Please enable JavaScript.
Coggle requires JavaScript to display documents.
FYSIIKKA -LUONNONTIETEIDEN ILMIÖ - Coggle Diagram
FYSIIKKA -LUONNONTIETEIDEN ILMIÖ
FYSIIKKA KUVAILEE JA SELITTÄÄ LUONNONILMIÖITÄ
KOKEELLINEN LUONNONTIEDE
keinotekoiset koejärjestelyt
idealisointi ja pelkistäminen
tutkitaan kerrallaan yhden ominaisuuden vaikutusta ilmiöön --> ymmärrys ilmiöiden monimutkaisista syys-seuraussuhteista
liikeilmiössä kiinnitetään huomiota helposti vain liikkuvan kappaleen ominaisuuksiin eikä huomata esim. pinnan vaikutusta siihen että kappale liikkuu
fysiikkaan kuuluu: taivaanmekaniikka, kappaleiden liike eli mekaniikka, äänioppi, lämpöoppi, valo-oppi, sähköoppi
yhdessä muodostavat klassisen maailmankuvan
fysiikan pyrkimyksenä yleiset kokijasta ja tilanteesta riippumattomat kuvailut ja selitykset
kyse olioiden ja ilmiöiden mallintamisesta --> tehdään jotta ymmärrettäisiin tapahtuneita ilmiöitä
FYSIIKALLA VAIKUTETAAN TULEVAISUUTEEN
yksinkertaisia malleja käyttämällä voidaan myös ennustaa ja vaikuttaa tulevaisuuteen
jotta ilmiön etenemisestä voidaan laatia ennusteita, tarvitaan ilmiön ominaisuuksille suure, jolla on yksikkö ja --> mittaustarkkuus
FYSIIKKA MUUTTAA MAAILMAA
1600-luvulta asti vaikuttanut länsimaiseeen maailmankuvaan
uusi maaillman selitys
fyysikot ottivat papiston paikan --> kokeellinen luonnontiede korvasi uskonnollisen ilmoituksen
1900-luvulla jo fysiikka niin monimutkaista ymmärtää, että maalikoista saattaa tuntua että fyysikoiden esittämistä maailmaanselityksista tullut uskon asioita --> ei kohtaa enää tavallisen ihmisen ajatusten kanssa ja siksi fysiikkaa ei koeta henk.koht. merkitykselliseksi
paljon arvonäkökulmia --> fysiikka osoittanut mahdollisuutensa "pahana tieteenä"
OPS:ssa ei mainintaan ilmastonmuutokseen sopetumisesta --> asian käsittely liittyy kuitenkin keskeisesti luonnontieteellisen tiedon käyttämiseen sillä fysiikan avulla voidan laatia ennuste siitä, mitä tulevaisuudessa tulee tapahtumaan
fysiikan avulla voidaan pohtia millaisilla teknologioilla muuttuvaan ympäristöön voidaan sopeutua
FYSIIKKA OPETUSSUUNNITELMAN PERUSTEISSA
ympäristöopin sisällöissä fysiikan ilmiöialueiden tarkastelu liittyy vahvasti arjen tilanteisiin ja arjessa käytettävään teknologiaan
alkuopetuksessa tärkeää oppia turvallista toimimista omassa lähiympäristössä ja oppia ymmärtämään annettujen ohjeiden perusteluissa olevia ilmiöitä ja syy-seuraussuhteita (varomaton jalankulkija ei vaaranna vain itseään vaan myös muut liikenteessä oloijat; äkkijarrutuksen seurauksena auto pysähtyy mutta matkustajat jatkavat liikettään auton sisällä ja saattavat törmätä auton rakenteisiin)
ylemmillä luokilla liikeilmiöiden tarkastelu syvenee ja käyttöön otetaan voiman käsite liikkeen muutosten selittäjänä
3-6 luokkien osalta OPS:ssa mukana kaikki fysiikan perinteiset osa-alueet mutta käsitteellisen ymmärtämisen painotusta vähennetty
OPS:ssa korostetaan turvallisuussääntöjen perusteluja
PERUSILMIÖT ALALUOKKIEN OPETUKSESSA
oppilailla paljon virheellisiä käsityksiä fysiikan käsitteistä ja perusilmiöistä
luoononilmiöihin ja niiden hahmottamiseen fysiikan käsitteiden avulla tulee palata aina uudelleen
LIIKEILMIÖT
Liikeilmiöihin liittyviä virheellisiä käsityksiä s. 25
OPS huomioi virhekäsitykset ja korostaa liikkeen muutoksen ja sen selittämistäpyrkimystä voiman käsitteen avulla --> tunnistetaan liikkeen muutokset; liikkeelle lähtö, kiihtyminen, hidastuminen, suunnan muuttuminen ja pyshtyminen
liikkeeseen vaikuttavan monen tekijän vaikutuksia vaikea tunnistaa ja havaita --> kannattaa tutkia sellaisia esineitä, joihin vaikuttaa ainostaan vastustavia voimia esim. lieriö joka pienestä mäestä päästetään vierimään tasaisella lattialla ja jonka liike hiljalleen hidastuu ja loputa pysähtyy --> vierimisvastus (kitkan kaltainen voima)
fysiikan ilmiöiden tarkastelun tekee vaikeaksi se, että samaan aikaan tulee tunnistaa ja ottaa huomioon useita vaikuttavia tekijöitä. Toiset tekijöistä ovat suoraan verrannollisia ja toiset kääntäen verrannollisia. Peruslähtökohtana on tarkastella ensin suoraan verrannollista tekijää ja tämän jälkeen kääntäen verrannollista tekijää --> olennaista on tarkastella yhden muuttujan vaikutusta kerrallaan --> oppii hahmottamaan tilanteeseen vaikuttavia tekijöitä sekä kuvailemaan ja selittämään luonnonilmiöitä käyttäen fysiikan käsitteitä ja malleja
kun tunnitettu erilaisia liikkeen muutoksia, voidaan miettiä mikä liikeen muutoksen aiheuttaa
ei puhuta kitkasta --> työntämisestä ja hankaamisesta syntyvä voima
ensin tarkastellaan tasolla liikkuvia esineitä --> havaitaan että esineen liikkeelle saamiseen tai pysäyttämiseen eli liikkeen muuttamiseksi tarvitaan voima, sitten tutkitaan putoavia tai vieriviä kappaleita ja havaitaan että putoavan kappaleen liike kiihtyy --> painovoima aiheuttaa putoavan kappaleen liikkeen muutoksen
kappaleen ominaisuus (massa) vaikuttaa liikkeen muutoksen suuruuteen --> raskaan kappaleen liikettä vaikeampaa muuttaa kuin kevyen kappaleen
vuorovaikutus (voima) on liikeilmiöiden syyilmiö ja kiihtyvyys (liikkeen muutos) on seurausilmiö
se, miten kappaleiden liike vuorovaikutuksessa muuttuu riippuu kappaleiden ominaisuuksista (massa) ja vuorovaikutuksen (voiman) suuruudesta
Lepokitka on suurempi kuin liikekitka --> tästä syystä autokoulussa opetaan ennakoimaanristeykset
LÄMPÖ JA ENERGIAN SÄILYMISEN PERIAATE
lämpöön ja energiaan liittyviä virhekäsityksiä s. 28
lämmön ja lämpötilan käsitteet ymmärretään arkipuheessa samana asiansa
OPS:n mukaan alaluokilla opetuksen tavoitteena ohjata oppilasta hahamottamaan ilmiöitä käsitteiden avulla kohti niiden täsmällistä käyttöä --> oppia käyttämään fysiikan käsitteitä arjen toiminnoissa --> puetaan lämmintä päälle --> lämpöopin mukaisesti: puetaan ylle eristäviä vaatteita jotta lämpöenergia siirtyisi hitaammin kehosta pois
käsiteltäviä lämpöilmiöitä ovat: lämmän siirtymisestä johtuva lämpeneminen ja jäähtyminen (lämpötilan muuttuminen), lämpötilan muutoksiin liittyvät tilavuuden muutokset, lämmön siirtymisestä johtuvat olomuodonmuutokset
lämpöilmiöt kehollisia: ihminen aistii kylmää ja kuumaa ihollaan: ymmärretään lämpöilmiöt kuumana ja kylmänä --> on kuitenkin vain olemassa lämpöä jota jossain on enemmän ja jossain vähemmän
ihminen ei varsinaisesti aisti lämpötilaa vaan lämmön siirtymistä sillä kun lämpöä siirtyy pois kehosta, kehon lämpötila laskee eli jos lämpöä siirtyy pois iholta, tämä aistitaan kylmänä --> koe jossa kylmää, kuumaa ja haaleaa vettä --> lämpöaistimukset käsissä vaihtuvat
Nestelämpömittarin toiminta: perustuu lämpölaajenemiseen ja siihen, että mittarin ja mittattavan näytteen lämpötilaerot tasaantuvat : kylmempi lämpenee ja kuumempi jäähtyy. Tästä syystä mittarin täytyy olla hetken paikallaan --> Mittarin mukana siirtyy niin vähän lämpöä ettei sen vaikutusta näytteen lämpötilaan tarvitse huomioida
opettaessa energian säilymisen periaatetta on tärkeää tehdä havaintoja energialajien muuntumisista toisiksi energin lajeiksi esim. hieromalla käsiä yhteen liike muuttuu hankauksen lämmöksi
energiaperiaatteen oppiminen haastavaa sillä energia käsitteenä hyvin abstrakti --> fysiikassa energia on suure jonka yksikkö on joule --> käsite joka kuvaa ja yhdistää eri ilmiöalueita esim. liikeilmiössä energia on se, minkä liikkuva kappale menettää pysähtyessään