본 교재 『핵심물리학』은 리처드 울프슨 교수가 교육 경력 40여 년 동안 학생들이 물리학을 공부하면서 직면하는 어려움과 오개념뿐만 아니라 핵심 개념이 명료해지는 경험의 순간까지 지켜본 경험에서 우러나온 성과물인 『Essential University Physics』 4판을 번역한 것입니다.
미적분 기반 물리학 교재인 『핵심물리학』의 주요 목표는 물리학 문제 해결 능력을 향상시키고 물리학의 세계를 깊고 본질적인 수준에서 이해하고 인식하는 것을 돕는 것입니다.
미적분 기반 물리학 과정이 필요한 다양한 학문 분야의 학생들이 과학과 공학을 위한 문제 해결을 위해 필요한 해석적이고 정량적인 기술과 확신을 기르도록 돕기 위해 『핵심물리학』은 모든 예제를 확인/과정/풀이/검증(IDEA)의 네 단계에 따라 제시합니다. 그래서 학생들이 아무 생각 없이 관련 방정식을 찾아 헤매고 단순히 식에 숫자를 대입하여 답을 구하는 방식에서 벗어나 문제를 해석하고 핵심 개념을 확인하여 답에 도달하는 계획을 세우고 나서 풀이를 한 후 풀이가 타당한지, 다른 예제들과 유사한 점과 다른 점이 무엇인지 비교해보고 추가적인 통찰을 얻도록 구성되어 있습니다. 특히 예제에 기초하여 예제와 똑같은 상황이지만 숫자가 다른 문제와 묻는 질문이 다른 문제, 그리고 완전히 다른 상황의 유사한 두 문제로 구성된 일련의 문제 세트는 학생들이 익숙한 영역에서 점차적으로 벗어나면서 더 도전적이고 복잡한 문제를 해결할 수 있는 능력을 함양하도록 되어 있습니다.
본 교재는 문제 해결 능력과 더불어 일상생활에서 현대의 많은 기술과 물리학 사이의 연관성을 이해할 수 있도록 아주 다양한 주제의 응용 예들이 각각 반쪽 분량 정도의 양으로 수록되어 있습니다. 또한 주석이 달린 그림은 학생들이 그림과 그래프 정보를 읽고 해석하는 것을 돕도록 고안되어 있고, 주석이 달린 핵심 방정식은 방정식의 “해부학”으로서 방정식이 그저 숫자만 대입하는 단순한 공식이 아니라 물리적 우주에 대한 생생한 진술로 이해하고 가장 기본적인 수준에서 물리적 세계를 인식할 수 있도록 꾸며져 있습니다.
『핵심물리학』은 물리학 교육 연구에서 증명된 방법을 받아들여 간결하지만, 전략적이며, 진보적입니다. 미적분 기반 물리학 과정이 필요한 대다수 이공계 학과 학생들에게 적합한 교재라고 생각합니다.