Luonnontieteiden kandidaatin tutkinto (180 op) Fysiikan aineenopettaja / Fysiikan aineenopettaja ja luokanopettaja / Fyysikko

Transkriptio

1 FYSIIKKA Joensuun kampus Opinto-opas Fysiikan opintojen erikoistumisalat Joensuussa ovat fotoniikka ja fysiikan alan opettajankoulutus. Perus- ja aineopinnoissa annetaan kuitenkin aina erikoistumisalasta riippumatta laaja yleiskuva fysikaalisesta maailmankaikkeudesta ja sitä kuvaavista lainalaisuuksista. Syventävissä opinnoissa opiskelija voi erikoistua joko vahvaan tutkimukseen perustuvaan fotoniikkaan tai painottaa opintonsa aineen opettajan ammattiin johtaviin opintoihin. Fysiikka on luonnon ja luonnonlakien tutkimista ja ymmärtämistä, perustiede, johon nykyihmisen maailmankuva perustuu. Fysiikan perusteiden opiskelu antaa jo vastauksen mm. seuraaviin arkipäiväisiin kysymyksiin: miten pilvet syntyvät ja miksi ne ovat valkoisia mutta taivas on sininen, onko mahdollista suorittaa veretön leikkaus koskettamatta ihoa tai kuinka auringon säteilystä voidaan tuottaa suoraan sähköä. Peruskursseilla opitaan mitä ovat mustat aukot, pimeä aine ja energia ja kuinka maailmankaikkeudelle, puhumattakaan näkemästämme "maailman osasta", lopulta ehkä voi käydä. Kokeellisena ja tarkkana tieteenä fysiikka on monen nykyaikaisen kokeellisen, teoreettisen ja laskennallisen menetelmän perusta eri tekniikan aloilla. Laitoksen tutkimukselle onkin ominaista eri menetelmien asiantuntijoiden tiivis yhteistyö, jonka tuloksena on syntynyt ja syntyy edelleen uusia menetelmäsovelluksia etenkin ihmisen, luonnon ja niiden vuorovaikutuksen ymmärtämiseksi. Lisäksi fysiikan kuvaaminen matematiikan kielellä (eksaktille tieteelle ainoa mahdollinen esitystapa) antaa edelleen lähes rajattomat mahdollisuudet laajentaa fysiikan sovellusaluetta lähes kaikille ihmisen elämää helpottaville teknisille innovaatioille. Fyysikon koulutuksessa opitaan korkeatasoisen kansainvälisen tutkimuksen tuella tietoja ja taitoja, joille on kysyntää useilla eri aloilla sekä tutkimuslaitoksissa että yritysmaailmassa ympäri maailman. Fyysikot toimivat tyypillisesti erilaisissa suunnittelu-, konsultti- ja tuotekehitystehtävissä, sekä tutkimusinsinööreinä, kouluttajina, tutkijoina ja yleisesti esimiestehtävissä. Yleisesti ottaen fyysikoiden työllisyysnäkymät ovat erinomaiset. Myös fysiikanopettajien työllisyysnäkymät ovat erittäin hyvät, sillä selvitysten mukaan suuri osa nyt työssä olevista opettajista jää eläkkeelle lähivuosina, eikä uusia valmistu riittävästi. Laitoksemme laaja-alainen didaktisen fysiikan tutkimukseen perustuva opettajankoulutus takaa valmistuville opettajille erinomaiset mahdollisuudet työllistyä erilaisten koulujen ja oppilaitosten opettajien tehtäviin. TUTKINTOJEN OSAAMISTAVOITTEET Luonnontieteiden kandidaatin tutkinto (180 op) Fysiikan aineenopettaja / Fysiikan aineenopettaja ja luokanopettaja / Fyysikko Luonnontieteiden kandidaatin tutkinnon suoritettuaan opiskelija hallitsee kattavasti fysiikan eri osa-alueiden tietoa ja kokeellisen työskentelyn taitoja. Opiskelijalla on valmiudet tieteelliseen ajatteluun ja hänellä on riittävät kieli- ja viestintätaidot sekä hyvät edellytykset ylemmän korkeakoulututkinnon suorittamiseen. Koulutus perustuu tutkimukseen ja koulutusalojen ammatillisiin käytänteisiin.

2 Fysiikan aineenopettajankoulutusohjelman opiskelijat suorittavat pääaineen ja toisen opetettavan aineen lisäksi aineenopettajan pedagogisten opintojen perusopinnot. Aineenopettajaopiskelijalla on pedagogisten tietojen ja taitojen perustuntemus, ja hän osaa keskustella opettajan työhön liittyvistä yleisluontoisista kysymyksistä. Fysiikan aineenopettajan ja luokanopettajan koulutusohjelmassa olevat opiskelijat voivat valita sivuaineeksi perusopetuksessa opetettavien aineiden ja aihekokonaisuuksien opinnot. Ylemmän tutkinnon suoritettuaan tämä kokonaisuus yhdessä aineenopettajan pedagogisten opintojen kanssa antaa opiskelijalle luokanopettajan kelpoisuuden. Filosofian maisterin tutkinto (120 op) Fysiikan aineenopettaja / fysiikan aineenopettaja ja luokanopettaja Filosofian maisterin tutkinto antaa fysiikan aineenopettajaksi opiskelevalle hyvät tiedot ja taidot fysiikassa ja hyvät viestintä- ja kielitaidot. Aineenopettajan pedagogiset opinnot yhdessä muiden tutkintoon kuuluvien opintojen kanssa antavat kelpoisuuden opettaa peruskoulussa ja lukiossa. Koulutus perustuu korkeatasoiseen didaktisen fysiikan tutkimukseen. Filosofian maisterin tutkinto antaa valmiudet opettajan tieteelliseen jatkokoulutukseen. Filosofian maisterin tutkinnon suoritettuaan opiskelija osaa toimia fysiikanopettajana eri kouluasteilla. Hän on fysiikan ja opetuksen asiantuntija ja pystyy työskentelemään erilaisissa fysiikan opetuksen alan tehtävissä yhteiskunnassa. Opiskelija osaa soveltaa, analysoida, arvioida ja luoda fysiikan ja sen oppimisen tietoa työssään. Opiskelija osaa hyödyntää fysiikan opetukseen ja oppimiseen liittyvää tutkimusta ja toimia erilaisissa oppimisympäristöissä vuorovaikutteisesti. Fysiikan aineenopettajan ja luokanopettajan koulutusohjelman suorittaneet opiskelijat ovat sisällyttäneet opintoihinsa perusopetuksessa opetettavien aineiden ja aihekokonaisuuksien opinnot. Ylemmän tutkinnon suoritettuaan kyseinen kokonaisuus yhdessä aineenopettajan pedagogisten opintojen kanssa antaa opiskelijalle luokanopettajan kelpoisuuden. Filosofian maisterin tutkinto (120 op) Fyysikko Filosofian maisterin tutkinnon (pääaine fysiikka) tavoitteena on antaa opiskelijalle hyvä tietämys modernista optiikasta ja fotoniikasta sekä teoreettisella että kokeellisella tasolla. Tämä tarkoittaa kykyä ymmärtää optisia ilmiöitä, optisten systeemien suunnittelu- ja analysointimenetelmiä, sekä valonkulkua ohjaavien rakenteiden valmistusmenetelmiä ja kykyä osallistua oman alansa tieteelliseen viestintään. Nämä taidot yhdessä antavat valmiudet työskennellä fotoniikan alan yrityksissä asiantuntija- ja suunnittelutehtävissä ja ne antavat myös valmiudet fotoniikan alan jatko-opintoihin. Opetus perustuu laitoksella toteutettavaan korkeatasoiseen fotoniikan tutkimukseen. TUTKINTORAKENTEET JA OPINTOJEN OHJEELLINEN AJOITTUMINEN Taulukoissa ensisijaisesti suositeltavat suoritusajat on merkitty rastilla (x) ja vaihtoehtoiset suoritusajat ympyrällä (o). Luonnontieteiden kandidaatin tutkinto (180 op)

3 fysiikan aineenopettajan koulutus Tutkinnon rakenne ja opintojen ohjeellinen ajoittuminen Kandidaat Maisteri Koodi Nimi s k s k s k s k s k Yleisopinnot 4 op Yliopisto-opinnot käyntiin 1 op x Kandidaatintutkinnon HOPS 1 op x Johdantokurssi luonnontieteisiin ja matematiikkaan 1 op x Fysiikan tiedonhaku 1 op x Kieli- ja viestintäopinnot 9 op Ruotsia fysiikan, kemian ja matematiikan opiskelijoille 3 op o o o English Academic Reading Skills for Mathematics, Physics and Chemistry 2 op o o o Kirjoitusviestintää fysiikan, kemian ja matematiikan opiskelijoille 2 op o o o o Puheviestintää luonnontieteiden ja metsätieteiden opiskelijoille 2 op o o o o Fysiikan perusopinnot 25 op Fysiikan peruskurssi I 5 op x Fysiikan peruskurssi II 4 op x Fysiikan peruskurssi III 5 op x Fysiikan peruskurssi IV 5 op x Fysiikan perustyöt 6 op o o Fysiikan perus- ja aineopinnot opettajille 70 op Fysiikan perusopinnot 25 op x x Fysiikan matemaattiset menetelmät 4 op x Mekaniikka 4 op x Termofysiikka 4 op x Sähkömagnetismi 4 op x Fotoniikka 4 op x Kvantti- ja atomifysiikka 4 op x Tutkimusperustaisen fysiikan opetuksen perusteet 5 op x Laboratoriotyöskentelyn perusteet opettajille 2 op * x Kokeellisen koulufysiikan kurssi 4 op * x LuK-seminaari x Fysiikan kandidaatintutkielma 10 op o o Fysiikan kandidaatintutkielman kypsyysnäyte 0 op o o *) Kurssi Laboratoriotyöskentelyn perusteet opettajille edellytetään suoritetuksi ennen Kokeellisen koulufysiikan kurssia. Sivuaineiden opinnot: Sivuaineopintoihin tulee liittää vähintään yksi yhdistelmä seuraavista: - Opettajan pedagogisia opintoja 25 op ja perusopinnot 25 op yhdestä koulussa opetettavasta aineesta - Perusopinnot 25 op ja aineopinnot 35 op yhdestä koulussa opetettavasta aineesta - Perusopinnot 25 op kahdesta koulussa opetettavasta aineesta Opettajan pedagogisia opintoja suositellaan joka tapauksessa aloitettaviksi kandidaattivaiheessa. Suositeltavia koulussa opetettavia aineita sivuaineiksi ovat matematiikka, kemia ja tietojenkäsittelytiede. Myös muut koulussa opetettavat aineet ovat sallittuja sivuaineita. Opettajan pedagogisia opintoja suositellaan suoritettavaksi seuraavan ajoitussuosituksen mukaan:

4 Koodi Nimi s k s k s k s k s k Opettajan pedagogiset opinnot 25 op sivuaineopintoina Oppimisen ja kehityksen perusteet 5 op x Orientoituminen kasvatus- ja koulutusalalle 2 op x Orientoiva harjoittelu H1 3 op x Erityispedagoginen näkökulma oppimisen tukemiseen 5 op x Vuorovaikutus moninaisissa ympäristöissä 5 op ** x Toinen seuraavista: ** Kasvatus kestävään tulevaisuuteen 5 op x o o Kasvatus moninaisuuden kulttuureissa 5 op x o **) Opettajan pedagogiset opinnot on mahdollista suorittaa myös siten, että kandidaatintutkintoon sisällytettävässä 25 op:n kokonaisuudessa suoritetaan perusharjoittelu H2 ( ) ja opintojakso Tällöin opintojaksot ja / siirtyvät maisterin tutkintoon sisällytettävään 35 op:n kokonaisuuteen. Muita vapaasti valittavia opintoja suoritetaan siten, että tutkinnon kokonaislaajuudeksi tulee vähintään 180 opintopistettä. Luonnontieteiden kandidaatin tutkinto (180 op) fysiikan aineenopettajan ja luokanopettajan koulutus Tutkinnon rakenne ja opintojen ohjeellinen ajoittuminen Kandidaat Maisteri Koodi Nimi s k s k s k s k s k Yleisopinnot 4 op Yliopisto-opinnot käyntiin 1 op x Kandidaatintutkinnon HOPS 1 op x Johdantokurssi luonnontieteisiin ja matematiikkaan 1 op x Fysiikan tiedonhaku 1 op x Kieli- ja viestintäopinnot 9 op Ruotsia fysiikan, kemian ja matematiikan opiskelijoille 3 op o o o English Academic Reading Skills for Mathematics, Physics and Chemistry 2 op o o o Kirjoitusviestintää fysiikan, kemian ja matematiikan opiskelijoille 2 op o o o o Puheviestintää luonnontieteiden ja metsätieteiden opiskelijoille 2 op o o o o Fysiikan perusopinnot 25 op Fysiikan peruskurssi I 5 op x Fysiikan peruskurssi II 4 op x Fysiikan peruskurssi III 5 op x Fysiikan peruskurssi IV 5 op x Fysiikan perustyöt 6 op o o Fysiikan perus- ja aineopinnot opettajille 70 op Fysiikan perusopinnot 25 op x x Fysiikan matemaattiset menetelmät 4 op x Mekaniikka 4 op x Termofysiikka 4 op x Sähkömagnetismi 4 op x Fotoniikka 4 op x Kvantti- ja atomifysiikka 4 op x Tutkimusperustaisen fysiikan opetuksen perusteet 5 op x

5 Laboratoriotyöskentelyn perusteet opettajille 2 op * x Kokeellisen koulufysiikan kurssi 4 op * x LuK-seminaari x Fysiikan kandidaatintutkielma 10 op o o Fysiikan kandidaatintutkielman kypsyysnäyte 0 op o o *) Kurssi Laboratoriotyöskentelyn perusteet opettajille edellytetään suoritetuksi ennen Kokeellisen koulufysiikan kurssia. Sivuaineiden opinnot: Sivuaineopintoihin tulee liittää vähintään kaksi kokonaisuutta seuraavista: - Opettajan pedagogisia opintoja 25 op - Luokanopettajan monialaisia opintoja 25 op - Perusopinnot 25 op toisesta koulussa opetettavasta aineesta tai muusta tutkinnon kokonaisuuden kannalta mielekkäästä aineesta. - Aineopinnot 35 op toisesta koulussa opetettavasta aineesta tai muusta tutkinnon kokonaisuuden kannalta mielekkäästä aineesta (edellyttää perusopintoja kyseisestä aineesta). Opettajan pedagogisia opintoja suositellaan joka tapauksessa aloitettaviksi kandidaattivaiheessa. Suositeltavia koulussa opetettavia aineita sivuaineiksi ovat matematiikka, kemia ja tietojenkäsittelytiede. Myös esimerkiksi erityispedagogiikan opinnot tai rehtorin pätevyyden antavat opetushallinnon perusopinnot voivat olla sopivia vaihtoehtoja sivuaineopinnoiksi. Opettajan pedagogisia opintoja ja luokanopettajan monialaisia opintoja suositellaan suoritettavaksi seuraavan ajoitussuosituksen mukaan: Koodi Nimi s k s k s k s k s k Opettajan pedagogiset opinnot 25 op sivuaineopintoina Oppimisen ja kehityksen perusteet 5 op x Orientoituminen kasvatus- ja koulutusalalle 2 op x Orientoiva harjoittelu H1 3 op x Erityispedagoginen näkökulma oppimisen tukemiseen x op Vuorovaikutus moninaisissa ympäristöissä 5 op ** x Toinen seuraavista: ** Kasvatus kestävään tulevaisuuteen 5 op x Kasvatus moninaisuuden kulttuureissa 5 op x o Luokanopettajan monialaiset opinnot 25 op sivuaineopintoina Kirjallisuus- ja draamakasvatus 5 op x Tutkiva oppiminen luonnontieteiden opetuksessa ja x a oppimisessa, osa 1 3,5 op Tutkiva oppiminen luonnontieteiden opetuksessa ja x b oppimisessa, osa 2 1,5 op Tekstitaidot ja kielitieto 5 op x Taito- ja taideaineiden pedagogiikan perusteet 1 5 op x Katsomusaineen pedagogiikan perusteet + soveltava o x draama op **) Opettajan pedagogiset opinnot on mahdollista suorittaa myös siten, että kandidaatintutkintoon sisällytettävässä 25 op:n kokonaisuudessa suoritetaan perusharjoittelu H2 ( ) ja opintojakso Tällöin opintojaksot ja / siirtyvät maisterin tutkintoon sisällytettävään 35 op:n kokonaisuuteen.

6 Muita vapaasti valittavia opintoja suoritetaan siten, että tutkinnon kokonaislaajuudeksi tulee vähintään 180 opintopistettä. Luonnontieteiden kandidaatin tutkinto (180 op), fyysikko Tutkinnon rakenne ja opintojen ohjeellinen ajoittuminen Kandidaat Maisteri Koodi Nimi s k s k s k s k s k Yleisopinnot 4 op Yliopisto-opinnot käyntiin 1 op x Kandidaatintutkinnon HOPS 1 op x Johdantokurssi luonnontieteisiin ja matematiikkaan 1 op x Fysiikan tiedonhaku 1 op x Kieli- ja viestintäopinnot 9 op Ruotsia fysiikan, kemian ja matematiikan opiskelijoille 3 op o o o English Academic Reading Skills for Mathematics, Physics and Chemistry 2 op o o o Kirjoitusviestintää fysiikan, kemian ja matematiikan opiskelijoille 2 op o o o o Puheviestintää luonnontieteiden ja metsätieteiden opiskelijoille 2 op o o o o Fysiikan perusopinnot 25 op Fysiikan peruskurssi I 5 op x Fysiikan peruskurssi II 4 op x Fysiikan peruskurssi III 5 op x Fysiikan peruskurssi IV 5 op x Fysiikan perustyöt 6 op o o Fysiikan perus- ja aineopinnot 80 op Fysiikan perusopinnot 25 op x x Fysiikan matemaattiset menetelmät 4 op x Mekaniikka 4 op x Termofysiikka 4 op x Sähkömagnetismi 4 op x Fotoniikka 4 op x Kvantti- ja atomifysiikka 4 op x Aineopintojen laboratoriotyöt I 5 op x x Aineopintojen laboratoriotyöt II 6 op x x LuK-seminaari x Fysiikan kandidaatintutkielma 10 op o o Fysiikan kandidaatintutkielman kypsyysnäyte 0 op o o Valinnaiset aineopinnot 10 op Numeerisen laskennan alkeet 4 op o o o Tähtitieteen perusteet 5 op o o o Signaalinkäsittelyn perusteet 3 op o o o o Säteilyfysiikkaa 2op o o *) Verkkokursseja 5 op o o o o o o *) Fysiikan aineopintoihin voi sisällyttää vapaavalintaisina opintoina enintään 5 op verkkokursseja fysiikan eri osa-alueilta. Kurssin hyväksymisestä osaksi fysiikan opintoja tulee aina sopia etukäteen vastuuhenkilön (Martti Mäkinen) kanssa. Verkkokurssit voidaan hyväksyä osaksi fysiikan opintoja, jos a) niiden sisältö vastaa vaativuudeltaan vähintään aineopintojen tasoa b) kurssien sisältö ei ole päällekkäinen Joensuun kampuksen fysiikan opetuksen kanssa c) niiden suorittamisesta toimitetaan vastuuhenkilölle luotettava todistus Sivuaineiden opinnot

7 Sivuaineopintoina on suoritettava joko yhden sivuaineen perus- ja aineopinnot (25+35 op) tai kahden sivuaineen perusopinnot (25+25 op). Suositeltavia sivuaineita ovat matematiikka, kemia, tietojenkäsittelytiede ja tilastotiede. Vapaasti valittavia opintoja suoritetaan siten, että tutkinnon kokonaislaajuudeksi tulee vähintään 180 opintopistettä. Opintolinjan vaihto Mikäli opiskelija haluaa vaihtaa luonnontieteiden kandidaatin tutkinnon jälkeen opintolinjaansa fyysikkolinjalta opettajalinjalle, edellytetään häneltä täydentävinä opintoina kurssien Laboratoriotyöskentelyn perusteet opettajille, Kokeellinen koulufysiikka ja Tutkimusperustaisen fysiikan opetuksen perusteet suorittamista. Opettajalinjalta fyysikkolinjalle siirtyviltä ei edellytetä täydentäviä opintoja. Mikäli opiskelija vaihtaa pääaineensa fysiikkaan tai tulee uutena opiskelijana Itä-Suomen yliopistoon tavoitteenaan suorittaa filosofian maisterin tutkinto fysiikasta, häneltä edellytetään aiemmin suoritetut fysiikan perus- ja aineopinnot tai näitä vastaava opintokokonaisuus; muussa tapauksessa häneltä voidaan edellyttää täydentäviä opintoja. Täydentävistä opinnoista päätetään henkilökohtaista opintosuunnitelmaa laadittaessa. Filosofian maisterin tutkinto (120 op) fysiikan aineenopettajan koulutus Tutkinnon rakenne ja opintojen ohjeellinen ajoittuminen Kandidaat Maisteri Koodi Nimi s k s k s k s k s k Yleisopinnot 1 op Maisterin tutkinnon HOPS 1 op x Kieli- ja viestintäopinnot 2 op Advanced English Academic and Professional Communication for Mathematics, Physics, Chemistry o o and Computer Science 2 op Fysiikan syventävät opinnot opettajille 60 op Tutkimusperustainen fysiikan opetus - syventävä osuus 5 op o o Teknologisten prosessien suunnittelu ja toteutus koulussa 2 op o o Kvantitatiivisten luonnontieteiden tiedon rakentumisprosessit 4 op o o Ilmiölähtöisyys luonnontieteiden ja matematiikan aineenopettajakoulutuksessa 5 op o o Fysiikan historia 5 op o o Materiaalifysiikka 4 op o o Fysiikan opettajien syventävät työt 5 op x x Fysiikan pro gradu -seminaari 2 op x Fysiikan pro gradu -tutkielma 20 op x x Fysiikan pro gradu -tutkielman kypsyysnäyte 0 op o o Valinnaiset syventävät opinnot 8 op o o o o Sivuaineiden opinnot: Luonnontieteiden kandidaatin ja filosofian maisterin tutkintojen tulee yhdessä sisältää opettajan pedagogiset opinnot 60 op ja toisen koulussa opetettavan aineen perus- ja aineopinnot op.

8 Sivuaineopintoihin voivat kuulua myös kolmannen opetettavan aineen perus- ja aineopinnot tai rehtorin pätevyyden antavat opetushallinnon perusopinnot. Opettajan pedagogisten opintojen 35 op:n kokonaisuus suositellaan suoritettavaksi seuraavan ajoitussuosituksen mukaan: Koodi Nimi s k s k s k s k s k Opettajan pedagogiset opinnot 35 op sivuaineopintoina Opetus- ja oppimisprosessin suunnittelu, toteutus ja arviointi 3 op x Perusharjoittelu H2 7 op x Opetuksen eheyttäminen ja tutkiva opettajuus 3 op x Syventävä harjoittelu H3 7 op x Monialainen opettajuus 5 op o x Soveltava harjoittelu H4 5 op x Yksi seuraavista (ei samaa kuin kandidaatin tutkinnossa): Kasvatus kestävään tulevaisuuteen 5 op x o o Kasvatus moninaisuuden kulttuureissa 5 op x o Kehittävä ja jaettu asiantuntijuus 5 op Muita vapaasti valittavia opintoja suoritetaan siten, että tutkinnon kokonaislaajuudeksi tulee vähintään 120 opintopistettä. Filosofian maisterin tutkinto (120 op) fysiikan aineenopettajan ja luokanopettajan koulutus Tutkinnon rakenne ja opintojen ohjeellinen ajoittuminen Kandidaat Maisteri Koodi Nimi s k s k s k s k s k Yleisopinnot 1 op Maisterin tutkinnon HOPS 1 op x Kieli- ja viestintäopinnot 2 op Advanced English Academic and Professional Communication for Mathematics, Physics, Chemistry o o and Computer Science 2 op Fysiikan syventävät opinnot opettajille 60 op Tutkimusperustainen fysiikan opetus - syventävä osuus 5 op o o Teknologisten prosessien suunnittelu ja toteutus koulussa 2 op o o Kvantitatiivisten luonnontieteiden tiedon rakentumisprosessit 4 op o o Ilmiölähtöisyys luonnontieteiden ja matematiikan aineenopettajakoulutuksessa 5 op o o Fysiikan historia 5 op o o Fysiikan opettajien syventävät työt 5 op x x Materiaalifysiikka 4 op o o Fysiikan pro gradu -seminaari 2 op x Fysiikan pro gradu -tutkielma 20 op x x Fysiikan pro gradu -tutkielman kypsyysnäyte 0 op o o Valinnaiset syventävät opinnot 8 op o o o o Sivuaineiden opinnot:

9 Luonnontieteiden kandidaatin ja filosofian maisterin tutkintojen tulee yhdessä sisältää opettajan pedagogiset opinnot 60 op ja luokanopettajan monialaiset opinnot 60 op. Sivuaineopintoihin suositellaan sisällytettävän myös toisen koulussa opetettavan aineen (esimerkiksi matematiikan, kemian tai tietojenkäsittelytieteen), muun tutkinnon kannalta mielekkään sivuaineen (esimerkiksi erityispedagogiikan) perus- ja aineopinnot tai rehtorin pätevyyden antavat opetushallinnon perusopinnot. Opettajan pedagogisten opintojen ja luokanopettajan monialaisten opintojen 35 op:n kokonaisuudet suositellaan suoritettavaksi seuraavan ajoitussuosituksen mukaan: Koodi Nimi s k s k s k s k s k Opettajan pedagogiset opinnot 35 op sivuaineopintoina Opetus- ja oppimisprosessin suunnittelu, toteutus ja arviointi 3 op x Perusharjoittelu H2 7 op x Opetuksen eheyttäminen ja tutkiva opettajuus 3 op x Syventävä harjoittelu H3 7 op x Monialainen opettajuus 5 op o x Soveltava harjoittelu H4 5 op x Yksi seuraavista (ei samaa kuin kandidaatin tutkinnossa): Kasvatus kestävään tulevaisuuteen 5 op x o o Kasvatus moninaisuuden kulttuureissa 5 op x o Kehittävä ja jaettu asiantuntijuus 5 op Luokanopettajan monialaiset opinnot 35 op sivuaineopintoina Taito- ja taideaineiden pedagogiikan perusteet 2 8 op x Taito- ja taideaineiden pedagogiikan perusteet 3 8 op x Matematiikan pedagogiset perusteet 7 op x Yhteiskuntalähtöisyys historia- ja luonnontiedekasvatuksessa 7 op x Monialaisten valinnainen opintojakso 5 op o o o o Muita vapaasti valittavia opintoja suoritetaan siten, että tutkinnon kokonaislaajuudeksi tulee vähintään 120 opintopistettä. Filosofian maisterin tutkinto (120 op) fysiikka Tutkinnon rakenne ja opintojen ohjeellinen ajoittuminen Kandidaat Maisteri Koodi Nimi s k s k s k s k s k Yleisopinnot 1 op Maisterin tutkinnon HOPS 1 op x Kieli- ja viestintäopinnot 2 op Advanced English Academic and Professional Communication for Mathematics, Physics, Chemistry o o and Computer Science 2 op Fysiikan syventävät opinnot 90 op Fotoniikan matemaattiset menetelmät 4 op x Viestintätaidot 4 op x Kvanttifysiikka 4 op x Fysikaalinen optiikka 4 op x Luonnontieteilijän data- ja virheanalyysi 2 op x Syventävien opintojen mittausmenetelmäkurssi ja syventävät työt 17 op x x x

10 Materiaalifysiikka 4 op x Fysiikan pro gradu -seminaari 2 op x Fysiikan pro gradu -tutkielma 30 op x x Fysiikan pro gradu -tutkielman kypsyysnäyte 0 op o o Valinnaiset syventävät opinnot 29 op Epälineaarinen optiikka 4 op x Fotoniikan ja optiikan perusteet 4 op x Harjoittelu 2-6 op kesä Kvanttioptiikka 4 op x Laserfysiikka 4 op x Materiaalien optisten ominaisuuksien mallintaminen 4 op x Mikro- ja nanofotoniikka 4 op x Näyttöteknologia 5 op x Optinen suunnittelu I: geometrinen optiikka 4 op x Optinen suunnittelu II: numeerinen mallintaminen 4 op x Optisen tietoliikennetekniikan komponentit 4 op x Laitteistojen kontrollointi graafisen ohjelmoinnin avulla 2 op x Paperi- ja painotuotteiden optiset ominaisuudet 4 op kesä Spektrikuvauslaitteet 5 op x Signaalinkäsittelyn perusteet 3 op o o Fotoniikan sovellukset (4 op) x Värioppi 4 op x Vapaasti valittavia opintoja suoritetaan siten, että tutkinnon kokonaislaajuudeksi tulee vähintään 120 opintopistettä. FYSIIKKA SIVUAINEENA Fysiikan perusopinnot (25 op) Fysiikan peruskurssi I 5 op Fysiikan peruskurssi II 4 op Fysiikan peruskurssi III 5 op Fysiikan peruskurssi IV 5 op Fysiikan perustyöt 6 op Fysiikan aineopinnot opettajille, sivuaine (35 op) Fysiikan matemaattiset menetelmät 4 op Mekaniikka 4 op Termofysiikka 4 op Sähkömagnetismi 4 op Fotoniikka 4 op Kvantti- ja atomifysiikka 4 op Tutkimusperustaisen fysiikan opetuksen perusteet 5 op Laboratoriotyöskentelyn perusteet opettajille 2 op Kokeellisen koulufysiikan kurssi 4 op Fysiikan aineopinnot, sivuaine (35 op)

11 Fysiikan matemaattiset menetelmät 4 op Mekaniikka 4 op Termofysiikka 4 op Sähkömagnetismi 4 op Fotoniikka 4 op Kvantti- ja atomifysiikka 4 op Aineopintojen laboratoriotyöt I 5 op Valinnaiset aineopinnot 6 op Fysiikan syventävät opinnot opettajille, sivuaine (30 op) Tutkimusperustainen fysiikan opetus syventävä osuus 5 op Kvantitatiivisten luonnontieteiden tiedon rakentumisprosessit 4 op Teknologisten prosessien suunnittelu ja toteutus koulussa 2 op Fysiikan historia 5 op Ilmiölähtöisyys luonnontieteiden ja matematiikan aineenopettajakoulutuksessa 5 op Materiaalifysiikka 4 op Vapaasti valittavia syventävien opintojen kursseja 5 op Fysiikan syventävät opinnot, sivuaine (30 op) Kvanttifysiikka 4 op Fysikaalinen optiikka 4 op Materiaalifysiikka 4 op Vapaasti valittavia syventävien opintojen kursseja 10 op Syventävien opintojen mittausmenetelmäkurssi ja syventävät työt 8 op Opintojaksot Yliopisto-opinnot käyntiin (1op) YOK Starting academic studies Vastuuopettaja: suunnittelija Outi Suorsa Vastuuopettaja: suunnittelija Niina Räsänen Osaamistavoitteet Opintojakson jälkeen opiskelija 1) on tutustunut opiskelutovereihinsa, oppiaineen henkilökuntaan ja yliopistoyhteisöön 2) osaa hyödyntää akateemisen opiskelun taitoja oman oppimisensa edistämisessä ja

12 opintopolkunsa suunnittelussa 3) osaa käyttää tärkeimpiä opiskelussa käytettäviä työkaluja ja sähköisiä työvälineitä 4) osaa kertoa oman oppiaineensa opiskelukäytännöistä sekä tutkintonsa tavoitteista, rakenteesta ja sisällöstä 5) osaa hyödyntää opintojensa kannalta tärkeitä Itä-Suomen yliopston sekä sen sidosryhmien neuvonta-, ohjaus- ja tukipalveluita Sisältö Opiskelija tutustuu tuutoroinnin, luentojen, muiden orientaation tapahtumien, kirjallisuuden ja muun oheismateriaalin avulla yliopistoon opiskeluympäristönä ja -yhteisönä. Erityisesti tutustutaan opiskelua tukeviin palveluihin, oman oppiaineen opiskelukäytäntöihin sekä saadaan tietoa akateemisen opiskelun vaatimista tiedoista ja taidoista. Suoritustavat Opiskelija osallistuu opintojakson yhteisiin luentoihin ja tapahtumiin, oppiaineen järjestämään perehdytykseen sekä opiskelijatuutorointiin. Opintojakso suoritetaan tiedekunnan/oppiaineen erikseen ilmoittamalla tavalla. Toteutustavat Opiskelijatuutorointia n. 10 tuntia, luentoja 15 tuntia sekä itsenäistä työskentelyä 2 tuntia. Oppimateriaalit 1) Opiskelijan Opas 2) Tiedekunnan opinto-opas 3) Muu mahdollinen materiaali Arvosteluperusteet Hyväksytty/hylätty. Tiedekunta/oppiaine ilmoittaa tarkemmat arviointiperusteet. Opettajat Opintopalvelut, tiedekunnat ja oppiaineet, kirjasto ja Kielikeskus Ajankohta Ensimmäisenä opiskeluvuotena. Opintopalveluiden järjestämät yhteiset luennot syyskuun aikana. Muutoin tiedekunnan ilmoittamat ajankohdat. Kampus Joensuun, Kuopion ja Savonlinnan kampukset Lisätietoja Vastuuyksikkö Opintopalvelut Johdantokurssi luonnontieteisiin ja matematiikkaan (1op)

13 Introduction to Natural Sciences and Mathematics Vastuuopettajat: Yliopistonlehtori Antti Viholainen ja yliopistonlehtori Martti Mäkinen Osaamistavoitteet Kurssin suoritettuaan opiskelijoilla on yleiskäsitys luonnontieteiden ja matematiikan perustasta ja yhteyksistä jokapäiväiseen elämään. Sisältö Opiskelijat kokoontuvat oppiaineiden edustajien kanssa yhteiseen teemapäivään, jossa esitellään fysiikan, kemian ja matematiikan koulutuksen ja tutkimuksen yhteyksiä ja painopisteitä. Suoritustavat Osallistuminen kurssin opetukseen. Toteutustavat Luentoja 6 h. Arvosteluperusteet HYL-HYV Opettajat Antti Viholainen ja Martti Mäkinen Ajankohta Ensimmäinen opintovuosi, heti ensimmäisen lukukauden alussa. Tarjontatieto Pidetään vuosittain periodin 1 alussa. Kampus Joensuun kampus Kandidaatintutkinnon HOPS (1op) Individual Study Plan Vastuuopettaja: Yliopistonlehtori Martti Mäkinen Sisältö Jakson aikana opiskelijat tutustuvat erilaisiin opiskelu- ja työelämämahdollisuuksiin ja laativat ensimmäisen henkilökohtaisen opintosuunnitelmansa eli HOPSin. Toteutustavat Luentoja 12 h.

14 Ajankohta 1. opintovuosi Lisätietoja Toteutetaan periodeissa 1 ja Maisterin tutkinnon HOPS (1op) Study Planning Vastuuopettajat: Yliopistonlehtori Martti Mäkinen, yliopistonlehtori Mervi Asikainen ja koordinaattori Noora Heikkilä Osaamistavoitteet HOPS työn tavoite on suunnitella maisteriopintojen sisällöt ja suoritusaikataulu. Sisältö Yhteistyössä opettajatutorin kanssa suunnitellaan maisteriopintojen sisällöt ja suoritusaikataulu. Varsinainen suunnitelma tehdään WebOodissa. Suunnitelman laatimisen jälkeen opiskelija varaa ajan opettajatutorilta ja käy hänen kanssaan suunnitelman läpi. Samalla tapaamisessa voidaan keskustella myös pro gradu -työn aloittamisesta. Suoritustavat Opiskelija saa suoritusmerkinnän sen jälkeen, kun HOPS on hyväksytty WebOodissa. Arvosteluperusteet hyväksytty / hylätty Opettajat Martti Mäkinen (fyysikkokoulutus), Mervi Asikainen (opettajankoulutus) Ajankohta Maisterin tutkinnon HOPS tulee laatia ennen maisteriopintojen aloittamista Fysiikan peruskurssi I (5op) Basic Physics I Vastuuopettaja: Professori Markku Kuittinen Osaamistavoitteet Kurssin suoritettuaan, opiskelijat ymmärtävät Newtonin mekaniikkaa ja siihen liittyviä sovelluksia. Sisältö Yksi- ja kaksiulotteisen liikkeen kinematiikkaa. Newtonin liikelait, työ, energia ja liikemäärä.

15 Jäykän kappaleen pyöriminen. Newtonin gravitaatiolaki, nestefysiikka. Suoritustavat Kirjallinen kuulustelu Toteutustavat Luentoja ja tutoriaaleja 40 h, laskuharjoituksia 16 h Oppimateriaalit Knight, R.D.: Physics for Scientists and Engineers, 4. painos, luvut 1-14 Arvosteluperusteet Arvosteluasteikko 0-5 Opettajat - Ajankohta Ensimmäinen opintovuosi Tarjontatieto Joka vuosi Avainsanat Kinematiikka, dynamiikka, Newton, gravitaatio Kampus Joensuun kampus Lisätietoja Luennoidaan periodissa 1. Opetuskieli suomi Fysiikan peruskurssi II (4op) Basic Physics II Vastuuopettaja: Yliopistonlehtori Mervi Asikainen Osaamistavoitteet Kurssin jälkeen opiskelija osaa kuvata ainetta perusominaisuuksien avulla, ymmärtää työn ja lämmön energiansiirtymistapoina sekä hallitsee harmonisen värähdysliikkeen sekä aaltoliikkeen perusteet. Sisältö harmoninen värähdysliike, etenevä aaltoliike, lämpöopin perusteet, kineettisen kaasuteorian perusteet.

16 Suoritustavat Kurssikoe ja aktiivinen osallistuminen laskuharjoituksiin tai tentti yleisenä tenttipäivänä. Toteutustavat Luentoja ja tutoriaaleja 32 h, laskuharjoituksia 16 h Oppimateriaalit Knight, R. D: Physics for Scientists and Engineers, 3. painos, luvut 14 ja Luento- ja harjoitusmateriaali Moodlessa. Arvosteluperusteet arvosteluasteikko 0-5 Opettajat Mervi Asikainen Esitiedot Fysiikan peruskurssi I Ajankohta 1. Opintovuosi Avainsanat termofysiikka, värähdys- ja aaltoliike Kampus Joensuun kampus Lisätietoja luennoidaan 2. periodissa. Opetuskieli suomi Fysiikan peruskurssi III (5op) Basic Physics III Vastuuopettaja: Professori Markku Kuittinen Osaamistavoitteet Kurssin suoritettuaan opiskelijat tuntevat sähkömagnetismiin liittyvät perusasiat. Sisältö Sähkökenttä, potentiaali ja kapasitanssi. Sähkövirta, resistanssi ja tasavirtapiirit. Magneettikenttä ja sähkömagneettinen induktio. Vaihtovirtapiirit. Suoritustavat

17 Kirjallinen kuulustelu Toteutustavat Luentoja ja tutoriaaleja 40 h, laskuharjoituksia 16 h Oppimateriaalit Knight, R.D.: Physics for Scientists and Engineers, 4. painos, luvut Arvosteluperusteet Arvosteluasteikko 0-5 Opettajat - Ajankohta Ensimmäinen opintovuosi Tarjontatieto Joka vuosi Avainsanat Sähkökenttä, DC/AC piirit, magneettikenttä Kampus Joensuun kampus Lisätietoja Luennoidaan periodissa 3. Opetuskieli suomi Fysiikan peruskurssi IV (5op) Basic Physics IV Vastuuopettaja: Yliopistonlehtori Mervi Asikainen Osaamistavoitteet Kurssin jälkeen opiskelija hallitsee aaltojen yhteisvaikutuksen, osaa soveltaa valon aalto- ja sädemalleja, ymmärtää optisten laitteiden toimintaperiaatteita ja tuntee kvanttifysiikan perusteita ja synnyn lähtökohtia. Sisältö Aaltojen yhteisvaikutus (superpositio), interferenssi ja diffraktio, heijastuminen ja taittuminen, optiset laitteet, kvanttifysiikan perusteet. Suoritustavat kurssikoe ja aktiivinen osallistuminen laskuharjoituksiin tai tentti yleisenä tenttipäivänä.

18 Toteutustavat Luentoja ja tutoriaaleja 40 h, laskuharjoituksia 16 h Oppimateriaalit Knight, R. D: Physics for Scientists and Engineers, 3. painos, luvut ja Luento- ja harjoitusmateriaali Moodlessa. Arvosteluperusteet arvosteluasteikko 0-5 Opettajat Mervi Asikainen Esitiedot Fysiikan peruskurssit I-III Ajankohta 1. opintovuosi Avainsanat optiikka, kvanttifysiikka Kampus Joensuun kampus Lisätietoja luennoidaan 4. periodissa. Opetuskieli suomi Fysiikan perustyöt (6op) Basic Laboratory Practice in Physics Vastuuopettajat: Yliopistonlehtori Hannu Laamanen Osaamistavoitteet Kurssin käytyään opiskelija hallitsee perusmittalaitteiden käytön ja tieteellisen raportoinnin perusteet. Sisältö Kurssilla perehdytään kokeellisesti fysiikan keskeisiin ilmiöihin, sekä opetellaan mittaamista, tulosten käsittelyä ja tieteellisen raportoinnin perusteita. Suoritustavat Osallistuminen opetukseen ja hyväksytysti tehdyt laboratoriotyöt. Toteutustavat

19 Työluento sekä kymmenen laboratoriotyötä. Laboratoriotöiden aiheet on valittu niin, että ne tukevat Fysiikan peruskurssien I-IV teoreettista opetusta. Oppimateriaalit Työohjekirja. Arvosteluperusteet hyväksytty / hylätty Opettajat Tuntiopettaja Ajankohta 1. opintovuosi Kampus Joensuun kampus Lisätietoja Opetuskieli suomi. Kurssi toteutetaan jokaisessa periodissa Aineopintojen laboratoriotyöt I (5-10op) Laboratory Practice I Vastuuopettaja: Yliopistonlehtori Martti Mäkinen Osaamistavoitteet Opiskelija oppii käyttämään yleisempiä mittalaitteita ja analysointimenetelmiä sekä kirjoittamaan tieteellisiä raportteja. Sisältö Tehtävät laboratoriotyöt on valittu niin, että ne tukevat fysiikan aineopintojen luentokurssien opetusta. Suoritustavat Osallistuminen opetukseen ja hyväksytysti tehdyt laboratoriotyöt. Toteutustavat Mittausmenetelmäkurssi (4 h luentoja sekä 2 h laboratorioharjoitus) sekä kymmenen laboratoriotyötä fysiikan eri osa-alueilta. Oppimateriaalit Laboratoriotöiden työohjeet sekä mittausmenetelmäkurssilla jaettava materiaali. Arvosteluperusteet

20 arvosteluasteikko 0-5, arvosana määräytyy työselostusten arvosanoista. Opettajat Martti Mäkinen Esitiedot Edeltävät opinnot: Fysiikan perustyöt Ajankohta 2. opintovuosi Tarjontatieto Ennen kurssin laboratoriotöiden aloittamista käytävä mittausmenetelmäkurssi järjestetään kunkin lukukauden alkupuolella myöhemmin ilmoitettavana ajankohtana. Laboratoriovuoroja järjestetään viikoittain. Kampus Joensuun kampus Lisätietoja Opetuskieli suomi Aineopintojen laboratoriotyöt II (6op) Laboratory Practice II Vastuuopettaja: Yliopistonlehtori Martti Mäkinen Osaamistavoitteet Opiskelija oppii analysoimaan mittadataa tietokoneella sekä tutustuu erilaisten mittalaitteiden toimintatapaan ja käyttämiseen. Sisältö Tehtävät laboratoriotyöt on valittu niin, että ne tukevat fysiikan tutkijalinjan myöhempiä opintoja. Suoritustavat Osallistuminen opetukseen ja hyväksytysti tehdyt laboratoriotyöt. Toteutustavat Mittausmenetelmäkurssi (4 h luentoa) sekä kymmenen laboratoriotyötä fysiikan eri osaalueilta. Oppimateriaalit Laboratoriotöiden työohjeet sekä mittausmenetelmäkurssilla jaettava materiaali.

21 Arvosteluperusteet arvosteluasteikko 0-5, arvosana määräytyy työselostusten arvosanoista. Opettajat Martti Mäkinen Esitiedot Edeltävät opinnot: Aineopintojen laboratoriotyöt I Ajankohta opintovuosi Kampus Joensuun kampus Lisätietoja Opetuskieli suomi Fotoniikka (4op) Photonics Vastuuopettaja: professori Markku Kuittinen Kirjallisuus Hecht, Eugene (1998) Optics Osaamistavoitteet Opiskelija tietää seuraavien asioiden teoreettiset perusteet ja osaa soveltaa tietoja fotoniikan ongelmien ratkaisussa: 1) valon mallintaminen, 2) valon käyttäytyminen rajapinnoilla, 3) polarisaatio, 4) interferenssi ja 5) diffraktio. Sisältö Valon sähkömagneettinen malli, valon eteneminen, polarisaatio, interferenssi ja diffraktio. Suoritustavat kirjallinen kuulustelu Toteutustavat Luentoja 30 h, demonstraatioita 16 h. Oppimateriaalit Luentomoniste, kirja: Hecht, E.: Optics. Arvosteluperusteet

22 arvosteluasteikko 0-5 Opettajat Markku Kuittinen Esitiedot suositellaan kurssia fysiikan matemaattiset menetelmät. Ajankohta 3. opintovuosi Tarjontatieto vuosittain. Avainsanat Fresnellin kertoimet, polarisaatio, interferenssi ja diffraktio. Kampus Joensuun kampus Lisätietoja Luennoidaan periodissa 2. Opetuskieli suomi Fysiikan matemaattiset menetelmät (4op) Mathematical Methods in Physics Vastuuopettaja: Yliopistonlehtori Hannu Laamanen Osaamistavoitteet Kurssin jälkeen opiskelija hallitsee fysiikan aineopintojen kursseilla tarvittavat matemaattiset taidot. Sisältö Vektorilaskennan perusteet. Differentiaali- ja integraalilaskennan perusteet ja sovellukset. Matriisilaskentaa. Kompleksiluvut. Sarjateorian alkeet. Ensimmäisen ja toisen kertaluvun differentiaaliyhtälöiden ominaisuuksia. Suoritustavat Kirjallinen kuulustelu. Toteutustavat Luentoja 30h, laskuharjoituksia 16h. Oppimateriaalit luentomoniste

23 Arvosteluperusteet arvosteluasteikko 0-5 Opettajat Hannu Laamanen Esitiedot lukion matematiikan laaja oppimäärä Ajankohta 2. opintovuosi Tarjontatieto luennoidaan joka vuosi Avainsanat vektori, derivaatta, integraali, matriisi, kompleksiluku, sarjateoria. Kampus Joensuun kampus Lisätietoja Opetuskieli suomi. Kurssin tiedot oletetaan tunnetuiksi fysiikan aineopintojen kursseilla. Luennoidaan periodissa Kokeellisen koulufysiikan kurssi (4op) Laboratory Practice for Teachers in Physics Vastuuopettaja: Yliopistonlehtori Mervi asikainen Osaamistavoitteet Kurssin jälkeen opiskelija osaa suunnitella, toteuttaa ja arvioida koulussa toteutettavaa fysiikan kokeellista työskentelyä oppimistavoitteisiin pohjautuen. Lisäksi hän hallitsee monipuolisesti perinteisten ja tietokoneavusteisten mittaus- ja työmenetelmien käytön kokeellisen työskentelyn toteutuksessa. Opiskelija osaa myös arvioida missä määrin erilaiset mittaus- ja työmenetelmät tukevat valittujen oppimistavoitteiden saavuttamista ja mitä näiden mittaus- ja työmenetelmien käyttö opetuslaboratoriossa vaatii. Sisältö Kurssin teoriaosuudessa perehdytään koulussa toteutettavan kokeellisen työskentelyn suunnittelua, toteutusta ja sen vaikuttavuuden arviointia käsittelevään viitekehykseen. Lisäksi teoriaosuudessa perehdytään tietokoneavusteisten mittalaitteiden ja videoanalyysin käyttöön. Kurssilla opiskelijat suunnittelevat pienryhmissä kokeellisia työkokonaisuuksia lukiofysiikan eri aihealueista. Pienryhmät esittelevät työkokonaisuutensa muille kurssilaisille, jotka tekevät

24 työkokonaisuuteen kuuluvat työt ja arvioivat niiden toteutusta. Kustakin työkokonaisuudesta kirjoitetaan raportti. Suoritustavat Kurssin suorittaminen edellyttää aktiivista osallistumista luennoille, laboratorioharjoituksiin, esityksiin ja raportointiin. Toteutustavat Luennot 4 h, laboratorioharjoitukset ja esitykset 42 h, ryhmätyöskentely. Oppimateriaalit Luentomateriaali ja muu ohjeistus jaetaan alkuluennoilla. Arvosteluperusteet Lähiopetuskerroille osallistuminen ja niihin kuuluvien tehtävien palautus, tuotetut opetusmateriaalit, vertaisarviointi ja esitykset. Arvosteluasteikko 0-5. Opettajat tuntiopettaja Esitiedot Edeltävät opinnot: Laboratoriotyöskentelyn perusteet opettajille. Lisäksi suositellaan, että suurin osa fysiikan aineopintojen kursseista olisi suoritettu ennen kurssille osallistumista. Ajankohta 3. opintovuosi Tarjontatieto Joka vuosi Avainsanat Koulussa toteutettava fysiikan kokeellinen työskentely, tietokoneavusteinen mittaaminen, opetuksen vaikuttavuuden arviointi Kampus Kurssin opetus ja kokeet järjestetään Joensuun kampuksella LUMA-laboratoriossa. Lisätietoja Kohderyhmä: opettajaksi opiskelevat. Toteutetaan periodeissa 3 ja 4. Opetuskieli on suomi Kvantti- ja atomifysiikka (4op) Quantum and Atomic Physics Vastuuopettaja: Yliopistonlehtori Mervi Asikainen

25 Osaamistavoitteet Kurssi jäsentää näkemystä kvanttifysiikasta fysiikan osa-alueena. Kurssin jälkeen opiskelija hallitsee kvanttifysiikan syntyyn johtaneet kvantti-ilmiöt, ymmärtää aaltohiukkasdualismin perusteita ja osaa ratkaista kvanttimekaniikan perusongelmia. Opiskelija myös ymmärtää atomin kvantittumiseen liittyviä ilmiöitä ja käsitteitä. Sisältö Sähkömagneettisen säteilyn hiukkasmainen käyttäytyminen, aineen aaltomainen käyttäytyminen, sidottujen tilojen yksinkertaiset tapaukset, esimerkkejä vapaista tiloista, atomin kvantittuminen. Suoritustavat kirjallinen kuulustelu Toteutustavat Luentoja 30 h, demonstraatioita 16 h. Oppimateriaalit Harris: Modern Physics. s ja muu luennoilla jaettava materiaali. Luennot ja harjoitukset Moodlessa. Arvosteluperusteet arvosteluasteikko 0-5 Opettajat Mervi Asikainen Ajankohta Joka vuosi Tarjontatieto 3. opintovuosi Avainsanat kvanttimekaniikka, atomifysiikka Kampus Joensuun kampus Lisätietoja Luennoidaan periodissa 3. Opetuskieli suomi Laboratoriotyöskentelyn perusteet opettajille (2op)

26 Basic Laboratory Practice for Teachers Vastuuopettaja: Yliopistonlehtori Pekka Hirvonen Osaamistavoitteet Kurssin jälkeen opiskelija ymmärtää koulussa suorittavan kokeellisen työskentelyn erilaisia teoreettisia näkökulmia ja toteutusperiaatteita, harjaantuu koulussa suoritettavaan kokeelliseen työskentelyyn ja tutkimuksellisuuteen sekä oppii ilmiöiden selittämistä ja esittämistä tieteellistä käsitteistöä käyttäen. Sisältö Kurssin teoriaosuus ja toteutusideologia perustuvat alan tieteelliseen tutkimuskirjallisuuteen sisältäen kokeellisen työskentelyn eri lähestymistavat aina Worthingtonin ohjelmasta ja Armstrongin heurismista nykyiseen tutkimukselliseen lähestymistapaan. Kurssilla käydään pienryhmätyöskentelynä läpi keskeisimmät fysiikan kouluopetuksen aiheet perinteistä kouluvälineistöä hyödyntäen. Erityistä huomiota kiinnitetään käsitteistön käyttöön ja ns. virhekäsitysten tunnistamiseen. Suoritustavat Aktiivinen osallistuminen teorialuennoille ja laboratorioharjoituksiin. Toteutustavat Luentoja 5 h, laboratorioharjoituksia 24 h. Oppimateriaalit Kurssia varten kehitetyt luento- ja harjoitusmateriaalit jaetaan kurssin aikana. Arvosteluperusteet hyväksytty / hylätty Opettajat Pekka Hirvonen Esitiedot Kurssi tulee olla suoritettuna ennen kokeellisen koulufysiikan kurssia. Ajankohta opintovuosi Tarjontatieto Joka vuosi. Toteutetaan periodeissa 1 ja 2. Näin kurssi saadaan sovitettua opiskelijoiden aikatauluihin. Avainsanat kokeellinen työskentely, tutkimuksellisuus, vaihtoehtoiset käsitykset

27 Kampus Kurssin opetus ja kokeet järjestetään Joensuun kampuksella LUMA-laboratoriossa. Lisätietoja Kurssi on tarkoitettu opettajiksi opiskeleville. Kurssi on suoritettava ennen Kokeellisen koulufysiikan kurssia Mekaniikka (4op) Mechanics Vastuuopettaja: Professori Markku Kuittinen Osaamistavoitteet Kurssin suoritettuaan, opiskelijat ymmärtävät konservatiiviset ja ei konservatiiviset voimakentät, tietävät Lagrangen funktion ja osaavat muodostaa liikeyhtälöitä. Sisältö Hiukkasjoukon kinematiikkaa ja dynamiikkaa kolmessa dimensiossa sekä jäykän kappaleen mekaniikkaa. Konservatiiviset voimakentät ja potentiaali. Värähdysliikkeet. Variaatiolaskentaa. Johdatus Lagrangen ja Hamiltonin liikeyhtälöihin. Suoritustavat Kirjallinen kuulustelu. Toteutustavat Luentoja 30 h, laskuharjoituksia 16 h. Oppimateriaalit Thornton, Marion: Classical Dynamics of Particles and Systems, 5. painos Arvosteluperusteet Arvosteluasteikko 0-5 Opettajat - Esitiedot Fysiikan peruskurssi I Ajankohta Toinen opintovuosi Tarjontatieto Joka vuosi

28 Avainsanat Konservatiiviset voimakentät, Lagrange, Hamilton Kampus Joensuun kampus Lisätietoja Luennoidaan periodissa 2. Opetuskieli suomi Sähkömagnetismi (4op) Electromagnetism Vastuuopettaja: professori Tero Setälä Osaamistavoitteet Kurssin jälkeen opiskelija osaa staattisten sähkö- ja magneettikenttien peruskäsitteet ja ymmärtää näiden kenttien käyttäytymisen erilaisissa aineissa. Sisältö Staattinen sähkökenttä, potentiaali, sähkökentän energia, sähkökenttä eristeessä, staattinen magneettikenttä, magneettikentän energia, magneettiset materiaalit, sähkömagneettinen induktio, vaihtovirta, puolijohteet. Suoritustavat Kirjallinen kuulustelu. Toteutustavat Luentoja 30h, laskuharjoituksia 16h. Oppimateriaalit M. Mansfield, C. O Sullivan, Understanding Physics, Tero Setälä: Luentomateriaali Arvosteluperusteet arvosteluasteikko 0 5. Opettajat Tero Setälä Esitiedot Fysiikan peruskurssi III. Ajankohta 2. opintovuosi. Tarjontatieto

29 Joka vuosi. Avainsanat Sähkömagnetismi, sähkökenttä, magneettikenttä. Kampus Joensuun kampus Lisätietoja Luennoidaan periodissa 4. Opetuskieli suomi Termofysiikka (4op) Thermodynamics Vastuuopettaja: Yliopistonlehtori Pekka Hirvonen Osaamistavoitteet Kurssin jälkeen opiskelija ymmärtää termodynamiikan pääsäännöt, tilanyhtälöt, kuljetusilmiöt, multiplisiteetti- ja entropiakäsitteen tilastollisen taustan, keskeiset ainetta kuvaavat mallit termofysiikan kannalta ja lämpövoima- ja kylmäkoneiden toiminnan. Sisältö Tilanyhtälöt ja ensimmäinen pääsääntö, tasajakoperiaate ja vapausasteet, kuljetusilmiöt, toisen pääsäännön tilastollinen tarkastelu, termodynaamisen identiteetin tekijät, lämpövoimakoneet, kylmäkoneet ja matalat lämpötilat. Suoritustavat Kurssikoe ja aktiivinen osallistuminen laskuharjoituksiin tai tentti yleisenä tenttipäivänä. Toteutustavat Luennot 30 h, laskuharjoitukset 16 h Oppimateriaalit Schroeder, D. V., Thermal Physics, luentorunko- ja harjoitusmateriaali Moodlessa. Arvosteluperusteet arvosteluasteikko 0-5 Opettajat Tuntiopettaja Esitiedot Fysiikan peruskurssi II Ajankohta

30 2. opintovuosi Tarjontatieto Joka vuosi Avainsanat termofysiikka Kampus Kurssin opetus ja kokeet järjestetään Joensuun kampuksella Lisätietoja luennoidaan 3. periodissa. Opetuskieli suomi Tähtitieteen perusteet (5op) Fundamental Astronomy Vastuuopettaja: laboratoriomestari Tommi Itkonen Osaamistavoitteet Oppilas tuntee kurssin jälkeen tähtitieteen peruskäsitteitä, mittoja, ilmiöitä ja prosesseja. Kurssi antaa perustietoja, joita voi hyödyntää esim. koulujen tähtitiedekurssien toteutukseen. Sisältö Kurssilla käydään lyhyesti läpi tähtitieteen eri osa-alueet, mm. aurinkokunta, taivaanmekaniikka, havaintolaitteet, astrofysiikka, maailmankaikkeuden rakenne, kosmologia. Suoritustavat kirjallinen kuulustelu Toteutustavat Luentoja 36 h, 3 harjoitustyötä tai demonstraatiota. Oppimateriaalit Karttunen et al., Tähtitieteen perusteet, luentomoniste. Arvosteluperusteet arvosteluasteikko 0-5. Opettajat Tommi Itkonen Esitiedot Ei edellytyksiä. Ajankohta

31 Ei erityisiä suosituksia ajankohdalle. Tarjontatieto Joka vuosi. Avainsanat astronomia, universumi, teleskooppi, kosmologia. Kampus Joensuun kampus Lisätietoja Opetuskieli suomi. Luennoidaan periodeissa 3 ja 4. Voidaan sisällyttää fysiikan opettajan syventäviin opintoihin Numeerisen laskennan alkeet (4op) Basics of Numerical Analysis Vastuuopettaja: Yliopistonlehtori Hannu Laamanen Osaamistavoitteet Kurssin tavoitteena on antaa opiskelijalle perustiedot Matlab-ohjelmiston käytöstä fysiikan ja matematiikan numeeristen ongelmien ratkaisemisessa. Sisältö Matriisilaskennan perusteet, alkeisfunktiot, interpolointi, funktion sovittaminen mittausaineistoon, graafiset kuvaajat, omien funktioiden muodostaminen, symbolinen laskenta, differentiaaliyhtälöt. Suoritustavat Aktiivinen osanotto luennoille ja harjoituksiin ja harjoitustyön tekeminen. Toteutustavat Luentoja 32 h, harjoitustyö. Opetus atk-luokassa. Oppimateriaalit luentomoniste Arvosteluperusteet hyväksytty / hylätty Opettajat Hannu Laamanen Esitiedot

32 Suositeltavat taustatiedot: matriisilaskennan perusteet. Ajankohta opintovuosi Tarjontatieto luennoidaan joka vuosi Kampus Joensuun kampus Lisätietoja Luennoidaan periodissa Säteilyfysiikkaa (2op) Radiation Physics Vastuuopettaja: Yliopistonlehtori Martti Mäkinen Osaamistavoitteet Kurssin tavoitteena on perehdyttää opiskelija säteilyn syntyyn, säteilyn ja materiaalin vuorovaikutusprosesseihin, säteilykenttää kuvaaviin suureisiin, radioaktiiviseen säteilyyn luonnossa ja ihmisen oman toiminnan aiheuttamaan säteilyyn, oppia ymmärtämään säteilyn käyttöä tekniikassa ja lääketieteessä sekä ymmärtää säteilyn terveysvaikutukset. Sisältö Ionisoiva säteily, säteilyn synty, säteilyn ja aineen välinen vuorovaikutus, suureet ja säteilymittaukset, radioaktiivisuus luonnossa, säteilyn biologiset vaikutukset, radioaktiivisuus ihmisessä, ionisoimaton säteily ja säteilysuojelu. Suoritustavat kirjallinen kuulustelu Toteutustavat Luentoja ja harjoituksia 22 tuntia Oppimateriaalit Luentomateriaali jaetaan luennoilla. Arvosteluperusteet arvosteluasteikko 0-5. Opettajat Martti Mäkinen

33 Esitiedot Suositeltavat taustatiedot: fysiikan perusopinnot. Ajankohta opintovuosi Tarjontatieto luennoidaan joka vuosi Kampus Joensuun kampus Lisätietoja Kurssi luennoidaan viimeistä kertaa 2 op laajuisena lukuvuonna Opetuskieli suomi. Luennoidaan periodeissa Säteilyfysiikkaa (3op) Radiation Physics Vastuuopettaja: Yliopistonlehtori Martti Mäkinen Osaamistavoitteet Kurssin tavoitteena on perehdyttää opiskelija säteilyn syntyyn, säteilyn ja materiaalin vuorovaikutusprosesseihin, säteilykenttää kuvaaviin suureisiin, radioaktiiviseen säteilyyn luonnossa ja ihmisen oman toiminnan aiheuttamaan säteilyyn, oppia ymmärtämään säteilyn käyttöä tekniikassa ja lääketieteessä sekä ymmärtää säteilyn terveysvaikutukset. Sisältö Radioaktiivinen hajoaminen, alfa-, beeta-, gamma- ja röntgensäteily, säteilyn ja aineen vuorovaikutus, säteilyn yksiköt ja mittaaminen, säteilyn biologiset vaikutukset, luonnollinen ja ihmisen aiheuttama radioaktiivisuus, ionisoimaton säteily, säteilysuojelu. Suoritustavat kirjallinen kuulustelu Toteutustavat Luentoja ja harjoituksia 32 tuntia Oppimateriaalit Luentomateriaali jaetaan luennoilla. Arvosteluperusteet arvosteluasteikko 0-5.