Fysiikka

Fysiikan opetus tukee opiskelijan luonnontieteellisen ajattelun ja maailmankuvan kehittymistä osana monipuolista yleissivistystä. Opetus ohjaa opiskelijaa ymmärtämään fysiikan merkityksen jokapäiväisessä elämässä, ympäristössä, yhteiskunnassa ja teknologiassa. Opetuksessa perehdytään oppiaineen ja sen taustalla olevien tieteenalojen kieleen, käsitteistöön ja tapoihin rakentaa tietoa. Opiskelijan luonnontieteellinen lukutaito kehittyy, mikä auttaa opiskelijaa arvioimaan kriittisesti erilaisia arjen valintoja sekä näkökulmia yhteiskunnallisessa keskustelussa. Fysiikan opetus antaa opiskelijalle valmiuksia menestyä jatko-opinnoissa luonnontieteellisillä ja luonnontieteitä soveltavilla aloilla sekä hyödyntää fysiikan osaamistaan työelämässä. Monipuolisilla oppimistilanteilla ja -ympäristöillä edistetään opiskelijoiden mahdollisuuksia oppia yhdenvertaisesti ja tasa-arvoisesti.

Valtakunnalliset pakolliset ja syventävät fysiikan moduulit ovat tarjoilla kaikissa toimipisteissä. Paikallisia moduuleja toteutetaan toimipistekohtaisesti.

Valtakunnalliset pakolliset moduulit

FY1 Fysiikka luonnontieteenä, 1 op

Moduulin tavoitteena on, että opiskelija

  • tutustuu fysiikkaan systemaattisena, kokeellisuuteen nojautuvana tieteenä
  • tutustuu aineen rakenteen ja maailmankaikkeuden mittasuhteisiin
  • tutustuu fysiikassa käytettäviin tiedonhankintamenetelmiin
  • osaa suunnitella ja toteuttaa yksinkertaisia luonnontieteellisiä kokeita
  • saa kokemuksia, jotka herättävät ja syventävät kiinnostusta fysiikkaa ja sen opiskelua kohtaan.

Liittyy opintojaksoon Johdanto luonnontieteisiin (BI1FY1KE1).

FY2 Fysiikka, ympäristö ja yhteiskunta, 1 op

Moduulin tavoitteena on, että opiskelija

  • perehtyy energiaan fysiikan keskeisenä käsitteenä
  • tuntee eri energialajeja ja energiantuotantotapoja
  • osaa vertailla eri energiantuotantotapoihin ja niiden ympäristövaikutuksiin liittyviä suuruusluokkia
  • saa valmiuksia osallistua ympäristöä ja teknologiaa koskevaan keskusteluun ja päätöksentekoon kestävän energiatalouden näkökulmasta.

Liittyy opintojaksoon Ihminen ja ympäristö (FY2KE2).

Valtakunnalliset valinnaiset moduulit

FY3 Energia ja lämpö, 2 op

Moduulin tavoitteena on, että opiskelija

  • syventää ymmärrystään energiasta fysiikan keskeisenä käsitteenä
  • osaa tutkia aineen termodynaamiseen tilaan ja olomuodon muutoksiin liittyviä ilmiöitä
  • osaa soveltaa termodynamiikan käsitteitä ja malleja energiantuotannon ratkaisujen tarkastelussa ja kestävän tulevaisuuden rakentamisessa
  • tunnistaa energiatasapainon ja lämmönsiirtymisen merkityksen ilmastonmuutoksessa.

FY4 Voima ja liike, 2 op

Moduulin tavoitteena on, että opiskelija

  • osaa tutkia kokeellisesti voimaan ja liikkeeseen liittyviä ilmiöitä
  • osaa tuottaa ja analysoida graafisia esityksiä mittausaineistosta
  • ymmärtää säilymislakien merkityksen fysiikassa
  • tuntee voimaan ja liikkeeseen liittyviä turvallisuusnäkökohtia.

FY5 Jaksollinen liike ja aallot, 2 op

Moduulin tavoitteena on, että opiskelija

  • osaa mallintaa planetaarista liikettä ympyräliikkeenä
  • perehtyy värähtely- ja aaltoliikkeen perusteisiin tutkimalla mekaanista värähtelyä ja ääntä
  • osaa kuvata jaksollista liikettä fysikaalisilla ja matemaattisilla käsitteillä
  • osaa mallintaa mekaanista värähtelyä ja ääntä jaksollisena liikkeenä.

FY6 Sähkö, 2 op

Moduulin tavoitteena on, että opiskelija

  • osaa tutkia kokeellisesti sähköön liittyviä ilmiöitä ja tehdä sähköopin perusmittauksia
  • osaa käyttää kentän ja potentiaalin käsitteitä sähkökentän kuvaamisessa
  • tuntee sähkölaitteisiin ja sähköenergian siirtoon liittyviä turvallisuusnäkökohtia.

FY7 Sähkömagnetismi ja valo, 2 op

Moduulin tavoitteena on, että opiskelija

  • ymmärtää induktioilmiön keskeisen merkityksen sähkömagnetismissa
  • ymmärtää sähköenergian tuotannon ja siirron fysikaaliset perusteet ja merkityksen yhteiskunnan toiminnan kannalta
  • tunnistaa sähkömagneettisen säteilyn lähteitä ja vaikutuksia
  • ymmärtää valon sähkömagneettisena ilmiönä.

FY8 Aine, säteily ja kvantittuminen, 2 op

Moduulin tavoitteena on, että opiskelija

  • tuntee ionisoivan säteilyn vaikutukset ja tutustuu säteilyn turvalliseen käyttöön
  • tutustuu kvanttifysiikkaan perustuvaan maailmankuvaan alkeishiukkasfysiikasta kosmologiaan
  • ymmärtää kvantittumiseen perustuvan teknologian merkityksen nyky-yhteiskunnassa.

Paikalliset valinnaiset moduulit

FY9 Fysiikkaa abeille, 2 op

Moduulin aikana kerrataan aiempia asioita ja opiskellaan fysiikan ylioppilaskirjoituksissa vaadittavia tiedon esittämistapoja.

FY10 Kokeellisen fysiikan opintojakso, 2 op

Moduuli perehdyttää opiskelijat kokeellisin menetelmin tutkimaan fysikaalisia ilmiöitä, suunnittelemaan mittausmenetelmiä, käyttämään mittareita ja käsittelemään laskennallisesti saatuja mittaustuloksia. Mahdollisuuksien mukaan tutustutaan alueen teollisuuteen. Moduulin sisällöt pohjautuvat mekaniikan, lämpöopin, aaltoliikeopin ja sähköopin kursseihin sekä tehtäviin teollisuusvierailuihin.

FY11 CERN-tiedeleiri, 2 op

CERN-tiedeleirillä opiskellaan hiukkasfysiikkaa sekä teoriassa että käytännössä. Perehdymme muun muassa varatun hiukkasen liikkeeseen sähkö- ja magneettikentässä, hiukkasfysiikan standardimalliin, hiukkaskiihdyttimien ja - ilmaisimien toimintaperiaatteisiin sekä suhteellisuusteoriaan.

Moduuliin sisältyy tutkielman laatiminen ryhmissä. Tutkielmat esitetään muulle ryhmälle ennen tiedeleirille osallistumista. Tähän varataan yksi lauantaipäivä.

Moduuliin kuuluva ensimmäinen tiedematka tehdään joko Helsingin tai Jyväskylän yliopiston fysiikan laitokselle, jossa on luento mm. hiukkasfysiikasta ja tutustumiskäynti kiihdytinlaboratorioon. Matkaan sisältyy myös lyhyt CERN-esittely.

Moduuli huipentuu tiedekouluun CERNissä, maailman johtavassa hiukkastutkimuskeskuksessa. Tiedekoulun kesto on kolme päivää, mutta matkaan varataan viisi päivää, jotta ehdimme tutustua myös lähiympäristöön. Tiedekoulussa kuunnellaan suomen- ja englanninkielisiä luentoja, tutustutaan CERNin eri laboratorioihin ja koeasemiin.

Tiedekoulun ohella tutustumme Geneven kaupunkiin ja vierailemme mm. YK:ssa. Matkan aikana opiskelijat tekevät reissusta videoblogin. Tiedeleirin jälkeen videoblogi näytetään muulle koulun väelle ja osallistuneet opiskelijat kertovat kokemuksestaan.