Pracownia dydaktyki fizyki 2

Wiadomości z fizyki na poziomie I roku studiów.

Wiadomości o sposobach analizy i przedstawiania danych doświadczalnych.

Godziny realizowane z udziałem nauczycieli ( godz.): - udział w ćwiczeniach – 30 godz.

Czas poświęcony na pracę indywidualną studenta ( godz.): - przygotowanie do ćwiczeń – 15 godz. - pisanie raportów, - 15 godz.

Łącznie: 60 godz. (2 ECTS)

W1 - posiada wiedzę o podstawowych koncepcjach, zasadach i

teoriach dydaktyki (fizyka K_W01)

W2 - posiada wiedzę o historycznym rozwoju teorii edukacji i ich

implementacji (fizyka K_W01)

W3 – zna podstawowe metody, formy i środki dydaktyczne

W4 – rozumie znaczenie nauki i edukacji dla rozwoju

społeczeństwa (fizyka K_W01)

W5 - ma podstawową wiedzę dotyczącą uwarunkowań prawnych

systemu edukacji (fizyka K_W07)

W6 - ma podstawową wiedzę dotyczącą uwarunkowań etycznych

związanych z działalnością dydaktyczną (fizyka K_W07)

Efekty uczenia się wynikające z załącznika nr 1 do

Rozporządzenia MNiSW z dnia 25 lipca 2019 r. w sprawie

standardów kształcenia przygotowujących do wykonywania

zawodu nauczyciela

Absolwent zna i rozumie na poziomie pogłębionym:

D.1.W1. miejsce fizyki w ramowych planach nauczania w szkole

ponadpodstawowej, wyrażone w wymaganiach ogólnych

podstawy programowej i treściach programowych;

D.1.W2. podstawę programową, cele kształcenia i treści nauczania

fizyki w szkole na poziomie ponadpodstawowym;

D.1.W3. integrację wewnątrz- i międzyprzedmiotową; zagadnienia

związane z programem nauczania, zasady projektowania procesu

kształcenia oraz rozkładu materiału;

D.1.W4. kompetencje merytoryczne, dydaktyczne nauczyciela

fizyki, w tym potrzebę zawodowego rozwoju, także z

wykorzystaniem technologii informacyjno-komunikacyjnej, oraz

dostosowywania sposobu komunikowania się do poziomu rozwoju

uczniów i stymulowania aktywności poznawczej uczniów, w tym;

kreowania sytuacji dydaktycznych; rolę nauczyciela fizyki jako

popularyzatora wiedzy

D.1.W5. konwencjonalne i niekonwencjonalne metody nauczania,

w tym metody aktywizujące i metodę projektów, proces uczenia

się przez działanie, odkrywanie lub dociekanie ucznia;

D.1.W7. organizację pracy uczniów w klasie i grupach:

zagadnienie nauczania interdyscyplinarnego, zajęcia terenowe i

laboratoryjne:

D.1.W8. pomoce dydaktyczne z zakresu fizyki – dobór i

wykorzystanie zasobów edukacyjnych, w tym elektronicznych i

obcojęzycznych, edukacyjne zastosowania mediów i technologii

informacyjno-komunikacyjnej; potrzebę wyszukiwania, adaptacji i

tworzenia elektronicznych zasobów edukacyjnych i projektowania

multimediów;

D.1.W10. rolę diagnozy, kontroli i oceniania w pracy

dydaktycznej, funkcje oceny;

D.1.W12. rolę diagnozy wstępnej uczniów potrzebę kształtowania

pojęć, postaw, umiejętności praktycznych, w tym rozwiązywania

problemów i wykorzystywania wiedzy; metody i techniki

skutecznego uczenia się; metody strukturyzacji wiedzy oraz

konieczność powtarzania i utrwalania wiedzy i umiejętności;

D.1.W13. znaczenie rozwijania umiejętności osobistych i

społeczno-emocjonalnych uczniów: potrzebę kształtowania

umiejętności współpracy uczniów, w tym grupowego

rozwiązywania problemów oraz budowania systemu wartości i

rozwijania postaw etycznych uczniów, a także kształtowania

kompetencji komunikacyjnych i nawyków kulturalnych;

D.1.W14. warsztat pracy nauczyciela; właściwe wykorzystanie

czasu lekcji przez ucznia i nauczyciela;

D.1.W15. potrzebę kształtowania u ucznia pozytywnego stosunku

do nauki, rozwijania logicznego i krytycznego myślenia,

kształtowania motywacji do uczenia się danego przedmiotu i

nawyków systematycznego uczenia się, korzystania z różnych

źródeł wiedzy, w tym z Internetu, oraz przygotowania ucznia do

uczenia się przez całe życie przez stymulowanie go do

samodzielnej pracy.

U1 - potrafi w sposób zrozumiały, używając właściwej

metodologii wyjaśnić proste zagadnienia interdyscyplinarne na

poziomie szkoły podstawowej (fizyka K_U01)

U2 - potrafi posługiwać się terminologią naukową i stosowaniem

niezbędnej metodologii opisu zjawisk fizycznych i przyrodniczych

(fizyka K_U03),

U3 - potrafi samodzielnie wyszukiwać informacje w polskiej i

obcej literaturze fachowej i popularno-naukowej, a także w

Internecie (fizyka K_U04)

U4 - potrafi pracować indywidualnie i w zespole; ma świadomość

odpowiedzialności za wspólnie realizowane zadania (fizyka

K_U11)

Efekty uczenia się wynikające z załącznika nr 1 do

Rozporządzenia MNiSW z dnia 25 lipca 2019 r. w sprawie

standardów kształcenia przygotowujących do wykonywania

zawodu nauczyciela

Absolwent potrafi na poziomie pogłębionym:

D.1.U1. identyfikować typowe zadania szkolne z wymaganiami

ogólnymi podstawy programowej, oraz z kompetencjami

kluczowymi;

D.1.U2: przeanalizować rozkład materiału;

D.1.U3: identyfikować powiązania treści nauczania fizyki z

innymi treściami nauczania;

D.1.U4: dostosować sposób komunikacji do poziomu

rozwojowego uczniów;

D.1.U5: kreować sytuacje dydaktyczne służące aktywności i

rozwojowi zainteresowań uczniów oraz popularyzacji wiedzy;

D.1.U7: dobierać metody pracy klasy oraz środki dydaktyczne, w

tym z zakresu technologii informacyjno- komunikacyjnej,

aktywizujące uczniów i uwzględniające ich zróżnicowane

potrzeby edukacyjne;

D.1.U8. merytorycznie i sprawiedliwie oceniać pracę uczniów;

D.1.U10: rozpoznać typowe dla nauczanego przedmiotu lub

prowadzonych zajęć błędy uczniowskie i wykorzystać je w

procesie dydaktycznym;

K1 - zna ograniczenia własnej wiedzy, rozumie złożoność

problematyk edukacyjnych i pedagogicznych (fizyka K_K01)

K2 - ma świadomość odpowiedzialności społecznej zawodu

nauczyciela (fizyka K_K02)

K3 - rozumie znaczenie prawnych aspektów zawodu nauczyciela

oraz uwarunkowań etycznych roli wychowawcy młodzieży (fizyka

K_K03)

K4 - rozumie potrzebę popularyzacji wiedzy z zakresu fizyki w

tym także najnowszych osiągnięć naukowych i technologicznych

Efekty uczenia się wynikające z załącznika nr 1 do

Rozporządzenia MNiSW z dnia 25 lipca 2019 r. w sprawie

standardów kształcenia przygotowujących do wykonywania

zawodu nauczyciela

Absolwent jest gotów, na poziomie pogłębionym, do:

D.1.K2: popularyzowania wiedzy wśród uczniów i w środowisku szkolnym oraz pozaszkolnym;

D.1.K4: promowania odpowiedzialnego i krytycznego wykorzystywania mediów cyfrowych oraz poszanowania praw własności intelektualnej;

D.1.K5: kształtowania umiejętności współpracy uczniów, w tym grupowego rozwiązywania problemów;

D.1.K7: rozwijania u uczniów ciekawości, aktywności i samodzielności poznawczej oraz logicznego i krytycznego myślenia;

Laboratorium, eksperyment, doświadczenie, burza mózgów,

dyskusja, prezentacja studencka

- pokaz

- ćwiczeniowa
- laboratoryjna
- seminaryjna

- metody służące prezentacji treści
- metody wymiany i dyskusji

Celem laboratorium jest przeprowadzenie podstawowych

doświadczeń i eksperymentów wymaganych w podstawie

programowej fizyki na poziomie szkoły podstawowej i

ponadpodstawowej oraz uzupełniających te wymagania. Student

nabiera umiejętności praktycznych do wykonywania zawodu

nauczyciela.

Celem zajęć jest przygotowanie studentów do praktycznego wykorzystania eksperymentu sterowanego komputerowo w nauczaniu fizyki na poziomie szkoły podstawowej i średniej. W szczególności studenci uczą się obsługi i wykorzystania układów PASCO, układów Vernier, systemu Texas Instruments oraz pomiarów za pomocą smart-fonów.

Umiejętności założone obejmują zarówno aspekty fizyczne pomiarów, jak również zagadnienia przetwarzania analogowo-cyfrowego, prezentacji i analizy danych za pomocą software'u, i wymiany informacji.

Zagadnienia zostają przedstawione "w kluczu" inter-dyscyplinarnym, w zależności od zainteresowań studentów.

Lista tematów podstawowych (zob. instrukcje na stronie internetowej)

1. Wprowadzenie: specyfika dydaktycznych pomiarów fizycznych za pomocą systemów komputerowych: zalety pomiarów, unikalne zastosowania (zjawiska ultraszybkie, niedostępne, niepowtarzalne).

2. Czujnik, interfejs, komputer, software. Podstawowe standardy dydaktycznych pomiarów fizycznych za pomocą komputera: USA, UK, Niderlandy.

3. Ruch jednostajny: metoda pomiaru odległości, detektor ultradźwiękowy, prędkość jako pochodna położenia. Błędy grube w pomiarach za pomocą czujników komputerowych.

2. Ruch przyspieszony: siła a przyspieszenie. Przyspieszenie w systemie nie-inercjalnym. Procedury numeryczne: próbkowanie, błędy iteracji

3. Układy odniesienia: rzut pionowy w systemie inercjalnym i nie-inercjalnym. Przebiegi czasowe w czasie rzutów i zderzeń (system Pasco)

4. Zasady dynamiki: zachowanie pędu (zderzenia sprężyste) - od pokazu do rozwiązań matematycznych bilansu. Praktyczne wskazówki w pokazach dydaktycznych.

5. Praca i energia: tarcie i inne opory ruchu. Zderzenie niesprężyste.

6. Akustyka: analiza harmoniczna, dudnienia, analiza natężenia dźwięku. Barwa dźwięku wybranych instrumentów. Zniekształcenia nieliniowe w generatorach dźwięku.

6. Termodynamika: stygnięcie, przewodność cieplna. Pokaz bilansu ciepła.

7. Pole i ładunki elektryczne: prawo Coulomba, prawo Gaussa. Pomiary rozkładu pola elektrycznego dla prostych konfiguracji multipoli.

8. Pole magnetyczne: II prawo Maxwella, przenikalność magnetyczna. Histereza magnetyczna, materiały specjalne dla "izolacji" pola magnetycznego. Pole magnetyczne Ziemi. Pole dipolowe i kwadrupolowe.

9. Prawa indukcji Faradaya: generacja prądu elektrycznego. Doświadczenia ilustrujące prawo Faradaya-Lenza-von Neumanna.

Literatura podstawowa:

1. Instrukcje doświadczeń pod adresem:

http://dydaktyka.fizyka.umk.pl/nowa_strona/?q=Laboratorium%20Eksperymentu%20Fizycznego

2. G. Karwasz, A. Karbowski, K. Gołębiewski, „Toruński doświadczalnik” Materiały Dydaktyczne Zakładu Dydaktyki Fizyki, UMK Toruń 2009.

Literatura uzupełniająca:

3. Komputer w szkolnym laboratorium przyrodniczym: artykuły z wydania specjalnego "Postępów Fizyki", 2009 (G. Karwasz, M. Sadowska, M. Michelini i inni)

4. Halliday & Resnick. Fizyka (kurs uniwersytecki), różne wydania, do wyboru

5. Materiały dydaktyczne ze stron internetowych

dydaktyka.fizyka.umk.pl (projekt MOSEM, "Cztery stany skupienia", Fizyka i zabawki itd.)

Oceny końcowe są wystawiane na podstawie pisemnych raportów z ćwiczeń.

Kryteria oceny osiągnięcia przez studentów wymaganych efektów uczenia się:

50-60% - ocena: 3 (dst)

60-70% - ocena: 3+ (dst+)

70-80% - ocena: 4 (db)

80-90% - ocena: 4+ (db+)

90-100% - ocena 5 (bdb)

Wskazana (nieformalna) asysta na zajęciach I Laboratorium Fizyki na WFAiIS.