NTNU KOMPiS Studieplan for Fysikk 1 ( trinn) Studieåret 2015/2016

Transkript

1 NTNU KOMPiS Studieplan for Fysikk 1 ( trinn) Studieåret 2015/2016 Profesjons- og yrkesmål Årsstudiet i fysikk (Fysikk 1 og 2) ved NTNU skal gi studentene tilstrekkelig kompetanse til å undervise i de fysikkfaglige temaene i naturfag i ungdomsskole og videregående skole og programfagene Fysikk 1 og Fysikk 2 i videregående skole. Læringsmål Kunnskaper En lærer med fullført utdanning fra KOMPiS i fysikk har solide grunnkunnskaper i fysikk, inkludert dens teknologiske anvendelser gode kunnskaper om utøvelsen av faget, om fagets egenart, om samspillet mellom fag og skole og om fagets betydning i samfunnet Ferdigheter En lærer med fullført utdanning fra KOMPiS i fysikk kan planlegge og gjennomføre en variert og inspirerende fysikkundervisning, som understreker fagets eksperimentelle natur og at matematikken er dets naturlige språk analysere enkle fysiske problemer og velge relevante metoder for teoretisk beskrivelse og eksperimentell undersøkelse tilrettelegge for utforsking av enkle fysiske problemer for elever slik at de får et innblikk i fagets utvikling og rolle i dag selvstendig og kritisk vurdere læreplaner og fagdidaktiske verktøy fornye og videreutvikle sin faglige kompetanse Generell kompetanse En lærer med fullført utdanning fra KOMPiS i fysikk kan lede og motivere elevene i klasserommet, skape konstruktive og inkluderende læringsmiljø og bidra til elevenes faglige utvikling forstå fysikkens rolle i et lokalt og globalt samfunnsperspektiv Opptakskrav Godkjent lærerutdanning, samt matematiske kunnskaper tilsvarende minimum 3MX/R2. Emner som inngår Totalt består studiet av 8 emner à 7,5 studiepoeng. Årsstudiet er delt i to hoveddeler, Fysikk 1 og Fysikk 2, og tilbys i en syklus på to år.

2 Fysikk 1 (30 s sp) består av følgende emner: FY6013 Mekanikk FY6014 Varmelære og miljøfysikk FY6015 Astronomi FY6016 Mekaniske bølger og eksperimentelt arbeid Fysikk 2 (30 s sp) består av følgende emner: FY6017 Elektromagnetisme FY6018 Elektrisitet og elektronikk FY6019 Moderne fysikk FY6020 Lys, optikk og fysikkfaget i skolen Omfang i studiepoeng Hvert emne er på 7,5 sp. Det legges opp til en studieprogresjon på 15 studiepoeng per semester. Oppbygging Fysikk 1 ( trinn), høst 2015: FY6013 Mekanikk (7,5 sp). Emnet gir en innføring i Newtons mekanikk gjennom blant annet øvinger, eksperimenter og bruk av digitale hjelpemidler. FY6014 Varmelære og miljøfysikk (7,5 sp). Emnet gir en grunnleggende innføring i varmelære og knytter dette til tema som fornybar energi, drivhuseffekten og andre aktuelle tema som undervises i skolen. Fysikk 1 ( trinn), vår 2016: FY6015 Astronomi (7,5 sp). Emnet gir en grunnleggende innføring i astronomi, relativitetsteori, astrofysikk og romteknologi, med bruk av digitale hjelpemidler og skolerettede aktiviteter. FY6016 Mekaniske bølger og eksperimentelt arbeid (7,5 sp). Emnet gir en grunnleggende innføring i mekaniske svingninger og mekaniske bølger inklusive lydbølger. Det legges vekt på ulike former for eksperimentelt arbeid, bruk av digitale hjelpemidler både på laboratoriet og i rapporter samt på eksperimentets mange muligheter i undervisningen. Fysikk 2 ( trinn) Planlagt tilbudt høst 2016 og vår 2017: FY6017 Elektromagnetisme (7,5 sp). Emnet gir en grunnleggende innføring i elektrostatikk, elektrodynamikk og magnetisme med induksjon. FY6018 Elektrisitet og elektronikk (7,5 sp). Emnet gir en grunnleggende innføring i veksel- og likestrømkretser, kondensatoren, transistoren, vanlige sensorelementer med bruk av simuleringer og eksperimentelt arbeid. FY6019 Moderne fysikk (7,5 sp). Emnet gir en grunnleggende innføring i kvantefysikk, atomfysikk, kjernefysikk og partikkelfysikk. Det legges vekt på nye aktuelle tema i læreplanen og hverdagslige anvendelser av disse. Nye oppdagelser vil vies tid for diskusjon. FY6020 Lys, optikk og fysikkfaget i skolen (7,5 sp). Emnet bygger på FY6016 Mekaniske bølger og eksperimentelt arbeid og gir en innføring i lys og optikk, bruk av modeller i fysikk, læreplaner, undervisningsmetoder, motivasjon og vurdering i faget.

3 Emnebeskrivelse til studieplan 2015/2016 Emnenavn Emnenavn, engelsk Emnekode Antall studiepoeng Emneansvarlig Institutt og fakultet Samarbeidspartnere v/ntnu Mekanikk Mechanics FY6013 7,5 studiepoeng Førsteamanuensis Turid Worren Reenaas Epost: Telefon: Institutt for fysikk Fakultet for naturvitenskap og teknologi Skolelaboratoriet (SVT/PLU) Eksterne samarbeidspartnere Årsstudium Fysikk årsstudium videreutdanning for lærere Anbefalte forkunnskaper Opptakskrav Læringsmål Faglig innhold Læringsformer og aktiviteter Godkjent lærerutdanning, samt matematiske kunnskaper tilsvarende minimum 3MX/R2 i videregående skole. Studenten skal gjennom en kombinert teoretisk og eksperimentell tilnærming til faget oppnå grunnleggende forståelse for Newtons mekanikk lære å forstå og bruke sentrale begrep som energi, bevegelsesmengde, spinn og gravitasjon lære eksperimentelle metoder i fysikken kunne planlegge og gjennomføre eksperimentelt arbeid med og uten teknologiske hjelpemidler Generell innføring i mekanikk. Newtons bevegelseslikninger. Bevarelse av energi, bevegelsesmengde og spinn. Eksperimentelle arbeidsmåter, metoder for måling av fysiske størrelser, databehandling, tolkning og dokumentasjon. Forelesninger, øvinger og lab på samlingene. Nettforelesninger, øvinger og skriving av rapporter mellom samlingene. Veiledning og samarbeid med andre studenter på itslearning.

4 Obligatorisk aktivitet Vurderingsform/eksamen Karakterskala Annen relevant informasjon Forelesninger, øvinger og lab på samlingene. Rapporter og øvinger levert på itslearning mellom samlingene. Alle rapporter og øvinger må være godkjente for å få endelig vurdering. Skriftlig eksamen, 5 timer. Ved utsatt eksamen kan vurderingsformen bli endret til muntlig eksamen. A F Studiet er nettbasert med to uker samling på NTNU. Samlingene omfatter to emner slik at dette emnet bruker 50 % av arbeidstiden hver av ukene.

5 Emnebeskrivelse til studieplan 2015/2016 Emnenavn Varmelære og miljøfysikk Emnenavn, engelsk Emnekode Emneansvarlig Institutt Fakultet Samarbeidspartnere v/ntnu FY6014 Førstelektor Jorunn Grip / Program for lærerutdanning (PLU) Fakultet for samfunnsvitenskap og teknologiledelse Institutt for fysikk Eksterne samarbeidspartnere Årsstudium Antall studiepoeng Fysikk årsstudium videreutdanning for lærere 7,5 studiepoeng Anbefalte forkunnskaper Opptakskrav Læringsmål Godkjent lærerutdanning, samt matematiske kunnskaper tilsvarende minimum 3MX/R2 i videregående skole. Studenten kan beskrive og gjøre beregninger på termisk utvidelse, varmekapasitet og varmetransport kan gjøre beregninger med tilstandslikningen og kinetisk gassteori for en ideell gass kan beskrive og gjøre beregninger med termodynamiske prosesser og termodynamikkens 1. hovedsetning kan beskrive og gjøre beregninger på sykliske varmekraft- og kjøleprosesser. kan gjøre rede for termodynamikkens 2. hovedsetning og entropi i sykliske prosesser kan gjøre rede for fysiske prinsipper for drivhuseffekten og varmetransport med luft og havstrømmer kan gjøre rede for hvordan menneskelig aktivitet endrer energibalansen i atmosfæren og kjenner til noe av argumentasjonen rundt klimaendringer

6 kan gjøre forsøk knyttet til varmelære og fornybar energi kjenner til metoder for muntlig arbeid i klasserommet og bruk av nyheter for å aktualisere pensum Faglig innhold Termisk utvidelse, varmekapasitet og varmetransport Tilstandslikningen og kinetisk gassteori for en ideell gass Arbeid, varme og indre energi. Termodynamiske prosesser i en ideell gass Termodynamikkens hovedsetninger Sykliske varmekraft- og kjøleprosesser, Carnot-prosessen Drivhuseffekten, menneskelig påvirkning og fornybare energikilder Kort om energitransport i atmosfæren og i havet Aktuelle diskusjoner om klimaproblematikken og konsekvenser av klimaendringer Muntlige arbeidsmåter i fysikkfaget i skolen Forsøk knyttet til varmelære og fornybar energi Nødvendig matematikk Læringsformer og aktiviteter Obligatorisk aktivitet Vurderingsform/eksamen Karakterskala Annen relevant informasjon Forelesninger og laboratoriearbeid på samlingene. Øvinger, rapporter og forelesninger på nett mellom samlingene. Veiledning og samarbeid med andre studenter på itslearning. Forelesninger og laboratoriearbeid på samlingene. Rapporter og øvinger levert på itslearning mellom samlingene. Samtlige øvinger og rapporter må være godkjente for å få adgang til eksamen. Skriftlig eksamen, 5 timer. Ved utsatt eksamen kan vurderingsformen bli endret til muntlig eksamen. A F Studiet er nettbasert med to uker samling på NTNU. Samlingene omfatter to emner slik at dette emnet bruker 50 % av arbeidstiden hver av ukene.

7 Emnebeskrivelse til studieplan 2015/2016 Emnenavn Emnenavn, engelsk Emnekode Antall studiepoeng Emneansvarlig Institutt og fakultet Samarbeidspartnere v/ntnu Astronomi Astronomy FY6015 7,5 studiepoeng Førsteamanuensis Jon Andreas Støvneng Telefon Institutt for fysikk Fakultet for naturvitenskap og teknologi Skolelaboratoriet (PLU/SVT) Eksterne samarbeidspartnere Årsstudium Fysikk årsstudium videreutdanning for lærere Anbefalte forkunnskaper Opptakskrav Læringsmål Godkjent lærerutdanning, samt matematiske kunnskaper tilsvarende minimum 3MX/R2 i videregående skole. Studenten skal ut fra et historisk perspektiv kunne forklare det astronomiske verdensbildets utvikling tilegne seg innsikt i og kunnskaper om astronomiens begreper, anvendelser og eksperimentelle metoder kunne orientere seg på nattehimmelen samt forstå månens, solens og planetenes bevegelse over himmelen ha ferdigheter i å finne og sette sammen informasjon innenfor fagfeltet astronomi ha innsikt i muligheter og begrensninger ved de relevante vitenskapelige modeller som i dag er allment aksepterte fra et astronomisk, kosmologisk og historisk perspektiv ha innblikk i hvordan forskning innen astronomi og astrofysikk bedrives i dag, og hvordan disse disiplinene har vokst kunne planlegge og gjennomføre eksperimentelt arbeid med og uten teknologiske hjelpemidler

8 Faglig innhold Læringsformer og aktiviteter Obligatorisk aktivitet Vurderingsform/eksamen Karakterskala Annen relevant informasjon Astronomiens utvikling Solsystemet med samtlige typer av himmellegemer Stjernebilder Astronomisk programvare og deres anvendelser Klassifikasjon av stjerner Stjerners fødsel, utvikling og død Hvite dverger, nøytronstjerner og svarte hull Galakser og klassifisering av galakser Universets tilblivelse og utvikling Forelesninger, øvinger, observasjoner og lab på samlingene. Nettforelesinger, egne observasjoner, øvinger og rapporter mellom samlingene. Veiledning og samarbeid med andre studenter på itslearning. Forelesninger, øvinger og lab på samlingene. Rapporter og øvinger levert på itslearning mellom samlingene. Alle rapporter og øvinger må være godkjente for å få endelig vurdering. Mappevurdering: Rapporter 30 % Skriftlig eksamen (5 timer) 70 % Alle deler må være bestått. Ved utsatt eksamen kan vurderingsformen bli endret til muntlig eksamen. A F Studiet er nettbasert med to uker samling på NTNU. Samlingene omfatter to emner slik at dette emnet bruker 50 % av arbeidstiden hver av ukene.

9 Emnebeskrivelse til studieplan 2015/2016 Versjon 01/15 Emnenavn Mekaniske bølger og eksperimentelt arbeid Emnenavn, engelsk Emnekode Antall studiepoeng Emneansvarlig Institutt og fakultet Samarbeidspartnere v/ntnu FY6016 7,5 studiepoeng Førstelektor Jorunn Grip / Program for lærerutdanning (PLU), Fakultet for samfunnsvitenskap og teknologiledelse Institutt for fysikk Eksterne samarbeidspartnere Årsstudium Fysikk årsstudium videreutdanning for lærere Anbefalte forkunnskaper Opptakskrav Læringsmål Godkjent lærerutdanning, samt matematiske kunnskaper tilsvarende minimum 3MX/R2 i videregående skole. Studenten kan beskrive og undersøke periodiske fenomener, mekaniske bølger og lydbølger med og uten digitale hjelpemidler kan analysere og gjøre beregninger på periodiske fenomener, mekaniske bølger og lydbølger med nødvendig matematikk og digitale hjelpemidler kan bearbeide data, presentere og vurdere resultater og konklusjoner av forsøk og undersøkelser, med og uten digitale verktøy kan anslå usikkerhet i innsamlede måledata og regne ut usikkerheten i det endelige resultatet kan vurdere begrensninger i valgt metode og utstyr og foreslå forbedringer og videreutvikling av forsøk kan planlegge og gjennomføre eksperimentelt arbeid med og uten teknologiske hjelpemidler, og veilede elever i dette arbeidet har kunnskap om vanlige forestillinger og utfordringer elever har på ulike områder i fysikk kan lede og motivere elever i det faglige arbeidet og skape konstruktive og inkluderende læringsmiljø

10 Faglig innhold Svingninger og bølger: mekaniske svingninger mekaniske bølger lydbølger Matematiske verktøy: trigonometriske funksjoner i fysikk Praktisk arbeid: arbeid på laboratoriet og føring av journal bruk av datalogging, digitale hjelpemidler i undervisning og rapporter åpne forsøk prosjekt med åpent forsøk Fagdidaktikk: eksperimentets plass i undervisningen motivasjon, læringsmiljø og elevers forestillinger Læringsformer og aktiviteter Forelesninger på samlingene og på nett mellom samlingene. Laboratoriearbeid i par og grupper på samlingene. Øvinger, rapporter og egne forsøk mellom samlingene. Veiledning i eget prosjektarbeid på samling. Veiledning og samarbeid med andre studenter på itslearning mellom samlingene. Obligatorisk aktivitet Forelesninger og laboratoriearbeid på samlingene. Rapporter og øvinger. Selvstendig arbeid med eget forsøk. Alle øvinger og rapporter må være godkjente for å få adgang til eksamen. Vurderingsform/eksamen Skriftlig eksamen (45 %). Prosjektrapport (40 %). Rapporter fra forsøk (15 %). Alle delene må være bestått. Ved utsatt eksamen kan vurderingsformen bli endret til muntlig eksamen. Karakterskala Annen relevant informasjon A F Studiet er nettbasert med to uker samling på NTNU. Samlingene omfatter to emner slik at dette emnet bruker 50 % av arbeidstiden hver av ukene.