Dnr: FYGL05/20151
Lärarutbildningsnämnden Fysik
Kursplan Fysik med didaktisk inriktning 2 - gymnasieskolan Kurskod: Kursens benämning: Högskolepoäng: Utbildningsnivå: Successiv fördjupning:
FYGL05 Fysik med didaktisk inriktning 2 - gymnasieskolan Physics and Physics education 2 30 Grundnivå Grundnivå, har minst 60 hp kurs/er på grundnivå som förkunskapskrav (G2F)
Huvudområde: FYA (Fysik) Beslut om fastställande Kursplanen är fastställd av Lärarutbildningsnämnden 2014-11-26 och gäller från vårterminen 2015 vid Karlstads universitet. Behörighetskrav MAGL05, MAGL06, MAGL07 samt FYGL01 varav 7,5 hp godkända Lärandemål Kursens syfte är att den studerande skall utveckla goda och för läraryrket relevanta kunskaper i fysik och fysikdidaktik. Med utgångspunkt i ämneskunskaper och med en förståelseinriktad attityd till fysikämnet skall studenten utveckla färdigheter att stimulera elever till nyfikenhet och upptäckarglädje. Kursen syftar även till att de studerande fördjupar sitt yrkeskunnande genom att med utgångspunkt i möten med eleverna tillämpa vetenskapligt grundad och erfarenhetsbaserad kunskap för lärande och utveckling. Kursen består av fem delkurser varav 7,5 hp verksamhetsförlagd utbildning. Delkurs 1, Mekanik, 4 hp Efter genomgången kurs ska den studerande kunna: 1. redogöra för mekanikens grundbegrepp och deras relevans i olika fysikaliska sammanhang 2. tillämpa matematisk modellering av olika relevanta mekaniska system för att beräkna efterfrågade storheter för systemet utifrån den formulerade modellen 3. redogöra för Newtons lagar och därur härledda samband samt tillämpa dem vid analys av jämviktsproblem för stela kroppar och system av sådana 4. tillämpa Newtons lagar och därur härledda samband vid rörelseförlopp för partiklar 5. göra giltighets- och rimlighetsanalyser av en konstruerad modell och av de ingående framräknade storheterna.
Delkurs 2, Fysikdidaktik, 3,5 hp Efter genomgången kurs ska studenten kunna: 1. analysera elevers lärande och föreställningar om begrepp och fenomen från kursinnehållet utifrån aktuell didaktisk forskning och lärandeteorier 2. planera, genomföra, analysera och redovisa experiment i anslutning till kursinnehållet 3. reflektera över skolans styrdokument och illustrera deras förhållande till aktuella läromedel, lärandeteorier, undervisning och elevers intresse och attityder för kursens innehåll 4. föreslå och argumentera för undervisningsinnehåll och undervisningsmetoder i en inkluderande fysikundervisning, och kunna värdera undervisning utifrån ett reflekterande förhållningssätt med anknytning till ämnes- och ämnesdidaktisk teori. Delkurs 3, Verksamhetsförlagd utbildning, 7,5 hp Efter avslutad kurs skall studenten kunna: 1. redogöra och argumentera för hur en utvecklande lärandemiljö för elever kan planeras och iscensättas 2. planera, leda och genomföra sekvenser av undervisning med beaktande av elevers olika behov med utgångspunkt i skolans styrdokument och relevanta kunskaper i ämne och pedagogiska/ämnesdidaktiska teorier 3. under handledning bedöma och dokumentera elevers kunskapsutveckling och skolsociala situation, samt diskutera hur detta kan kommuniceras med elever, föräldrar och berörd skolpersonal 4. integrera IKT och sociala medier som pedagogiska verktyg i planering av undervisning 5. under handledning beakta specialpedagogiska behov i planering och undervisning 6. redogöra för lagstiftning angående skolans skyldigheter att förebygga och åtgärda kränkningar samt i relation till exempel analysera skolans lokala policy 7. under handledning förebygga och hantera vardagskonflikter och i detta tillämpa skolans värdegrund 8. analysera den egna professionsutvecklingen med utgångspunkt i gjorda erfarenheter samt identifiera sitt vidare behov av utveckling. Delkurs 4, Vågfysik och elteknik, 7,5 hp Efter genomgången kurs ska den studerande kunna: Vågfysik 1. redogöra för de olika modellerna för att beskriva ljus: våg-, strål- och fotonmodellen, och deras användbarhet 2. identifiera och analysera reflektion och brytning hos ljus och ljud i vardagsfenomen samt rekonstruera reflektion och brytning med hjälp av strålmodellen 3. förklara brytning med vågmodellen och tillämpa modellen i olika sammanhang 4. identifiera egenskaper hos vågor, som våglängd, frekvens och fas och tillämpa på vågfenomen 5. identifiera och matematiskt beskriva vågfenomen, som interferens och diffraktion, och tillämpa dem i olika sammanhang 6. tillämpa centrala vågbegrepp på enkla fysikaliska problem, matematiskt formulera problemet, beräkna ett resultat och kritiskt bedöma storleksordning på resultatet 7. tillämpa kunskap om vågbeteende och partikelbeteende för att beskriva våg-partikeldualismen och uppskatta dess konsekvenser för fysikaliska fenomen. Elteknik 8.- redogöra för grundläggande begrepp inom ellära 9.- redogöra för potentiell energi och potential för laddade partiklar i elektriskt fält samt för vilka krafter som påverkar partiklarna 10. tillämpa grundläggande begrepp inom elläran vid beskrivning och analys av enklare elektriska kretsar
11. redogöra för grundläggande begrepp nödvändiga för att förstå växelströmsberäkningar och jw-metoden (den komplexa metoden) 12. göra beräkningar med jw-metoden och rita visardiagram för enkla nätverk med resistorer, kondensatorer och spolar 13. koppla upp och mäta ström och spänning i enkla elektriska kretsar. Delkurs 5, Inledande modern fysik, 7,5 hp Efter genomgången kurs ska den studerande kunna: 1. beskriva atomens och kärnans struktur med hjälp av kvantfysikaliska begrepp som kvantisering, sannolikhet, energitillstånd och kvanttal och använda kvantmodellen för att beskriva specifika experiment och instrument 2. tillämpa kunskap om vågbeteende och partikelbeteende för att beskriva våg-partikeldualismen och uppskatta dess konsekvenser för fysikaliska fenomen 3. analysera enklare kvantmekaniska modellsystem 4. analysera effekten av relativistisk hastighet på fysikaliska fenomen 5. tillämpa ovannämnda begrepp på enskilda fysikaliska problem, formulera problemet matematiskt, beräkna och kritiskt bedöma storleksordning på resultatet 6. redogöra för bakgrunden till kvantteorins tillkomst och sätta upptäckterna i modern fysik i ett vetenskapshistoriskt sammanhang.
Innehåll Delkurs 1, Mekanik, 4 hp Undervisningen sker i form av föreläsningar, övningar Statik: Krafter och kraftsystem, kraftmoment i två och tre dimensioner, friläggning av mekaniska system, Newtons första och tredje lag, jämvikt i två och tre dimensioner, potentiell energi och stabilitet. Kinematik: Rätlinjig och plan rörelse, rörelse i tre dimensioner, polära koordinater, relativ rörelse, tvång. Dynamik: Newtons andra lag applicerad på rätlinjig och kroklinjig rörelse. Delkurs 2, Fysikdidaktik, 3,5 hp Delkursen innehåller förberedelser för verksamhetsförlagd utbildning inom kunskapsområdet. Undervisningen sker i form av seminarier och övningar. Kursen behandlar syntes och reflektion av fysikdidaktiska och lärandeteoretiska kunskaper och tillämpningar i skolpraktiken samt organisation för lärande i undervisningssituationer. Utifrån ämnesdidaktisk forskningslitteratur och aktuella styrdokument behandlar kursen undervisning och lärande i fysik som ett teoretiskt och experimentellt skolämne och en undervisningspraktik. Betydelse av att planera och organisera för undervisning, lärande och formativ bedömning i fysik för gymnasieskolan tas upp. Delkurs 3, Verksamhetsförlagd utbildning, 7,5 hp Under delkursen får studenten: - använda IT i skolan - auskultera - tolka och tillämpa centrala styrdokument och lokal pedagogisk planering - praktiskt tillämpa pedagogiska och didaktiska teorier och omsättande av ämneskunskaper i undervisning, med beaktande av elevers olika kunskaper och intressen - beakta specialpedagogiska perspektiv - möjlighet att träna den kommunikativa förmågan i samverkan med de olika personalgrupperna och eleverna inom skolan - fördjupa diskussionen om yrket och studentens professionsutveckling och formulera utvecklingsområden inför VFU 3 Delkurs 4, Vågfysik och elteknik, 7,5 hp
Undervisningen sker i form av föreläsningar, övningar och obligatoriska laborationer. Vågfysik Beskrivning av plana, cirkulära och sfäriska vågor, mekaniska och elektromagnetiska vågor. Egenskaper hos vågor: våglängd, frekvens och fas. Reflektion, superposition, stående vågor, dubbelspaltexperiment, interferens, diffraktion genom ett gitter, diffraktion genom enkelspalt, brytning och dispersion. Elteknik Grundläggande begrepp: Elektrisk laddning, Coulombs lag, krafter mellan laddningar och definition av elektriskt fält. Potential, spänning, ström, resistans, konduktans och Ohms lag. Effekt och energi. Kort introduktion till Gauss lag, elektrisk flödestäthet, permitivitet och dielektriska material, magnetiskt fält, Amperes lag, magnetisk flödestäthet, permeabilitet och magnetiska material samt Faradays lag och induktion. Platt-kondensator, kapacitans och sambandet till elektriska fält. Spole, induktans och sambandet till magnetiska fält. Komplexa storheter: visare, impedans och admittans. Beräkningar: Seriekoppling, Kirchhoffs spänningslag och spänningsdelning. Parallellkoppling, Kirchhoffs strömlag och strömdelning. Spänningskälla. Ideala källor och modeller av verkliga källor med inre resistans. Nodanalys, superposition och nollställning av källor. Tvåpolssatsen och förenklade ekvivalenta beräkningsmodeller. jw-metoden (den komplexa metoden).RLC-krets med serie- och parallell-resonans. Laborationer: Genomförande av enkla laborationer med mätning av ström och spänning. Delkurs 5, Inledande modern fysik, 7,5 hp Undervisningen sker i form av föreläsningar, övningar och obligatoriska laborationer. Kvantfysik och tillämpningar: Från klassisk fysik till kvantfysik, våg-partikeldualitet, kvantmekanik, tillstånd och kvanttal hos atomer, fasta tillståndets fysik, kärnstruktur, kärnreaktioner, radioaktivitet och elementarpartiklar. Enklare modellsystem som partikel i låda samt harmonisk oscillator. Atomer med fler än en elektron, kemisk bindning mellan atomer. Speciell relativitetsteori, relativistiskt moment, relativistisk energi. Laboration på enkla atomers nivåschema.
Kurslitteratur och övriga läromedel Se separat dokument. Examination Alla examinerande moment är obligatoriska. För bedömningen skall underlaget vara sådant att individuella prestationer kan särskiljas. Delkurs 1: Samtliga lärarndemål examineras genom skriftlig tentamen. Delkurs 2: Mål 1 och 3 examineras genom en skriftlig uppgift Mål 2, examineras genom digital redovisning samt praktisk redovisning av laborativt moment Mål 4 examineras genom seminarier. Delkurs 3: Närvaro krävs på de skolförlagda delarna av VFU:n. Enstaka dagar tas igen efter överenskommelse med lärarutbildaren. Om inte särskilda skäl föreligger gör student, som varit frånvarande mer än 5 dagar, om VFU-perioden i sin helhet. Antalet examinationstillfällen för verksamhetsförlagd utbildning är begränsat till två. Mål 1 - 3, 5 och 7 examineras genom fullgjord och dokumenterad VFU Mål 6 examineras genom en skriftlig uppgift Mål 2, 4 och 8 examineras genom digital redovisning. Samtliga examinationer redovisas i portfolio.
Delkurs 4 och 5: Examineras genom skriftliga salstentamina och laborationsredovisningar.
Betyg Kursen bedöms enligt betygsskalan U (Underkänd), G (Godkänd) eller VG (Väl godkänd). Kvalitetsuppföljning Under och efter kursen sker en uppföljning av måluppfyllelse och förutsättningar för lärande i kursen. Dess främsta syfte är att bidra till förbättringar. Studenternas erfarenheter och synpunkter är ett av underlagen för granskningen, och inhämtas i enlighet med gällande regelverk. Studenterna informeras om resultaten och eventuella beslut om åtgärder. Kursbevis Kursbevis utfärdas på begäran. Övrigt Gällande regler för utbildning på grundnivå och avancerad nivå vid Karlstads universitet reglerar studenters och anställdas skyldigheter och rättigheter. Studenter som påbörjat en utbildning enligt den studieordning som började gälla 1993-07-01 skall fullfölja sina studier enligt den utbildningsplan de är antagna till. Om de vid studiernas slut vill få ut ett kursbevis eller examensbevis enligt den nya studieordningen, som trädde i kraft 2007-07-01, skall de prövas mot de kriterier som karaktäriserar denna studieordning. Kursen ingår i Ämneslärarprogrammet.
