Opinto-opas

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa:
- mallintaa fysikaalista ympäristöä ja soveltaa mallia tekniikan maailmaan
- tunnistaa insinöörin työssä fysiikan taholta tulevat mahdollisuudet ja rajoitukset
- toteuttaa ongelmaan sopivan mittausjärjestelyn ja suorittaa mittaukset
- käyttää perusmittalaitteita
- arvioida mittausten epävarmuuden ja yksinkertaisissa tapauksissa määrittää mittaushavainnoista johdetuille tuloksille luotettavuusrajat
- tehdä ja tulkita graafisia esityksiä
- pitää tutkijan työkirjaa ja raportoida tuloksista sekä kirjallisesti että suullisesti
- toimia laboratorioissa turvallisesti
- toimia turvallisesti erilaisten radioaktiivisen säteilyn lajien kanssa
- toimittaa laboratoriossa syntyneet jätteet oikeisiin käsittelypisteisiin.

Sisältö

- työturvallisuus laboratoriossa
- fysikaalinen mallintaminen
- radioaktiivinen säteily
- mittaaminen, luotettavuusarviointi, mittaustulosten käsittely ja tulkinta
- graafiset esitykset, raportointi
- laboratoriojätteiden käsittely

Oppimateriaalit

Opettajan laatimaa materiaalia, joka jaetaan ItsLearning työtilan kautta.

Lisäksi teorian tukena:
Momentti 1, Insinöörifysiikka, Pentti Inkinen & Jukka Tuohi. Otava.
Momentti 2, Insinöörifysiikka, Pentti Inkinen, Reijo Manninen & Jukka Tuohi. Otava.
Lukion fysiikan kirjat laboratoriotöiden aihealueisiin liittyen

Käytettävät taulukkokirjat:
- Tammertekniikka: Tekniikan kaavasto
- Otava: MAOL-taulukot

Opetusmenetelmät

Kurssin alussa on lähiopetusta, jossa käydään läpi laboratoriotöissä vaadittavaa teoriaa.

Laboratoriotyöt ovat kurssin keskeisin asia. Ennen laboratoriotyötä oppiminen perustuu itsenäiseen opiskeluun ja laboratoriotyöhön valmistautumiseen. Se pitää sisällään ennakkomateriaalien lukemista sekä tarvittaessa omatoimista tiedonhankintaa ja opiskelua.

Laboratoriotyön aikana oppiminen perustuu osittain ohjattuun ja myöhemmin pääpainoisesti omatoimiseen laboratoriotyöskentelyyn.

Laboratoriotyön jälkeen tai jopa laboratoriotyön aikana harjoitellaan mittaustulosten raportointia sekä suoritetun työn kriittistä arviointia.

Kaikki osa-alueet edellyttävät omatoimisen työskentelyn lisäksi ryhmätyöskentelyä. Laboratoriotyöt tehdään 2-4 hengen pienryhmissä.

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Kurssin lopussa on tentti viikolla 17-18. Kurssin arvionti perustuu pääasiallisesti raportteihin eikä koe ole pakollinen. Tämän takia kurssilla ei järjestetä uusintakoetta. Kurssin lopussa on varattu yksi työkerta suorittamatta jääneitä töitä varten.

Pedagogiset toimintatavat ja kestävä kehitys

Fysikaalinen mittaaminen on insinöörityön perusta. Tätä harjoitellaan suorittamalla fysiikan eri osa-alueisiin liittyviä mittauksia, joiden sovellukset painottuvat ICT-alalle. Omatoiminen valmistautuminen valmistaa opiskelijaa omaksumaan insinöörin tavoin tietoa teknisestä materiaalista ja mittausteknisistä lähtökohdista. Opintojakson aikana mittausten kautta tulevat tutuiksi myös fysiikan merkintätavat, terminologia ja tieteelliset standardit. Pienryhmätyöskentely laboratoriossa opettaa tiimityöskentelyn perustaitoja ja edistää vertaisoppimista ja -opetusta.

Toteutuksen valinnaiset suoritustavat

Ei valinnaisia suoritustapoja

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

Tämä kurssi perustuu suurelta osin käänteiseen oppimiseen eli suurin osa kurssin työtunneista tulee mittauksiin valmistautumisesta sekä mittausraportoin viimeistelystä.

Oppitunnit 6h
Mittausvälineiden käytön omatoiminen opiskelu 10h
Mittauksiin valmistautuminen 36h (4h per mittauskerta)
Laboratoriomittaukset 18h (2h per mittauskerta)
Raporttien viimeistely 18h (2h per raportti)
Valmistautuminen loppukokeeseen 10h

Sisällön jaksotus

Viikot 3 - 5:
• Turvallisuus ja laboratoriokäytänteet
• Yksiköt, mittaaminen ja raportointi
• Graafiset esitykset ja kulmakeroimet

Viikot 6 - 17
• Laboratorioharjoitustöitä (8 kpl) ja 1 laaja ennakkotehtävä
• Rästivuoro (kurssin lopussa)
• Loppukoe (viimeinen labrakerta)

Viestintäkanava ja lisätietoja

Huomaa, että kurssilla ei ole paikallaolopakkoa, mutta kurssi edellyttää laboratoriotöihin osallistumista. Koska kurssille on paljon tulijoita, on opiskelijoiden omalla aktiivisuudellaan (läsnäololla) osoitettava mukanaolonsa kurssin alussa. Epäaktiiviset opiskelijat poistetaan kurssilta ja heidän tilalleen otetaan tarpeen mukaan uusia opiskelijoita.

Kurssimateriaali ja tarkemmat tiedot löytyvät kurssin ITSlearning alustalta.

Opettajaan voi olla yhteydessä sähköpostilla tai ITSlearningin viestillä.

Arviointiasteikko

H-5

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

Kaikki harjoitustyöt arvioidaan pisteytetysti palautetun raportin perusteella. Raporttien arvioinnissa huomioidaan myös niihin liittyvien ennakkotehtävien suorittaminen sekä ryhmän jäsenten henkilökohtainen osallistuminen työn suorittamiseen.

Kurssilla on yhteensä 8 harjoitustyötä.
Näistä kuudesta saa max 15 pistettä.
Ensimmäisestä työstä saa max 5 pistettä.
Virtapiirit-työstä saa max 25 pistettä.

Mittausraporteista voi saada yhteensä siis 120 pistettä.
Loppukokeesta korkeintaan 60 pistettä.
Siten yhteensä voi saada korkeintaan 180 pistettä.

Hylätty (0)

Alle 84 pistettä.

Opiskelija ei hallitse laboratoriotyön perusteita, joihin sisältyy töihin valmistautuminen, mittausten suorittaminen ja raportin tekeminen.

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1-2)

Vähintään 84pistettä ja alle 120 pistettä.

Opiskelijan valmistautuminen töihin on ollut heikkoa, mittausten suorittaminen on ollut suurelta osin virheellistä ja raportit ovat heikkotasoisia.

Arviointikriteerit, hyvä (3-4)

Vähintään 120 pistettä ja alle 156 pistettä.

Opiskelija on valmistautunut mittauksiin hyvin ja hän osannut suorittaa mittaukset suurelta osin oikein. Hän on voinut tehdä virheitä, mutta hän on kyennyt tunnistamaan ja korjaamaan tekemiään virheitä. Raportit ovat kohtuullisesti tai hyvin laadittuja eikä niissä ole kauheasti virheitä.

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

Vähintään 156 pistettä.

Valmistautuminen mittauksiin on kiitettävää ja opiskelija suorittaa lähes kaikki mittaukset kiitettävästi. Opiskelija saa tehdä virheitä, mutta hän kykenee analysoimaan omaa työskentelyään ja sen avulla hän on oppinut tunnistamaan ja korjaamaan virheitään. Raportit ovat hyvin kirjoitettuja ja eivät sisällä juurikaan virheitä.

Tavoitteet

Opintojakson suoritettuaan opiskelija osaa:
- mallintaa fysikaalista ympäristöä ja soveltaa mallia tekniikan maailmaan
- tunnistaa insinöörin työssä fysiikan taholta tulevat mahdollisuudet ja rajoitukset
- toteuttaa ongelmaan sopivan mittausjärjestelyn ja suorittaa mittaukset
- käyttää perusmittalaitteita
- arvioida mittausten epävarmuuden ja yksinkertaisissa tapauksissa määrittää mittaushavainnoista johdetuille tuloksille luotettavuusrajat
- tehdä ja tulkita graafisia esityksiä
- pitää tutkijan työkirjaa ja raportoida tuloksista sekä kirjallisesti että suullisesti
- toimia laboratorioissa turvallisesti
- toimia turvallisesti erilaisten radioaktiivisen säteilyn lajien kanssa
- toimittaa laboratoriossa syntyneet jätteet oikeisiin käsittelypisteisiin.

Sisältö

- työturvallisuus laboratoriossa
- fysikaalinen mallintaminen
- radioaktiivinen säteily
- mittaaminen, luotettavuusarviointi, mittaustulosten käsittely ja tulkinta
- graafiset esitykset, raportointi
- laboratoriojätteiden käsittely

Oppimateriaalit

Study material provided by the teacher in ITSlearning.

In addition for self study on physics theory: OpenStax College Physics AP (free online)

Opetusmenetelmät

Contact teaching, self-study and lab preparations, team working, hands-on lab work.

Tenttien ajankohdat ja uusintamahdollisuudet

Exam is at the end of the course according to group specific schedule.
Re-exam can be taken with the next implementation of the course.
Note that the reports must be returned on time.

Pedagogiset toimintatavat ja kestävä kehitys

Course emphasizes hands-on lab work that relies on flipped learning. This means that the students must prepare in advance for the upcoming labs by studying the assignment and related theory themselves.

Opiskelijan ajankäyttö ja kuormitus

28 h of contact lessons - including theory, labs and the exam.
100 h of independent study, preparation for the assignments and writing the lab reports.

Sisällön jaksotus

First couple of weeks: Introduction to the course and lab safety, SI system and report basics, Graphical presentations, fitting a graph, calculating the slope.
Then: 8 laboratory sessions and 1 extensive pre-assignment
End of the course: missing labs session and lab exam

Viestintäkanava ja lisätietoja

Course communication and information about the course is in ITSlearning platform which you can see after enrolling to the course.

Arviointiasteikko

H-5

Arviointimenetelmät ja arvioinnin perusteet

First assignment is up to 5 points.
The electronics assignment is up to 25 points and the six others are up to 15 points.
Lab test is up to 60 points.
Total max. amount of points is 180.

Note that you cannot receive points for the report if you have not participated in the lab session. Being late or having not done the pre-assignment before the lab session affects the grading.

Hylätty (0)

Less than 84 points

Arviointikriteerit, tyydyttävä (1-2)

At least 84 and less than 120 points

Arviointikriteerit, hyvä (3-4)

At least 120 and less than 156 points

Arviointikriteerit, kiitettävä (5)

At least 156 points