Grenzen aan de Fysica

Transcriptie

1 Grenzen aan de Fysica Lerarenopleiding Natuurkunde bachelor vt en dt Samenstelling Henk Tober Magda Man in t Veld Versie Cursushandleiding Hogeschool Utrecht Bronvermelding is verplicht. Verveelvoudigen voor eigen gebruik of intern gebruik is toegestaan.

2 Inhoudsopgave 1 Cursusbeschrijving 3 2 Inhoud Leerdoelen Werkvormen Literatuur Tijdsbesteding Toetsing en beoordeling Toetsen Toetscriteria Inschrijven voor toetsen, toetsafname en inzage Beoordeling Normering Weging Eigenaren toets Verantwoording van leerdoelen naar eindkwalificaties Leerdoelen in (deel)toetsen Verantwoording naar de Dublindescriptoren en SBL competenties Verantwoording naar de Kennisbasis... 9 Bijlage I Beoordelingstabel Hogeschool Utrecht, Instituut Archimedes 2

3 1 Cursusbeschrijving Titel: Grenzen aan de Fysica Organisatorische gegevens Studierichting: Natuurkunde Studiefase/categorie: Hoofdfase 2 Osiriscode: OANA-H2GRENS-12 Studiebelasting: 5 EC Voertaal: Nederlands Aanvangsblok: 4 Werkvormen: Diverse werkvormen Toetsen: Toets Ingangseisen: Geen* Contact persoon: Henk Tober Inhoudelijke gegevens Inhoud: Veronderstelde voorkennis: Materialen: Korte omschrijving: Verkennen van de grenzen van de moderne natuur- en sterrenkunde aan de hand van persberichten, populair wetenschappelijke literatuur en vakliteratuur. Daarbij komen thema s aan de orde als Kernfusie, Quantumcomputers, Zonne-energie, Is er leven in het heelal en Reizen door de ruimte. Hoe zijn we tot deze kennis gekomen en wat zijn de meest recente ontwikkelingen op deze gebieden. De natuurkunde van jaar 1 en 2 wordt bekend verondersteld. Studiehandleiding Grenzen aan de Fysica. Boek : Introduction to Physics; Cutnell & Johnson; John Wiley & Sons; 8th Edition; ISBN Hoofdstukken over natuurkundige fenomenen naar keuze. Zoals uit: - Anton Zeilinger Teleportatie en andere mysteries in de kwantummechanica - David Bodanis, E=mc 2 Cursuswebsite : *Deelname aan cursussen is slechts mogelijk na tijdige inschrijving in OSIRIS ( Inschrijven (en eventueel uitschrijven) is mogelijk tot twee weken voor de start van een onderwijsperiode waarin het onderwijs van de desbetreffende cursus wordt gegeven. Zie studiegids. Hogeschool Utrecht, Instituut Archimedes 3

4 2 Inhoud 2.1 Leerdoelen Het doel van deze cursus is om aanstaande docenten kennis te laten maken met de nieuwste ontwikkelingen van de moderne natuur- en sterrenkunde en hen in staat te stellen om de impact van deze fascinerende grenzen van de wetenschap te begrijpen en op een populair wetenschappelijke manier toegankelijk te maken. Het beoogde resultaat is, dat je: - op de hoogte bent van een aantal actuele ontwikkelingen op het gebied van de moderne natuurkunde; - actuele literatuur hebt gebruikt om je in te werken in nieuwe onderwerpen op het gebied van de moderne natuurkunde en evt. aangrenzende wetenschapsgebieden, bv sterrenkunde, informatica en biologie op een niveau dat tenminste op het niveau van het derde jaar van de tweedegraads natuurkunde opleiding ligt; - een workshop hebt ontworpen voor medestudenten vanuit de concept-context benadering - in teamverband hebt gewerkt bij de vormgeving hiervan; - een verantwoording hebt geschreven over de geraadpleegde literatuur en reflecteren op de gemaakte keuzes in correct Nederlands. In hoofdstuk 4 wordt toegelicht hoe deze leerdoelen zich verhouden tot de te behalen eindkwalificaties en te ontwikkelen competenties. 2.2 Werkvormen Je werkt tijdens deze cursus samen met medestudenten aan een opdracht over actuele ontwikkelingen op het gebied van de moderne natuurkunde, die uitmondt in een workshop over deze ontwikkelingen voor je eigen medestudenten. 2.3 Literatuur Uitgangspunt van deze cursus is het boek John Maddox (1999) Wat we nog niet weten. Grote vragen van de wetenschap Amsterdam: Contact. Oorspronkelijke titel What remains to be discovered. John Maddox is voormalig hoofdredacteur van het gezaghebbende blad Nature. Introduction to Physics; Cutnell & Johnson; John Wiley & Sons; 8th Edition; ISBN Overige te gebruiken literatuur: D. Bodanis, (2001) E=mc 2 De biografie van een formule die de wereld veranderde, Amsterdam: Ambo. Oorspronkelijke titel E=mc 2 ABiography of the World s Most Famous Equation New York, Walker & Company U. Walter, (2002) Buitenaards Leven, Wetenschappelijke bibliotheek nr. 71; Natuur en Techniek A. Zeilinger, (2006) Teleporatie en andere mysteries in de kwantummechanica, Diemen: Veen Magazines. Oorspronkelijke titel Einsteins Spuk, (2005) Bertelsmann 2.4 Tijdsbesteding Aantal studiepunten dat je voor deze cursus ontvangt is: 5 EC Totale tijdsbesteding(/ studielast) = aantal EC x 28 uur = 140 uur De tijdsbesteding wordt als volgt verdeeld over de verschillende activiteiten: - groepscontacttijd, docent aanwezig 28 uur - individuele begeleiding op afstand voor feedback 28 uur - ingeroosterde toetstijd 4 uur - zelfstudie 80 uur Hogeschool Utrecht, Instituut Archimedes 4

5 3 Toetsing en beoordeling 3.1 Toetsen 1 Je rond deze cursus met een voldoende af als: je een evenredig aandeel hebt geleverd in de voorbereiding, uitvoering en evaluatie van een workshop over een van de thema s uit de cursus; het persoonlijk dossier voldoet aan de criteria die in dit werkboek bij de themaopdrachten in hoofdstuk 4 zijn geformuleerd Toetscriteria De criteria voor de beoordeling, normering en weging van de workshop (groepsopdracht) en het persoonlijk dossier (individueel) zijn omschreven in de beoordelingsmatrix in bijlage Inschrijven voor toetsen, toetsafname en inzage Inschrijving (her)tentamens Deelname aan (her)tentamens is slechts mogelijk na tijdige inschrijving voor het (her)tentamen in OSIRIS ( Inschrijven (en eventueel uitschrijven) is mogelijk tot twee weken voor de start van een tentamenperiode waarin het desbetreffende (her)tentamen wordt gegeven. Zie studiegids. Een student mag het tentamen van een cursus 2 keer per jaar afleggen. Gedurende het studiejaar zijn er per cursus meerdere data waarop een tentamen kan worden afgelegd. Aan de hand van het jaarrooster kun je zien in welke periode bepaalde cursussen worden afgesloten. Toetsafname Op het tentamenrooster voor de betreffende periode wordt exact aangegeven op welke dag, op welk tijdstip en in welk lokaal de toets (of herkansing) plaatsvindt. Dit rooster wordt uiterlijk op vrijdag van de derde lesweek van een periode gepubliceerd via OSIRIS ( Herkansingen vinden plaats in de week voorafgaand aan de afsluitingsweek van de periode. Uitzonderingen vormen de herkansingen voor de tentamenonderdelen van de laatste periode. Deze worden ingeroosterd in de laatste volle week van augustus voorafgaand aan het nieuwe studiejaar (start 1 september). Bekendmaken resultaat en inzage Uiterlijk 3 weken na afname van een tentamen wordt de uitslag door de desbetreffende examinator bekendgemaakt in OSIRIS. De student heeft recht op inzage van het gemaakte en beoordeelde tentamenwerk. De inzage (en eventuele nabespreking) vindt plaats binnen drie weken na het bekendmaken van de tentamenuitslag, maar uiterlijk voor het hertentamen. Zie studiegids. Neem contact met de docent op via mail om een afspraak te maken om de beoordeling te kunnen bespreken. 3.2 Beoordeling Normering De beoordelingscriteria zijn geformuleerd in de vorm van een beoordelingsmodel, waarin de relatie tussen de criteria en de beoordeling transparant is (zie bijlage). Er komt één eindbeoordeling tot stand. Dit gebeurt op basis van het beoordelingsmodel in de bijlage. De beoordeling vindt plaats op de schaal: 1 t/m 10 of onvoldoende voldoende ruim voldoende goed zeer goed uitmuntend Weging Het eindcijfer van de cursus wordt bepaald door Actieve deelname (inclusief het verzorgen van een presentatie of workshop voor medestudenten) De documentatie van de workshop in de vorm van voorinformatie, powerpointpresentatie en hand-out. Beoordelingscriteria met betrekking tot vakinhoud, taalgebruik, activerende vormgeving. Individueel verslag waarin de persoonlijk bestudeerde literatuur en bijdragen aan de voorbereiding, uitvoering en evaluatie van de workshop worden beschreven en gedocumenteerd en verantwoord. 1 Elke cursus wordt afgesloten met een tentamen. Een tentamen kan uit verschillende deeltentamens bestaan. De begrippen tentamen en deeltentamen worden gebruikt in de onderwijs- en examenregeling. In deze cursushandleiding zullen wij de termen toets (in plaats van tentamen) en deeltoets (in plaats van deeltentamen) gebruiken, omdat deze meer aansluiten bij dagelijkse praktijk en voertaal in de opleidingen. Een toets of deeltoets kan verschillende vormen hebben, bijvoorbeeld kennistoets, presentatie, beroepsproduct, reflectieverslag, et cetera. Hogeschool Utrecht, Instituut Archimedes 5

6 Elk van deze drie onderdelen moet minimaal voldoende zijn. De weging van deze drie onderdelen voor het eindcijfer is Zie verder de beoordelingstabel in bijlage Eigenaren toets De betrouwbaarheid van de toetsing wordt gewaarborgd door de professionaliteit van de toetsontwikkelaars: er zijn twee eigenaren van de toets. Voor deze cursus zijn dit de docenten van de vakgroep natuurkunde. Zij stellen indien nodig, de toetsing en beoordeling van deze cursus per studiejaar bij. Hogeschool Utrecht, Instituut Archimedes 6

7 4 Verantwoording van leerdoelen naar eindkwalificaties 4.1 Leerdoelen in (deel)toetsen Leerdoel: op de hoogte zijn van actuele ontwikkelingen op het gebied van de moderne natuurkunde; 1. een workshop ontwerpen voor medestudenten vanuit de concept-context benadering Toetsonderdeel: Workshop, inclusief voorbereidende opdracht en hand-out Workshop, inclusief voorbereidende opdracht en hand-out 2. werken in teamverband bij de vormgeving hiervan; literatuur gebruiken om zich in te werken in nieuwe onderwerpen op het gebied van de moderne natuurkunde en evt. aangrenzende wetenschapsgebieden, bv sterrenkunde, informatica en biologie op een niveau dat tenminste op het niveau van VO 6 ligt; een verantwoording schrijven over de geraadpleegde literatuur en reflecteren op de gemaakte keuzes in correct Nederlands. Workshop, inclusief voorbereidende opdracht en hand-out Workshop, hand-out en persoonlijk verslag Persoonlijk verslag Hogeschool Utrecht, Instituut Archimedes 7

8 Grenzen aan de Fysica 4.2 Verantwoording naar de Dublindescriptoren en SBL competenties In deze paragraaf wordt de inhoud van de cursus gekoppeld aan de te behalen eindkwalificatie, namelijk de Dublindescriptoren voor Hoger Onderwijs en de SBLcompetenties voor het leraarschap. In deze cursus wordt gewerkt aan de eindkwalificaties die gemarkeerd zijn in onderstaande tabel. Domein (SBL) com petenties Dublin-descriptoren 1. Interpersoonlijk 2. Pedagogisch 3. Vakinhoudelijk en didactisch 4. Organisatorisch 5. Samenwerken met collega s 6. Samenwerken met de omgeving 7. Reflectie en ontwikkeling a. Kennis en inzicht Kennis van theorieën en modellen: -communicatie -interculturele communicatie, -groepsdynamica Kennis van theorieën en modellen: -ontwikkeling en opvoeding -identiteits-ontwikkeling en culturele bepaaldheid Kennis van theorieën en modellen: - wetenschappelijk fundament leerinhoud -didactiek -schoolmethodes Kennis van theorieën en modellen: -klassen-management -organisatorische aspecten van leeromgevingen Kennis van theorieën en modellen: -samenwerking en onderwijsinnovatie -kwaliteitszorg -leerlingvolg-systemen -organisatie-vorm-en voor scholen Kennis van theorieën en modellen: - leefwereld en culturele achtergronden van opvoeders, - professionele infrastructuur waar de school onderdeel van is Kennis van theorieën en modellen: (gedrags-) psychologie b. Toepassen kennis en inzicht Toepassen van genoemde kennis en inzicht in specifieke onderwijscontext m.b.v praktijkkennis Toepassen van genoemde kennis en inzicht in specifieke onderwijscontext m.b.v praktijkkennis Toepassen van genoemde kennis en inzicht in specifieke onderwijscontext m.b.v praktijkkennis Toepassen van genoemde kennis en inzicht in specifieke onderwijscontext m.b.v praktijkkennis In onderling overleg toepassen van genoemde kennis en inzicht in specifieke onderwijscontext mbv praktijkkennis In onderling overleg toepassen van genoemde kennis en inzicht in specifieke onderwijscontext mbv praktijkkennis Benutten van de genoemde kennis met inbegrip van praktijkkennis voor reflectie en resulterend in ontwikkelingsvragen c. Oordeelsvorming Beredeneerde keuzes maken m.b.t. interactie-patronen en Interventie-mogelijkheden Beredeneerde keuzes maken m.b.t. interactie-patronen en Interventie-mogelijkheden Beredeneerde keuzes maken mbt leerinhoud, didactiek, schoolmethodes en de onderlinge afstemming Beredeneerde keuzes maken m.b.t. klassenmanagement en organisatie leeromgeving In onderling overleg keuzes maken m.b.t. schoolontwikkeling en innovatie. In onderling overleg keuzes maken m.b.t. samenwerken met de omgeving Beredeneerde keuzes maken uit ontwikkelings-vragen d. Communiceren Uitleggen, verantwoorden en afstemmen van interactie-patronen en Interventie-mogelijkheden Uitleggen, verantwoorden en afstemmen van interactie-patronen en interventie-mogelijkheden Uitleggen, verantwoorden en afstemmen van leerinhoud, didactiek en schoolmethodes en hun onderlinge samenhang Uitleggen, verantwoorden en afstemmen van klassenmanagement en organisatie leeromgeving Uitleggen, verantwoorden en afstemmen van schoolontwikkeling en -innovatie Uitleggen, verantwoorden en afstemmen met de omgeving over de samenwerking Uitleggen, verantwoorden en afstemmen van eigen keuzes bij invulling beroep en professionele ontwikkeling 8

9 Grenzen aan de Fysica 4.3 Verantwoording naar de Kennisbasis In onderstaande tabel zijn de gemarkeerde cellen de eindkwalificaties (vanuit de Kennisbasis) waaraan in deze cursus wordt gewerkt. DOMEIN Categorie Omschrijving 7. Fundamentele natuurkunde 1. Relativiteitstheorie Inertiaalsystemen, de twee postulaten, tijdrek, eigentijd, tweelingparadox, ruimtekrimp, relativistische impuls, equivalentie van massa en energie, snelheden optellen, het ruimtetijd gezichtspunt, equivalentieprincie, gravitatie als gekromde ruimtetijd 2. Kwantummechanica golf-deeltje-dualisme, onzekerheidsrelaties, non-lokaliteit 4. Contexten GPS-systeem, Sciencefiction, kwantuminformatica, teleportatie 8. De materie 2. Kernfysica Consequenties van kernfysica, kernfusie, achtergrondstraling stralingsdetectoren, stralingsgrootheden, achtergrondstraling, kernsplijting, kernreactors, kernafval, kernfusie 6 Contexten Wereldbeeld (ontwikkeling van het universum, toekomst van de aarde) kernenergie, deeltjesversnellers, wereldbeeld (elementaire deeltjes en de ontwikkeling van het universum). 9. Het universum 1. Zonnestelsel Zon, maan, satelieten planeten ruimtevaart. 2. Sterren Tijdschalen, kenmerken en classificatie van sterren; ontstaan en evolutie, Hertzsprung-Russell diagram; melkwegstelsels; dubbelsterren, quasars, zwarte gaten, gammaflitsers. 3. Kosmologie Structuur van het heelal, roodverschuiving, Hubbleconstante, uitdijend heelal, ouderdom van het heelal, oerknalmodel, 3K achtergrondstraling, donkere materie. 9

10 Grenzen aan de Fysica Bijlage I Beoordelingstabel Prestatie Niveau 0 Je hebt helaas een onvoldoende Niveau 1 je gaat voor een voldoende Niveau 2 je gaat voor een goed Niveau 3 je gaat voor een zeer goed Inhoudelijke voorbereiding de thema s De richtvragen bij het thema zijn beantwoord met behulp van de genoemde literatuur, aangevuld met andere bronnen. Conceptversie 1 is opgesteld en feedback op conceptversie 1 verzameld + verwerkt in conceptversie 2 De informatie is kritisch geselecteerd en afgestemd op de leerdoelen van het Workshopthema. Deze informatie is verwerkt in de voorbereidingsopdracht, workshop en handout. Er is een duidelijke inhoudelijke samenhang tussen deze 3 onderdelen. 15 punten 4 punten +4 punten +4 punten +3 punten Voorbereidings-opdracht Er is een motiverende voorbereidingsopdracht gemaakt met een omvang van min werk en op tijd ingeleverd voor verspreiding. Medecursisten hebben de voorbereidingsopdracht goed kunnen maken, (op tijd klaar gezet, duidelijke instructies goede omvang. Sluit aan bij De voorbereidings-opdracht heeft een duidelijke samenhang met de workshop. Kennis en vaardigheden uit de voorbereidingsopdracht zijn noodzakelijk om de workshop goed te kunnen volgen. begin niveau) 10 punten 3 punten +3 punten +2 punten +2 punten Workshop (voor dit onderdeel minimaal te behalen 12 punten) Het draaiboek voor de workshop wordt volgens plan uitgevoerd. Ieder groepslid heeft een wezenlijk aandeel in de uitvoering.. en er is een activerend én leerzaam geheel van gemaakt... en een aantal (>2) richtvragen van het thema komen hierbij op en leerzame manier aan de orde.. en in de workshop wordt geëvalueerd of de vooraf geformuleerde leerdoelen zijn bereikt. 20 punten +4 punten +4 punten +6 punten +6 punten Hand-out Er is een hand-out (omvang 2-5 A4) beschikbaar voor de medecursisten met een samenvatting van de workshop en informatiebronnen die relevant zijn voor de workshop en met verwijzingen naar en beschrijving van bronnen met verdiepende informatie over het thema en met verwijzingen naar, en beschrijving van artikelen over actueel onderzoek en met korte besprekingen ( recensies) over de inhoud van de genoemde overige informatiebronnen 15 punten 5 punten +4 punten +3 punten +3 punten Groepsverslag De workshop is nabesproken met de peer-group a.h.v. punt 1 t/m 12 uit het routeboekje. Hiervan is een groepsverslag gemaakt. A.h.v. de verkregen feedback zijn een aantal leerpunten geformuleerd voor de hele groep. en je hebt feedback gegeven op het eerste concept voor de voorbereiding van de Workshop van de peergroup en je hebt feedback gegeven bij de nabespreking van de Workshop van de peergroup 10 punten 2 punten + 4 punten + 2 punten + 2 punten Eigen deskundigheid (voor dit onderdeel minimaal te behalen 20 punten) Je hebt een persoonlijk verslag geschreven waarin je opneemt welke inhoudelijke bijdrage je zelf hebt geleverd (beantwoorde richtvragen) aan de themaopdracht, met als bijlage min. 2 recensies van zelf gelezen bronnen en het verslag voldoet aan de vereiste taalkundige vormgeving en APA-normen.. en je hebt een verantwoording geschreven hoe jij een evenredige inbreng hebt geleverd aan de voorbereiding, uitvoering en evaluatie. En je hebt aangeven wat je geleerd hebt over het voorbereiden en uitvoeren van een activerende workshop. en De huiswerkopdrachten bij de thema s van de andere groepen zijn bestudeerd en samengevat. Je geeft aan wat je van de andere thema s geleerd hebt. 30 punten 10 punten + 4 punten +8 punten +8 punten TOTAAL 100 punten onvoldoende ( 54), voldoende ( 65), ruim voldoende ( 75), goed ( 85), zeer goed ( 95), uitmuntend ( 10) 10