Gäller fr.o.m. ht 09 LFY130, Fysik för lärare 1 Grundkurs, 30 högskolepoäng Physics for teachers in secondary school 1, 30 higher education credits Grundnivå/First Cycle 1. Fastställande Kursplanen är interimistiskt fastställd av Utbildnings och forskningsnämnden för lärarutbildning 2009 02 16 och gäller fr.o.m. ht09. Ansvarig institution: Institutionen för fysik Medverkande institutioner: Institutionen för pedagogik och didaktik Utbildningsområde: Naturvetenskap 83%, Undervisning 17% Kursen ersätter LFY120 och kurserna kan ej tillgodoräknas samtidigt i en examen. 2. Inplacering Kursen ingår i Lärarprogrammet som första kurs i inriktningen Från Big Bang till nutid (fysik). 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 Sv B/Sv2 B, En B, Sh 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 fyra delkurser. Kursen innehåller både teoretiska och laborativa inslag, där de senare syftar till att utveckla studentens experimentella förmåga. Sidan 1 av 6. 2009 02 16
Termodynamik, 7,5 hp varav ämnesteori 5 hp, laboration 1 hp och didaktik 1,5 hp 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 forskning kring barns och ungdomars föreställningar och förståelse av temperatur och värme. Vågrörelselära och optik, 7,5 hp varav ämnesteori 5 hp, laboration 1 hp och didaktik 1,5 hp 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 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. Sidan 2 av 6. 2009 02 16
Mekanik och experimentell problemlösning, 7,5 hp varav ämnesteori 5 hp, laboration 1 hp och didaktik 1,5 hp 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. 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 möjligheter och svårigheter för människor idag att förstå mekaniken. Undervisning grundad på forskning kring barns och ungdomars föreställningar och förståelse av kraft och rörelse. Demonstrationskurs (didaktik), 1,5 hp 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. Sidan 3 av 6. 2009 02 16
Verksamhetsförlagd utbildning (VFU), 6,0 hp 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. 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: kunna beskriva, förklara och förutsäga fysikaliska företeelser i natur, vardag och samhälle. kunna använda sig av fysikens vetenskapliga metoder och modeller. muntligt och skriftligt kunna presentera enklare fysikaliska problemställningar. ha utvecklat sin förmåga att planera och genomföra experiment, samt kunna använda mätinstrument och analysera mätdata. kunna ställa upp hypoteser och modeller, och utföra experiment för att verifiera eller revidera en hypotes eller en modell. ha insikten om att experiment spelar en central roll, och att kunskapen byggs upp i ett samspel mellan observationer och modeller och teorier. kunna omsätta och förmedla sina laborativa färdigheter i skolmiljö. ta den lärandes perspektiv i förhållande till kursens innehållsliga områden, och ha utvecklat kunskaper om hur den lärandes perspektiv utgör villkor för lärandet. beskriva, analysera och problematisera lärandets villkor, med stöd från ämnesdidaktisk forskning och genom erfarenheter från VFU. Sidan 4 av 6. 2009 02 16
identifiera och diskutera etiska frågeställningar utifrån ett naturvetenskapligt perspektiv, samt etiska frågeställningar som naturvetenskap ger upphov till. redogöra för olika undervisningsstrategier samt kunna reflektera över hur dessa bidrar till att alla elever lär sig. med handledning kunna planera och genomföra undervisning samt utvärdera den i förhållande till uppsatta mål. 6. Kurslitteratur Se separat litteraturlista. 7. Former för bedömning Examination sker genom obligatoriska seminarier, laborationer, demonstrationer och skriftliga tentamina. Obligatoriska inlämningsuppgifter av problemlösningskaraktär kan förekomma i delkurserna. Bedömning av VFU:n görs av kurs /inriktningsansvarige, didaktiklärare och lokal lärarutbildare, vilka om det är möjligt bildar ett lärarlag. Vid bedömningen utvärderas förmåga att omsätta kursens innehåll och mål i undervisningssituationer, samt uppnådda färdigheter i pedagogisk verksamhet, ledar och medarbetarskap, bildningsarbete och vetenskapligt förhållningssätt. 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 Lärarprogrammet inom den verksamhetsförlagda delen (VFU) kan ansöka om dispens för ytterligare examinationstillfälle/n hos Utbildnings och forskningsnämnden för lärarutbildning (beslut 2007 11 28, dnr G217 4913/07). För godkänt på hela kursen krävs godkända resultat på samtliga examinationer samt ingående VFU moment. För studerande som ej godkänts vid ordinarie prov och redovisningstillfälle erbjuds ytterligare provtillfällen. Vad gäller HFU delen äger student 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. Slutbetyg på kursen erhålls då samtliga delkurser och obligatoriska moment godkänts. Sidan 5 av 6. 2009 02 16
8. Betyg Betygskalan omfattar betygsgraderna Underkänd (U), Godkänd (G) och Väl godkänd (VG). På laborationerna ges endast betygen Godkänd och Underkänd. Anmälan görs till kursansvarig senast en vecka efter kursstart om ECTS betyg önskas. 9. Kursvärdering Varje kurs skall utvärderas och resultaten skall bli föremål för diskussion mellan lärarna på kursen och representanter för studenterna. Protokoll/minnesanteckningar från denna diskussion skall avrapporteras till kursansvarig nämnd. Utvärderingen skall ske i slutet av kursen. Vid planeringen av påföljande kurstillfälle skall det dokumenteras hur resultaten av utvärderingen har tagits till vara. En sammanfattning skall lämnas till LUR 3. 10. Övrigt Jämlikhets och jämställdhetsaspekten skall beaktas i innehåll, litteratur och utvärdering. Sidan 6 av 6. 2009 02 16