Első éves BSc hallgatók fizika tudása

1. Első éves BSc hallgatók fizika tudása Radnóti Katalin ELTE TTK Fizikai Intézet rad8012@helka.iif.hu http://members.iif.hu/rad8012/

2. Az előadásban érintett témák • Kritériumtárgy bevezetése • Felmérő dolgozat szerkezete • A felmérő dolgozatok eredményei • Az eredményekből levonható következtetések • Felzárkóztató foglalkozások rendszere, eredményessége

3. A kritériumdolgozat szerkezeteMit várunk el a hallgatóktól? Cél: a gyengék és a fizika BSc-n a jók kiválogatása. Fizika, környezettudomány és földtudomány szakos elsős hallgatók írtak dolgozatot a regisztrációs hét elején. A dolgozatot az ELTE TTK Fizikai Intézet munkacsoportja állította össze. • A dolgozat első része: Egyszerű törvények, összefüggések, mértékegységek felírása, teszt jellegű feladatok. • A dolgozat második része: 3 darab számításos feladat (mechanika, elektromosságtan, összetett). 40% alatt kell járni a felzárkóztató foglalkozásra.

4. A kért képletek Fizika BSc-re felvett hallgatók esetében: Centripetális gyorsulás Newton II. törvénye Coulomb – törvény Boyle – Mariotte törvény A lendület (impulzus) definíciója Föld- és környezettudomány szakos hallgatók esetében: Tömegpont mozgási energiája Newton II. törvénye Ohm törvénye A termodinamika első főtétele Egyesített gáztörvény

5. Néhány jellegzetes félreértelmezés, tévképzet Mekkora feszültség mérhető az AB pontok között ideálisnak tekinthető feszültségmérővel a vázolt két esetben? Válassza ki, hogy melyik állítás igaz a felsoroltak közül! 1) 2) a.) 1,5V és 1,5V b.) 0V és 0V c.) 1,5V és 0V d.) 0V és 1,5V e.) Nem dönthető el, mert nem tudjuk az izzó ellenállását. Fizika: 20,5% Földtudomány: 5,7% Környezettan:10%

6. - Milyen irányú erő hat a ferdén elhajított testre pályája felszálló ágában? (A közegellenállástól eltekintünk.) a.)  b.)  c.) nem hat rá erő d.)  e.)  Fizika: 76,4% Földtudomány:56,8% Környezettan: 56% • Vektorok összeadása: pl.: sebesség és erő • Gravitációs erőtörvény helyett: G = m.g • v(t) grafikon alapján az s(t) grafikon elkészítése Képletekben, grafikonokban és nem jelenségekben gondolkoznak.

7. Egy átlagos fékezésnél - 4 m/s2 gyorsulással kell számolni. Egy autó 72 km/óra nagyságú sebességgel közlekedik, majd fékezni kezd. • a.) Ábrázolja az autó sebesség idő grafikonját a fékezés során! • b) Mekkora utat tesz meg az autó a fékezés ideje alatt? • c) Mennyi idő alatt áll meg az autó? Két darab 200 W teljesítményű elektromos fűtőtestet • a.) sorba, • b.) párhuzamosan kapcsolunk a hálózatra. Mekkora teljesítményt szolgáltat a rendszer a két esetben?

8. Mekkora sebességgel érkezett az elektron a 20 cm hosszú síkkondenzátor lemezei közé, azokkal párhuzamosan, ha az E = 10000V/m térerősség hatására a kondenzátoron való áthaladás után eltérése az eredeti irányától 5 cm? Az ábra forrása: http://www.ibela.sulinet.hu/atomfizika/katodsug/katodsugarzas.htm Megoldás Az elektron a kondenzátorlemezekkel párhuzamosanegyenes vonalú egyenletes mozgást végez a beérkezési sebességével, míg arra merőlegesenegyenletesen gyorsuló mozgást. Az elektron addig az időtartamig, amíg 20 cm-t megtesz egyenes vonalú egyenletes mozgással, pontosan ugyanannyi ideig 5 cm-t egyenletesen gyorsulva tesz meg. A keresett sebesség v = 26 000 000 m/s. A mozgás teljes mértékben hasonló a függőleges hajításhoz (analógiás transzfer). Mechanikai mozgás elektromos környezetben.

9. Egy lézer 20 J energiájú impulzust bocsát ki 0,5 s időtartamig 580 nm hullámhosszon. Ez a fény céziumlapra érkezik egy 12 m átmérőjű körre fókuszálva. A fény 90%-a elnyelődik, 10%-a pedig visszaverődik. - Mekkora a lézer teljesítménye? - Hány foton éri a fémlapot ebben az impulzusban? - Mekkora nyomást fejt ki a fénysugár a kör felületére? - Mekkora maximális sebességgel hagyják el a céziumlapot a fény által kiváltott elektronok? (A cézium kilépési munkája 0,3 aJ.)

10. A hallgatók által eredmények eloszlásai

11. Az ELTE-re felvett hallgatóknak a közoktatás során szerzett fizikatudása, 576 fő

13. PISA 2006. TermészettudományKevés az 5. és a 6. szintű gyerek!

14. Feladatmegoldás, összesítés %-okban, 2006-os adatok Szak 1. pl. 2. pl. 3. pl.2. részösszesen Fizika 70,3 58,9 254050 Föld11,6 10,42,78,527 Körny. 12 8,8 17,424,3 Az 1. példa mechanika, a 2. elektromosságtan, a 3. összetett feladat volt.

15. A 2006-ban és 2007-ben fizika BSc-re felvettek felvételi pontszámaik szerinti eloszlása

16. Fizika BSc 2006-os felvételi adatai • A felvételin elért pontszám és a kritériumvizsgán elért eredmény

17. A 2006-ban fizika BSc-re felvett hallgatók eredményessége

18. A 3. félévre beiratkozott összes hallgató

19. A felzárkóztató foglalkozások tematikája A Dér – Radnai – Soós: Fizikai feladatok című feladatgyűjteményt használtuk a mechanika témakörén belül, mivel az első féléves előadások anyaga is ez. A következő fejezeteket dolgoztuk fel a hallgatókkal: • 1. Kinematika • 2. Dinamika I. • 3. Dinamika II. • 4. Munka, energia, teljesítmény • 6. Körmozgás • 8. Rezgések. Minden fejezetből a Bevezető feladatok, Gyakorló feladatok és a Házi feladatok képezték elsősorban a feldolgozandó példákat.

20. Eredményesség, tapasztalatok 2007-ből • Földtudomány: a hallgatóknak körülbelül ¾ részének sikerül a tárgyat teljesíteni. • Környezettudomány: 2/5 részének sikerül. • Emelt szint: a hallgatók ¾ része tudta teljesíteni, sok jeles (5) vizsga 16/29. • Kollégák …

21. Hallgatói vélemények 2007. (129 fő)

23. Néhány általános megállapítás • 1.) Akik nem tanultak fizikát a 12. évfolyamon sokat felejtettek. • 2.) A felvételi pontszám sok részből tevődik össze. • 3.) Ahol a fizika „segédtudományként” szerepel a hallgatók már a középiskolás koruk alatt teljesen elhanyagolták. • 4.) Csökkent a fizika óraszáma a közoktatásban, ezáltal a tantárgy megbecsültsége is. Ugyanakkor a tananyag mennyisége gyakorlatilag változatlan maradt. • Nagy valószínűséggel az ország bármely hasonló egyetemén és szakján hasonló eredményeket kaptunk volna. • A kémia szak esetében is hasonló eredmények születtek. Fizikai Szemle 2006/12. Köznevelés 2007/29. ÚPSz 2007/11.

24. További feladatok • Hallgatói tudás- ésattitűdök további figyelése. • Hallgatói félreértelmezések feltérképezése az alapvető fizikai témakörök esetében • mechanika, • energia, • elektromosságtan, • fizikai gondolkodás. Fejlesztő feladatrendszer kidolgozása.

26. Köszönöm a figyelmet! rad8012@helka.iif.hu http://members.iif.hu/rad8012/