Kontiolahden lukion opetussuunnitelma 2005

 

 Fysiikka

 

Fysiikka on empiirinen luonnontiede, jossa luonnon perusrakennetta ja ‑ilmiöitä pyritään ymmärtämään ja selittämään käyttäen luonnosta kokeellisin menetelmin saatavaa tietoa. Tavoitteena on löytää luonnossa yleispäteviä lainalaisuuksia ja esittää ne matemaattisina malleina, joiden avulla voidaan ratkaista käytännön ongelmia tai ennustaa fysikaalisten ilmiöiden käyttäytymistä.

 

Fysiikan opiskelulle kokeellisuus voi olla aihepiirin, opetuksen vaiheen ja välineiden mukaan opiskelijoiden omakohtaista työskentelyä, opettajan esittämiä demonstraatioita, vierailujen, videoiden tai vain kerronnan ja keskustelujen kautta tapahtuvaa toimintaa. Myös opettajan ohjauksessa tapahtuva pienimuotoinen tutkimustyö voi sisältyä opiskeluun, jolloin luonnon tutkimusmenetelmät ja nykyaikaiset mittalaitteet ja niiden toimintaperiaatteet tulevat opiskelijalle tutuiksi. Kokeellisuudella tuetaan opiskelijaa omaksumaan uusia luonnontieteellisiä käsitteitä, periaatteita ja malleja. Fysiikan opiskelu kehittää opiskelijan kokeellisen työskentelyn ja yhteistyön taitoja. Kokeellisuus auttaa opiskelijaa rakentamaan käsitystään ympäröivästä luonnosta ja siihen liittyvistä ilmiöistä, sekä tukee luonnontieteellisen ajattelun kehittymistä.

 

Opiskelija oppii tarkastelemaan luonnon rakenteita ja ilmiöitä omien aikaisempien tietojensa ja käsitystensä valossa. Hän oppii tiedostamaan ja kyseenalaistamaan ennakkokäsityksiään ja tarkentamaan maailmankuvaansa hankkimansa uuden tiedon perustella. Opiskelija oppii suunnittelemaan kokeita yhdessä ja keskustelemaan kokeellisesti hankitusta tiedosta tai aineistosta, sen käsittelystä ja mallintamisesta sekä sen luotettavuuden arvioimisesta. Opiskelijayhteisö oppii jakamaan uuden tiedon keskenään.

                                                        

Luonnontieteiden opiskelussa tiedon hankkimiseen käytetään kokeellisia menetelmiä, erilaisia tiedon lähteitä sekä tapoja käsitellä tietoa. Fysikaalisen tiedon lähteenä on ensisijaisesti luonto. Koulussa luonnontieteellisen tiedon lähteinä ovat lisäksi oppi- ja tietokirjat, digitaaliset tietovarannot ja alan asiantuntijat.

 

Fysiikan opiskelun syventämiseksi järjestetään lukioaikana soveltavia erikoiskursseja, joiden avulla pyritään motivoimaan fysiikan opiskelua lukiossa, sekä auttamaan jatko-opintoihin suuntautumisessa.

 

 

Opetuksen tavoitteet       

 

    Fysiikan opetuksen tavoitteena on, että opiskelija

·    tiedostaa ihmisen osana luontoa ja ymmärtää fysiikan merkityksen luonnon ilmiöiden mallintamisessa

·    ymmärtää kokeellisen toiminnan ja teoreettisen pohdiskelun merkityksen luonnontieteellisen tiedon muodostumisessa

·    hahmottaa fysiikan merkityksen tieteessä, taiteessa, tekniikassa, kommunikaatiossa ja elinkeinoelämässä sekä ihmisen arkiympäristössä

·    vaikuttaa aktiivisesti ja vastuullisesti terveellisen ja turvallisen ympäristön luomiseksi

·    jäsentää käsitystään luonnon rakenteista ja ilmiöistä fysiikan käsitteiden ja periaatteiden avulla

·    pystyy ratkaisemaan luonnontieteiden ja teknologian alaan kuuluvia ongelmia fysiikan lakeja ja käsitteitä luovasti hyväksi käyttäen

·    hankkii ja käsittelee tietoa yhdessä muiden opiskelijoiden kanssa asiantuntijayhteisön tapaan

·    (ymmärtää mittaamisen periaatteet ja tuntee perusmittalaitteiden toimintaperiaatteet)

·    suunnittelee ja tekee yksinkertaisia mittauksia, kykenee tulkitsemaan ja arvioimaan tuloksia sekä soveltamaan niitä

·    hyödyntää erilaisia tietolähteitä tiedonhankinnassa sekä kykenee esittämään ja julkistamaan tietoja monipuolisella tavalla myös teknisiä apuvälineitä käyttäen

·    tarkastelee fysiikan merkitystä yksilön ja yhteiskunnan kannalta sekä ihmistä fysiikan tietojen soveltajana, tutustuu fysiikan sovelluksiin ja niiden taitavaan, eettiseen ja hallittuun käyttöön tuotteiden aikaansaamisessa ja arkielämän helpottamisessa sekä saa valmiuksia ymmärtää teknologisten sovellusten vaikutuksia.

 

Arviointi      

 

Fysiikassa arvioidaan opetussuunnitelman perusteissa esitettyjen kurssikohtaisten fysiikan tietojen ja niiden soveltamistaitojen saavuttamista. Arvioinnissa huomioidaan matemaattisten mallien eli kaavojen käytön hallintaa. Arvioinnin kohteena ovat myös tiedonkäsittelytaitojen, kokeellisen työskentelyn taitojen sekä muiden opiskelua tukevien taitojen kehittyminen, kuten fysikaalisen ongelman ratkaisuprosessin jäsennetty kuvaaminen.

 

 

FYSIIKKA 1

Fysiikka luonnontieteenä

Pakollinen

FY1

 

Opiskelija

·    saa tyydytystä tiedon ja ymmärtämisen tarpeelleen sekä saa vaikutteita, jotka herättävät ja syventävät kiinnostusta fysiikkaa kohtaan

·    tutustuu aineen ja maailmankaikkeuden rakenteeseen liittyviin peruskäsitteisiin ja osaa jäsentää käsitystään luonnon perusrakenteista ja ilmiöistä fysiikan käsitteiden ja periaatteiden avulla

·    ymmärtää, kuinka luonnontieteellinen tieto rakentuu kokeellisen toiminnan ja siihen kytkeytyvän mallintamisen kautta

·    suunnittelee ja tekee yksinkertaisia luonnontieteellisiä kokeita sekä kykenee tulkitsemaan ja arvioimaan kokeellisesti saatua tietoa ja esittämään sitä muille

·    tulkitsee ja mallintaa kokeellisen työn tuloksia graafisesti

·    käyttää opiskelun tukena tieto- ja viestintätekniikkaa.

 

 

Tavoitteet

 

·    fysiikan merkitys historian eri vaiheissa ja nykyaikana

·    aineen ja maailmankaikkeuden rakenteet ja perusvuorovaikutukset

·    energian, erityisesti säteilyn, sitoutuminen ja vapautuminen luonnon ja ihmisen aikaansaamissa prosesseissa

·    kokeellisuus ja mallintaminen perustana fysikaalisen tiedon rakentumisessa, mittaaminen, tulosten esittäminen ja niiden luotettavuuden arviointi

·    voima liikkeen muutoksen aiheuttajana

·    liikkeen kuvaamisessa tarvittavat peruskäsitteet ja liikkeen graafinen esitys

 

Sisältö

 

Ryhmäopiskelua, keskustelua ennakkokäsitysten ja havaintojen merkityksestä. Tutkielman tekeminen ja esitelmä. Kokeellinen työskentely.

 

Oppimisstrategia

 

Opiskelijan arviointiin vaikuttaa fysiikan tietojen saavuttaminen ja fysikaalisen ongelman ratkaisuprosessin jäsennetty kuvaaminen. Arviointiin vaikuttavat myös osallistumisaktiivisuus, kokeellinen työskentely, työselosteet, projektityöt, esitelmät ja tutkielmat.

Kurssi arvioidaan numeroin 4 - 10.  Jos opiskelija ei suorita muita fysiikan kursseja, hänellä on oikeus pyytää kurssista suoritusmerkintä.

 

Arviointi

Aihekokonaisuus: teknologia ja yhteiskunta

Huomioitavaa

 

FYSIIKKA 2

Lämpö

Syventävä

FY2

 

Opiskelija

·    tuntee lämpöön liittyvät ilmiöt

·    tutkii aineen termodynaamiseen tilaan tai lämpöopin pääsääntöihin liittyviä ilmiöitä

·    saa valmiuksia osallistua ympäristöä ja teknologiaa koskevaan kriittiseen keskusteluun ja päätöksentekoon.

 

 

Tavoitteet

·    kaasujen tilanmuutokset ja lämpölaajeneminen

·    paine, hydrostaattinen paine

·    kappaleiden lämpeneminen, jäähtyminen, olomuodon muutokset ja lämpöenergia

·    mekaaninen energia, työ, teho ja hyötysuhde

·    lämpöopin pääsäännöt, sisäenergia

·    energiavarat

 

Sisältö

 

Teoriaopiskelua, demonstraatioita ja kokeellista työskentelyä.

 

 

Oppimisstrategia

 

Opiskelijan arviointiin vaikuttaa fysiikan tietojen saavuttaminen ja fysikaalisen ongelman ratkaisuprosessin jäsennetty kuvaaminen. Arviointiin vaikuttavat myös osallistumisaktiivisuus, kokeellinen työskentely, työselosteet, projektityöt, esitelmät ja tutkielmat.

Kurssi arvioidaan numeroin 4 - 10.

 

 

Arviointi

 

Aihekokonaisuus: teknologia ja yhteiskunta ja kestävä kehitys

 

Huomioitavaa

 

FYSIIKKA 3

Aallot

Syventävä

FY3

 

Opiskelija

·    saa yleiskuvan luonnon jaksollisista ilmiöistä ja perehtyy niitä selittäviin keskeisiin periaatteisiin.

·    perehtyy värähdys- ja aaltoliikkeen perusteisiin tutkimalla mekaanista värähtelyä, ääntä tai sähkömagneettisia aaltoja.

 

 

Tavoitteet

 

·    harmoninen voima ja värähdysliike

·    aaltoliikkeen synty ja aaltojen eteneminen

·    aaltoliikkeen interferenssi, diffraktio ja polarisoituminen

·    heijastuminen, taittuminen ja kokonaisheijastuminen

·    valo, peilit ja linssit

·    ääni, melun terveysvaikutukset ja kovalta ääneltä suojautuminen

 

 

Sisältö

 

Teoriaopiskelua, demonstraatioita ja kokeellista työskentelyä.

 

Oppimisstrategia

 

Opiskelijan arviointiin vaikuttaa fysiikan tietojen saavuttaminen ja fysikaalisen ongelman ratkaisuprosessin jäsennetty kuvaaminen. Arviointiin vaikuttavat myös osallistumisaktiivisuus, kokeellinen työskentely, työselosteet, projektityöt, esitelmät ja tutkielmat.

Kurssi arvioidaan numeroin 4 - 10.

 

 

Arviointi

 

Aihekokonaisuus: teknologia ja yhteiskunta; hyvinvointi ja turvallisuus.

 

 

Huomioitavaa

 

FYSIIKKA 4

Liikkeen lait

Syventävä

FY4

 

Opiskelija

·    ymmärtää liikkeeseen liittyviä ilmiöitä ja käsittelee niitä selittäviä malleja

·    tutkii etenemisliikkeeseen liittyviä ilmiöitä kokeellisesti ja perehtyy niiden avulla Newtonin lakeihin

·    ymmärtää säilymislakien merkityksen fysiikassa.

 

 

Tavoitteet

 

·    liikkeen mallit ja Newtonin lait

·    etä- ja kosketusvoimat, erityisesti liikettä vastustavat voimat, noste

·    liikemäärän säilyminen ja impulssiperiaate

·    liike- ja potentiaalienergia sekä työperiaate

·    värähdysliikkeen energia

 

Sisältö

 

Teoriaopiskelua, demonstraatioita ja kokeellista työskentelyä.

 

 

Oppimisstrategia

 

Opiskelijan arviointiin vaikuttaa fysiikan tietojen saavuttaminen ja fysikaalisen ongelman ratkaisuprosessin jäsennetty kuvaaminen. Arviointiin vaikuttavat myös osallistumisaktiivisuus, kokeellinen työskentely, työselosteet, projektityöt, esitelmät ja tutkielmat.

Kurssi arvioidaan numeroin 4 - 10.

 

 

Arviointi

 

Aihekokonaisuus: teknologia ja yhteiskunta; hyvinvointi ja turvallisuus

 

 

Huomioitavaa

 

FYSIIKKA 5

Pyöriminen ja gravitaatio

Syventävä

FY5

 

Opiskelija

·    syventää osaamistaan mekaniikassa sekä statiikkaan ja pyörimiseen liittyvien ilmiöiden laskennallista hallintaa

·    syventää tuntemustaan mekaniikan maailmankuvasta.

 

 

Tavoitteet

 

·    momentti ja tasapaino pyörimisen suhteen

·    pyörimisliikkeen mallit, tasainen ja tasaisesti kiihtyvä pyörimisliike

·    pyörimisen liikeyhtälö

·    pyörimismäärän säilyminen

·    pyörimisliikkeen energia

·    ympyräliike ja ympyräliikkeen kiihtyvyys

·    gravitaatio ja gravitaation alainen liike

·    heittoliike ja planeettojen liike

·    satelliitit ja niiden käyttö

 

 

Sisältö

 

Teoriaopiskelua, demonstraatioita ja kokeellista työskentelyä.

 

Oppimisstrategia

 

 

Opiskelijan arviointiin vaikuttaa fysiikan tietojen saavuttaminen ja fysikaalisen ongelman ratkaisuprosessin jäsennetty kuvaaminen. Arviointiin vaikuttavat myös osallistumisaktiivisuus, kokeellinen työskentely, työselosteet, projektityöt, esitelmät ja tutkielmat.

Kurssi arvioidaan numeroin 4 - 10.

 

 

Arviointi

 

 

Kurssille osallistuminen edellyttää kurssin FY4 tietojen hallitsemista.

Aihekokonaisuus: teknologia ja yhteiskunta

 

Huomioitavaa

 

FYSIIKKA 6

Sähkö

Syventävä

FY6

 

Opiskelija

·    ymmärtää sähköön liittyviä peruskäsitteitä, tutustuu mittaustekniikkaan

·    osaa tehdä sähköopin perusmittauksia sekä rakentaa ja tutkia yksinkertaisia virtapiirejä.

 

 

Tavoitteet

 

·    sähköpari, sähkövirran kulku metallijohteessa

·    jännitteen ja sähkövirran mittaaminen

·    Ohmin laki

·    Joulen laki

·    vastukset, vastusten kytkennät ja Kirchoffin lait

·    Coulombin laki, homogeeninen sähkökenttä ja aine sähkökentässä

·    kondensaattori, kytkennät ja energia

·    sähkövirran kulku puolijohteessa, esimerkkinä diodi

 

 

Sisältö

 

Teoriaopiskelua, demonstraatioita ja kokeellista työskentelyä.

 

Oppimisstrategia

 

 

Opiskelijan arviointiin vaikuttaa fysiikan tietojen saavuttaminen ja fysikaalisen ongelman ratkaisuprosessin jäsennetty kuvaaminen. Arviointiin vaikuttavat myös osallistumisaktiivisuus, kokeellinen työskentely, työselosteet, projektityöt, esitelmät ja tutkielmat.

Kurssi arvioidaan numeroin 4 - 10.

 

 

Arviointi

 

Aihekokonaisuus: teknologia ja yhteiskunta;

 

Huomioitavaa

 

 

FYSIIKKA 7

Sähkömagnetismi

Syventävä

FY7

 

Opiskelija

·    syventää tuntemustaan sähkömagnetismin ilmiöistä

·    perehtyy sähköturvallisuuteen

·    syventää tuntemustaan sähkömagneettisten ilmiöiden merkityksestä yhteiskunnassa. 

 

 

Tavoitteet

 

·    magneettinen voima, magneettikenttä ja aine magneettikentässä

·    varattu hiukkanen homogeenisessa sähkö- ja magneettikentässä

·    induktiolaki ja Lenzin laki

·    induktioilmiöitä - pyörrevirrat, generaattori ja itseinduktio

·    energian siirto sähkövirran avulla

·    tehollisen jännitteen ja sähkövirran mittaaminen sekä impedanssin taajuusriippuvuuden määrittäminen

·    värähtelypiiri ja antenni, sähkömagneettinen viestintä

·    sähköturvallisuus

·    energiateollisuus

 

 

Sisältö

 

Teoriaopiskelua, demonstraatioita ja kokeellista työskentelyä.

 

Oppimisstrategia

 

 

Opiskelijan arviointiin vaikuttaa fysiikan tietojen saavuttaminen ja fysikaalisen ongelman ratkaisuprosessin jäsennetty kuvaaminen. Arviointiin vaikuttavat myös osallistumisaktiivisuus, kokeellinen työskentely, työselosteet, projektityöt, esitelmät ja tutkielmat.

Kurssi arvioidaan numeroin 4 - 10.

 

 

Arviointi

 

Kurssille osallistuminen edellyttää FY6 kurssin suorittamista tai vastaavia tietoja.

Aihekokonaisuus: teknologia ja yhteiskunta; viestintä- ja mediaosaaminen.

 

 

Huomioitavaa

 

FYSIIKKA 8

Aine ja säteily

Syventävä

FY8

 

Opiskelija

·    tutustuu kvantittumiseen, dualismiin sekä aineen ja energian ekvivalenssiin aineen rakennetta ja rakenneosien dynamiikkaa hallitsevina periaatteina

·    syventää kokonaiskuvaa fysiikan kehityksestä ja sen pätevyysalueesta luonnonilmiöiden tulkitsijana.

 

 

Tavoitteet

·    sähkömagneettinen säteily

·    röntgensäteily

·    mustan kappaleen säteily

·    valosähköilmiö

·    säteilyn hiukkasluonne ja hiukkasten aaltoluonne

·    atomimallit esimerkkinä Bohrin atomimalli

·    kvantittuminen, viivaspektri, atomin energiatilat ja energiatasokaavio

·    atomiytimen rakenne

·    radioaktiivisuus ja säteilyturvallisuus

·    massan ja energian ekvivalenssi

·    ydinreaktiot ja ydinenergia

·    aineen pienimmät osaset ja niiden luokittelu

 

Sisältö

 

Teoriaopiskelua, demonstraatioita ja kokeellista työskentelyä.

 

 

Oppimisstrategia

 

Opiskelijan arviointiin vaikuttaa fysiikan tietojen saavuttaminen ja fysikaalisen ongelman ratkaisuprosessin jäsennetty kuvaaminen. Arviointiin vaikuttavat myös osallistumisaktiivisuus, kokeellinen työskentely, työselosteet, projektityöt, esitelmät ja tutkielmat.

Kurssi arvioidaan numeroin 4 - 10.

 

 

Arviointi

 

Aihekokonaisuus: teknologia ja yhteiskunta; aktiivinen kansalaisuus ja yrittäjyys; hyvinvointi ja turvallisuus; kestävä kehitys

 

 

Huomioitavaa

 

FYSIIKKA 9

Kokonaiskuva fysiikasta

Soveltava

FY9

 

Opiskelija

·    syventää lukion fysiikan teorian osaamistaan

·    syventää laskujen hallintaa

 

 

Tavoitteet

 

Lukion fysiikan oppimäärän kertaus

 

 

Sisältö

 

Kerrataan keskeisintä fysiikkaa jatko-opintojen pohjaksi

 

Oppimisstrategia

 

 

Opiskelijan arviointiin vaikuttaa fysiikan tietojen saavuttaminen ja fysikaalisen ongelman ratkaisuprosessin jäsennetty kuvaaminen. Kurssi arvioidaan numeroin 4 - 10

 

 

Arviointi

 

 

Huomioitavaa