Παρουσίαση/Προβολή

Μαθησιακοί στόχοι

Με την επιτυχή παρακολούθηση του μαθήματος, οι φοιτητές/τριες θα έχουν αναπτύξει:

• Εμπειρία στο σχεδιασμό και την εκτέλεση πειραμάτων, με στόχο την επίδειξη και την κατανόηση θεμελιωδών φυσικών αρχών στα πεδία της Μηχανικής – Ρευστομηχανικής, των Ταλαντώσεων-Κυματικής και της Θερμότητας.
• Εξοικείωση και εμπειρία στη χρήση εργαστηριακού εξοπλισμού, μέσω της ενεργού συμμετοχής στο σχεδιασμό και την εκτέλεση των πειραμάτων.
• Ικανότητες συνεργασίας και αποδοτικού καταμερισμού ευθυνών, καθώς το μάθημα προϋποθέτει το συντονισμό μικρών ομάδων (έως 5 άτομα) για την αποτελεσματική εκτέλεση και παρουσίαση των πειραμάτων.
• Ικανότητα εντοπισμού και αξιοποίησης διαδραστικού εκπαιδευτικού υλικού από διαδικτυακές πηγές, με σκοπό την εμβάθυνση στις φυσικές έννοιες που μελετώνται στο μάθημα.
• Ικανότητα αξιοποίησης των διαθέσιμων οργάνων ή/και πειραματικών διατάξεων ενός σχολικού εργαστηρίου, με σκοπό την επίδειξη και κατανόηση βασικών φυσικών φαινομένων σε μαθητές και των τριών σχολικών βαθμίδων (Δημοτικό, Γυμνάσιο, Λύκειο).
• Εμπειρία διδασκαλίας σε μη ακαδημαϊκό περιβάλλον, μέσα από οργανωμένες δραστηριότητες ή παρουσιάσεις.

Οργάνωση & Σχεδιασμός του Μαθήματος

Το εργαστηριακό μάθημα πραγματοποιείται σε ομάδες φοιτητών/τριών στο εβδομαδιαίο τρίωρο διδασκαλίας. Οι διδάσκοντες πραγματοποιούν δύο τρίωρα διδασκαλίας ανά εβδομάδα. Σε κάθε τρίωρο, οι φοιτητές/τριες καλούνται να σχεδιάσουν και να εκτελέσουν πειράματα που σχετίζονται με μία συγκεκριμένη θεματική ενότητα της διδακτέας ύλης.

Στην αρχή κάθε τρίωρου, οι διδάσκοντες πραγματοποιούν διάλεξη διάρκειας περίπου μίας ώρας, στην οποία παρουσιάζεται συνοπτικά το βασικό θεωρητικό υπόβαθρο των πειραμάτων που πρόκειται να σχεδιασθούν και να διεξαχθούν στη συνέχεια. Δεδομένου ότι το μάθημα απευθύνεται σε φοιτητές/τριες του τελευταίου έτους σπουδών, ενθαρρύνεται ενεργά η συμμετοχή τους στη διάλεξη, μέσω ερωτήσεων και συζήτησης. Η διάλεξη θα εμπλουτίζεται με κατάλληλο οπτικοακουστικό υλικό, όπως διαγράμματα, προσομοιώσεις ή βίντεο πραγματικών πειραμάτων, με στόχο την πληρέστερη κατανόηση των φυσικών φαινομένων υπό μελέτη.

Ιδιαίτερη βαρύτητα θα δοθεί στην κατάλληλη προετοιμασία των φοιτητών/τριών πριν από κάθε μάθημα. Οδηγός στην προετοιμασία και τη διδασκαλία είναι οι σημειώσεις του μαθήματος (διαθέσιμες και μέσω eClass), οι οποίες θα εμπλουτίζονται με την συμμετοχή των διδασκομένων. Επιπλέον, θα δίνεται στους φοιτητές/τριες η δυνατότητα διερεύνησης συμπληρωματικών πειραμάτων ή/και προσομοιώσεων, σχετικών με την ύλη κάθε ενότητας, μέσω eclass.

Ειδικότερα, οι φοιτητές/τριες θα έχουν πρόσβαση στα παρακάτω:

(α) το εργαστηριακό φυλλάδιο του μαθήματος,

(β) τη διδακτέα ύλη και τον αναλυτικό χρονικό προγραμματισμό των μαθήματων,

(γ) συνοδευτικό οπτικοακουστικό υλικό σχετικό με τα πειράματα κάθε θεματικής ενότητας (βλ. ενότητα Χρήσιμοι Σύνδεσμοι) και

(δ) ερωτήσεις αυτό-αξιολόγησης και υλικό για περαιτέρω μελέτη.

Για την εκτέλεση των πειραμάτων, οι φοιτητές/τριες θα χωρίζονται σε μικρότερες ομάδες, τα μέλη των οποίων θα συνεργάζονται στον σχεδιασμό και την υλοποίηση των πειραμάτων, υπό την εποπτεία των διδασκόντων. Ύστερα από την επιτυχή ολοκλήρωση κάθε πειράματος, θα ακολουθεί συζήτηση μεταξύ των φοιτητών/τριων και των διδασκόντων, με στόχο: (α) την εις βάθος κατανόηση των φυσικών αρχών που διέπουν τα παρατηρούμενα φαινόμενα, (β) τη σύνδεση των φαινομένων αυτών με εκφάνσεις της καθημερινής ζωής και (γ) την ερμηνεία πιθανών αποκλίσεων των πειραματικών αποτελεσμάτων από τις θεωρητικές προβλέψεις, καθώς και τη διερεύνηση τροποποιήσεων ή βελτιώσεων για την εξάλειψή τους.

Επιπλέον, οι φοιτητές/τριες θα ενθαρρύνονται να σχεδιάσουν και να παρουσιάσουν, κατά την τελευταία εβδομάδα των μαθημάτων, ένα πρωτότυπο πείραμα σχετικό με τη διδακτέα ύλη, στοχεύοντας στην ανάπτυξη δεξιοτήτων πειραματικού σχεδιασμού, κριτικής σκέψης και επιστημονικής παρουσίασης. Παράλληλα, με τον τρόπο αυτό, εμπλουτίζεται το σύνολο των πειραμάτων επίδειξης για τα επόμενα ακαδημαϊκά έτη, με ενδιαφέρουσες προτάσεις πειραμάτων που σχεδιάστηκαν από τους ίδιους τους φοιτητές/τριες.

Μέθοδοι αξιολόγησης

Επαρκής προετοιμασία και ενεργή συμμετοχή κατά τη διάρκεια των μαθημάτων (παρακολούθηση, συμμετοχή στις διαλέξεις, συνεργασία στις ομάδες). Προαιρετική παρουσίαση εργασίας (Project) σχετικής με τις θεματικές ενότητες του μαθήματος. Πρακτική Εξέταση στο Εργαστήριο. Τελική Γραπτή εξέταση.

Η τελευταία εβδομάδα των μαθημάτων αφιερώνεται στην Πρακτική Εξέταση των φοιτητών/τριών στο χώρο του εργαστηρίου. Κάθε φοιτητής/τρια καλείται εντός 1.5 ώρας, να εκτελέσει 2-3 πειράματα (επιλεγμένα τυχαία) από το σύνολο των πειραμάτων που καλύφθηκαν κατά τη διάρκεια του εξαμήνου και να αναπτύξει γραπτώς το θεωρητικό υπόβαθρο για την ερμηνεία των φαινομένων που παρατηρούνται. Η βαθμολογία της Πρακτικής Εξέτασης καθορίζεται σε ποσοστό εξήντα τοις εκατό (60%) από την επιτυχή εκτέλεση και παρουσίαση των πειραμάτων και σε ποσοστό σαράντα τοις εκατό (40%) από την πληρότητα της γραπτής θεωρητικής τους ανάλυσης.

Ο τελικός βαθμός του μαθήματος προκύπτει σε ποσοστό εβδομήντα τοις εκατό (70%) από το βαθμό της Πρακτική Εξέτασης και σε ποσοστό τριάντα τοις εκατό (30%) από την επίδοση στην Τελική Γραπτή Εξέταση, η οποία πραγματοποιείται στο αμφιθέατρο κατά την εξεταστική περίοδο του χειμερινού εξαμήνου ή την επαναληπτική εξεταστική περίοδο του Σεπτεμβρίου.

Προαπαιτούμενα

Στο συγκεκριμένο μάθημα δεν υπάρχουν προαπαιτούμενα. Ωστόσο, οι φοιτητές/τριες θα πρέπει να έχουν καλή γνώση της ύλης των ακόλουθων μαθημάτων: Μηχανική-Ρευστομηχανική (PCC101), Θερμότητα-Κυματική-Οπτική (PCC102) και Ηλεκτρομαγνητισμός I (PCC201).

Βιβλιογραφία

- Βιτωράτος Ε., Γεωργά Σ., Πειράματα Επίδειξης Φυσικής Ι, Σημειώσεις Μαθήματος, Πανεπιστήμιο Πατρών, 2007.

- G. Hewitt, Οι έννοιες της φυσικής, Πανεπιστημιακές Εκδόσεις Κρήτης, 2018.

- D. Young, Πανεπιστημιακή Φυσική, Τόμος Α: Μηχανική - Θερμοδυναμική, Εκδόσεις Παπαζήση, 1994.

- R. A. Serway & J. W. Jewett, Φυσική για Επιστήμονες και Μηχανικούς - Μηχανική, Ταλαντώσεις και μηχανικά κύματα, Θερμοδυναμική, Σχετικότητα, Εκδόσεις Κλειδάριθμος, 2012.

- D. Halliday, R. Resnick και J. Walker, Φυσική, Τόμος Α: Μηχανική – Κυματική - Θερμοδυναμική, Εκδόσεις Gutenberg, 2021.