LFY130, Fysik för lärare 1 30 högskolepoäng

Transkript

1 Gäller fr.o.m. vt 11 LFY130, Fysik för lärare 1 30 högskolepoäng Physics for teachers in secondary school 1, 30 higher education credits Grundnivå/First Cycle 1. Fastställande Kursplanen är fastställd av Lärarutbildningsnämnden, , reviderad och och gäller fr.o.m. vårterminen Ansvarig institution: Institutionen för fysik. Medverkande institutioner: Institutionen för didaktik och pedagogisk profession. Utbildningsområde: Naturvetenskap 80%, Undervisning 20%. Kursen ersätter LFY120 och kurserna kan ej tillgodoräknas samtidigt i en examen. 2. Inplacering Kursen ingår i Lärarprogrammet, inriktning Fysik för lärare. Kursen kan även ges som fristående kurs. Beroende på valda kurser i övrigt kan kursen ingå i en lärarexamen avsedd för undervisning i fysik i grundskolans senare år och gymnasieskolan. Kursen kan även ingå i en generell examen. 3. Förkunskapskrav För tillträde till kursen krävs grundläggande behörighet för högskolestudier samt Godkänt G/3 i Sv B/Sv2 B, En A, Ma D, Fy B, Ke A, Bi A eller motsvarande kunskaper. 4. Innehåll Kursen ger en introduktion i grundläggande fysik och ämnesdidaktik, och består av fem delkurser. Fyra av delkurserna är högskoleförlagda och innehåller både teoretiska och laborativa inslag, där de senare syftar till att utveckla studentens experimentella förmåga. Den verksamhetsförlagda utbildningen (VFU) utgör en separat delkurs, men växelverkar i hög grad med de högskoleförlagda delarna. Ämnesdidaktikens grundfrågor Vad?, Varför? och Hur? ställs i anslutning till stoffet och genomlyses utifrån ett skolperspektiv. Speciellt intresse riktas mot: Identifiering av elevers vardagsföreställningar om fysik, Utveckling av vardagsföreställningarna mot en mer fysikalisk begreppsförståelse, Modeller som en viktig del inom fysiken. Sidan 1 av 7. Uppdaterad

2 Delkurs 1. Mekanik och experimentell problemlösning, 7,5 hp varav ämnesteori 5 hp, laboration 1 hp och ämnesdidaktik 1,5 hp Mechanics and experimental problem solving, 7.5 higher education credits I mekaniken behandlas den naturvetenskapliga världsbilden, rörelselagarna i den klassiska mekaniken och den speciella relativitetsteorin. I momentet ingår: Rum, tid, massa, läge, hastighet, acceleration, Kraft. Newtons lagar, gravitation, planeters, stjärnors och galaxers rörelser i universum, tröghetskrafter i accelererade system. Energilagen, impulslagen och impulsmomentlagen. Introduktion till stel kropps rotationsrörelse. Introduktion till den speciella relativitetsteorin. Experimentell problemlösning syftar till att utveckla förmåga att planera, utföra och utvärdera experiment. I momentet ingår dimensions- och felanalys, kurvanpassning samt protokollföring och rapportskrivning. Studier av studenternas egna och barns/ungdomars sätt att beskriva och förklara rörelser. Didaktiska aspekter av begreppen kraft, rörelsemängd och impuls diskuteras utgående från vanliga folkliga uppfattningar. Vetenskapshistoriska milstolpar för utvecklingen av den vetenskapliga förståelsen av mekanik, till exempel svårigheterna med relativ rörelse. Dessa relateras till didaktiska möjligheter och svårigheter för människor idag att förstå mekaniken. Undervisning grundad på didaktisk forskning kring barns och ungdomars föreställningar och förståelse av kraft och rörelse. Delkurs 2. Termodynamik, 7,5 hp varav ämnesteori 5 hp, laboration 1 hp och ämnesdidaktik 1,5 hp Thermodynamics, 7.5 higher education credits Momentet koncentreras på förståelse av första och andra huvudsatsen med tillämpning på motorer, kylmaskiner och värmepumpar. Termodynamiska system, tillståndsvariabler och termodynamiska processer, samt termisk jämvikt och temperatur. Första huvudsatsen, värme, arbete och inre energi. Andra huvudsatsen och entropi. Tillståndsekvationer, kinetisk gasteori, värmeledning, värmekapacitivitet, samt isotermiska och adiabatiska processer. Energibegreppet i vardag, samhälle och vetenskap. Energifrågornas komplexitet och etiska överväganden angående dessa. Energikällor jämförs ur kvalitetssynpunkt, exempelvis genom begreppet exergi. Energiomvandlingar. Temperatur och värme definieras fysikaliskt och jämförs med vardaglig användning av orden. Undervisning grundad på didaktisk forskning kring barns och ungdomars föreställningar och förståelse av temperatur och värme. Sidan 2 av 6. Uppdaterad

3 Delkurs 3. Vågrörelselära och optik, 7,5 hp varav ämnesteori 5 hp, laboration 1 hp och ämnesdidaktik 1,5 hp Wave theory and optics, 7.5 higher education credits Hur kan vi veta något om objekt som vi inte kan röra vid? Hur vet vi att solen, planeter och galaxer roterar? Hur skall vi bygga instrument för att observera himlakroppar, och vad är instrumentens begränsningar? I momentet ingår: Mekaniska vågor i gaser, vätskor och fasta kroppar. Ljudvågor, infraljud och ultraljud. Dopplereffekt. Elektromagnetiska fält. Elektromagnetiska vågor och deras egenskaper. Polarisation, reflexion, transmission, brytning, interferens, diffraktion. Koherens. Geometrisk optik. Optiska instrument. Beskrivning av ljusets utbredning. Strålbegreppets förtjänster och brister från elevperspektiv diskuteras. Från antikens förklaringar av seendet via nutidens vardagsuppfattningar om seende, ljusets egenskaper och utbredning till den geometriska optikens beskrivning av ljusets utbredning. Undervisning grundad på didaktisk forskning kring barns och ungdomars föreställningar och förståelse av vågor och deras utbredning. Exempel från vår vardag ingår i ovan nämnda moment: seende, hörsel, talförmåga, storstadsbuller, musik etc. Delkurs 4. Demonstrationskurs (didaktik), 1,5 hp Laboratory demonstrations (didactic aspects), 1.5 higher education credits Varje studerande gör en muntlig presentation och demonstrerar inför de övriga i gruppen några utvalda experiment. De tilldelade uppgifterna skall även redovisas skriftligt. Experimenten skall knyta an till innehållet i delmomenten ovan. Varje demonstration avslutas med diskussion i gruppen. Delkurs 5. Verksamhetsförlagd utbildning (VFU), 6,0 hp School-based education, 6.0 higher education credits Den verksamhetsförlagda utbildningen skall tillsammans med den övriga undervisningen samverka på ett sådant sätt att de skapar möjligheter att belysa kursens innehåll utifrån såväl akademiskt som yrkesmässigt perspektiv. Ett huvudsyfte med VFU:n är att göra det möjligt för studenterna att studera fysikens innehåll och roll i skolan. Detta innebär att studenten studerar vilket innehåll som skall undervisas i skolan, samt hur det undervisas. VFU:n syftar också till att studenten skall kunna bilda sig en uppfattning av vilka kvaliteter i sitt eget kunnande som måste utvecklas för att undervisa i skolan och härigenom generera frågor som bearbetas inom den högskoleförlagda utbildningen (HFU). Genomförande Undervisningen består av föreläsningar, laborationer, demonstrationer och seminarier. Sidan 3 av 6. Uppdaterad

4 Universitetets webbaserade lärplattform utnyttjas för att ge en inblick i hur sådana system kan användas i undervisningen. Ämnesdidaktik läses integrerat med innehållet i fysik. 5. Mål Det övergripande målet med kursen är att studenterna utvecklar en begreppsmässig förståelse av fysiken, dels utifrån fysikens vetenskapliga grund och dels utifrån de ingående momentens relevans för läraryrket.. Efter genomgången kurs ska studenterna ha utvecklat grundläggande kunskaper om fysikämnets framväxt samt karaktär. De ska även vara medvetna om kriterier som utmärker vetenskap i motsats till pseudovetenskap. Efter avslutad kurs skall studenterna: 1. kunna beskriva, förklara och förutsäga fysikaliska företeelser i natur, vardag och samhälle. 2. muntligt och skriftligt kunna presentera enklare fysikaliska problemställningar. 3. ha utvecklat sin förmåga att ställa upp hypoteser och modeller, planera och genomföra experiment för att verifiera eller revidera dessa, samt kunna använda mätinstrument och analysera mätdata. 4. ha insikten om att experiment spelar en central roll, och att kunskapen byggs upp i ett samspel mellan observationer och modeller och teorier. 5. kunna identifiera och diskutera etiska frågeställningar utifrån ett naturvetenskapligt perspektiv, samt etiska frågeställningar som naturvetenskap ger upphov till. 6. kunna beskriva, analysera och problematisera lärandets villkor, med stöd från ämnesdidaktisk forskning, samt utifrån den lärandes perspektiv kunna reflektera över hur olika undervisningsstrategier bidrar till att alla elever lär sig. 7. ha utvecklat kunskaper om hur den lärandes perspektiv utgör villkor för lärandet. 8. med handledning omsätta sina kunskaper i fysik och fysikdidaktik i egen undervisning med reflekterade val av arbetssätt och modeller med hänsyn till styrdokument och elevers olika förutsättningar 6. Kurslitteratur Se separat litteraturlista. 7. Former för bedömning Bedömning sker för varje delkurs. Enskilda prestationer skall kunna urskiljas. Varierande examinationsformer tillämpas beroende på delkursernas innehåll och genomförande. Student äger rätt till byte av examinator efter att ha underkänts två gånger på samma examination, om det är praktiskt möjligt. Begäran om detta ställs till institutionen och skall vara skriftlig. Antalet tillhandahållna examinationstillfällen inom Lärarprogrammets verksamhetsförlagda del (VFU) är begränsat till två tillfällen per kurs. Den student som blivit underkänd vid två tillfällen på samma kurs inom Lärarprogrammets verksamhetsförlagda del (VFU) kan ansöka om dispens för ytterligare examinationstillfälle(n) hos Utbildnings- och forskningsnämnden för lärarutbildning (beslut , dnr G /07). 8. Betyg Sidan 4 av 6. Uppdaterad

5 Vid bedömning används en tregradig betygsskala: Underkänt, Godkänt och Väl Godkänt. På delkurserna 4-5 samt laborationerna ges endast betygen Godkänd och Underkänd. Kriterier för betyget Godkänt: Den studerande visar: förståelse för och använder sig på ett godtagbart sätt av begrepp som behandlats i kursen. grundläggande förståelse och färdighet för de områden som behandlas i kursen. färdighet att med användning av fysikaliska och matematiska modeller utföra elementära beräkningar. förmåga att planera och tolka fysikaliska experiment. förmåga att med relevanta uttrycksformer muntligt och skriftligt kommunicera ämnesinnehållet. förmåga att planera undervisning inom fysik för elever i avsedd åldersgrupp och med utgångspunkt i nödvändiga förkunskaper och elevers erfarenheter. didaktiskt kunnande genom att motivera och diskutera sina ställningstaganden vad gäller lärande, undervisning och bedömning med stöd i kurslitteratur och styrdokument. förmåga att på ett relevant sätt planera och genomföra undervisning samt utvärdera och reflektera över sin egen insats och elevers visade kunskap. Kriterier för betyget Väl Godkänt: Betyget Väl Godkänt innebär att den studerande utöver kraven för Godkänt även visar: fördjupat kunnande och goda färdigheter i fysik, bland annat genom visad förmåga att redogöra för samband och strukturer inom fysiken, samt förmåga att hantera mer komplexa problemställningar och beräkningar. god förmåga att hantera och diskutera komplexiteten i frågeställningar kring lärande, undervisning och bedömning i fysik utifrån aktuell didaktisk forskning och styrdokument. förmåga att självständigt, kreativt och kritiskt integrera VFU-erfarenheter med kursens teoretiska perspektiv. god förmåga att tillämpa för olika situationer relevanta uttrycksformer, såväl muntliga som skriftliga, för att beskriva, förklara och motivera innehåll och arbetssätt. För Godkänd på hela kursen krävs godkända resultat på samtliga examinationer och ingående VFU-moment, samt närvaro vid obligatoriska moment. För Väl Godkänd på hela kursen krävs Väl Godkänd på minst två av delkurserna Kursvärdering Varje delkurs utvärderas och resultaten blir föremål för diskussion mellan lärarna på kursen och representanter för studenterna. Protokoll/minnesanteckningar från denna diskussion avrapporteras till kursansvarig nämnd. Utvärderingen sker i slutet av kursen. Vid Sidan 5 av 6. Uppdaterad

6 planeringen av påföljande kurstillfälle dokumenteras det hur resultaten av utvärderingen har tagits till vara. En sammanfattning lämnas till LUR Övrigt Sidan 6 av 6. Uppdaterad