FYSIIKKA Joensuun kampus Opinto-opas 2018-2021 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.
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) fysiikan aineenopettajan koulutus
Tutkinnon rakenne ja opintojen ohjeellinen ajoittuminen kandidaatti maisteri koodi nimi 1 2 3 4 5 s k s k s k s k s k Yleisopinnot 4 op 1131000 Yliopisto-opinnot käyntiin 1 op x 1131001 Kandidaatintutkinnon HOPS 1 op x 3315140 Johdantokurssi luonnontieteisiin ja matematiikkaan 1 op x 8020210 Fysiikan tiedonhaku 1 op x Kieli- ja viestintäopinnot 9 op 8012302 Ruotsia fysiikan, kemian ja matematiikan opiskelijoille 3 op o o o 8013327 English Academic Reading Skills for Mathematics, Physics and Chemistry 2 op o o o 8011305 Kirjoitusviestintää fysiikan, kemian ja matematiikan opiskelijoille 2 op o o o o 8011449 Puheviestintää luonnontieteiden ja metsätieteiden opiskelijoille 2 op o o o o 3314000 Fysiikan perusopinnot 25 op 3310001 Fysiikan peruskurssi I 5 op x 3310002 Fysiikan peruskurssi II 4 op x 3310003 Fysiikan peruskurssi III 5 op x 3310004 Fysiikan peruskurssi IV 5 op x 3310005 Fysiikan perustyöt 6 op o o 3314150 Fysiikan perus- ja aineopinnot opettajille 70 op 3314000 Fysiikan perusopinnot 25 op x x 3311006 Fysiikan matemaattiset menetelmät 4 op x 3311012 Mekaniikka 4 op x 3311017 Termofysiikka 4 op x 3311016 Sähkömagnetismi 4 op x 3311005 Fotoniikka 4 op x 3311010 Kvantti- ja atomifysiikka 4 op x 3311027 Tutkimusperustaisen fysiikan opetuksen perusteet 5 op x 3311011 Laboratoriotyöskentelyn perusteet opettajille 2 op * x 3311008 Kokeellisen koulufysiikan kurssi 4 op * x LuK-seminaari x 3311410 Fysiikan kandidaatintutkielma 10 op o o 3311400 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:
Opettajan pedagogiset opinnot 25 op sivuaineopintoina 2310211 Oppimisen ja kehityksen perusteet 5 op x 2310212 Orientoituminen kasvatus- ja koulutusalalle 2 op x 2310231 Orientoiva harjoittelu H1 3 op x 2310230 Erityispedagoginen näkökulma oppimisen tukemiseen 5 op x 2310231 Vuorovaikutus moninaisissa ympäristöissä 5 op ** x Toinen seuraavista: ** 2310232 Kasvatus kestävään tulevaisuuteen 5 op x o o 2310233 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 (2310215) ja opintojakso 2310214. Tällöin opintojaksot 2310231 ja 2310232 /2310233 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 kandidaatti maisteri koodi nimi 1 2 3 4 5 s k s k s k s k s k Yleisopinnot 4 op 1131000 Yliopisto-opinnot käyntiin 1 op x 1131001 Kandidaatintutkinnon HOPS 1 op x 3315140 Johdantokurssi luonnontieteisiin ja matematiikkaan 1 op x 8020210 Fysiikan tiedonhaku 1 op x Kieli- ja viestintäopinnot 9 op 8012302 Ruotsia fysiikan, kemian ja matematiikan opiskelijoille 3 op o o o 8013327 English Academic Reading Skills for Mathematics, Physics and Chemistry 2 op o o o 8011305 Kirjoitusviestintää fysiikan, kemian ja matematiikan opiskelijoille 2 op o o o o 8011449 Puheviestintää luonnontieteiden ja metsätieteiden opiskelijoille 2 op o o o o 3314000 Fysiikan perusopinnot 25 op 3310001 Fysiikan peruskurssi I 5 op x 3310002 Fysiikan peruskurssi II 4 op x 3310003 Fysiikan peruskurssi III 5 op x 3310004 Fysiikan peruskurssi IV 5 op x 3310005 Fysiikan perustyöt 6 op o o 3314150 Fysiikan perus- ja aineopinnot opettajille 70 op 3314000 Fysiikan perusopinnot 25 op x x 3311006 Fysiikan matemaattiset menetelmät 4 op x 3311012 Mekaniikka 4 op x 3311017 Termofysiikka 4 op x 3311016 Sähkömagnetismi 4 op x 3311005 Fotoniikka 4 op x 3311010 Kvantti- ja atomifysiikka 4 op x 3311027 Tutkimusperustaisen fysiikan opetuksen perusteet 5 op x
3311011 Laboratoriotyöskentelyn perusteet opettajille 2 op * x 3311008 Kokeellisen koulufysiikan kurssi 4 op * x LuK-seminaari x 3311410 Fysiikan kandidaatintutkielma 10 op o o 3311400 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: Opettajan pedagogiset opinnot 25 op sivuaineopintoina 2310211 Oppimisen ja kehityksen perusteet 5 op x 2310212 Orientoituminen kasvatus- ja koulutusalalle 2 op x 2310231 Orientoiva harjoittelu H1 3 op x 2310230 Erityispedagoginen näkökulma oppimisen tukemiseen 5 op x 2310231 Vuorovaikutus moninaisissa ympäristöissä 5 op ** x Toinen seuraavista: ** 2310232 Kasvatus kestävään tulevaisuuteen 5 op x 2310233 Kasvatus moninaisuuden kulttuureissa 5 op x o Luokanopettajan monialaiset opinnot 25 op sivuaineopintoina 2310001 Tekstitaidot ja kielitieto 5 op x 2310003 Tutkiva oppiminen luonnontieteiden opetuksessa ja x a oppimisessa, osa 1 3,5 op 2130003 Tutkiva oppiminen luonnontieteiden opetuksessa ja x b oppimisessa, osa 2 1,5 op 2310002 Kirjallisuuskasvatus 5 op x 2320453 Taito- ja taideaineiden pedagogiikan perusteet 1 5 op x Katsomusaineen pedagogiikan perusteet + soveltava o draama 3 + 2 op x **) Opettajan pedagogiset opinnot on mahdollista suorittaa myös siten, että kandidaatintutkintoon sisällytettävässä 25 op:n kokonaisuudessa suoritetaan perusharjoittelu H2 (2310215) ja opintojakso 2310214. Tällöin opintojaksot 2310231 ja 2310232 /2310233 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), fyysikko Tutkinnon rakenne ja opintojen ohjeellinen ajoittuminen kandidaatti maisteri koodi nimi 1 2 3 4 5 s k s k s k s k s k Yleisopinnot 4 op 1131000 Yliopisto-opinnot käyntiin 1 op x 1131001 Kandidaatintutkinnon HOPS 1 op x 3315140 Johdantokurssi luonnontieteisiin ja matematiikkaan 1 op x 8020210 Fysiikan tiedonhaku 1 op x Kieli- ja viestintäopinnot 9 op 8012302 Ruotsia fysiikan, kemian ja matematiikan opiskelijoille 3 op o o o 8013327 English Academic Reading Skills for Mathematics, Physics and Chemistry 2 op o o o 8011305 Kirjoitusviestintää fysiikan, kemian ja matematiikan opiskelijoille 2 op o o o o 8011449 Puheviestintää luonnontieteiden ja metsätieteiden opiskelijoille 2 op o o o o 3314000 Fysiikan perusopinnot 25 op 3310001 Fysiikan peruskurssi I 5 op x 3310002 Fysiikan peruskurssi II 4 op x 3310003 Fysiikan peruskurssi III 5 op x 3310004 Fysiikan peruskurssi IV 5 op x 3310005 Fysiikan perustyöt 6 op o o 3314101 Fysiikan perus- ja aineopinnot 80 op 3314000 Fysiikan perusopinnot 25 op x x 3311006 Fysiikan matemaattiset menetelmät 4 op x 3311012 Mekaniikka 4 op x 3311017 Termofysiikka 4 op x 3311016 Sähkömagnetismi 4 op x 3311005 Fotoniikka 4 op x 3311010 Kvantti- ja atomifysiikka 4 op x 3311001 Aineopintojen laboratoriotyöt I 5 op x x 3311002 Aineopintojen laboratoriotyöt II 6 op x x LuK-seminaari x 3311410 Fysiikan kandidaatintutkielma 10 op o o 3311400 Fysiikan kandidaatintutkielman kypsyysnäyte 0 op o o Valinnaiset aineopinnot 10 op 3311022 Numeerisen laskennan alkeet 4 op o o o 3311018 Tähtitieteen perusteet 5 op o o o 3312069 Signaalinkäsittelyn perusteet 3 op o o o o 3311025 Säteilyfysiikkaa 2op o o 3351803 Meteorologian perusteet 4 op 3311020 *) 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 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 kandidaatti maisteri koodi nimi 1 2 3 4 5 s k s k s k s k s k Yleisopinnot 1 op 3310302 Maisterin tutkinnon HOPS 1 op x Kieli- ja viestintäopinnot 2 op Advanced English Academic and Professional 8013328 Communication for Mathematics, Physics, Chemistry o o and Computer Science 2 op 3314250 Fysiikan syventävät opinnot opettajille 60 op 3312074 Tutkimusperustainen fysiikan opetus - syventävä osuus 5 op o o 3312076 Teknologisten prosessien suunnittelu ja toteutus koulussa 2 op o o 3312077 Kvantitatiivisten luonnontieteiden tiedon rakentumisprosessit 4 op o o 3317474 Ilmiölähtöisyys luonnontieteiden ja matematiikan aineenopettajakoulutuksessa 5 op o o 3312004 Fysiikan historia 5 op o o 3312021 Materiaalifysiikka 4 op o o 3312075 Fysiikan opettajien syventävät työt 5 op x x 3312005 Fysiikan pro gradu -seminaari 2 op x 3312450 Fysiikan pro gradu -tutkielma 20 op x x 3312400 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 25+35 op. 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: Opettajan pedagogiset opinnot 35 op sivuaineopintoina 2310214 Opetus- ja oppimisprosessin suunnittelu, toteutus ja arviointi 3 op x 2310215 Perusharjoittelu H2 7 op x 2310234 Opetuksen eheyttäminen ja tutkiva opettajuus 3 op x 2310235 Syventävä harjoittelu H3 7 op x 2310236 Monialainen opettajuus 5 op o x 2310237 Soveltava harjoittelu H4 5 op x Yksi seuraavista (ei samaa kuin kandidaatin tutkinnossa): 2310232 Kasvatus kestävään tulevaisuuteen 5 op x o o 2310233 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 kandidaatti maisteri koodi nimi 1 2 3 4 5 s k s k s k s k s k Yleisopinnot 1 op 3310302 Maisterin tutkinnon HOPS 1 op x Kieli- ja viestintäopinnot 2 op Advanced English Academic and Professional 8013328 Communication for Mathematics, Physics, Chemistry o o and Computer Science 2 op 3314250 Fysiikan syventävät opinnot opettajille 60 op 3312075 Tutkimusperustainen fysiikan opetus - syventävä osuus 5 op o o 3312076 Teknologisten prosessien suunnittelu ja toteutus koulussa 2 op o o 3312077 Kvantitatiivisten luonnontieteiden tiedon rakentumisprosessit 4 op o o 3317474 Ilmiölähtöisyys luonnontieteiden ja matematiikan aineenopettajakoulutuksessa 5 op o o 3312004 Fysiikan historia 5 op o o 3312075 Fysiikan opettajien syventävät työt 5 op x x 3312021 Materiaalifysiikka 4 op o o 3312005 Fysiikan pro gradu -seminaari 2 op x 3312450 Fysiikan pro gradu -tutkielma 20 op x x 3312400 Fysiikan pro gradu -tutkielman kypsyysnäyte 0 op o o Valinnaiset syventävät opinnot 8 op o o o o Opettajan pedagogiset opinnot 35 op sivuaineopintoina
2310214 Opetus- ja oppimisprosessin suunnittelu, toteutus ja arviointi 3 op x 2310215 Perusharjoittelu H2 7 op x 2310234 Opetuksen eheyttäminen ja tutkiva opettajuus 3 op x 2310235 Syventävä harjoittelu H3 7 op x 2310236 Monialainen opettajuus 5 op o x 2310237 Soveltava harjoittelu H4 5 op x Yksi seuraavista (ei samaa kuin kandidaatin tutkinnossa): 2310232 Kasvatus kestävään tulevaisuuteen 5 op x o o 2310233 Kasvatus moninaisuuden kulttuureissa 5 op x o Kehittävä ja jaettu asiantuntijuus 5 op Luokanopettajan monialaiset opinnot 35 op sivuaineopintoina 2320454 Taito- ja taideaineiden pedagogiikan perusteet 2 8 op x 2320455 Taito- ja taideaineiden pedagogiikan perusteet 3 8 op x 2310004 Matematiikan pedagogiset perusteet 7 op x 2310005 Yhteiskuntalähtöisyys historia- ja luonnontiedekasvatuksessa 7 op x Monialaisten valinnainen opintojakso 5 op o o o o Sivuaineiden opinnot: 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: Opettajan pedagogiset opinnot 35 op sivuaineopintoina 2310214 Opetus- ja oppimisprosessin suunnittelu, toteutus ja arviointi 3 op x 2310215 Perusharjoittelu H2 7 op x 2310234 Opetuksen eheyttäminen ja tutkiva opettajuus 3 op x 2310235 Syventävä harjoittelu H3 7 op x 2310236 Monialainen opettajuus 5 op o x 2310237 Soveltava harjoittelu H4 5 op x Yksi seuraavista (ei samaa kuin kandidaatin tutkinnossa): 2310232 Kasvatus kestävään tulevaisuuteen 5 op x o o 2310233 Kasvatus moninaisuuden kulttuureissa 5 op x o Kehittävä ja jaettu asiantuntijuus 5 op Luokanopettajan monialaiset opinnot 35 op sivuaineopintoina 2320454 Taito- ja taideaineiden pedagogiikan perusteet 2 8 op x 2320455 Taito- ja taideaineiden pedagogiikan perusteet 3 8 op x 2310004 Matematiikan pedagogiset perusteet 7 op x 2310005 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 kandidaatti maisteri koodi nimi 1 2 3 4 5 s k s k s k s k s k Yleisopinnot 1 op 3310302 Maisterin tutkinnon HOPS 1 op x Kieli- ja viestintäopinnot 2 op Advanced English Academic and Professional 8013328 Communication for Mathematics, Physics, Chemistry o o and Computer Science 2 op 3314202 Fysiikan syventävät opinnot 90 op 3312057 Fotoniikan matemaattiset menetelmät 4 op x 3312063 Viestintätaidot 4 op x 3312016 Kvanttifysiikka 4 op x 3312008 Fysikaalinen optiikka 4 op x 3312052 Luonnontieteilijän data- ja virheanalyysi 2 op x 3312032 Syventävien opintojen mittausmenetelmäkurssi ja syventävät työt 17 op x x x 3312021 Materiaalifysiikka 4 op x 3312005 Fysiikan pro gradu -seminaari 2 op x 3312410 Fysiikan pro gradu -tutkielma 30 op x x 3312400 Fysiikan pro gradu -tutkielman kypsyysnäyte 0 op o o Valinnaiset syventävät opinnot 29 op 3312056 Epälineaarinen optiikka 4 op x 3312055 Fotoniikan ja optiikan perusteet 4 op x 3312012 Harjoittelu 2-6 op kesä 3312059 Kvanttioptiikka 4 op x 3312058 Laserfysiikka 4 op x 3312020 Materiaalien optisten ominaisuuksien mallintaminen 4 op x 3312060 Mikro- ja nanofotoniikka 4 op x 3312025 Näyttöteknologia 5 op x 3312064 Optinen suunnittelu I: geometrinen optiikka 4 op x 3312027 Optinen suunnittelu II: numeerinen mallintaminen 4 op x 3312048 Optisen tietoliikennetekniikan komponentit 4 op x 3312071 Laitteistojen kontrollointi graafisen ohjelmoinnin avulla 2 op x 3312039 Paperi- ja painotuotteiden optiset ominaisuudet 4 op kesä 3312031 Spektrikuvauslaitteet 5 op x 3312069 Signaalinkäsittelyn perusteet 3 op o o 3312073 Fotoniikan sovellukset (4 op) x 3312062 Värioppi 4 op x Vapaasti valittavia opintoja suoritetaan siten, että tutkinnon kokonaislaajuudeksi tulee vähintään 120 opintopistettä. FYSIIKKA SIVUAINEENA
Fysiikan perusopinnot (25 op) 3314000 Fysiikan peruskurssi I Fysiikan peruskurssi II Fysiikan peruskurssi III Fysiikan peruskurssi IV Fysiikan perustyöt 5 op 4 op 5 op 5 op 6 op Fysiikan aineopinnot opettajille, sivuaine (35 op) 3314320 Fysiikan matemaattiset menetelmät Mekaniikka Termofysiikka Sähkömagnetismi Fotoniikka Kvantti- ja atomifysiikka Tutkimusperustaisen fysiikan opetuksen perusteet Laboratoriotyöskentelyn perusteet opettajille Kokeellisen koulufysiikan kurssi 4 op 4 op 4 op 4 op 4 op 4 op 5 op 2 op 4 op Fysiikan aineopinnot, sivuaine (35 op) 3314300 Fysiikan matemaattiset menetelmät Mekaniikka Termofysiikka Sähkömagnetismi Fotoniikka Kvantti- ja atomifysiikka Aineopintojen laboratoriotyöt I Valinnaiset aineopinnot 4 op 4 op 4 op 4 op 4 op 4 op 5 op 6 op Fysiikan syventävät opinnot opettajille, sivuaine (30 op) 3314380 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) 3314360 Kvanttifysiikka Fysikaalinen optiikka Materiaalifysiikka Vapaasti valittavia syventävien opintojen kursseja Syventävien opintojen mittausmenetelmäkurssi ja syventävät työt 4 op 4 op 4 op 10 op 8 op
Opintojaksot 1131000 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 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 3315140 Johdantokurssi luonnontieteisiin ja matematiikkaan (1op) 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 Joka vuosi Kampus Joensuun kampus. Lisätietoja Luennoidaan periodissa 1. Opetuskieli suomi. 1131001 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. Ajankohta 1. opintovuosi Lisätietoja Toteutetaan periodeissa 1 ja 2. 3310302 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. 3310001 Fysiikan peruskurssi I (5op) Basic Physics I Vastuuopettaja: lehtori Arvo Vaittinen Osaamistavoitteet Kurssin suoritettuaan, opiskelijat ymmärtävät Newtonin mekaniikkaa ja siihen liittyviä sovelluksia. Sisältö Yksi- ja kaksiulotteisen liikkeen kinematiikkaa. Newtonin liikelait, työ, energia ja liikemäärä. 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 Arvo Vaittinen Ajankohta Ensimmäinen opintovuosi Tarjontatieto Joka vuosi Avainsanat Kinematiikka, dynamiikka, Newton, gravitaatio Kampus Joensuun kampus Lisätietoja Luennoidaan periodissa 1. Opetuskieli suomi. 3310002 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. 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 16-20. Luento- ja harjoitusmateriaali Moodlessa. Arvosteluperusteet arvosteluasteikko 0-5 Opettajat Mervi Asikainen Edellytykset Fysiikan peruskurssi I Ajankohta 1. Opintovuosi Avainsanat termofysiikka, värähdys- ja aaltoliike Kampus Joensuun kampus Lisätietoja luennoidaan 2. periodissa. Opetuskieli suomi. 3310003 Fysiikan peruskurssi III (5op) Basic Physics III Vastuuopettaja: lehtori Arvo Vaittinen Osaamistavoitteet Kurssin suoritettuaan opiskelijat tuntevat sähkömagnetismiin liittyvät perusasiat. Sisältö Sähkökenttä, potentiaali ja kapasitanssi. Sähkövirta, resistanssi ja tasavirtapiirit. Magneettikenttä ja sähkömagneettinen induktio. Vaihtovirtapiirit. Suoritustavat
Kirjallinen kuulustelu Toteutustavat Luentoja ja tutoriaaleja 40 h, laskuharjoituksia 16 h Oppimateriaalit Knight, R.D.: Physics for Scientists and Engineers, 4. painos, luvut 22-32 Arvosteluperusteet Arvosteluasteikko 0-5 Opettajat Arvo Vaittinen Ajankohta Ensimmäinen opintovuosi Tarjontatieto Joka vuosi Avainsanat Sähkökenttä, DC/AC piirit, magneettikenttä Kampus Joensuun kampus Lisätietoja Luennoidaan periodissa 3. Opetuskieli suomi. 3310004 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. Toteutustavat Luentoja ja tutoriaaleja 40 h, laskuharjoituksia 16 h Oppimateriaalit Knight, R. D: Physics for Scientists and Engineers, 3. painos, luvut 21-24 ja 37-38. Luentoja harjoitusmateriaali Moodlessa. Arvosteluperusteet arvosteluasteikko 0-5 Opettajat Mervi Asikainen Edellytykset Fysiikan peruskurssit I-III Ajankohta 1. opintovuosi Avainsanat optiikka, kvanttifysiikka Kampus Joensuun kampus Lisätietoja luennoidaan 4. periodissa. Opetuskieli suomi. 3310005 Fysiikan perustyöt (6op) Basic Laboratory Practice in Physics Vastuuopettajat: Lehtori Arvo Vaittinen ja 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 Työluento sekä kymmenen laboratoriotyötä. Laboratoriotöiden aiheet on valittu niin, että ne tukevat Fysiikan peruskurssien I-IV teoreettista opetusta. Oppimateriaalit Työohjekirja. Arvosteluperusteet hyväksytty / hylätty Opettajat Arvo Vaittinen, tuntiopettaja Ajankohta 1. opintovuosi Kampus Joensuun kampus Lisätietoja Opetuskieli suomi. Kurssi toteutetaan jokaisessa periodissa. 3311001 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 arvosteluasteikko 0-5, arvosana määräytyy työselostusten arvosanoista. Opettajat Martti Mäkinen Edellytykset 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. 3311002 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. Arvosteluperusteet arvosteluasteikko 0-5, arvosana määräytyy työselostusten arvosanoista. Opettajat Martti Mäkinen Edellytykset Edeltävät opinnot: Aineopintojen laboratoriotyöt I Ajankohta 2. - 3. opintovuosi Kampus Joensuun kampus Lisätietoja Opetuskieli suomi 3311005 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 arvosteluasteikko 0-5 Opettajat Markku Kuittinen Edellytykset 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. 3311006 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 Arvosteluperusteet arvosteluasteikko 0-5 Opettajat Hannu Laamanen Edellytykset 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 1. 3311008 Kokeellisen koulufysiikan kurssi (4op) Laboratory Practice for Teachers in Physics Vastuuopettaja: Yliopistonlehtori Pekka Hirvonen 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 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 Edellytykset 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. 3311010 Kvantti- ja atomifysiikka (4op) Quantum and Atomic Physics Vastuuopettaja: Yliopistonlehtori Mervi Asikainen 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. 73-230 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. 3311011 Laboratoriotyöskentelyn perusteet opettajille (2op)
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 Edellytykset Kurssi tulee olla suoritettuna ennen kokeellisen koulufysiikan kurssia. Ajankohta 2.-3. opintovuosi Tarjontatieto Joka vuosi. Toteutetaan periodeissa 1 ja 2. Näin kurssi saadaan sovitettua opiskelijoiden aikatauluihin.
Avainsanat kokeellinen työskentely, tutkimuksellisuus, vaihtoehtoiset käsitykset Kampus Kurssin opetus ja kokeet järjestetään Joensuun kampuksella LUMA-laboratoriossa. Lisätietoja Kurssi on tarkoitettu opettajiksi opiskeleville. Kurssi on suoritettava ennen Kokeellisen koulufysiikan kurssia. 3311012 Mekaniikka (4op) Mechanics Vastuuopettaja: lehtori Arvo Vaittinen 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 Arvo Vaittinen Edellytykset
Fysiikan peruskurssi I Ajankohta Toinen opintovuosi Tarjontatieto Joka vuosi Avainsanat Konservatiiviset voimakentät, Lagrange, Hamilton Kampus Joensuun kampus Lisätietoja Luennoidaan periodissa 2. Opetuskieli suomi. 3311016 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 Edellytykset Fysiikan peruskurssi III. Ajankohta 2. opintovuosi. Tarjontatieto Joka vuosi. Avainsanat Sähkömagnetismi, sähkökenttä, magneettikenttä. Kampus Joensuun kampus Lisätietoja Luennoidaan periodissa 4. Opetuskieli suomi. 3311017 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 Pekka Hirvonen Edellytykset Fysiikan peruskurssi II Ajankohta 2. opintovuosi Tarjontatieto Joka vuosi Avainsanat termofysiikka Kampus Kurssin opetus ja kokeet järjestetään Joensuun kampuksella Lisätietoja luennoidaan 3. periodissa. Opetuskieli suomi. 3311018 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 Edellytykset Ei edellytyksiä. Ajankohta 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.
3311022 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 Edellytykset Suositeltavat taustatiedot: matriisilaskennan perusteet. Ajankohta 1. - 3. opintovuosi Tarjontatieto luennoidaan joka vuosi Kampus Joensuun kampus
Lisätietoja Luennoidaan periodissa 4. 3311025 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 Edellytykset Suositeltavat taustatiedot: fysiikan perusopinnot. Ajankohta