Valinnaiset opinnot
VALTAKUNNALLISET
FY3 Energia ja lämpö (2 op)
Moduulissa tutkitaan termodynaamisia systeemejä, energian siirtymistä systeemien välillä ja energian siirtymisen vaikutuksia. Keskeiset sisällöt liittyvät esimerkiksi energiantuotantoon, ilmastonmuutokseen ja rakentamiseen. Moduuli antaa valmiuksia osallistua ympäristöä ja teknologiaa koskevaan keskusteluun ja päätöksentekoon.
Yleiset tavoitteet
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.
Keskeiset sisällöt
Keskeiset sisällöt
- voima vuorovaikutuksen voimakkuuden mittana
- mekaaninen työ
- termodynaaminen systeemi ja tilanmuuttujat
- lämpötila, paine ja hydrostaattinen paine
- energian säilyminen, sisäenergia, energian siirtyminen ja lämpömäärä
- aineen lämpeneminen ja jäähtyminen sekä olomuodon muutokset
- lämpölaajeneminen
- kaasujen tilanmuutokset ja ideaalikaasun tilanyhtälö
Moduulin keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa temaattisissa yhteyksissä: energiantuotanto, rakentaminen ja energia kotona, ilmastonmuutos sekä lämpövoimakone.
Keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavilla kokeilla: absoluuttisen nollapisteen määrittäminen (ekstrapolointi), veden ominaishöyrystymislämmön määrittäminen ja Boylen lain todentaminen.
Osa-alueeseen liittyvät seuraavat moduulin tavoitteet: Opiskelija osaa tutkia aineen
termodynaamiseen tilaan ja olomuodon muutoksiin liittyviä ilmiöitä. Opiskelija osaa soveltaa
termodynamiikan käsitteitä ja malleja energiantuotannon ratkaisujen tarkastelussa
ja kestävän tulevaisuuden rakentamisessa.
Tieto- ja viestintäteknologisia taitoja käytetään muun muassa tiedon etsimiseen, kokeellisten
havaintojen keräämiseen, mittaustulosten käsittelyyn ja tulkitsemiseen, tuotosten
laatimiseen ja esittämiseen sekä mallintamiseen ja simulointiin. Moduuliin liittyviä tutkimusaiheita
ovat esimerkiksi absoluuttisen nollapisteen tai veden ominaishöyrystymislämmön määrittäminen
sekä Boylen lain todentaminen. Keskeisten sisältöjen omaksumisen myötä opiskelija kehittää kvantitatiivisia taitoja arvioida ja vertailla eri energiantuotantotapoja.
Eettisyys ja ympäristöosaaminen
Osa-alueeseen liittyvät seuraavat moduulin tavoitteet: Opiskelija osaa soveltaa termodynamiikan käsitteitä ja malleja energiantuotannon ratkaisujen tarkastelussa ja kestävän tulevaisuuden rakentamisessa. Opiskelija tunnistaa energiatasapainon ja lämmönsiirtymisen merkityksen ilmastonmuutoksessa.
Eettisyys ja ympäristöosaaminen vahvistuu, kun opiskelija tutustuu tutkimustietoon ja
käytäntöihin, jotka liittyvät ilmastonmuutoksen hillitsemiseen (esimerkiksi energiantuotanto,
rakentaminen ja energiankäyttö kodeissa). Perehtymällä kasvihuoneilmiöön liittyviin fysiikan ilmiöihin ja periaatteisiin opiskelija saa valmiuksia ymmärtää, miten ihmisen toiminta vaikuttaa ilmakehän lämpenemiseen.
Opintojakso (tai moduuli) arvioidaan numeroin asteikolla 4 - 10.
Paikalliset kirjaukset
Paikallisesti huomioidaan ympäristön ja ympäröivän yhteiskunnan antamat mahdollisuudet.Laaja-alaisen osaamisen osa-alueet
Monitieteinen ja luova osaaminenOsa-alueeseen liittyvät seuraavat moduulin tavoitteet: Opiskelija osaa tutkia aineen
termodynaamiseen tilaan ja olomuodon muutoksiin liittyviä ilmiöitä. Opiskelija osaa soveltaa
termodynamiikan käsitteitä ja malleja energiantuotannon ratkaisujen tarkastelussa
ja kestävän tulevaisuuden rakentamisessa.
Tieto- ja viestintäteknologisia taitoja käytetään muun muassa tiedon etsimiseen, kokeellisten
havaintojen keräämiseen, mittaustulosten käsittelyyn ja tulkitsemiseen, tuotosten
laatimiseen ja esittämiseen sekä mallintamiseen ja simulointiin. Moduuliin liittyviä tutkimusaiheita
ovat esimerkiksi absoluuttisen nollapisteen tai veden ominaishöyrystymislämmön määrittäminen
sekä Boylen lain todentaminen. Keskeisten sisältöjen omaksumisen myötä opiskelija kehittää kvantitatiivisia taitoja arvioida ja vertailla eri energiantuotantotapoja.
Eettisyys ja ympäristöosaaminen
Osa-alueeseen liittyvät seuraavat moduulin tavoitteet: Opiskelija osaa soveltaa termodynamiikan käsitteitä ja malleja energiantuotannon ratkaisujen tarkastelussa ja kestävän tulevaisuuden rakentamisessa. Opiskelija tunnistaa energiatasapainon ja lämmönsiirtymisen merkityksen ilmastonmuutoksessa.
Eettisyys ja ympäristöosaaminen vahvistuu, kun opiskelija tutustuu tutkimustietoon ja
käytäntöihin, jotka liittyvät ilmastonmuutoksen hillitsemiseen (esimerkiksi energiantuotanto,
rakentaminen ja energiankäyttö kodeissa). Perehtymällä kasvihuoneilmiöön liittyviin fysiikan ilmiöihin ja periaatteisiin opiskelija saa valmiuksia ymmärtää, miten ihmisen toiminta vaikuttaa ilmakehän lämpenemiseen.
Arviointi
Moduulin tavoitteita ja laaja-alaisen osaamisen osa-alueita voidaan arvioida mm. itse- ja vertaisarvioinnin, summatiivisen arvioinnin sekä erilaisten palautteiden kautta. Arviointiin sisällytetään opintojaksossa mainitut laaja-alaiset osaamisalueet.Opintojakso (tai moduuli) arvioidaan numeroin asteikolla 4 - 10.
FY4 Voima ja liike (2 op)
Moduulissa tarkastellaan tasaista ja muuttuvaa liikettä. Moduulissa perehdytään voimaan olennaisena kappaleiden välisiä vuorovaikutuksia kuvaavana suureena ja siihen, miten Newtonin II lakia käytetään mallinnettaessa voiman vaikutusta liiketilan muutokseen. Energiaa ja liikemäärää tarkastellaan mekaniikan keskeisinä käsitteinä ja säilyvinä suureina.
Yleiset tavoitteet
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.
Keskeiset sisällöt
Keskeiset sisällöt
- tasainen ja tasaisesti kiihtyvä suoraviivainen liike
- kappaleiden vuorovaikutus ja voima sekä Newtonin lait
- voimien yhteisvaikutus, voimakuvio ja liikeyhtälö
- paino ja kitka
- liike-energia, potentiaalienergia ja mekaaninen energia
- mekaanisen energian säilyminen ja mekaniikan energiaperiaate
- liikemäärä, impulssi, liikemäärän säilyminen ja yksiulotteiset törmäykset
Moduulin keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa temaattisissa yhteyksissä: vesi- ja tuulivoima, liikenne sekä urheilu.
Keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavilla kokeilla: putoamiskiihtyvyyden määrittäminen, kitkakertoimen määrittäminen ja kappaleeseen vaikuttavien voimien määrittäminen.
Osa-alueeseen liittyy mm. seuraava moduulin tavoite: Opiskelija osaa tuottaa ja analysoida
graafisia esityksiä mittausaineistosta.
Tasaista ja tasaisesti kiihtyvää suoraviivaista liikettä voidaan tutkia liikeanturin avulla, jolloin tieto- ja viestintäteknologiaa käytetään kokeellisten havaintojen keräämiseen sekä mittaustulosten käsittelyyn ja tulkitsemiseen.
Hyvinvointiosaaminen
Osa-alueeseen liittyy mm. seuraava moduulin tavoite: Opiskelija tuntee voimaan ja liikkeeseen liittyviä
turvallisuusnäkökohtia.
Turvallisuusnäkökohtia voidaan tarkastella esimerkiksi liikenteessä yhteiskunnan ja yksilön näkökulmista. Liikenneturvallisuuden kannalta keskeistä on ymmärtää renkaiden ja tien välisen kitkan sekä ajonopeuden vaikutus pysähtymismatkaan. Newtonin lakien avulla on mahdollista ymmärtää turvavöiden ja -tyynyn
merkitys törmäystilanteissa.
Vuorovaikutusosaaminen
Osa-alueeseen liittyvät seuraavat moduulin tavoitteet: Opiskelija osaa tutkia kokeellisesti
voimaan ja liikkeeseen liittyviä ilmiöitä. Opiskelija osaa tuottaa ja analysoida
graafisia esityksiä mittausaineistosta.
Kinematiikan ja dynamiikan keskeisten ilmiöiden tutkiminen on usein mahdollista vain ryhmätyönä.
Saatuja tuloksia esittämällä voidaan vahvistaa opiskelijan esiintymistaitoa ja -varmuutta. Siten
moduuliin liittyvä kokeellinen työskentely kehittää opiskelijan yhteistyö- ja vuorovaikutustaitoja sekä
monilukutaitoa.
Myös liikkeen graafisten esitysten tuottaminen ja analysointi ovat luontevaa materiaalia ryhmätyöskentelylle. Esimerkiksi liikkeen rekonstruoiminen graafisen esityksen pohjalta
ja rekonstruktion verifioiminen voi olla oiva aihe liikkeen opiskelemiseen ryhmissä.
Opintojakso (tai moduuli) arvioidaan numeroin asteikolla 4 - 10.
Paikalliset kirjaukset
Paikallisesti huomioidaan ympäristön ja ympäröivän yhteiskunnan antamat mahdollisuudet.Laaja-alaisen osaamisen osa-alueet
Monitieteinen ja luova osaaminenOsa-alueeseen liittyy mm. seuraava moduulin tavoite: Opiskelija osaa tuottaa ja analysoida
graafisia esityksiä mittausaineistosta.
Tasaista ja tasaisesti kiihtyvää suoraviivaista liikettä voidaan tutkia liikeanturin avulla, jolloin tieto- ja viestintäteknologiaa käytetään kokeellisten havaintojen keräämiseen sekä mittaustulosten käsittelyyn ja tulkitsemiseen.
Hyvinvointiosaaminen
Osa-alueeseen liittyy mm. seuraava moduulin tavoite: Opiskelija tuntee voimaan ja liikkeeseen liittyviä
turvallisuusnäkökohtia.
Turvallisuusnäkökohtia voidaan tarkastella esimerkiksi liikenteessä yhteiskunnan ja yksilön näkökulmista. Liikenneturvallisuuden kannalta keskeistä on ymmärtää renkaiden ja tien välisen kitkan sekä ajonopeuden vaikutus pysähtymismatkaan. Newtonin lakien avulla on mahdollista ymmärtää turvavöiden ja -tyynyn
merkitys törmäystilanteissa.
Vuorovaikutusosaaminen
Osa-alueeseen liittyvät seuraavat moduulin tavoitteet: Opiskelija osaa tutkia kokeellisesti
voimaan ja liikkeeseen liittyviä ilmiöitä. Opiskelija osaa tuottaa ja analysoida
graafisia esityksiä mittausaineistosta.
Kinematiikan ja dynamiikan keskeisten ilmiöiden tutkiminen on usein mahdollista vain ryhmätyönä.
Saatuja tuloksia esittämällä voidaan vahvistaa opiskelijan esiintymistaitoa ja -varmuutta. Siten
moduuliin liittyvä kokeellinen työskentely kehittää opiskelijan yhteistyö- ja vuorovaikutustaitoja sekä
monilukutaitoa.
Myös liikkeen graafisten esitysten tuottaminen ja analysointi ovat luontevaa materiaalia ryhmätyöskentelylle. Esimerkiksi liikkeen rekonstruoiminen graafisen esityksen pohjalta
ja rekonstruktion verifioiminen voi olla oiva aihe liikkeen opiskelemiseen ryhmissä.
Arviointi
Moduulin tavoitteita ja laaja-alaisen osaamisen osa-alueita voidaan arvioida mm. itse- ja vertaisarvioinnin, summatiivisen arvioinnin sekä erilaisten palautteiden kautta. Arviointiin sisällytetään opintojaksossa mainitut laaja-alaiset osaamisalueet.Opintojakso (tai moduuli) arvioidaan numeroin asteikolla 4 - 10.
FY5 Jaksollinen liike ja aallot (2 op)
Moduulissa syvennetään edellisessä moduulissa omaksuttuja tietoja ja taitoja. Moduulissa perehdytään harmoniseen vuorovaikutukseen ja gravitaatiovuorovaikutukseen sekä niiden aiheuttamiin liikeilmiöihin. Moduulissa tutkitaan ja mallinnetaan ääntä ja ääni-ilmiöitä mekaanisina aaltoliikkeinä.
Yleiset tavoitteet
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.
Keskeiset sisällöt
Keskeiset sisällöt
- momentti ja kappaleen kiertyminen
- tasapaino kiertymisen suhteen yksinkertaisissa tilanteissa
- tasainen ympyräliike ja normaalikiihtyvyys
- gravitaatiolaki ja planetaarinen liike
- jaksollinen liike, jaksonaika, taajuus ja amplitudi
- harmoninen voima ja värähtelyliike sekä harmonisen voiman potentiaalienergia
- mekaanisten aaltojen synty, eteneminen ja heijastuminen
- mekaanisten aaltojen diffraktio ja interferenssi sekä seisovat aallot
- ääni aaltoliikkeenä, äänen intensiteettitaso, äänen ominaisuudet ja eteneminen
Moduulin keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa temaattisissa yhteyksissä: heiluri, soittimet, akustiikka ja äänentoisto, melun haittavaikutukset ja kuulon suojaaminen sekä ultraäänikuvaus.
Keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavilla kokeilla: heilurin heilahdusajan määrittäminen, äänen nopeuden määrittäminen ja äänen taajuusanalyysi.
Osa-alueeseen liittyvät seuraavat moduulin tavoitteet: Opiskelija osaa mallintaa planetaarista
liikettä ympyräliikkeenä. Opiskelija perehtyy värähtely- ja aaltoliikkeen perusteisiin tutkimalla
mekaanista värähtelyä ja ääntä. Opiskelija osaa kuvata jaksollista liikettä fysikaalisilla ja matemaattisilla käsitteillä. Opiskelija osaa mallintaa mekaanista värähtelyä ja ääntä jaksollisena liikkeenä.
Opiskelija voi tutustua tiedonhankintaan ja tiedon esittämiseen tieto- ja viestintäteknologian
avulla esimerkiksi mittaamalla, analysoimalla ja vertailemalla äänten taajuusspektrejä.
Mekaaniseen värähtelyyn ja ääneen liittyvissä tutkimuksissa opiskelija harjaantuu käyttämään
jaksollisen liikkeen fysikaalisia ja matemaattisia käsitteitä sekä mallintamaan värähtelyilmiöitä.
Hyvinvointiosaaminen
Osa-alueeseen liittyvät seuraavat moduulin tavoitteet: Opiskelija perehtyy värähtely- ja
aaltoliikkeen perusteisiin tutkimalla mekaanista värähtelyä ja ääntä. Opiskelija osaa mallintaa mekaanista
värähtelyä ja ääntä jaksollisena liikkeenä.
Mekaanisen värähtelyn ja aaltoliikkeen keskeisimpiä aihealueita on ääni. Opiskelija tutustuu äänen ominaisuuksiin ja siihen, miten mekaaninen aaltoliike synnyttää kuuloaistimuksen. Moduulissa voidaan
tarkastella äänen fysikaalisten ominaisuuksien yhteyttä kuulovaurioihin. Tämän myötä opiskelijan on mahdollista esimerkiksi omaksua kestävästi hyvinvointiaan tukevia tapoja kuunnella musiikkia. Äänen
intensiteettitason tarkastelu tuo samaan teemaan myös kvantitatiivista sisältöä.
Opintojakso (tai moduuli) arvioidaan numeroin asteikolla 4 - 10.
Paikalliset kirjaukset
Paikallisesti huomioidaan ympäristön ja ympäröivän yhteiskunnan antamat mahdollisuudet.Laaja-alaisen osaamisen osa-alueet
Monitieteinen ja luova osaaminenOsa-alueeseen liittyvät seuraavat moduulin tavoitteet: Opiskelija osaa mallintaa planetaarista
liikettä ympyräliikkeenä. Opiskelija perehtyy värähtely- ja aaltoliikkeen perusteisiin tutkimalla
mekaanista värähtelyä ja ääntä. Opiskelija osaa kuvata jaksollista liikettä fysikaalisilla ja matemaattisilla käsitteillä. Opiskelija osaa mallintaa mekaanista värähtelyä ja ääntä jaksollisena liikkeenä.
Opiskelija voi tutustua tiedonhankintaan ja tiedon esittämiseen tieto- ja viestintäteknologian
avulla esimerkiksi mittaamalla, analysoimalla ja vertailemalla äänten taajuusspektrejä.
Mekaaniseen värähtelyyn ja ääneen liittyvissä tutkimuksissa opiskelija harjaantuu käyttämään
jaksollisen liikkeen fysikaalisia ja matemaattisia käsitteitä sekä mallintamaan värähtelyilmiöitä.
Hyvinvointiosaaminen
Osa-alueeseen liittyvät seuraavat moduulin tavoitteet: Opiskelija perehtyy värähtely- ja
aaltoliikkeen perusteisiin tutkimalla mekaanista värähtelyä ja ääntä. Opiskelija osaa mallintaa mekaanista
värähtelyä ja ääntä jaksollisena liikkeenä.
Mekaanisen värähtelyn ja aaltoliikkeen keskeisimpiä aihealueita on ääni. Opiskelija tutustuu äänen ominaisuuksiin ja siihen, miten mekaaninen aaltoliike synnyttää kuuloaistimuksen. Moduulissa voidaan
tarkastella äänen fysikaalisten ominaisuuksien yhteyttä kuulovaurioihin. Tämän myötä opiskelijan on mahdollista esimerkiksi omaksua kestävästi hyvinvointiaan tukevia tapoja kuunnella musiikkia. Äänen
intensiteettitason tarkastelu tuo samaan teemaan myös kvantitatiivista sisältöä.
Arviointi
Moduulin tavoitteita ja laaja-alaisen osaamisen osa-alueita voidaan arvioida mm. itse- ja vertaisarvioinnin, summatiivisen arvioinnin sekä erilaisten palautteiden kautta. Arviointiin sisällytetään opintojaksossa mainitut laaja-alaiset osaamisalueet.Opintojakso (tai moduuli) arvioidaan numeroin asteikolla 4 - 10.
FY6 Sähkö (2 op)
Moduulissa perehdytään keskeisimpiin sähköistä vuorovaikutusta kuvaaviin malleihin sekä sähköenergian ja sähkötekniikan käsitteisiin. Opiskelija saa perustiedot yksinkertaisten virtapiirien suunnittelusta ja tutkimisesta. Moduulissa käsitellään myös sähköturvallisuutta ja tutustutaan sähkötekniikan sovelluksiin.
Yleiset tavoitteet
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.
Keskeiset sisällöt
Keskeiset sisällöt
- jännite ja sähkövirta tasavirtapiireissä
- resistanssi ja Ohmin laki
- sähköteho ja Joulen laki
- vastusten kytkennät ja Kirchhoffin lait
- akut ja akun latauspiiri
- Coulombin laki ja homogeeninen sähkökenttä
- potentiaalienergia ja potentiaali homogeenisessa sähkökentässä
- kondensaattori ja kondensaattorin energia
- puolijohteet, diodi ja LED komponentteina virtapiirissä
- sähköturvallisuus: sulake, suojausluokitus ja läpilyöntilujuus
Moduulin keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa temaattisissa yhteyksissä: yksinkertaiset sähkölaitteet, aurinkokenno tasajännitelähteenä ja sähköenergian varastoiminen.
Keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavilla kokeilla: mittauksia komponenttien toiminnasta virtapiirissä ja pariston sisäisen resistanssin kokeellinen määrittäminen.
Osa-alueeseen liittyy mm. seuraava moduulin tavoite: Opiskelija osaa tutkia kokeellisesti sähköön liittyviä ilmiöitä ja tehdä sähköopin perusmittauksia.
Tasavirtapiirien menestyksekäs opiskeleminen edellyttää kokeellisten töiden tekemistä usean
oppitunnin aikana. Nämä työt tehdään tyypillisesti ryhmissä. Fysiikalle ominaisten merkintöjen
ja esittämistapojen harjoittelu kehittää monilukutaitoa ja kielitietoisuutta. Moduulin aihepiiri on siten luonteva kohta yhteistyö- ja vuorovaikutustaitojen harjaannuttamiseen.
Hyvinvointiosaaminen
Osa-alueeseen liittyy mm. seuraava moduulin tavoite: Opiskelija tuntee sähkölaitteisiin ja sähköenergian siirtoon liittyviä turvallisuusnäkökohtia.
Tutkiessaan kokeellisesti sähköön liittyviä ilmiöitä ja tehdessään sähköopin perusmittauksia opiskelija oppii huomioimaan sähköturvallisuutta. Sisäistäessään sähköturvallisuuden merkityksen opiskelija ymmärtää, mitkä sähkötyöt voi tehdä itse ja mihin tarvitaan ammattilaisen osaamista. Tällä turvataan sekä opiskelijan omaa että toisten hyvinvointia.
Opintojakso (tai moduuli) arvioidaan numeroin asteikolla 4 - 10.
Paikalliset kirjaukset
Paikallisesti huomioidaan ympäristön ja ympäröivän yhteiskunnan antamat mahdollisuudet.Laaja-alaisen osaamisen osa-alueet
VuorovaikutusosaaminenOsa-alueeseen liittyy mm. seuraava moduulin tavoite: Opiskelija osaa tutkia kokeellisesti sähköön liittyviä ilmiöitä ja tehdä sähköopin perusmittauksia.
Tasavirtapiirien menestyksekäs opiskeleminen edellyttää kokeellisten töiden tekemistä usean
oppitunnin aikana. Nämä työt tehdään tyypillisesti ryhmissä. Fysiikalle ominaisten merkintöjen
ja esittämistapojen harjoittelu kehittää monilukutaitoa ja kielitietoisuutta. Moduulin aihepiiri on siten luonteva kohta yhteistyö- ja vuorovaikutustaitojen harjaannuttamiseen.
Hyvinvointiosaaminen
Osa-alueeseen liittyy mm. seuraava moduulin tavoite: Opiskelija tuntee sähkölaitteisiin ja sähköenergian siirtoon liittyviä turvallisuusnäkökohtia.
Tutkiessaan kokeellisesti sähköön liittyviä ilmiöitä ja tehdessään sähköopin perusmittauksia opiskelija oppii huomioimaan sähköturvallisuutta. Sisäistäessään sähköturvallisuuden merkityksen opiskelija ymmärtää, mitkä sähkötyöt voi tehdä itse ja mihin tarvitaan ammattilaisen osaamista. Tällä turvataan sekä opiskelijan omaa että toisten hyvinvointia.
Arviointi
Moduulin tavoitteita ja laaja-alaisen osaamisen osa-alueita voidaan arvioida mm. itse- ja vertaisarvioinnin, summatiivisen arvioinnin sekä erilaisten palautteiden kautta. Arviointiin sisällytetään opintojaksossa mainitut laaja-alaiset osaamisalueet.Opintojakso (tai moduuli) arvioidaan numeroin asteikolla 4 - 10.
FY7 Sähkömagnetismi ja valo (2 op)
Moduulissa perehdytään sähkömagnetismiin ilmiöalueena, jossa sähköiset ja magneettiset vuorovaikutukset esiintyvät rinnakkain. Moduulissa käsitellään ajasta riippuvia sähkömagneettisia ilmiöitä, joista keskeisin on sähkömagneettinen induktio. Moduulissa tarkastellaan myös sähkömagneettista säteilyä ja erityisesti sen tutuinta lajia, valoa. Sähkömagnetismiin perustuvien sovellusten tarkastelussa keskitytään niiden merkitykseen yhteiskunnan kehityksen mahdollistajana.
Yleiset tavoitteet
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.
Keskeiset sisällöt
Keskeiset sisällöt
- ferromagnetismi ja magneettinen dipoli
- magneettinen vuorovaikutus ja magneettikenttä
- varatun hiukkasen liike homogeenisessa sähkö- ja magneettikentässä
- virtajohtimen magneettikenttä ja kahden virtajohtimen välinen voima
- sähkömagneettinen induktio, Lenzin laki ja pyörrevirrat
- generaattori, vaihtovirran synty, muuntaja ja energian siirto sähkövirran avulla
- sähkömagneettinen säteily ja sen spektri sekä mustan kappaleen säteilyn spektri
- valon heijastuminen, taittuminen ja kokonaisheijastuminen
- valon interferenssi ja diffraktio
- valon polarisaatio kvalitatiivisesti
Moduulin keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa temaattisissa yhteyksissä: hiukkaskiihdytin, tuulivoima ja optinen tiedonsiirto.
Keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavilla kokeilla: magneettivuon tiheyden määritys käämin sisällä, valon heijastumisen ja taittumisen tutkiminen rajapinnassa sekä laserin aallonpituuden määrittäminen hilan avulla.
Osa-alueisiin liittyy mm. seuraava moduulin tavoite: Opiskelija ymmärtää sähköenergian tuotannon ja siirron fysikaaliset perusteet ja merkityksen yhteiskunnan toiminnan kannalta.
Keskeisten sisältöjen (generaattori, vaihtovirran synty, muuntaja ja energian siirto sähkövirran avulla) hallitseminen mahdollistaa sähköenergian tuotantoon liittyvään yhteiskunnalliseen keskusteluun osallistumisen. Kannan ottamista yhteiskunnallisiin kysymyksiin voidaan harjoitella esimerkiksi analysoimalla ja vertailemalla sähköenergian tuotantoon ja siirtoon liittyviä ajankohtaisia artikkeleita.
Moduulin sisällä voidaan kehittää monilukutaitoa esimerkiksi selvittämällä pienryhmissä turvallisuusrajoja erilaisille sähkömagneettisille säteilyille. Näitä voidaan verrata laskennallisesti eri tilanteissa erilaisiin sähkömagneettista säteilyä tuottaviin lähteisiin. Näin opiskelija voi vahvistaa kykyään arvioida tiedon luotettavuutta.
Hyvinvointiosaaminen
Osa-alueeseen liittyy mm. seuraava moduulin tavoite: Opiskelija tunnistaa sähkömagneettisen säteilyn
lähteitä ja vaikutuksia.
Säteilyn vaikutuksista on keskeistä ymmärtää, että ne riippuvat säteilyn taajuudesta ja intensiteetistä ja ettei kaikki sähkömagneettinen säteily ole vaarallista. Tuntiessaan sähkömagneettisen säteilyn lähteet
ja niiden vaikutukset opiskelija oppii toimimaan aktiivisesti oman ja toisten hyvinvoinnin ja turvallisuuden hyväksi.
Opintojakso (tai moduuli) arvioidaan numeroin asteikolla 4 - 10.
Paikalliset kirjaukset
Paikallisesti huomioidaan ympäristön ja ympäröivän yhteiskunnan antamat mahdollisuudet.Laaja-alaisen osaamisen osa-alueet
Yhteiskunnallinen sekä monitieteinen ja luova osaaminenOsa-alueisiin liittyy mm. seuraava moduulin tavoite: Opiskelija ymmärtää sähköenergian tuotannon ja siirron fysikaaliset perusteet ja merkityksen yhteiskunnan toiminnan kannalta.
Keskeisten sisältöjen (generaattori, vaihtovirran synty, muuntaja ja energian siirto sähkövirran avulla) hallitseminen mahdollistaa sähköenergian tuotantoon liittyvään yhteiskunnalliseen keskusteluun osallistumisen. Kannan ottamista yhteiskunnallisiin kysymyksiin voidaan harjoitella esimerkiksi analysoimalla ja vertailemalla sähköenergian tuotantoon ja siirtoon liittyviä ajankohtaisia artikkeleita.
Moduulin sisällä voidaan kehittää monilukutaitoa esimerkiksi selvittämällä pienryhmissä turvallisuusrajoja erilaisille sähkömagneettisille säteilyille. Näitä voidaan verrata laskennallisesti eri tilanteissa erilaisiin sähkömagneettista säteilyä tuottaviin lähteisiin. Näin opiskelija voi vahvistaa kykyään arvioida tiedon luotettavuutta.
Hyvinvointiosaaminen
Osa-alueeseen liittyy mm. seuraava moduulin tavoite: Opiskelija tunnistaa sähkömagneettisen säteilyn
lähteitä ja vaikutuksia.
Säteilyn vaikutuksista on keskeistä ymmärtää, että ne riippuvat säteilyn taajuudesta ja intensiteetistä ja ettei kaikki sähkömagneettinen säteily ole vaarallista. Tuntiessaan sähkömagneettisen säteilyn lähteet
ja niiden vaikutukset opiskelija oppii toimimaan aktiivisesti oman ja toisten hyvinvoinnin ja turvallisuuden hyväksi.
Arviointi
Moduulin tavoitteita ja laaja-alaisen osaamisen osa-alueita voidaan arvioida mm. itse- ja vertaisarvioinnin, summatiivisen arvioinnin sekä erilaisten palautteiden kautta. Arviointiin sisällytetään opintojaksossa mainitut laaja-alaiset osaamisalueet.Opintojakso (tai moduuli) arvioidaan numeroin asteikolla 4 - 10.
FY8 Aine, säteily ja kvantittuminen (2 op)
Moduulissa perehdytään kvanttifysiikan käsitteelliseen ja teoreettiseen rakenteeseen sekä niiden kokeelliseen pohjaan. Keskeistä on aineen rakenne ja perusvuorovaikutukset sekä se, miten nämä vaikuttavat aineen ominaisuuksiin. Moduuli käsittelee kvanttifysiikan teknologisia sovelluksia sekä sitä, miten kvanttifysiikka ilmenee alkeishiukkastason ilmiöistä nanomittakaavaan ja aina kosmisen mittakaavan ilmiöihin saakka. Tarkastelun kohteena ovat myös erilaiset radioaktiiviseen hajoamiseen, ionisoivaan säteilyyn ja kvantittumiseen perustuvat teknologiat.
Yleiset tavoitteet
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.
Keskeiset sisällöt
Keskeiset sisällöt
- energian kvantittuminen aineen ja säteilyn vuorovaikutuksessa
- fotoni sähkömagneettisen säteilykentän kvanttina
- atomin rakenne, atomin elektronien kvanttitilat ja aaltomekaanisen atomimallin periaate
- kvantittumiseen perustuva teknologia: laser ja kvanttirakenteet
- atomiytimen rakenne ja muutokset, radioaktiivinen hajoaminen
- ydinreaktiot, massan ja energian ekvivalenssi, ytimen sidosenergia
- ydinvoima, fissio ja fuusio
- hajoamislaki
- ionisoivan säteilyn lajit ja biologiset vaikutukset sekä soveltaminen lääketieteessä ja teknologiassa
- hiukkasfysiikan standardimalli
- maailmankaikkeuden kehitys
Moduulin keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa temaattisissa yhteyksissä: säteilyturvallisuus, säteilyn käyttö lääketieteessä, ilmastonmuutos ja kasvihuoneilmiö.
Keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavilla kokeilla: spektrin mittaaminen, spektrin muutoksen tarkastelu fluoresenssi-ilmiössä, mittaukset laser-diodeilla ja moduulin aihepiiriin liittyvät simulaatiot.
Osa-alueeseen liittyy mm. seuraava moduulin tavoite: Opiskelija tuntee ionisoivan säteilyn
vaikutukset ja tutustuu säteilyn turvalliseen käyttöön.
Oman ja toisten hyvinvoinnin kannalta opiskelijan on tärkeä ymmärtää, miksi ionisoivalla säteilyllä
on haitallisia vaikutuksia. Moduulissa voidaan tutustua esimerkiksi siihen, miten ionisoivaa säteilyä käytetään lääketieteessä sekä diagnostisissa että hoitotarkoituksissa. Samalla voidaan selvittää, miten näissä toimenpiteissä pidetään huolta potilaan ja henkilökunnan turvallisuudesta.
Eettisyys ja ympärisöosaaminen sekä yhteiskunnallinen osaaminen
Osa-alueisiin liittyvät seuraavat moduulin tavoitteet: Opiskelija ymmärtää kvantittumiseen
perustuvan teknologian merkityksen nyky-yhteiskunnassa. Opiskelija tuntee ionisoivan säteilyn
vaikutukset ja tutustuu säteilyn turvalliseen käyttöön.
Säteilyn kvantittumisen avulla on mahdollista selittää termisen säteilyn absorptio kasvihuonekaasuihin ja siten syventää opiskelijan ymmärrystä kasvihuoneilmiöön liittyvistä fysikaalisista mekanismeista. Keskeisten sisältöjen omaksumisen myötä opiskelijan on mahdollista osallistua yhteiskunnalliseen keskusteluun ydinvoimasta ja radioaktiivisten lähteiden säteilystä sekä tulkita käytyä keskustelua fysiikan näkökulmasta ja faktoihin pohjautuen.
Globaali- ja kultturiosaaminen
Osa-alueeseen liittyvät seuraavat moduulin tavoitteet: Opiskelija ymmärtää kvantittumiseen perustuvan teknologian merkityksen nyky-yhteiskunnassa. Opiskelija tutustuu kvanttifysiikkaan perustuvaan maailmankuvaan alkeishiukkasfysiikasta kosmologiaan.
Moduulin myötä opiskelijalle syntyy käsitys nykyisestä fysiikan tutkimukseen perustuvasta tieteellisestä maailmankuvasta globaalina kokonaisuutena. Opiskelija tunnistaa, mitkä merkittävät fysiikan kokeet ja teoriat ovat perusteena nykyyhteiskunnan toiminnalle, kulttuuriperinnölle ja ihmisen paikalle maailmankaikkeudessa. Samalla vahvistuu opiskelijan käsitys siitä, mihin maailmankuvaa koskeviin kysymyksiin fysiikka tieteenä ei vielä vastaa ja mihin se ei koskaan vastaa.
Opintojakso (tai moduuli) arvioidaan numeroin asteikolla 4 - 10.
Paikalliset kirjaukset
Paikallisesti huomioidaan ympäristön ja ympäröivän yhteiskunnan antamat mahdollisuudet.Laaja-alaisen osaamisen osa-alueet
HyvinvointiosaaminenOsa-alueeseen liittyy mm. seuraava moduulin tavoite: Opiskelija tuntee ionisoivan säteilyn
vaikutukset ja tutustuu säteilyn turvalliseen käyttöön.
Oman ja toisten hyvinvoinnin kannalta opiskelijan on tärkeä ymmärtää, miksi ionisoivalla säteilyllä
on haitallisia vaikutuksia. Moduulissa voidaan tutustua esimerkiksi siihen, miten ionisoivaa säteilyä käytetään lääketieteessä sekä diagnostisissa että hoitotarkoituksissa. Samalla voidaan selvittää, miten näissä toimenpiteissä pidetään huolta potilaan ja henkilökunnan turvallisuudesta.
Eettisyys ja ympärisöosaaminen sekä yhteiskunnallinen osaaminen
Osa-alueisiin liittyvät seuraavat moduulin tavoitteet: Opiskelija ymmärtää kvantittumiseen
perustuvan teknologian merkityksen nyky-yhteiskunnassa. Opiskelija tuntee ionisoivan säteilyn
vaikutukset ja tutustuu säteilyn turvalliseen käyttöön.
Säteilyn kvantittumisen avulla on mahdollista selittää termisen säteilyn absorptio kasvihuonekaasuihin ja siten syventää opiskelijan ymmärrystä kasvihuoneilmiöön liittyvistä fysikaalisista mekanismeista. Keskeisten sisältöjen omaksumisen myötä opiskelijan on mahdollista osallistua yhteiskunnalliseen keskusteluun ydinvoimasta ja radioaktiivisten lähteiden säteilystä sekä tulkita käytyä keskustelua fysiikan näkökulmasta ja faktoihin pohjautuen.
Globaali- ja kultturiosaaminen
Osa-alueeseen liittyvät seuraavat moduulin tavoitteet: Opiskelija ymmärtää kvantittumiseen perustuvan teknologian merkityksen nyky-yhteiskunnassa. Opiskelija tutustuu kvanttifysiikkaan perustuvaan maailmankuvaan alkeishiukkasfysiikasta kosmologiaan.
Moduulin myötä opiskelijalle syntyy käsitys nykyisestä fysiikan tutkimukseen perustuvasta tieteellisestä maailmankuvasta globaalina kokonaisuutena. Opiskelija tunnistaa, mitkä merkittävät fysiikan kokeet ja teoriat ovat perusteena nykyyhteiskunnan toiminnalle, kulttuuriperinnölle ja ihmisen paikalle maailmankaikkeudessa. Samalla vahvistuu opiskelijan käsitys siitä, mihin maailmankuvaa koskeviin kysymyksiin fysiikka tieteenä ei vielä vastaa ja mihin se ei koskaan vastaa.
Arviointi
Moduulin tavoitteita ja laaja-alaisen osaamisen osa-alueita voidaan arvioida mm. itse- ja vertaisarvioinnin, summatiivisen arvioinnin sekä erilaisten palautteiden kautta. Arviointiin sisällytetään opintojaksossa mainitut laaja-alaiset osaamisalueet.Opintojakso (tai moduuli) arvioidaan numeroin asteikolla 4 - 10.
KOULUKOHTAISET
FY9 Elektroniikka (2 op)
Moduulissa opiskellaan tekemisen kautta elektroniikkaa ja sen sovelluksia sekä kannustetaan omaan elektroniikan harrastamiseen. Opinnot tukevat ja syventävät myös lukion moduulien FY6 Sähkö ja FY7 Sähkömagnetismi ja valo opintoja. Opinnot antavat lisätietoja ja -taitoja jatko-opintoihin, ylioppilaskirjoituksiin, pääsykokeisiin sekä käytännön taitoja elämään.
Yleiset tavoitteet
Moduulin tavoitteena on, että opiskelija
- saa perustietoa elektroniikan perusteista, peruskomponenteista ja niiden ominaisuuksista
- saa taitoa ja rohkeutta tehdä kytkentöjä kytkentäkaavioiden perusteella sekä oppii kokoamaan virtapiirejä myös juottamalla
- selventää perussuureiden (virta ja jännite) merkitystä sekä oppii niiden mittaamisen käytännössä
- tutustutaan perusmittareihin ja niiden käyttöön: yleismittari, oskilloskooppi ja tietokone
- voi halutessaan tehdä myös jonkin vaativamman oma sovelluksen tai tutustua elektroniikkateollisuuden perusteisiin tai tututustua esimerkiksi digitaalitekniikkaan ja siihen liittyen myös ohjelmointiin
Keskeiset sisällöt
Keskeiset sisällöt
- peruskomponenttien (lamppu, johdin, vastus, kondensaattori, ...) ominaisuudet ja käyttö
- puolijohteet
- puolijohdekomponentit: diodit, transistorit
- mahdollisesti muuta oppilaan taitojen ja mielenkiinnon mukaan kuten mikropiirit, digitaalitekniikka, piirin suunnittelu tai rakentaminen.
Opiskelija voi myös itse vaikuttaa myös opintojakson sisältöön.
Opintojakso (tai moduuli) arvioidaan suoritusmerkinnällä (S tai H). Opintojakson alussa päätetään yhdessä opiskelijoiden kanssa, millainen arviointi tukee parhaiten heidän oppimistaan.
Laaja-alaisen osaamisen osa-alueet
Monitieteinen ja luova osaaminen, vuorovaikutusosaaminen, yhteiskunnallinen osaaminen ja hyvinvointiosaaminen.Arviointi
Moduulin tavoitteita ja laaja-alaisen osaamisen osa-alueita voidaan arvioida mm. itse- ja vertaisarvioinnin, summatiivisen arvioinnin sekä erilaisten palautteiden kautta. Arviointiin sisällytetään opintojaksossa mainitut laaja-alaiset osaamisalueet.Opintojakso (tai moduuli) arvioidaan suoritusmerkinnällä (S tai H). Opintojakson alussa päätetään yhdessä opiskelijoiden kanssa, millainen arviointi tukee parhaiten heidän oppimistaan.
FY10 Fysiikan kokonaiskuva (2 op)
Yleiset tavoitteet
Moduulin tavoitteena on, että opiskelija
- löytää yhteyksiä eri fysiikan osa-alueiden välillä ja löytää eri osa-alueiden teorioita yhdistäviä periaatteita
- kertaa, kokoaa, täydentää ja syventää osaamistaan lukion fysiikan eri osa-alueilla
- saada hyvä pohja pääsykokeita, jatko-opintoja ja ylioppilaskirjoitusia varten
- pystyy erottamaan erilaisia tehtävätyyppejä ja osaa käsitellä ne asianmukaisesti.
- harjaannuttaa entisestään miettimään tehtävien fysikaalisen pohjan ja oleelliset ratkaisuperiaatteet
- kehittää edelleen taitojaan hyödyntää eri ohjelmistoja fysiikan ongelmien ratkaisemisessa
- kehittää itsetuntemustaan ja itseluottamustaan niin, että uskoo itseensä haastavissa ja epävarmoissa tilanteissa yrittäen sinnikkäästi etsiä ratkaisuja ongelmiin
Keskeiset sisällöt
Keskeiset sisällöt
- luonnon rakentumisen ja luonnonilmiöiden selittämisen perushiukkasten ja perusvuorovaikutusten avulla
- vuorovaikutukset: energian ja liikemäärän siirtäminen, liiketilan muuttaminen
- liike
- liikkeen dynamiikka (etenemisliike, värähdysliike, ympyräliike)
- statiikka (etenemisen ja pyörimisen tasapaino)
- aaltoliike
- lämpöoppi
- aaltoliike
- sähkö ja sähkömagnetismi
- lukion fysiikan opintojen eri osa-alueiden kertaus ja integrointi sekä integrointi yli oppiainerajojen
- käydään läpi runsaasti erityyppisiä tehtäviä
- käsitellään mahdollisesti ajankohtaista luonnontieteellistä tutkimusta
Laaja-alaisen osaamisen osa-alueet
Opintojakso on fysiikkaa kokoava ja muita tieteitäkin integroiva, joten kaikki laaja-alaisen osaamisen taidot harjaantuvat opintojakson aikana: monitieteinen ja luova osaaminen, vuorovaikutusosaaminen, yhteiskunnallinen osaaminen, globaali- ja kulttuuriosaaminen ja hyvinvointiosaaminen sekä myös eettisyys ja ympäristöosaaminen.Arviointi
Moduulin tavoitteita ja laaja-alaisen osaamisen osa-alueita voidaan arvioida mm. itse- ja vertaisarvioinnin, summatiivisen arvioinnin sekä erilaisten palautteiden kautta. Arviointiin sisällytetään opintojaksossa mainitut laaja-alaiset osaamisalueet.
Opintojakso (tai moduuli) arvioidaan numeroin asteikolla 4 - 10 tai suoritusmerkinnällä (S tai H). Opintojakson alussa päätetään yhdessä opiskelijoiden kanssa, millainen arviointi tukee parhaiten heidän oppimistaan.
FY11 Muut fysiikan opinnot
Fysiikan opintoihin on mahdollista lukea myös lukion ulkopuolella suoritettuja tavoitteellisia ja ohjattuja opintoja. Opintoja voivat tarjota muut oppilaitokset kuten korkeakoulut, kesäyliopistot, ammattikorkeakoulut, ammattiopistot, opistot tai erilaiset vapaan sivistystyön toimijat. Myös verkossa tai ulkomailla tehtyjä opintoja voidaan lukea aineen opinnoiksi. Näin opiskelija voi laajentaa opintovalikoimaansa.
Lukion oppimäärään kuuluviksi opinnoiksi voidaan lukea sellaisia opintoja, jotka vastaavat lukion opetussuunnitelman yleisiä tavoitteita ja sisältöjä. Opintojen tulee olla ohjattuja ja tavoitteellisia sekä riittävän laajoja.
Lukion opintosuoritukseksi hyväksymisestä tekee päätöksen rehtori yhdesä aineen opettajan kanssa.
Opintojen laajuus voi vaihdella. Opintoihin voidaan lukea myös useita eri opintoja tai usean eri järjestäjän opintoja.
Yleiset tavoitteet
Moduulin tavoitteena on, että opiskelija
- voi vahvistaa, laajentaa, syventää ja monipuolistaa osaamistaan fysiikassa ja siihen integroituvissa aiheissa.