Lukio on yleissivistävä oppilaitos. Lukiossa opiskeltavat asiat määrittää valtakunnallinen opetussuunnitelma, jossa oppisisällöt on jaettu oppiaineisiin ja niissä pienempiin moduuleihin. Tämä oppimateriaali on fysiikan ensimmäistä moduulia varten (FY1 fysiikka luonnontieteenä).
Fysiikka on kokeellinen luonnontiede, jonka avulla ymmärretään ympäröivää maailmankaikkeutta ja selitetään luonnon ilmiöitä. Kaikki fysiikan tieto perustuu kokeisiin ja mittauksiin. Jotta ymmärrys johtaisi laskennallisiin ennusteisiin ja onnistuneisiin teknisiin ratkaisuihin, fysiikan työkaluna käytetään matematiikkaa. Luonnon ymmärtäminen ja mallintaminen matematiikan avulla on mahdollistanut teknisten sovellusten rakentamisen helpottamaan ihmisten arkea, parantaen samalla ihmisten terveyttä ja sujuvoittanut yhteiskunnan toimintaa.
Fysiikka luonnontieteenä -moduuli voi olla osa isompaa opintojaksoa, koska luonnontieteellinen tutkimus yhdistää useita tieteitä toisiinsa. Fysiikassa painotetaan mittamiseen liittyviä käytänteitä, luonnontieteellisen kokeen suorittamista sekä tulosten analyysiä ja esittämistä. Samat käytänteet ovat keskeisiä muissakin luonnontieteissä riippumatta siitä, opiskellaanko moduuli erillisenä opintojaksona vai osana suurempaa kokonaisuutta.
Fysiikka luonnontieteenä -moduulissa opiskellaan luonnontieteellisen kokeen suunnittelua, toteuttamista ja johtopäätösten tekemistä. Kokeen suorittaminen edellyttää ymmärrystä mitattavista suureista, mittavälineistä ja mittaohjelmien käytöstä. Taidot ovat yleissivistäviä, ja niistä on hyötyä monessa ammatissa.
Opetussuunnitelmassa määritellyt moduulin tavoitteet ja sisällöt
Moduulissa opiskelija saa kuvan fysiikan kokeellisesta luonteesta ja tutustuu kvantitatiiviseen mallintamiseen. Keskeisenä näkökulmana on, miten uutta tietoa rakennetaan tekemällä havaintoja ja kokeita fysiikalle ominaisella tavalla. Moduuli kehittää yhteistyötaitoja ja luo perustaa monitieteiselle ja luovalle osaamiselle.
Yleiset tavoitteet
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.
Keskeiset sisällöt
- suure ja yksikkö sekä SI-järjestelmä
- mittaaminen, tulosten kerääminen, niiden esittäminen graafisesti ja luotettavuuden arviointi
- graafinen malli ja lineaarinen malli
- yksinkertaisen kokeellisen tutkimuksen suunnitteleminen ja toteutus
Moduulin keskeisiä sisältöjä voidaan tarkastella esimerkiksi seuraavissa temaattisissa yhteyksissä: liikeilmiöt, tiheysmittaukset ja putoamiskiihtyvyys.
Lähde: Lukion opetussuunnitelman perusteet 2019Fysiikan pakolliset ja syventävät moduulit
FY1 - Fysiikka luonnontieteenä (pakollinen, 1 op)
FY2 - Fysiikka, ympäristö ja yhteiskunta (pakollinen, 1 op)
FY3 - Energia ja lämpö (syventävä, 2 op)
FY4 - Voima ja liike (syventävä, 2 op)
FY5 - Jaksollinen liike ja aallot (syventävä, 2 op)
FY6 - Sähkö (syventävä, 2 op)
FY7 - Sähkömagnetismi ja valo (syventävä, 2 op)
FY8 - Aine, säteily ja kvantittuminen (syventävä, 2 op)
Oppimateriaalin käytöstä
Tämä oppimateriaali jakautuu kolmeen lukuun, jotka on jaettu lyhyisiin alalukuihin. Sähköinen oppikirja mahdollistaa videoiden, simulaatioiden ja vuorovaikutteisten sovellusten käytön osana leipätekstiä. Tarjolla on runsaasti lisämateriaalia, kuten erilaisia tehtävätyyppejä, lisätietoa luvun aiheesta tai linkkejä ulkopuolisiin aiheeseen liittyviin sivustoihin.
Harjoitustehtävistä
Tehtävät on jaettu kolmeen osaan, samaan tapaan kuin fysiikan ylioppilaskokeessa.
- Monivalintatehtävillä voit arvioida, miten hyvin osaat luvun perusasiat.
- Perustehtävissä harjoittelet luvun keskeisiä asioita.
- Soveltaviin tehtäviin kuuluvat sellaiset tehtävät, jotka joko ovat tavallista pidempiä ja haastavampia tai sisältävät kurssin ydinasioiden ulkopuolista materiaalia. Näitä tekemällä voit opintojesi aikana valmistautua ylioppilaskokeen kolmannen osion tehtäviin.
Monet tehtävät sisältävät mittaustuloksia. Ne on annettu kolmessa eri tiedostomuodossa, joista voit valita mieleisesi sen mukaan, mitä ohjelmistoa lukiossasi käytetään. Jokainen tiedosto sisältää täsmälleen samat mittaustulokset. Tarjolla olevat tiedostomuodot ovat
- .cmbl Logger Pro -ohjelmaan
- .cap Capstone-ohjelmaan
- .ods LibreOffice -ohjelmaan.
Jos käytät jotain muuta ohjelmistoa, data kannattaa avata ods-tiedostona ja sieltä kopioida käyttämääsi ohjelmaan.
Oppimateriaalin eri elementtejä
Kokonaiskuvan luomiseksi jokaisessa kirjan luvussa on yhteenveto ja Testaa osaamisesi -itsearviointi. Jälkimmäinen koostuu monivalintatehtävistä, jotka voit tehdä itsenäisesti ja saada heti automaattisen palautteen tuloksestasi. Osa itsearviointiluvuista sisältää laskutehtäviä, joihin on pisteytetty malliratkaisu itsenäistä tarkistamista varten.
Lukujen lopussa olevien itsearviointien lisäksi jokaisessa alaluvussa on Pysähdy pohtimaan -tehtäviä, joita tekemällä voit helposti tarkistaa, oletko ymmärtänyt juuri lukemasi. Voit hyödyntää tätä tehtävätyyppiä myös mahdolliseen kokeeseen kerratessasi.
Lisämateriaalia kiinnostuneille tarjoavat myös kirjan ulkopuolelle vievät linkit. Nämä ovat aina omissa laatikoissaan:
Pienempiä, ydinasiaa täydentäviä tietoiskuja on joidenkin lukujen yhteydessä.
Tekijät toivovat sinulle antoisia hetkiä oppimateriaalin parissa!
Teos on saanut tukea Suomen tietokirjailijat ry:ltä.
Fysiikan merkitys jatko-opinnoissa ja työelämässä
Fysiikan tutkimuskohteena ovat luonnonilmiöt ja niihin liittyvät lainalaisuudet. Kaikilla muilla luonnontieteillä on välitön yhteys fysiikkaan. Kemia tutkii aineita ja niiden välisiä reaktioita, mikä kytkeytyy fysiikan teorioihin aineen rakenteesta ja ominaisuuksista. Sama koskee esimerkiksi mikrobiologian tutkimuksia mikro-organismien toiminnasta. Sovelletuissa luonnontieteissä, kuten lääketieteessä, yhdistyvät useiden eri alojen tiedot.
Luonnontieteellisten jatko-opintojen opiskelijavalinnoissa fysiikalla on poikkeuksetta huomattava merkitys. Tämä koskee sekä puhtaita (kemia ym.) että soveltavia luonnontieteitä (lääketiede, tekniset tieteet ym.). Fysiikan tiedot luovatkin pohjan monien erityisalojen opiskeluun. Myös ongelmanratkaisun ja tiedon jäsentelyn taidot kehittyvät fysiikan opinnoissa.
Fyysikoiden työnkuvat ovat vaihtelevia. Fysiikkaa tutkitaan yliopistoissa ja muissa tutkimuslaitoksissa sekä opetetaan eri koulutusasteilla. Tutkijat erikoistuvat osa-alueisiin, kuten alkeishiukkasfysiikkaan tai ilmakehätieteisiin. Teollisuudessa fyysikoita työskentelee paljon, erityisesti korkean teknologian yrityksissä. Myös terveydenhuollon tehtävissä tarvitaan fyysikoita, esimerkiksi hyödynnettäessä röntgenkuvausteknologiaa.
Fysiikassa tietoa pyritään saavuttamaan mittaamisen ja matemaattisen mallintamisen kautta. Tämä vaatii sekä luovaa että kriittistä ajattelua. Fysiikan menetelmät ja ajattelutavat ovat erittäin hyödyllisiä myös luonnontieteiden ulkopuolella. Korkeakoulutettuja fyysikkoja työskenteleekin hyvin monilla eri aloilla, joissa mittaus- ja mallinnustaitoja vaaditaan. Fysiikan opinnot tarjoavat myös valmiuksia hallinnollisiin ja kaupallisiin tehtäviin, joissa on tärkeää hahmottaa laajoja kokonaisuuksia sekä ratkoa ongelmia.
- kuvauslaite lääketieteessä
- avaruuspeite
- vesivoimalaitos
- älypuhelimen langaton laturi
- aurinkopaneeli
- GPS-paikannin
- röntgensäteily
- lämmönsiirtyminen
- mekaanisen energian säilyminen
- sähkömagneettinen induktio
- puolijohde
- suhteellisuusteoria
- Palvelun tarjoaa e-Oppi Oy ja Star Cloud OÜ