (Gewichtung 5) zusammen:
Seminar: Ausarbeitungen, Abschlusspräsentation von 15 bis 30 Minuten Dauer zuzüglich Diskussion
Um zum Leistungsnachweis zugelassen zu werden muss vorher mit Erfolg an der Lehrveranstaltung teilgenommen werden (Studienarbeiten).
Numerik 1: Schriftliche Prüfung über 90 Minuten
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Wolfgang Dahmen / Arnold Reusken: Numerische Mathematik für Ingenieure und Natur- wissenschaftler
• Hans-Rudolf Schwarz / Norbert Köckler: Numerische Mathematik
• Deuflhard / Hohmann: Numerische Mathematik
• Conte / De Boor: Elementary Numerical Analysis
• Stoer / Bulirsch: Numerische Mathematik
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 76 / 117
Modul 14: Konzepte der Informatik
Kürzel
M14
Workload
150 h
Credits
5
Häufigkeit
WiSe bzw. SoSe
Moduldauer
2 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Alexander Hufnagel
2 Lehrveranstaltung/en
Konzepte der Informatik 1 (im WiSe) Konzepte der Informatik 2 (im SoSe)
Semester
3 4
SWS
2 2
Präsenz- zeit
30 h 60 h
Selbst- studium
45 h 80 h
Lehrform
1 SU, 1 Ü 1 SU, 1 Ü
3 Dozent/in
Dozentinnen und Dozenten der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
• Rechnerarithmetik, Zahlendarstellung, digitale Schaltungen, Universalrechner
• Grundkonzepte der theoretischen Informatik: endliche Automaten und formale Sprachen, Komplexität
• Ausgewählte Aspekte der angewandten Informatik
5 Lernziele / Kompetenzen
• Kenntnis der grundlegenden Funktionen und des Aufbaus von Rechnern sowie elementare Kenntnisse des Universalrechnerkonzepts
• Fähigkeit im Umgang mit Binärdarstellungen von Zahlen und Zeichen, zum Entwurf einfacher logischer Schaltungen
• Grundlagen der theoretischen Informatik
• Grundlagen der Komplexitätstheorie
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Modul 7
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Heinz-Peter Gumm, Manfred Sommer: Einführung in die Informatik; Oldenbourg Wissenschafts-verlag, München
• Helmut Herold, Bruno Lurz, Jürgen Wohlrab: Grundlagen der Informatik, Verlag Pearson Studium, München
• Dirk W. Hoffmann: Grundlagen der Technischen Informatik, Hanser Verlag, München
• Uwe Schöning Ideen der Informatik: Grundlegende Modelle und Konzepte der Theoretischen Informatik, Oldenbourg Wissenschaftsverlag, München
• John E. Hopcroft, Rajeev Motwani, Jeffrey D. Ullman: Einführung in Automatentheorie, Formale Sprachen und Berechenbarkeit, Verlag Pearson Studium, München
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 77 / 117
Modul 15: Angewandte Analysis
Kürzel
M15
Workload
210 h
Credits
7
Häufigkeit
WiSe bzw. SoSe
Moduldauer
2 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Christine Rademacher
2 Lehrveranstaltung/en
Angewandte Analysis 1 (im WiSe) Angewandte Analysis 2 (im SoSe)
Semester
3 4
SWS
2 4
Präsenz- zeit
30 h 60 h
Selbst- studium
40 h 80 h
Lehrform
1 SU, 1 Ü 2 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozentinnen und Dozenten der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte Angewandte Analysis 1
• Kurvenintegrale (Wegunabhängigkeit, Stammfunktion)
• Differentialoperatoren
• Oberflächenintegrale und Integralsätze Angewandte Analysis 2
• Grundbegriffe der partiellen Differenzialgleichungen und Anwendungsbeispiele
• Grundzüge der Funktionalanalysis: Operatoren, Funktionenräume
• Fouriertransformation und –reihen, weitere Integraltransformationen
5 Lernziele / Kompetenzen
• Einsatz der Vektoranalysis bei praxisorientierten Fragestellungen
• Kenntnisse in Vektoranalysis und partiellen Differentialgleichungen, um Zusammenhänge in Technik und Naturwissenschaft modellieren zu können
• Grundlegende Kenntnisse in abstrakten Funktionenräumen
• Anwenden der Integraltransformation auf Simulation technischer Probleme
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Module 1, 2, 3, 6, 8
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• T. Arens et al.: Mathematik, Spektrum Akademischer Verlag Heidelberg
• R. Bracewell, The Fourier Transform and its Applications, McCraw-Hill, New York, 1978
• R. Brigola, Fourier-Analysis und Distributionen, Edition swk, 2012
• T. Butz: Fouriertransformation für Fußgänger, Vieweg + Teubner Verlag, Wiesbaden
• P. Dyke: An Introduction to Laplace Transforms and Fourier Series, Springer Verlag, Berlin
• O. Föllinger: Laplace- und Fouriertransformation, Hüthig Verlag, Heidelberg
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 78 / 117
• S. Grossmann, Funktionalanalysis mit Hinblick auf Anwendungen in der Physik, AULA Verlag, Wiesbaden
• H.-J. Hotop / H.-J. Oberg: Fourier- und Laplace-Transformation, Wißner-Verlag, Augsburg
• N. Hungerbühler, Einführung in partielle Differentialgleichungen, vdf Hochschulverlag, Zürich, 2011
• E. Kreyszig, Introductory Functional Analysis with Applications, John Wiley, New York, 1978
• B. Lenze Einführung in die Fourieranalysis, Logos Verlag, Berlin
• K. Meyberg / P. Vachenauer: Höhere Mathematik , Springer Verlag, Berlin
• H. Weber: Laplace-Transformation für Ingenieure der Elektrotechnik, Vieweg + Teubner Verlag, Wiesbaden
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 79 / 117
Modul 16: Physik 4
Kürzel
M16
Workload
150 h
Credits
5
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Norbert Koch, Prof. Dr. Manfred Kottcke
2 Lehrveranstaltung/en
Physik 4
Semester
4
SWS
4
Präsenz- zeit
60 h
Selbst- studium
90 h
Lehrform
3 SU, 1 Ü
3 Dozent/in
Dozentinnen und Dozenten der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte Grundlagen und Anwendungen der Kernphysik
• Kernmodelle
• Radioaktivität
• Elementare Bausteine und Wechselwirkungen
• Experimentelle Methoden
• Nukleare Energieerzeugung
• Strahlenschutz
• Nuklearmedizin
Grundlagen und Anwendungen der Festkörperphysik
• Kristallstruktur und Strukturbestimmung
• Die Dynamik des Kristallgitters
• Elektronensystem des Festkörpers
• Transportphänomene
5 Lernziele / Kompetenzen
• Kenntnis der physikalischen Prozesse und Gesetze und Verständnis für physikalische Vorgänge
• Fähigkeit, diese Vorgänge mathematisch zu beschreiben, Anwendungen abzuleiten und aus der Beobachtung spezieller Vorgänge allgemeine Zusammenhänge zu erkennen
• Sinn für Größenordnungen und Fähigkeit, Ergebnisse quantitativ zu berechnen und zu überprüfen
• Verständnis der Grundlagen der Festkörper- und Kernphysik sowie deren Anwendung im technischen und medizinischen Bereich
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Modul 11
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 80 / 117
9 Literaturhinweise
• Paus: Physik in Experimenten und Beispielen, Hanser-Verlag
• Ibach / Lüth: Festkörperphysik, Springer-Verlag
• Hunklinger: Festkörperphysik, Oldenbourg-Verlag
• Mayer-Kuckuk: Kernphysik, Vieweg+Teubner-Verlag
• Poch / Rith / Scholz: Teilchen und Kerne: Eine Einführung in die physikalischen Konzepte, Springer-Verlag
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 81 / 117
Modul 17: Algorithmen und Datenstrukturen
Kürzel
M17
Workload
150 h
Credits
5
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Thomas Fuhr
2 Lehrveranstaltung/en
Algorithmen und Datenstrukturen
Semester
4
SWS
4
Präsenz- zeit
60 h
Selbst- studium
90 h
Lehrform
2 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Informatik
4 Inhalte
• Korrektheit von Algorithmen • Komplexität und Effizienzbetrachtungen • Entwurfsprinzipien von Algorithmen inkl. probabilistischer Methoden • Sortieren und Suchen • Organisation von Wörterbüchern (Suchbäume, Hashverfahren) • Praktische Umsetzung behandelter Algorithmen
auf Basis einer objektorientierten Programmiersprache
5 Lernziele / Kompetenzen
• Fähigkeit zu komplexem, abstraktem mathematischen Denken und Schließen, selbständiges Arbeiten, Analyse und Klassifikation von Problemen, kreatives Problemlösen, Ausdauer bei Problemlösungen
• Kenntnis grundlegender Datenstrukturen und Verarbeitungstechniken unter Einbeziehung externer Speichermedien und die Fähigkeit, sie adäquat anzuwenden
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Module 4, 7, 9, 14
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Cormen, T.H. / Leiserson, C.E. / Rivest, R.L. / Stein, C.: Introduction to Algorithms, 3rd ed., The MIT Press, Cambridge, London, 2009
• Heun, V.: Grundlegende Algorithmen: Einführung in den Entwurf und die Analyse effizienter Algorithmen, 2. Aufl. 2003, Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden,
• Knuth, D.E.: The Art of Computer Programming, Volume 1+3: Fundamental Algorithms + Searching and Sorting. Reading, MA, 1998, Addison-Wesley Publishing Company, Boston
• Motwani, R. / Raghavan, P.: Randomized Algorithms. Cambridge University Press, 1995 • Ottmann, T. / Widmayer, P.: Algorithmen und Datenstrukturen, 5. Auflage, 2011, Spektrum
Akademischer Verlag, Wiesbaden • Knebl, H.: Algorithmen und Datenstrukturen. Skript 2005, Nürnberg
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 82 / 117
Modul 18: Numerik 2
Kürzel
M18
Workload
150 h
Credits
5
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Tim Kröger
2 Lehrveranstaltung/en
Numerik 2
Semester
4
SWS
4
Präsenz- zeit
60 h
Selbst- studium
90 h
Lehrform
2 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
Vertiefung der Inhalte aus Modul 14 sowie folgende Inhalte:
• Eigenwertprobleme
• Einschrittverfahren zur Lösung gewöhnlicher Differentialgleichungen
• Runge-Kutta-Verfahren
• Steife Differentialgleichungen, Stabilitätsanalyse
• Mehrschrittverfahren
5 Lernziele / Kompetenzen
• Kenntnisse in der numerischen Lösung von gewöhnlichen Differentialgleichungen
• Anwendung von numerischen Methoden an Beispielen aus techn. Fragestellungen
• Vertiefung von numerischen Programmierkenntnissen
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Modul 13
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Wolfgang Dahmen, Arnold Reusken: Numerische Mathematik für Ingenieure und Naturwissenschaftler
• Hans-Rudolf Schwarz, Norbert Köckler: Numerische Mathematik
• Deuflhard/Hohmann: Numerische Mathematik
• Conte/De Boor: Elementary Numerical Analysis
• Stoer/Bulirsch: Numerische Mathematik
• Hairer, E., Wanner G.: Solving Ordinary Differential Equations I+II, Springer Series
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 83 / 117
Modul 19: Grundlagen Anwendungsschwerpunkte (Teil 1)
Kürzel
M19.1
Workload
210 h
Credits
7
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Alexander Hufnagel
2 Lehrveranstaltung/en
Anwendungsschwerpunkt 1
Semester
4
SWS
6
Präsenz- zeit
90 h
Selbst- studium
120 h
Lehrform
6 SU/Ü/S/P
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften oder einer anderen Fakultät der Technischen Hochschule Nürnberg
4 Inhalte
In diesem (Teil-)Modul wird eine Veranstaltung besucht, die auf die Vertiefung im Rahmen der Bachelorarbeit bzw. des Praktikums vorbereitet.
Die Lehrveranstaltung im Umfang von sechs Semesterwochenstunden wird entweder von der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften oder von einer anderen Fakultät der Hochschule angeboten (z. B. Vorlesungen im 2. Studienabschnitt der Fakultät Informatik).
Die zur Wahl stehenden Anwendungsschwerpunkte können jahrgangübergreifend im vierten oder sechsten Semester belegt werden.
Eine Abhängigkeit zwischen den beiden im Modul 19 zu belegenden Anwendungsschwerpunkten besteht nicht. Die Themen können daher aus unterschiedlichen Bereichen gewählt werden (z. B. ein Semester im Bereich Physik und ein Semester im Bereich Mathematik).
5 Lernziele / Kompetenzen
Vertiefte Kenntnisse in ausgewählten Gebieten der Mathematik, Physik, Informatik oder Technik; je nach gewähltem Anwendungsschwerpunkt
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Kenntnisse aus Veranstaltungen der ersten drei Lehrplansemester
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Für das gesamte Modul setzt sich die Prüfungsleistung aus zwei gleich gewichteten Leistungsnach-weisen der beiden gewählten Anwendungsschwerpunkte zusammen. Die Art des Leistungsnachweises kann je nach gewähltem Schwerpunkt in Form einer schriftlichen Prüfung (Klausur über 90 Minuten) oder in Form von Ausarbeitungen und/oder Befragungen erfolgen
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
Literaturempfehlungen werden in den jeweiligen Lehrveranstaltungen gegeben
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 84 / 117
Modul 20: Theoretische Physik
Kürzel
M20
Workload
210 h
Credits
7
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Oliver Natt
2 Lehrveranstaltung/en
Theoretische Physik
Semester
5
SWS
6
Präsenz- zeit
90 h
Selbst- studium
120 h
Lehrform
4 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
Die Lehrveranstaltung vermittelt anhand der klassischen Mechanik den Zugang und die Lösungsansätze der Theoretischen Physik zu physikalischen Problemstellungen. Dabei werden insbesondere Themengebiete behandelt und vertieft, die im Modul „Physik 1“ nicht in ihrer vollen Tiefe behandelt werden können, da zum Zeitpunkt dieser Lehrveranstaltung die notwendigen mathematischen Grundlagen noch nicht vollständig erarbeitet worden sind. Ein großer Schwerpunkt der Lehrveranstaltung liegt dabei in der Anwendung der erarbeiteten Konzepte auf konkrete mechanische Probleme und deren Simulation.
Lehrinhalte:
• Arbeiten mit nicht-kartesischen Koordinatensystemen
• Rotierende Bezugssysteme
• Lagrange-Formulierung der klassischen Mechanik, mit der Behandlung von holonomen und nicht-holonomen Zwangsbedingungen
• Der starre Körper und die Theorie des Kreisels
• Methoden der Variationsrechnung
• Zusammenhang zwischen Erhaltungsgrößen und Symmetrien
• Hamilton-Formalismus, Poisson-Klammern und Phasenraumfunktionen
• Beziehungen zwischen der klassischen Mechanik und der Quantenmechanik
• Grundlagen der Kontinuumsmechanik
5 Lernziele / Kompetenzen
• Vermittlung der Grundkonzepte der theoretischen Physik
• Fähigkeit, abstrakte mathematische Konzepte auf physikalische Problemstellungen anzuwenden
• Fähigkeit, die Ansätze der theoretischen Physik auf konkrete Fragestellungen anzuwenden
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Kenntnisse der höheren Mathematik im Umfang der Vorlesungen Analysis 1, Lineare Algebra, Analysis 2 Kenntnisse der Experimentalphysik im Umfang der Module Physik 1 bis Physik 3 Sicherer Umgang mit der Programmiersprache MATLAB
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 85 / 117
9 Literaturhinweise
• Nolting, W., Grundkurs Theoretische Physik 1-2, Berlin: Springer, 2011
• Kuypers, F., Klassische Mechanik, Weinheim: Wiley-VCH, 2010
• Fließbach, T., Lehrbuch zur Theoretischen Physik, Mechanik, Heidelberg: Spektrum, 2012
• Fließbach, T., Walliser, H. Arbeitsbuch zur Theoretischen Physik, Heidelberg: Spektrum, 2012
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 86 / 117
Modul 21: Software Engineering / Modellierung (UML)
Kürzel
M21
Workload
150 h
Credits
5
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. von Rymon Lipinski
2 Lehrveranstaltung/en
Software Engineering
Semester
5
SWS
4
Präsenz- zeit
60 h
Selbst- studium
90 h
Lehrform
2 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Informatik
4 Inhalte
• Probleme der industriellen Softwareerstellung
• Phasenmodelle
• Methoden zur Anforderungsspezifikation, Entwurfsmethoden
• Methoden zur Systemkonstruktion, Systemintegration und Test, Software-Ergonomie
• Qualitätssicherung, Softwaremetriken, Projektmanagement, DV-gestützte Entwicklungsumgebungen
• Aufwandsschätzungen; Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen
5 Lernziele / Kompetenzen
• Einsicht in die Ziele, Methoden, Techniken und Verfahren des Software Engineering
• Fähigkeit zur professionellen Anwendung von Methoden des Software Engineering
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Module 4, 9
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• W. Zuser / T. Grechenig / M. Köhle: Software Engineering mit UML und dem Unified Process, München, 2004, Pearson Studium
• G. Pomberger / W. Pree: Software Engineering,München, 2004, Hanser
• I. Sommerville, Software Engineering, München, 2008, Pearson Studium
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 87 / 117
Modul 22: Vertiefung Simulationstools
Kürzel
M22
Workload
180 h
Credits
6
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Jan Lohbreier
2 Lehrveranstaltung/en
Multiphysicstools Numerik 3 Praktikum
Semester
5 5 5
SWS
2 2 2
Präsenz- zeit
30 h 30 h 30 h
Selbst- studium
30 h 30 h 30 h
Lehrform
1 SU, 1 S 2 SU 2 P
3 Dozent/in
Dozentinnen und Dozenten der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
Multiphysicstools
• Computerbasierte Simulation mit kommerzieller Multiphysics-Software (Comsol) • Simulationsprozess: Erstellung von 3-D Geometrien Vernetzung der Geometrien
Auswahl / Kopplung physikalischer Mechanismen Lösung mittels numerischer Solver graphische Auswertung der Ergebnisse inkl. Plausibilitätsprüfung
• Simulation kleiner Projekte
Numerik 3
• Numerische Methoden für Randwertaufgaben von Differentialgleichungen • Einführung in Numerische Methoden für Partielle Differentialgleichungen
(Finite Differenzen-Verfahren, Finite-Element-Methode usw.)
Praktikum
• Numerische Verfahren für Partielle Differentialgleichungen innerhalb einer geeigneten Programmierumgebung zu implementieren
• Untersuchung der Genauigkeit, Stabilität derartiger Verfahren • Simulation kleiner Aufgaben/Projekte im Bereich Partieller Differentialgleichungen mittels
numerischen Verfahren
5 Lernziele / Kompetenzen
Multiphysicstools
• Kenntnisse des typischen Ablaufs einer (multi)-physikalischen Simulation • Selbstständiger Umgang mit kommerzieller Multiphysics-Software am Beispiel Comsol • Abstraktion von realen Fragenstellungen zur Minimierung der benötigten Ressourcen
Numerik 3 + Praktikum
• Verständnis der Notwendigkeit der Anwendung numerischer Lösungsverfahren in Bereich Partieller Differentialgleichungen
• Erlernen der notwendigen algorithmischen Schritte, um ausgehend vom technisch naturwissenschaftlichen Prozess das mathematische Modell als Partielle Differentialgleichung näherungsweise zu lösen
• Kenntnis und Verständnis von etablierten numerischen Verfahren (Finite Differenzen, Finite-Elemente usw.) sowie Fähigkeit, diese Verfahren innerhalb einer Programmierumgebung zu implementieren
• Kenntnis und Verständnis der zugehörigen Fehleranalysen sowie daraus resultierend die Fähigkeit, die Verfahren sinnvoll anzuwenden
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
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6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Voraussetzungen für die Teilnahme an der Lehrveranstaltung „Multiphysicstools“ (gem. § 7 Abs. 2 SPO): Modul 13.1 bestanden / erfolgreich abgelegt
Module 15, 16, 18
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Für das gesamte Modul setzt sich die Prüfungsleistung aus zwei gleich gewichteten Leistungsnach-weisen der Lehrveranstaltungen „Numerik 3“ und „Praktikum“ zusammen:
Numerik 3: Klausur über 60 Minuten oder Befragung über 20 Minuten
Praktikum: Ausarbeitungen, Befragung
Um zur Prüfungen „Numerik 3“ zugelassen zu werden, muss während des Semesters an der Lehrveranstaltung „Multiphysicstools“ mit Erfolg teilgenommen werden.
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• C.D. Munz / T. Westermann: Numerische Behandlung gewöhnlicher und partieller Differential-gleichungen, Springer, 2012
• C. Großmann / H.-G. Roos / M. Stynes: Numerical Treatment of partial differential equations, Springer, 2007
• M. Jung / U. Langer: Methode der finiten Elemente für Ingenieure, Springer-Vieweg, 2013
• P. Knabner, L. Angermann: Numerik partieller Differentialgleichungen. Springer, 2000
• „Introduction to Comsol Multiphysics“ http://www.comsol.com/shared/downloads/IntroductionToCOMSOLMultiphysics.pdf
• Weitere Literaturangaben zu Multiphysik-Simulation in der Lehrveranstaltung „Multiphysicstools“
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Modul 23: Optimierung 2
Kürzel
M23
Workload
150 h
Credits
5
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Alexander Hufnagel
2 Lehrveranstaltung/en
Optimierung 2
Semester
5
SWS
4
Präsenz- zeit
60 h
Selbst- studium
90 h
Lehrform
4 SU
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
• Grundlagen der kombinatorische Optimierung
• Optimierungsaufgaben über diskreten Grundmengen
• Theorie und praktische Verfahren der linearen Optimierung mit Ganzzahligkeitsbedingungen
• Grundzüge der algorithmischen Graphentheorie (kürzeste Wege, Flüsse, Schnitte, …)
• Geometrische Grundlagen der linearen und ganzzahligen Programmierung
• Heuristiken für schwere Probleme
5 Lernziele / Kompetenzen
• Vertieftes Verständnis von algorithmischen und geometrischen Grundlagen der kombinatorischen und ganzzahligen Optimierung
• Kenntnis der grundlegenden Begriffe der Graphentheorie sowie der Algorithmen auf Graphen. Formulierung von Problemstellungen als ganzzahliges Programm bzw. graphentheoretisches Modell.
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Module 2, 7, 12, 14, 17
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• J. A. Bondy and U. S. R. Murty. Graph Theory. Springer, Berlin, 2008
• T. H. Cormen / C. E. Leiserson / R. L. Rivest / C. Stein: Introduction to Algorithms. MIT Press, Cambridge, Mass., 2001
• P. Gritzmann: Grundlagen der mathematischen Optimierung. Springer Spektrum, 2013
• D. Jungnickel: Graphs, Networks and Algorithms. Springer, 4. edition, 2013
• S. O. Krumke / H. Noltemeier: Graphentheoretische Konzepte und Algorithmen. Teubner, Wiesbaden, 2005. ISBN 3-519-00526-3
• Ch. H. Papadimitriou / K. Steiglitz: Combinatorial Optimization: Algorithms and Complexity (Dover Books on Computer Science), Dover Publocations Inc, (1998)
• A. Schrijver: Theory of Linear and Integer Programming. Wiley, 1998
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Modul 24: Vertiefung Anwendungsschwerpunkte
Kürzel
M24
Workload
300 h
Credits
10
Häufigkeit
WiSe bzw. SoSe
Moduldauer
2 Semester
Umfang (SWS)
8
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Alexander Hufnagel
2 Lehrveranstaltung/en
Fortgeschrittenenpraktikum (WiSe) Anwendungsprojekt (SoSe) Ringvorlesung Mathematik/Physik (SoSe)
Semester
5 6 6
SWS
2 4 2
Präsenz- zeit
30 h 60 h 30 h
Selbst- studium
45 h 90 h 45 h
Lehrform
2 P 4 S 2 P
3 Dozent/in
Dozentinnen und Dozenten der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften oder einer anderen Fakultät der Technischen Hochschule Nürnberg
4 Inhalte
Fortgeschrittenenpraktikum
Die erworbenen Kenntnisse aus dem Physikpraktikum (Modul 11) werden weiterentwickelt und vertieft. Der Zusammenhang zwischen physikalischem Experiment und einer Simulation wird ausgehend von experimentellen Daten hergestellt.
Beispiel: Strömungsmechanik, Wellenausbreitung, elektrische und mechanische lineare Systeme, thermodynamische Maschinen. Anwendungsprojekt
Vertiefung der Kenntnisse von Inhalten des 2. Studienabschnitts (beispielsweise aus dem Modul Grundlagen Anwendungsschwerpunkte) sowie deren Umsetzung in Form eines Projektes oder in Form von wissenschaftlichen Seminaren.
Aufgabenverteilung im Team, Problemlösung im Team, Anforderungs- und Aufwandsanalyse, Planung des Entwicklungsablaufs, Zeitplanung, Informationsmanagement, Methoden und Techniken der Entscheidungsfindung, Implementierungs-Strategien, Verifikation und Validierung, Einsatz rechnergestützter Verfahren.
Grundelemente der Kommunikation, Konfliktmanagement, Grundlagen des Projektmanagements.
Projektkommunikation:
• Formale und inhaltliche Aspekte einer Projektdokumentation • Präsentation des Projekts • Erstellen einer Kurzbeschreibung des Projekts, die gängigen Standards entspricht
Ringvorlesung Mathematik/Physik Die Ringvorlesung behandelt aktuelle Themen aus den Bereichen Mathematik, Physik und Anwen-dungen der Informatik bzw. Technik. Exkursionen zu entsprechend fachlich ausgerichteten Institutionen sind fest eingeplant.
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5 Lernziele / Kompetenzen Fortgeschrittenenpraktikum
Wissenschaftliches Arbeiten mit theoretischer Vorbereitung / Simulation, experimenteller Durchführung und Auswertung mit Vergleich von Theorie und Experiment. Anwendungsprojekt
Erwerb von Projekterfahrung, weitere fachliche Vertiefung eines Anwendungsschwerpunktes. Sammlung von Projekterfahrung, Fähigkeit der Studierenden zum selbstständigen wissenschaftlichen Arbeiten. Des Weiteren soll das Anwendungsprojekt dazu dienen, Projekterfahrung zu sammeln und auf die Bachelorarbeit vorbereitet zu werden. Ringvorlesung Mathematik/Physik Durch die Ringvorlesung erhalten die Studierenden einen Einblick in die vielfältigen Anwendungs-möglichkeiten und thematischen Problemstellungen aus dem Bereich der Angewandten Mathematik und Physik. Dadurch können Anregungen für Abschlussarbeiten und Anwendungsprojekte gegeben werden
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Module 16, 19
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Für das gesamte Modul setzt sich die Prüfungsleistung aus zwei unterschiedlich gewichteten Leistungsnachweisen der Lehrveranstaltungen Fortgeschrittenenpraktikum (Gewichtung 1) und Anwendungsprojekt (Gewichtung 4) zusammen:
Fortgeschrittenenpraktikum: Versuchsausarbeitungen und Kolloquien Anwendungsprojekt: Ausarbeitungen, Abschlusspräsentation (15 - 30 Minuten) Dauer zzgl. Diskussion Ringvorlesung: Teilnahme
Um zur Prüfung des Fortgeschrittenenpraktikums zugelassen zu werden, muss während des Semesters erfolgreich an der Lehrveranstaltung teilgenommen werden.
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
Literaturempfehlungen werden in den jeweiligen Lehrveranstaltungen gegeben
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Modul 25: Englisch und Studium generale 1
Kürzel
M25
Workload
180 h
Credits
6
Häufigkeit
WiSe bzw. SoSe
Moduldauer
2 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Eric Koenig
2 Lehrveranstaltung/en Englisch 3 (nur im WiSe) Englisch 4 (nur im SoSe) Allgemeinwissenschaftliches Wahlpflichtfach (AWPF)
Semester 5 6
6
SWS 2 2
2
Präsenz- zeit 30 h 30 h
30 h
Selbst- studium
30 h 30 h
30 h
Lehrform
1 SU, 1 Ü 1 SU, 1 Ü
2 SU oder 2 S
3 Dozent/in
Dozentinnen und Dozenten der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften oder einer anderen Fakultät der Technischen Hochschule Nürnberg
4 Inhalte Englisch 3
• Vertiefung des Themas „Englisch in den technischen Berufen“
• Wichtige schriftsprachliche Textsorten im Englischen
• Diskussion der häufigsten Fehler, die von deutschen Lernenden in der schriftsprachlichen Kommunikation zu erwarten sind
• Fachbegriffe und Terminologie
• Verfassen von E-Mails in englischer Sprache nach deutschsprachigen Anweisungen
• Leseverständnis
• Unterrichtssprache: Englisch Englisch 4
• Fachvorträge auf Englisch
• Vortragstechnik
• Diskussion der häufigsten Fehler in Vorträgen, die von deutschen Fachleuten auf Englisch gehalten werden
• ausgewählte Aspekte der englischen Grammatik und angewandten Phonetik und Phonologie
• Hörverständnis
• Unterrichtssprache: Englisch Allgemeinwissenschaftliches Wahlpflichtfach (AWPF)
Das jeweils aktuelle Angebot und die Inhalte werden kurz vor bzw. zu Semesterbeginn im Rahmen der Einschreibung zu den Allgemeinwissenschaftlichen Wahlpflichtfächern bekannt gegeben.
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5 Lernziele / Kompetenzen Englisch 3
Verbesserung der schriftsprachlichen Fachkommunikation Englisch 4
Verbesserung der mündlichen Fachkommunikation Allgemeinwissenschaftliches Wahlpflichtfach (AWPF)
Die Lernziele und Kompetenzen sind abhängig vom jeweiligen Wahlpflichtfach. Weitere Informationen stehen im entsprechenden Fächerkatalog.
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Englisch 3: Vorherige Teilnahme an den Lehrveranstaltungen Englisch 1+2
Englisch 4: Vorherige Teilnahme an den Lehrveranstaltungen Englisch 1-3
AWPF: Keine speziellen Voraussetzungen notwendig
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Für das gesamte Modul setzt sich die Prüfungsleistung aus drei gleich gewichteten Leistungsnachweisen der einzelnen Lehrveranstaltungen zusammen:
Englisch 3: Klausur über 60 Minuten Englisch 4: Referat, Hörverständnisprüfung, Interaktion in mündlichen Situationen AWPF: Die Prüfungsleistung ist abhängig vom jeweiligen Wahlpflichtfach.
Weitere Informationen stehen im entsprechenden Fächerkatalog.
8 Modultyp & Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
Literaturempfehlungen werden in den jeweiligen Lehrveranstaltungen gegeben
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Modul 26: Technikfolgenabschätzung und Soft Skills
Kürzel
M26
Workload
180 h
Credits
6
Häufigkeit
WiSe bzw. SoSe
Moduldauer
2 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Bruno Hauer
2 Lehrveranstaltung/en
Wahlpflichtfach Soft Skills 1 Wahlpflichtfach Soft Skills 2 Technikfolgenabschätzung
Semester
5 6 6
SWS
2 2 2
Präsenz- zeit
30 h 30 h 30 h
Selbst- studium
30 h 30 h 30 h
Lehrform
2 SU 2 SU 2 SU
3 Dozent/in
Dozentinnen und Dozenten der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften oder einer anderen Fakultät der Technischen Hochschule Nürnberg
4 Inhalte Wahlpflichtfächer Soft Skills
Die jeweils zur Wahl stehenden Lehrveranstaltungen und deren Lehrinhalte werden jedes Semester im Rahmen der Einschreibung zu den Fächern aus dem Bereich „soft skills“ bekannt gegeben. Technikfolgenabschätzung
• Definition von Technik
• Erwünschte und unerwünschte Technikfolgen
• Der Weg der Technikfolgenabschätzung (TA)
• Werte in der TA: Welche Wertebereiche sind prinzipiell zu berücksichtigen?
• Ökobilanz als Methodenbeispiel: Wie sind wissenschaftlicher Ansatz und (subjektive) Bewertung miteinander verbunden?
• Ökonomische und soziale Lebenszyklusbetrachtungen
• Risikoanalyse
• Prospektive Verfahren: Wie blicken wir in die Zukunft?
• Beteiligungsverfahren: Wie können Betroffene eingebunden werden?
5 Lernziele / Kompetenzen Wahlpflichtfächer Soft Skills
Im Wahlpflichtfach soft skills sollen insbesondere die sozialen Kompetenzen der Studierenden weiter entwickelt werden. Die konkreten Lernziele sind abhängig vom jeweiligen Wahlpflichtfach.
Weitere Informationen stehen im entsprechenden Fächerkatalog. Technikfolgenabschätzung
• Verständnis der Aufgaben und des Systemgedankens von Technikfolgenabschätzung
• Kenntnis zentraler Werte
• Kenntnis zentraler Verfahren und Methoden der Technikfolgenabschätzung
• Fähigkeit, Ergebnisse einer Technikfolgenabschätzung kritisch zu hinterfragen und dabei insbesondere die Verschränkung von wissenschaftlichen Ergebnissen mit subjektiven Werthaltungen zu erkennen
• Kenntnis der möglichen Konsequenzen der Technikfolgenabschätzung in der Praxis
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6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Keine speziellen Voraussetzungen notwendig
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Für das gesamte Modul setzt sich die Prüfungsleistung aus drei gleich gewichteten Leistungsnachweisen der einzelnen Lehrveranstaltungen zusammen:
Wahlpflichtfächer Soft Skills
Die Prüfungsleistung ist abhängig vom jeweiligen Wahlpflichtfach. Weitere Informationen stehen im entsprechenden Fächerkatalog.
Technikfolgenabschätzung
Klausur über 60 Minuten oder Befragung über 20 Minuten
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise Wahlpflichtfächer Soft Skills
Literaturempfehlungen werden in den jeweiligen Lehrveranstaltungen gegeben
Technikfolgenabschätzung
• Grunwald, A.: Technikfolgenabschätzung - eine Einführung, 2. Aufl., Berlin 2010
• Verein Deutscher Ingenieure / VDI (Hrsg.): Technikbewertung. Begriffe und Grundlagen. VDI-Richtlinie 3780. September 2000
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Modul 19: Grundlagen Anwendungsschwerpunkte (Teil 2)
Kürzel
M19.2
Workload
210 h
Credits
7
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Alexander Hufnagel
2 Lehrveranstaltung/en
Anwendungsschwerpunkt 2
Semester
6
SWS
6
Präsenz- zeit
90 h
Selbst- studium
120 h
Lehrform
6 SU/Ü/S/P
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften oder einer anderen Fakultät der Technischen Hochschule Nürnberg
4 Inhalte
In diesem (Teil-)Modul wird eine Veranstaltung besucht, die auf die Vertiefung im Rahmen der Bachelorarbeit bzw. des Praktikums vorbereitet.
Die Lehrveranstaltung im Umfang von sechs Semesterwochenstunden wird entweder von der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften oder von einer anderen Fakultät der Hochschule angeboten (z. B. Vorlesungen im 2. Studienabschnitt der Fakultät Informatik).
Die zur Wahl stehenden Anwendungsschwerpunkte können jahrgangübergreifend im vierten oder sechsten Semester belegt werden.
Eine Abhängigkeit zwischen den beiden im Modul 19 zu belegenden Anwendungsschwerpunkten besteht nicht. Die Themen können daher aus unterschiedlichen Bereichen gewählt werden (z. B. ein Semester im Bereich Physik und ein Semester im Bereich Mathematik).
5 Lernziele / Kompetenzen
Vertiefte Kenntnisse in ausgewählten Gebieten der Mathematik, Physik, Informatik oder Technik; je nach gewähltem Anwendungsschwerpunkt
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Kenntnisse aus Veranstaltungen der ersten drei Lehrplansemester
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Für das gesamte Modul setzt sich die Prüfungsleistung aus zwei gleich gewichteten Leistungsnach-weisen der beiden gewählten Anwendungsschwerpunkte zusammen. Die Art des Leistungsnachweises kann je nach gewähltem Schwerpunkt in Form einer schriftlichen Prüfung (Klausur über 90 Minuten) oder in Form von Ausarbeitungen und/oder Befragungen erfolgen
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
Literaturempfehlungen werden in den jeweiligen Lehrveranstaltungen gegeben
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Modul 27: Praktikum
Kürzel
M27
Workload
660 h
Credits
22
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
2 Semester
Umfang (SWS)
1
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Peter Jonas (Praktikumsbetreuer), Prof. Dr. Tim Kröger (Praxissemesterbeauftragter)
2 Lehrveranstaltung/en
Praxisbegleitende Lehrveranstaltung
Semester
6
SWS
1
Präsenz- zeit
15 h
Selbst- studium
15 h
Lehrform
1 S
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften oder einer anderen Fakultät der Technischen Hochschule Nürnberg
4 Inhalte
Das Praxissemester entspricht einer Vollzeitstelle eines Berufstätigen und umfasst eine Dauer von mindestens 80 Arbeitstagen, die sich auf mindestens 16 Wochen erstrecken. In dieser Zeit sollen die Studierenden in signifikanten mathematisch-physikalischen Arbeitsgebieten an Hand eines Projekts die Vorgehensweisen und die Problemlösungsstrategien eines Mathematikers/Physikers bei der Lösung von Aufgaben kennen lernen. Das Projekt soll nach Möglichkeit eine einzige Aufgabe beinhalten. Diese kann jedoch Tätigkeiten umfassen, die in verschiedenen Themenbereichen angesiedelt sind.
Mögliche Arbeitsgebiete sind zum Beispiel:
• Mathematische Modellierung physikalischer Probleme • Durchführen physikalischer Experimente • Entwurf von Algorithmen zur Lösung mathematisch-physikalischer Probleme • Implementation solcher Algorithmen
Im Praxisseminar werden berufsrelevante Fragestellungen erörtert und vertieft.
5 Lernziele / Kompetenzen
Kenntnisse bezüglich der Tätigkeiten und Arbeitsmethoden eines Mathematikers bzw. Physikers in der Praxis des industriellen / wissenschaftlichen Umfelds.
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Voraussetzungen für die Teilnahme an der Praxisbegl. Lehrveranstaltung (gemäß § 7 Abs. 2 SPO):
• Module 1-9 bestanden / erfolgreich abgelegt • Mindestens bereits 134 Leistungspunkte (ECTS) erbracht
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Praxissemesterbericht und Abschlusspräsentation von 20 Minuten Dauer zzgl. Diskussion. Art, Umfang und inhaltliche Gestaltung erfolgen in enger Absprache mit den Betreuern.
Die Studienleistung ist ohne Benotung, aber bestehenserheblich für die Bachelorprüfung.
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
Literaturempfehlungen werden in der Lehrveranstaltung gegeben
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 98 / 117
Modul 28: Bachelorarbeit und Bachelorseminar
Kürzel
M32
Workload
450 h
Credits
15
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
1
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Florian Steinmeyer
2 Lehrveranstaltung/en
Bachelorseminar
Semester
7
SWS
1
Präsenz- zeit
15 h
Selbst- studium
15 h
Lehrform
1 S
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften oder einer anderen Fakultät der Technischen Hochschule Nürnberg
4 Inhalte
Selbständige, wissenschaftliche Arbeit, z.B. Lösung wissenschaftlicher Aufgaben aus dem Bereich angewandte Mathematik, Physik und Ingenieurwissenschaften, in der mathematische und/oder physikalische Methoden zum Einsatz kommen
5 Lernziele / Kompetenzen
Die Bachelorarbeit soll die Fähigkeit zu selbständigen wissenschaftlichen Arbeiten, speziell zur selbständigen wissenschaftlichen Lösung eines Problems auf dem Gebiet der angewandten Mathematik und/oder Physik oder verwandter ingenieurwissenschaftlicher Fächer zeigen.
Weitere Lernziele bzw. Lernergebnisse sind (je nach Thema):
• Fähigkeit zur Analyse und Lösungsfindung • Fähigkeit zur Anwendung wissenschaftlich fundierter Methoden • Fähigkeit zur Durchführung von Recherchen • Fähigkeit zur Auswahl und Anwendung passender Analyse-, Modellierungs-, Simulations-
und Optimierungsmethoden • Fähigkeit zur Wissensvertiefung • Erkennen der Tragweite der wissenschaftlichen bzw. beruflichen Tätigkeit • Fähigkeit zur Dokumentation und Präsentation von Arbeitsergebnissen • Förderung sozialer Kompetenzen (z.B. Kommunikation, Teamarbeit)
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Voraussetzungen für die Teilnahme an der Lehrveranstaltung und Prüfung (gemäß § 7 Abs. 2 SPO):
• Module 1-9 und 27.1 bestanden / erfolgreich abgelegt • Mindestens bereits 134 Leistungspunkte (ECTS) erbracht
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Zwischenbericht, Abschlusspräsentation von 30 Minuten Dauer zzgl. Diskussion, Befragung. Art, Umfang und inhaltliche Gestaltung erfolgen in enger Absprache mit den Betreuern.
Die Studienleistung ist ohne Benotung, aber bestehenserheblich für die Bachelorprüfung.
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Fachliteratur zum jeweiligen Bachelorarbeitsthema • Samac: Die Bachelorarbeit an Universität und Fachhochschule:
Ein Lehr- und Lernbuch zur Gestaltung wissenschaftlicher Arbeiten; UTB 2009 • Theisen: Wissenschaftliches Arbeiten: Technik - Methodik – Form; Vahlen 2010
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DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 99 / 117
Übersicht der Module und weitere Angaben
Auf den folgenden Seiten wird eine Übersicht der Module gegeben sowie weitere Angaben zu den Fächerkatalogen der Allgemeinwissenschaftlichen Wahlpflichtfächer, der Soft-Skill-Fächer und der Anwendungsschwerpunkte gemacht. Im Anschluss folgt das Modulhandbuch. Die Regelungen gelten ausschließlich für Studierende mit
Studienbeginn im Wintersemester 2012/13
oder
Studienbeginn im Wintersemester 2013/14
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DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 100 / 117
1. Studienabschnitt (1. und 2. Studienplansemester)
Modul -Nr.
Modul- bzw. Fachbezeichnung
SWS Modul
SWS einzeln
Art der Lehr-veranstaltung
Endnotenbildende Prüfungen LP Art bzw.
Gewichtung Zeit in Min.
1 Mathematik 1 8 schrP 120 9
Analysis I 4 3 SU, 1 Ü (5)
Lineare Algebra 4 3 SU, 1 Ü (4)
2 Mathematik 2 10 schrP 90 10
Analysis II 6 4 SU, 2 Ü (6)
Einführung in Simulationstools: Computermathematik, Matlab / Simulink 4 4 S LN 1) 2) (4)
3 Diskrete Mathematik 4 schrP 90 5
Diskrete Mathematik I 2 1 SU, 1 Ü (3)
Diskrete Mathematik II 2 1 SU, 1 Ü (2)
4 Physik 1 6 4 SU, 2 Ü schrP 90 7
5 Physik 2 8 schrP 90 10
Thermodynamik, Elektrizitätslehre 6 4 SU, 2 Ü (7)
Praktikum 2 2 P TN, VB, Kol 2) (3)
6 Programmieren 1 6 4 SU, 2 Ü schrP 90 7
7 Programmieren 2 6 4 SU, 2 Ü schrP 90 7
8 Englisch und Studium generale 1 6 1:1:1 6
8.1 Englisch I 2 1 SU, 1 Ü LN 1) (2)
8.2 Englisch II 2 1 SU, 1 Ü LN 1) (2)
8.3 Allgemeinwissenschaftliches Wahlpflichtfach 2 2 SU oder 2 S LN 1) (2)
Summe 1. und 2. Studienplansemester 54 61 2. Studienabschnitt (3. und 4. Studienplansemester)
Modul -Nr.
Modul- bzw. Fachbezeichnung ZV 5) SWS
Modul SWS
einzeln Art der Lehr-veranstaltung
Endnotenbildende Prüfungen LP Art bzw.
Gewichtung Zeit in Min.
10 Stochastik 4 2 SU, 2 Ü schrP 90 5
11 Physik 3 6 schrP 90 8
12 Optimierung 1 4 2 SU, 2 Ü schrP 90 5
13 Numerik 1 7 3:5 8
13.1 Seminar zu Simulationstools 3 3 S TN, StA, LN 1) (Gew 3) (3)
13.2 Numerik 1 4 2 SU, 2 Ü schrP (Gew 5) 90 (5)
14 Konzepte der Informatik 4 2 SU, 2 Ü schrP 90 5
15 Angewandte Analysis 6 schrP 90 7
Angewandte Analysis 1 2 1 SU, 1 Ü (0)
Angewandte Analysis 2 4 2 SU, 2 Ü (0)
16 Physik 4 4 3 SU, 1 Ü schrP 90 5
17 Algorithmen und Datenstrukturen 4 2 SU, 2 Ü schrP 90 5
18 Numerik 2 4 3 SU, 1 Ü schrP 90 5
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 101 / 117
Modul -Nr.
Modul- bzw. Fachbezeichnung ZV 5) SWS
Modul SWS
einzeln Art der Lehr-veranstaltung
Endnotenbildende Prüfungen LP Art bzw.
Gewichtung Zeit in Min.
19 Grundlagen Anwendungsschwerpunkte 12 1:1 14
19.1 Grundlagen Anwendungsschwerpunkte 1 6 6 SU/Ü/S/P LN 1) (7)
2. Studienabschnitt (5. bis 7. Studienplansemester)
Modul -Nr.
Modul- bzw. Fachbezeichnung ZV 5) SWS
Modul SWS
einzeln Art der Lehr-veranstaltung
Endnotenbildende Prüfungen LP Art bzw.
Gewichtung Zeit in Min.
19.2 Grundlagen Anwendungsschwerpunkte 2 6 6 SU/Ü/S/P LN 1) (7)
20 Theoretische Physik 6 4 SU, 2 Ü schrP 90 7
21 Software-Engineering/Modellierung (UML) 4 2 SU, 2 Ü schrP 90 5
22 Vertiefung Simulationstools 6 1:1 6
22.1 Multiphysicstools 13.1 2 1 SU, 1 Ü TN (0)
22.2 Numerik 3 2 2 SU LN 1) (3)
22.3 Praktikum 2 2 P PA, LN 1) (3)
23 Optimierung 2 4 3 SU, 1 Ü schrP 90 5
24 Vertiefung Anwendungsschwerpunkte 8 1:4 10
24.1 Fortgeschrittenenpraktikum 11 2 2 P TN, VB, Kol, LN 1) 2) (Gew 1) (2)
24.2 Anwendungsprojekt 4 4 S PA, LN 1)
(Gew 4) (8)
24.3 Ringvorlesung Mathematik / Physik 2 2 SU TN (0)
25 Englisch und Studium generale 2 6 1:1:1 6
25.1 Englisch 3 2 1 SU, 1 Ü LN 1) (2)
25.2 Englisch 4 2 1 SU, 1 Ü LN 1) (2)
25.3 Allgemeinwissenschaftliches Wahlpflichtfach 2 2 SU oder 2 S LN 1) (2)
26 Technikfolgenabschätzung und Soft Skills 6 1:1:1 6
26.1 Wahlpflichtfach Soft Skills 1 2 2 SU LN 1) (2)
26.2 Wahlpflichtfach Soft Skills 2 2 2 SU LN 1) (2)
26.3 Technikfolgenabschätzung 2 2 SU LN 1) (2)
27 Praktikum 1-8, 134 LP 1 22
Praktikum (Teil 1+2) (0)
Praxisbegleitende Lehrveranstaltung 1 1 S mit Erfolg / ohne Erfolg 3) (0)
28 Bachelorarbeit und Bachelorseminar 1-8, 27.1 134 LP 1 BA 15
Bachelorarbeit (0)
Bachelorseminar 1 1 S LN 3) 4) (0)
Summe 3. bis 7. Studienplansemester 97 149
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
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Anmerkungen
1) Angaben je Fach
Bei Veranstaltungsart SU/Ü bis 2 SWS: Klausur 60 Min. oder Befragung 20 Min.
Bei Veranstaltungsart SU/Ü ab 4 SWS: Klausur 90 Min. oder Befragung 30 Min.
Bei Veranstaltungsart S: Ausarbeitungen, Abschlusspräsentation von 15 bis 30 Minuten Dauer zzgl. Diskussion
Bei Veranstaltungsart P: Ausarbeitungen, Befragung 2) Während des Semesters. Muss mit Erfolg bestanden werden, um zur Prüfung am Ende des Semesters
zugelassen zu werden 3) Ohne Benotung, aber bestehenserheblich für die Bachelorprüfung 4) Zwischenbericht, Abschlusspräsentation von 30 Minuten Dauer zzgl. Diskussion, Befragung
5) Voraussetzungen für die Teilnahme an Lehrveranstaltungen und Prüfungen dieses Moduls gemäß § 7 Abs. 2
− Angabe von Ziffern: Teilnahme nur erlaubt, wenn die angegebenen Module bestanden sind
− Angabe von Leistungspunkten (LP): Teilnahme nur erlaubt, wenn die angegebene Anzahl von Leistungs- punkten erbracht wurde
Abkürzungen
BA Bachelorarbeit Gew Gewichtung Kol Kolloquium LN Leistungsnachweis LP Leistungspunkte LV Lehrveranstaltung P Praktikum (Lehrveranstaltung) PA Projektarbeit PStA Praktische Studienarbeit S Seminar schrP schriftliche Prüfung SoSe Sommersemester SU Seminaristischer Unterricht SWS Semesterwochenstunden TN Teilnahmenachweis Ü Übung VB Versuchsberichte WiSe Wintersemester ZV Zulassungsvoraussetzung Fächerkataloge der Wahlpflichtfächer (AWPF und Soft Skills)
Das jeweils aktuelle Angebot wird jedes Semester im Rahmen der Einschreibungen zu den Allgemeinwissenschaft-lichen Wahlpflichtfächern (AWPF) und den Fächern aus dem Bereich Soft Skills bekannt gegeben. Im Studiengang B-AMP sind entsprechende Lehrveranstaltungen in den Modulen 8, 25 und 26 zu belegen. Fächerkatalog der Anwendungsschwerpunkte
Die Anwendungsschwerpunkte finden grundsätzlich im Sommersemester statt. Das jeweils aktuelle Angebot wird im Laufe des vorhergehenden Wintersemesters bekannt gegeben. Im Studiengang B-AMP sind entsprechende Lehrveranstaltungen in Modul 19 zu belegen.
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
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Semester 1 2 3 4 5 6 7 SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP
Modul 1: Mathematik 1 8 9
Modul 2: Mathematik 2 10 10 Modul 3: Diskrete Mathematik 2 3 2 2
Modul 4: Physik 1 6 7
Modul 5: Physik 2 8 10 Modul 6: Programmieren 1 6 7
Modul 7: Programmieren 2 6 7 Modul 8: Englisch und Studium generaIe 1 4 4 2 2 Modul 10: Stochastik 4 5 Modul 11: Physik 3 6 8 Modul 12: Optimierung 1 4 5
Modul 13: Numerik 1 7 8
Modul 14: Konzepte der Informatik 2 2 2 3
Modul 15: Angewandte Analysis 2 2 4 5 Modul 16: Physik 4 4 5 Modul 17: Algorithmen und Datenstrukturen 4 5 Modul 18: Numerik 2 4 5
Modul 19: Grundlagen Anwendungsschwerpunkte 6 7 6 7
Modul 20: Theoretische Physik 6 7
Modul 21: Software Engineering / Modellierung (UML) 4 5
Modul 22: Vertiefung Simulationstools 6 6
Modul 23: Optimierung 2 4 5
Modul 24: Vertiefung Anwendungsschwerpunkte 2 2 6 8
Modul 25: Englisch und Studium generale 2 2 2 4 4 Modul 26: Technikfolgenabschätzung und Soft Skills 2 2 4 4 Modul 27: Praktikum 1 7 15 Modul 28: Bachelorarbeit und Bachelorseminar 1 15 Summe 26 30 28 31 25 30 24 30 26 29 21 30 1 30 SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP SWS LP Semester 1 2 3 4 5 6 7
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
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Modulhandbuch
Beschreibung der Module des Bachelorstudiengangs Angewandte Mathematik und Physik (B-AMP) an der Technischen Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm. Dieses Modulhandbuch gilt ausschließlich für Studierende mit
Studienbeginn im Wintersemester 2012/13
oder
Studienbeginn im Wintersemester 2013/14
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Modul 1: Mathematik 1
Kürzel
M1
Workload
270 h
Credits
9
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
8
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Christine Rademacher
2 Lehrveranstaltung/en
Analysis I Lineare Algebra
Semester
1 1
SWS
4 4
Präsenz- zeit
60 h 60 h
Selbst- studium
75 h 75 h
Lehrform
3 SU, 1 Ü 3 SU, 1 Ü
3 Dozent/in
Dozentinnen und Dozenten der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte Analysis I
• Topologie der reellen Zahlen
• Komplexe Zahlen
• (Zahlen-) Folgen und Reihen
• Stetigkeit
• Differentialrechnung für Funktionen einer Veränderlichen
• Integralrechnung für Funktionen einer Veränderlichen
• Reihen von Funktionen; Potenz- und Taylorreihen Lineare Algebra
• Vektorräume, Basen, Dimension, lineare Abbildungen, Matrizen und Matrizen-Kalkül
• Lösungstheorie linearer Gleichungssysteme, Lösungsberechnung
• Determinanten, Eigenwertprobleme und andere Anwendungen von Determinanten, Normalformen von Endomorphismen
• Innere Produkte, Orthogonalsysteme, euklidische und unitäre Räume, Anwendungen auf Approximationsprobleme, Beschreibung von Bewegungen im Raum
• Ausgewählte weitere Anwendungsbeispiele der Linearen Algebra aus Physik und Technik
5 Lernziele / Kompetenzen
• Vermittlung von sicheren Kenntnissen der mathematischen Begriffe, Gesetze, Denkweisen und Methoden.
• Verständnis und Fähigkeit der Anwendung dieser Begriffe zur Beschreibung und Lösung konkreter typischer Fragestellungen aus der Physik und aus Ingenieurgebieten.
• Fähigkeit zur Übertragung mathematischer Modelle auf Anwendungsprobleme sowie zur Anwendung geeigneter mathematischer Lösungsverfahren.
• Grundkenntnisse von ausgewählten numerischen Methoden der linearen Algebra, ihren Möglichkeiten und Beschränkungen. Hierzu sind insbesondere Grundkenntnisse in der Anwendung von Software mit implementierten Methoden der linearen Algebra zu erwerben.
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Kenntnisse und Fähigkeiten entsprechend den Anforderungen eines Fachoberschul-Abiturs
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7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 120 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Arens, T.et al.: Mathematik, Spektrum Akademischer Verlag
• Dieser, O.: Erste Hilfe in Analysis, Springer Verlag
• Fischer, A. / Schirotzek, W. / Vetters, K.: Lineare Algebra, Vieweg+Teubner Verlag
• Fischer, H. / Kaul, H.: Mathematik für Physiker, Vieweg+Teubner Verlag
• Gramlich, G.: Lineare Algebra - Eine Einführung, Hanser Verlag
• Gramlich, G.: Anwendungen der Linearen Algebra, Hanser Verlag
• Heuser, H.: Lehrbuch der Analysis, Vieweg+Teubner Verlag
• Königsberger, K.: Analysis, Springer Verlag
• Meyberg, K. / Vachenauer, P.: Höhere Mathematik, Springer Verlag
• Stingl, P.: Mathematik für Fachhochschulen, Hanser Verlag
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Modul 2: Mathematik 2
Kürzel
M2
Workload
300 h
Credits
10
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
10
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Christine Rademacher
2 Lehrveranstaltung/en
Analysis II Einführung in Simulationstools
Semester
2 2
SWS
6 4
Präsenz- zeit
90 h 60 h
Selbst- studium
90 h 60 h
Lehrform
4 SU, 2 Ü 4 S
3 Dozent/in
Dozentinnen und Dozenten der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte Analysis II
• Funktionen von mehreren Variablen
• Differenzialrechnung für Funktionen mehrerer Variablen
• Differentialoperatoren
• Integralrechnung für Funktionen mehrerer Variablen
• Elemente der Vektoranalysis
• Gewöhnliche Differenzialgleichungen erster und höherer Ordnung
• Systeme von Differenzialgleichungen Einführung in Simulationstools
• Allgemeine Bestandteile und Aufgaben von Computeralgebra- und Numerik-Systemen
• Unterschiede von symbolischen und numerischen Rechnen
• Ausgewählte Themen solcher Systeme (Matlab) wie Ein-/Ausgabe, Vektoren, Matrizen (Lineare Algebra), Aufgaben aus Analysis, Differenzialgleichungen, Steuerstrukturen und Programmierung, Graphik, usw.
5 Lernziele / Kompetenzen
• Einsatz der Differenzial- und Integralrechnung und von Differenzialgleichungen bei praxisorientierten Fragestellungen
• Kenntnisse in Differenzial- und Integralrechnung sowie gewöhnlichen Differenzialgleichungen, um Zusammenhänge in Technik und Naturwissenschaft modellieren zu können
• Erwerben von Fertigkeiten in Problemlösung durch Anwendung mathematischer Software
• Bearbeitung kleiner Aufgaben und Projekte im Bereich technischer Simulationen mit mathematischer Software
• Grundkenntnisse in Computeralgebra- und Numerik-Systemen
• Anwendung dieser Kenntnisse, um Probleme aus Mathematik, Physik und Technik mittels Computer zu simulieren
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Module 1, 6, aktive Mitarbeit
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7 Studien- / Prüfungsleistungen
Analysis II: Schriftliche Prüfung über 90 Minuten
Um zur schriftlichen Prüfung zugelassen zu werden muss während des Semesters ein Leistungs-nachweis in der Lehrveranstaltung „Einführung in Simulationstools“ erbracht und mit Erfolg bestanden werden. Weitere Hinweise dazu siehe Studien- und Prüfungsordnung
Einführung in Simulationstools: Übungsaufgaben und/oder Abschlusspräsentation zzgl. Diskussion
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Arens, T. et al.: Mathematik, Spektrum Akademischer Verlag
• Fischer, H. / Kaul, H.: Mathematik für Physiker, Vieweg+Teubner Verlag
• Gramlich, G.: Eine Einführung in MATLAB, http://www.hs-ulm.de//users/gramlich/EinfMATLAB.pdf
• Heuser, H.: Lehrbuch der Analysis 2, Vieweg+Teubner Verlag
• Königsberger, K.: Analysis, Springer Verlag
• Meyberg, K. / Vachenauer, P.: Höhere Mathematik, Springer Verlag
• Schweizer, W.: Matlab kompakt, Oldenbourg Verlag
• Stein, U.: Einstieg in das Programmieren mit MATLAB, Hanser Verlag
• Stingl, P.: Mathematik für Fachhochschulen, Hanser Verlag
• Westermann, T.: Mathematische Probleme lösen mit Maple, Springer Verlag
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Modul 3: Diskrete Mathematik
Kürzel
M3
Workload
150 h
Credits
5
Häufigkeit
WiSe bzw. SoSe
Moduldauer
2 Semester
Umfang (SWS)
4
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Alexander Hufnagel
2 Lehrveranstaltung/en
Diskrete Mathematik I (im WiSe) Diskrete Mathematik II (im SoSe)
Semester
1 2
SWS
2 2
Präsenz- zeit
30 h 30 h
Selbst- studium
90 h 30 h
Lehrform
1 SU, 1 Ü 1 SU, 1 Ü
3 Dozent/in
Dozentinnen und Dozenten der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
• Mathematische Grundkenntnisse: Mengen, Aussagen, natürliche Zahlen, Beweisprinzipien
• Elementare Kombinatorik
• Grundlagen der Arithmetik: Elementare Zahlentheorie (Teilbarkeit, Rechnen mit Restklassen)
• Algebraische Strukturen
• Elementare Graphentheorie mit Betonung algorithmischer Aspekte
• Differenzengleichungen
• Weiterführende Kapiteln zur Kombinatorik und Graphentheorie
5 Lernziele / Kompetenzen
• Sichere Kenntnisse von grundlegenden mathematischen Begriffen und Techniken: Mengenlehre, Logik, Relationen, Funktionen, Beweisprinzipien, natürliche Zahlen, Induktion
• Vertrautheit in elementaren kombinatorischen Denkweisen (systematisches Abzählen, Rekursion, Grundlagen der Graphentheorie) sowie in algorithmischen Fragestellungen
• Grundkenntnisse aus dem Bereich der Algebra und Zahlentheorie als Voraussetzung für Anwendungen in Kryptographie und Codierung
• Umgang mit abstrakten Denkmodellen
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Kenntnisse und Fähigkeiten entsprechend den Anforderungen eines Fachoberschul-Abiturs
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Steger, Angelika: Diskrete Strukturen (Band 1) Kombinatorik - Graphentheorie - Algebra, Springer Verlag, 2. Auflage 2007
• Beutelspacher, Albrecht / Zschiegner, Marc-Alexander: Diskrete Mathematik für Einsteiger. Mit Anwendungen in Technik und Informatik, Springer Verlag, 1. Auflage 2001
• Biggs, Norman: Discrete Mathematics, Oxford University Press, 2. Auflage 2003
• Aigner, Martin: Diskrete Mathematik. Mit 600 Übungsaufgaben, Vieweg+Teubner Verlag, 6. korr. Aufl. 2006
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
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Modul 4: Physik 1
Kürzel
M4
Workload
210 h
Credits
7
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Bernd Braun
2 Lehrveranstaltung/en
Physik 1
Semester
1
SWS
6
Präsenz- zeit
90 h
Selbst- studium
120 h
Lehrform
4 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
• Einführung in das Themengebiet
• Mechanik (Kinematik eines Massenpunktes, Dynamik des Massenpunktes, Statik, Drehbewegungen)
• Strömungslehre (Bernoulli-Gleichung, Laminare Strömung, Turbulente Strömung)
• Schwingungen (freie ungedämpfte harmonische Schwingung, Energie der freien harmonischen Schwingung, freie gedämpfte Schwingung, erzwungene Schwingung, Überlagerung von Schwing.)
• Wellen (Grundlagen, Energiedichte und Energietransport, Überlagerung von Wellen, Dopplereffekt)
• Akustik (Schallwellen, Schallpegel, Ultraschall)
• Optik (Lichtstrahlen, optische Abbildung, optische Instrumente, Beugung an Spalt und Gitter)
5 Lernziele / Kompetenzen
• Kenntnis der physikalischen Prozesse und Gesetze und Verständnis für physikalische Vorgänge
• Fähigkeit, diese Vorgänge mathematisch zu beschreiben, Anwendungen abzuleiten und aus der Beobachtung spezieller Vorgänge allgemeine Zusammenhänge zu erkennen
• Sinn für Größenordnungen und Fähigkeit, Ergebnisse quantitativ zu berechnen und zu überprüfen
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Schulkenntnisse in Mathematik
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Kuypers, Friedhelm: Physik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Wiley-VCH Verlag, Weinheim
• Hering, M. / Martin, E. / Stohrer, R.: Physik für Ingenieure, VDI-Verlag, Düsseldorf
• Tipler, P. / Mosca, G.: Physik, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg
• Halliday, D. / Resnick, R. / Walker, J.: Physik, Wiley-VCH Verlag, Weinheim
• Weber, R.: Physik Teil I: Klassische Physik - Experimentelle und theoretische Grundlagen, Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden
• Paus, H.: Physik in Experimenten und Beispielen, Hanser Verlag, München
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 111 / 117
Modul 5: Physik 2
Kürzel
M5
Workload
300 h
Credits
10
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
8
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Bernd Braun
2 Lehrveranstaltung/en
Thermodynamik, Elektrizitätslehre Praktikum
Semester
2 2
SWS
6 2
Präsenz- zeit
90 h 30 h
Selbst- studium
120 h 60 h
Lehrform
4 SU, 2 Ü 2 P
3 Dozent/in
Dozentinnen und Dozenten der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften
4 Inhalte
Thermodynamik, Elektrizitätslehre
• Messen von physikalischen Größen, Messgenauigkeit
• Thermodynamische Grundbegriffe: Temperatur, Thermische Ausdehnung, Masse, Dichte, Stoffmenge
• Erster Hauptsatz der Wärmelehre: Wärme und Arbeit, Formulierung des Hauptsatzes
• Das ideale Gas: allgemeine Zustandsgleichung, innere Energie, Wärmekapazitäten
• Zustandsänderungen idealer Gase: isochore Zustandsänderung, isotherme Zustandsänderung, isobare Zustandsänderung, adiabatische Zustandsänderung
• Kreisprozesse, Wärmekraft- und Kältemaschinen: Carnot’scher Kreisprozess, Stirlingmotor, Ottomotor, Dieselmotor, Linksläufiger Carnotprozess
• Entropie und zweiter Hauptsatz der Thermodynamik (Begriff der reduzierten Wärme, statistische Deutung der Entropie)
• Wärmetransport: Wärmeleitung, Wärmeübergang, Wärmestrahlung
• Elektrostatik: Grundgrößen des elektrischen Feldes, elektrische Feldstärke und elektrisches Potential, Coulombkraft, Kondensatoren, Dielektrika, elektrischer Strom, Ohmsches Gesetz, Gleichstromkreise
• Magnetostatik: Grundgrößen des magnetischen Feldes, Bio-Savart-Gesetz, Lorenzkraft, Magnetismus in Materie
• Elektrodynamik: Induktion, Wechselstromkreise, Maxwellgleichungen, elektromagnetische Wellen
Praktikum
Durchführung und Auswertung von vier Versuchen aus den Themengebieten der ersten zwei Semester; ein Kolloquium
5 Lernziele / Kompetenzen
• Kenntnis der physikalischen Prozesse und Gesetze und Verständnis für physikalische Vorgänge. Fähigkeit, diese Vorgänge mathematisch zu beschreiben, Anwendungen abzuleiten und aus der Beobachtung spezieller Vorgänge allgemeine Zusammenhänge zu erkennen. Sinn für Größen-ordnungen und Fähigkeit, Ergebnisse quantitativ zu berechnen und zu überprüfen
• Fähigkeit, physikalische Fragestellungen experimentell zu untersuchen und die Messergebnisse auszuwerten und zu interpretieren
• Können im Umgang mit physikalischen Messmethoden und Messinstrumenten
• Können, physikalische Messungen graphisch darzustellen
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 112 / 117
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Modul 4
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
Um zur schriftlichen Prüfung zugelassen zu werden, muss während des Semesters an der Praktikumsveranstaltung teilgenommen und diese mit Erfolg bestanden werden.
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Kuypers, Friedhelm: Physik für Ingenieure und Naturwissenschaftler, Wiley-VCH Verlag, Weinheim
• Hering, M. / Martin, E. / Stohrer, R.: Physik für Ingenieure, VDI-Verlag, Düsseldorf
• Tipler, P. / Mosca, G.: Physik, Spektrum Akademischer Verlag, Heidelberg
• Halliday, D. / Resnick, R. / Walker, J.: Physik, Wiley-VCH Verlag, Weinheim
• Weber, R.: Physik Teil I: Klassische Physik - Experimentelle und theoretische Grundlagen, Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden
• Paus, H.: Physik in Experimenten und Beispielen, Hanser Verlag, München
• Walcher, W.: Praktikum der Physik, B.G. Teubner Verlag, Stuttgart
• Geschke, D.: Physikalisches Praktikum, B.G. Teubner Verlag, Stuttgart
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 113 / 117
Modul 6: Programmieren 1
Kürzel
M6
Workload
210 h
Credits
7
Häufigkeit
Jeweils WiSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Reinhard Eck
2 Lehrveranstaltung/en
Programmieren 1
Semester
1
SWS
6
Präsenz- zeit
90 h
Selbst- studium
120 h
Lehrform
4 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Informatik
4 Inhalte
• Begriffe zur Datenverarbeitung, Syntax und Semantik der Sprachelemente: Ablaufstrukturen, Datenstrukturen, Objekte, Module, Iteration und Rekursion, Zeiger
• Entwicklungsmethoden: Entwicklungsumgebung, Entwicklung und Darstellung von Daten- und Ablaufstrukturen, strukturierter Entwurf und Implementierung, Dokumentation, Test
5 Lernziele / Kompetenzen
• Fähigkeit, grundlegende Algorithmen und Datenstrukturen problemübergreifend zu erkennen und mit mindestens einer höheren Programmiersprache zu programmieren
• Erfahrung der strukturierten und objektorientierten Programmentwicklung durch praktische Übungen
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Schulkenntnisse
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Kühnel, Andreas, Visual C# 2008, Galileo Press, Bonn, 2009
• Doberenz, Walter, Visual C# 2008, Hanser, München, 2009
• Mössenböck, Hanspeter: Softwareentwicklung mit C# 4.0, dpunkt
• Skript
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 114 / 117
Modul 7: Programmieren 2
Kürzel
M7
Workload
210 h
Credits
7
Häufigkeit
Jeweils SoSe
Moduldauer
1 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Reinhard Eck
2 Lehrveranstaltung/en
Programmieren 2
Semester
2
SWS
6
Präsenz- zeit
90 h
Selbst- studium
120 h
Lehrform
4 SU, 2 Ü
3 Dozent/in
Dozent/in der Fakultät Informatik
4 Inhalte
Fortsetzung der Lehrinhalte von Programmieren I: dynamische Datenstrukturen, insbesondere verkettete Listen, Operatoren, Nutzung von Klassenbibliotheken, Ausnahmen und ihre Behandlung
5 Lernziele / Kompetenzen
Das Modul führt die im Modul 6 gelegten Grundlagen um i. w. objektorientiere Aspekte fort. Damit erfolgt eine Vertiefung der Fähigkeiten, die in Programmieren I erworben wurden
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Modul 6
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Schriftliche Prüfung über 90 Minuten (Modulprüfung)
8 Modultyp / Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
• Kühnel, Andreas: Visual C# 2008, Galileo Press, Bonn, 2009
• Doberenz, Walter: Visual C# 2008, Hanser Verlag, München, 2009
• Mössenböck, Hanspeter: Softwareentwicklung mit C# 4.0, dpunkt
• Skript
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 115 / 117
Modul 8: Englisch und Studium generale 1
Kürzel
M8
Workload
180 h
Credits
6
Häufigkeit
WiSe bzw. SoSe
Moduldauer
2 Semester
Umfang (SWS)
6
1 Modulverantwortliche/r
Prof. Dr. Thomas Huke
2 Lehrveranstaltung/en Englisch I (im WiSe) Englisch II (im SoSe) Allgemeinwissenschaftliches Wahlpflichtfach (AWPF)
Semester 1 2
1
SWS 2 2
2
Präsenz- zeit 30 h 30 h
30 h
Selbst- studium
30 h 30 h
30 h
Lehrform
1 SU, 1 Ü 1 SU, 1 Ü
2 SU oder 2 S
3 Dozent/in
Dozentinnen und Dozenten der Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften oder einer anderen Fakultät der Technischen Hochschule Nürnberg
4 Inhalte
Englisch I
• Einführung in die Thematik „Englisch in technischen und wissenschaftlichen Berufen“
• Sich mit wichtigen und in der Industrie häufigen Situationen vertraut machen, in denen Englisch verlangt wird
• Fach- und industrierelevante schriftliche und mündliche Textsorten im Englischen
• Verfassen von E-Mails nach konkreten Beschreibungen kommunikativer Situationen
• Lesen und Diskutieren
• Unterrichtssprache: Englisch
Englisch II
• Ausgewählte Texte mit themenbezogenen Inhalten aus verschiedenen wissenschaftlichen Quellen
• Häufige Fehler beim Übersetzen
• Wortkunde der fachsprachlichen Termini
• Besonderheiten des englischen Satzbaus
• Grammatik (nach Bedarf)
• Unterrichtssprache: je nach Zielsprache der Übungsformen Englisch oder Deutsch
Allgemeinwissenschaftliches Wahlpflichtfach (AWPF)
Das jeweils aktuelle Angebot und die Inhalte werden kurz vor bzw. zu Semesterbeginn im Rahmen der Einschreibung zu den Allgemeinwissenschaftlichen Wahlpflichtfächern bekannt gegeben.
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 116 / 117
5 Lernziele / Kompetenzen Englisch I
• Verbesserung aller Sprachfertigkeiten mit dem Schwerpunkt auf den aktiven Sprachen (Sprechen, Schreiben)
• Abbau von Hemmungen bei der Verwendung der gesprochenen Sprache Englisch II
• Einblick in die syntaktischen Schwierigkeiten der englischsprachigen Fachliteratur
• Fähigkeit zur Erschließung von Fachtexten; Fertigkeit in der Vermeidung von häufig vorkommenden Missverständnissen
• Bewusstsein von häufigen Fehlerquellen; Einsicht in Lösungsstrategien; Verständnis alternativer Lösungen
• Aufgeschlossenheit gegenüber sprachkundlichen Überlegungen; Bereitschaft zu lebenslangem Vertiefen der Englischkenntnisse
Allgemeinwissenschaftliches Wahlpflichtfach (AWPF)
Die Lernziele und Kompetenzen sind abhängig vom jeweiligen Wahlpflichtfach. Weitere Informationen stehen im entsprechenden Fächerkatalog.
6 Voraussetzungen / Vorkenntnisse
Englisch I: Mindestens vier Jahre Englischunterricht in einer weiterführenden Schule; Englischer Konversationskurs (aus dem Angebot des Spracheninstituts) wäre von Vorteil
Englisch II: Vorherige Teilnahme an Englisch 1
AWPF: Keine speziellen Voraussetzungen notwendig
7 Studien- / Prüfungsleistungen
Für das gesamte Modul setzt sich die Prüfungsleistung aus drei gleich gewichteten Leistungsnachweisen der einzelnen Lehrveranstaltungen zusammen:
Englisch I: Klausur über 60 Minuten, auf Englisch Englisch II: Klausur über 60 Minuten als Übersetzung aus dem Englischen ins Deutsche AWPF: Die Prüfungsleistung ist abhängig vom jeweiligen Wahlpflichtfach.
Weitere Informationen stehen im entsprechenden Fächerkatalog.
8 Modultyp & Verwendbarkeit
Pflichtmodul im Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik
9 Literaturhinweise
Literaturempfehlungen werden in den jeweiligen Lehrveranstaltungen gegeben
Technische Hochschule Nürnberg Georg Simon Ohm Bachelorstudiengang Angewandte Mathematik und Physik Fakultät Angewandte Mathematik, Physik und Allgemeinwissenschaften Studienplan mit Modulhandbuch
DokID: AMP_2000_VO_Studienplan_BAMP_public Vers. 2, 01.10.2018, Studiengangsleitung 117 / 117
Module des 3. bis 7. Fachsemesters
Für Studierende, die das Studium in diesem Studiengang im Wintersemester 2012/13 oder im Wintersemester 2013/14 begonnen haben, gelten für den zweiten Studienabschnitt (3. bis 7. Fachsemester) die Modulbeschreibungen der
Seiten 68 bis 98