Formáli

Velkomin í Eðlisfræði, námsefni frá OpenStax. Þessi kennslubók var samin til að auka aðgengi nemenda að vönduðu námsefni og viðhalda ströngum fræðilegum kröfum með litlum eða engum tilkostnaði.

Um OpenStax

OpenStax er sjálfseignarstofnun við Rice-háskóla og hlutverk hennar er að bæta aðgengi nemenda að menntun. Fyrsta háskólakennslubók okkar með opnu leyfi var gefin út árið 2012 og safnið hefur síðan vaxið í meira en 25 bækur fyrir háskóla- og AP®-áfanga sem hundruð þúsunda nemenda nota. OpenStax Tutor, ódýrt og einstaklingsmiðað námstæki okkar, er notað í háskólaáföngum víða um land. Með samstarfi við góðgerðarsjóði og önnur samtök um námsefni vinnur OpenStax að því að ryðja úr vegi algengustu hindrunum í námi og hjálpa nemendum og kennurum að ná árangri.

Um námsefni OpenStax

Sérsnið

Eðlisfræði er gefin út með Creative Commons Attribution 4.0 International-leyfi (CC BY). Það þýðir að þú mátt dreifa efninu, endurvinna það og byggja á því, svo framarlega sem þú getur OpenStax og höfunda efnisins.

Vegna þess að bækurnar okkar eru með opnu leyfi er þér frjálst að nota alla bókina eða velja þá kafla sem eiga best við þarfir áfangans þíns. Þér er frjálst að endurblanda efninu með því að setja nemendum þínum fyrir ákveðna kafla og undirkafla í kennsluáætlun þinni, í þeirri röð sem þú vilt. Þú getur jafnvel sett beinan tengil í kennsluáætlun þinni á kaflana í vefútgáfu bókarinnar.

Kennarar hafa einnig þann kost að búa til sérsniðna útgáfu af OpenStax bókinni sinni. Sérsniðna útgáfan getur verið aðgengileg nemendum á ódýru prentuðu eða stafrænu formi í gegnum bóksölu háskólans. Heimsæktu bókasíðuna þína á OpenStax.org fyrir frekari upplýsingar.

Myndauppruni í Eðlisfræði

Í Eðlisfræði eru í flestum myndatextum upplýsingar um titil myndar, höfund eða rétthafa, hýsingarvettvang og leyfi. Ef mynd er með opnu leyfi má hver sem er endurnýta hana, svo framarlega sem sömu upprunaupplýsingar eru gefnar og í upphaflegu heimildinni. Sumar myndir hafa verið birtar með sérstöku leyfi og ætti aðeins að nota þær með þeim upprunaupplýsingum eða takmörkunum sem fram koma í myndarþökkum.

Villulisti

Allar kennslubækur OpenStax gangast undir strangt rýniferli. Hins vegar koma stundum fyrir villur, eins og í öllum faglegum kennslubókum. Það góða er að þar sem bækurnar okkar eru á vefnum getum við gert uppfærslur reglulega. Ef þú hefur leiðréttingu til að stinga upp á, sendu hana inn í gegnum villutilkynningartólið okkar. Við munum fara yfir tillöguna þína og gera nauðsynlegar breytingar.

Snið

Þú getur nálgast þessa kennslubók ókeypis í vefútgáfu eða sem PDF í gegnum OpenStax.org, og á lágu verði á prenti.

Um Eðlisfræði

Þetta námsefni var upphaflega samið að frumkvæði Texas Education Agency (TEA) til að veita skólahverfum ókeypis aðgang að vönduðu opnu námsefni. Á 84. löggjafarþingi Texas (2015) var fé veitt til gerðar opins námsefnis á vegum ríkisins, með þeirri ósk að þróaðir framhaldsskólaáfangar sem styðja nám í náttúruvísindum, tækni, verkfræði og stærðfræði hefðu forgang.

Eðlisfræði nær yfir efnisval og framvindu dæmigerðs eins árs eðlisfræðiáfanga. Bókin fjallar ítarlega um eðlisfræðileg hugtök, megindleg dæmi og færni, auk áhugaverðra hagnýtinga. Eðlisfræði fyrir framhaldsskóla er hönnuð til að uppfylla og fara fram úr viðeigandi kröfum Texas Essential Knowledge and Skills (TEKS), en gefur kennurum jafnframt verulegt svigrúm.

Hæfir og reynslumiklir kennarar frá Texas tóku þátt í öllu þróunarferlinu og kennslubækurnar voru rýndar ítarlega til að tryggja gagnsemi þeirra og notagildi í hverjum áfanga. Rýnar skoðuðu skýrleika, nákvæmni, stuðning við nemendur, kröfur og viðeigandi námsmat, samræmi við TEKS og heildargæði hvers námsefnis. Ómetanlegar ábendingar þeirra urðu grunnur að stöðugum endurbótum á efninu og hjálpuðu til við að staðfesta að bækurnar væru tilbúnar til notkunar. Höfundar og rýnar tóku einnig mið af algengum áskorunum í áföngum, árangursríkum kennsluaðferðum og þátttöku nemenda til að veita kennurum og nemendum gagnlegt og styðjandi efni sem stuðlar að árangursríku námi.

Umfang og efnistök

Eðlisfræði kynnir eðlisfræðilögmál, rannsóknir, hugtök og færni í rökréttri og áhugaverðri framvindu sem ætti að vera flestum eðlisfræðikennurum kunnugleg. Kennslubókin hefst á almennri kynningu á eðlisfræði og vísindalegum ferlum. Þar á eftir koma nokkrir kaflar um hreyfingu og lögmál Newtons. Eftir aflfræði fara nemendur í gegnum varmafræði, bylgjur og hljóð, ljós og ljósfræði. Rafmagn og segulmagn ásamt kjarneðlisfræði ljúka kennslubókinni.

• Kafli 1: Hvað er eðlisfræði?
• Kafli 2: Hreyfing í einni vídd
• Kafli 3: Hröðun
• Kafli 4: Kraftar og hreyfilögmál Newtons
• Kafli 5: Hreyfing í tveimur víddum
• Kafli 6: Hringhreyfing og snúningur
• Kafli 7: Þyngdarlögmál Newtons
• Kafli 8: Skriðþungi
• Kafli 9: Vinna, orka og einfaldar vélar
• Kafli 10: Takmarkaða afstæðiskenningin
• Kafli 11: Varmaorka, varmi og vinna
• Kafli 12: Varmafræði
• Kafli 13: Bylgjur og eiginleikar þeirra
• Kafli 14: Hljóð
• Kafli 15: Ljós
• Kafli 16: Speglar og linsur
• Kafli 17: Beygja og samliðun
• Kafli 18: Stöðurafmagn
• Kafli 19: Rafrásir
• Kafli 20: Segulmagn
• Kafli 21: Skammtaeðli ljóss
• Kafli 22: Frumeindin
• Kafli 23: Eindafræði

Sveigjanleiki

Eins og allt efni frá OpenStax er hægt að breyta þessari kennslubók eftir þörfum til notkunar fyrir kennarann, allt eftir þörfum nemenda í áfanganum. Hvert sett af efni sem OpenStax býr til er skipulagt í einingar og kafla og hægt er að nota það eins og hefðbundna kennslubók sem alla kennsluáætlunina fyrir hvern áfanga. Einnig er hægt að nálgast efnið í smærri bitum til markvissari notkunar með einum nemanda eða heilum bekk. Kennurum er velkomið að hlaða niður og setja fyrir PDF útgáfu kennslubókarinnar í gegnum námsumsjónarkerfi, eða nota það til að tengja nemendur við ákveðna kafla og undirkafla bókarinnar sem eiga við það hugtak sem verið er að rannsaka. Öll kennslubókin verður aðgengileg haustið 2020 í breytanlegu Google-skjali, og þangað til er kennurum velkomið að afrita og líma efni úr kennslubókinni til að breyta eftir þörfum fyrir kennslu.

Áhersla á nemandann

Eðlisfræði notar vinalegan tón og spennandi dæmi sem höfða til framhaldsskólanema. Í upphafi hvers kafla eru til dæmis hugvekjandi ljósmyndir og inngangar sem tengja efnið við reynslu sem skiptir máli í lífi nemenda. Skrifin í námsefninu okkar hafa verið þróuð með algilda hönnun í huga til að tryggja að náð sé til nemenda af öllum mismunandi bakgrunni. Hægt er að nálgast efni í gegnum grípandi texta, upplýsandi myndefni, verklegar æfingar og hermilíkön á netinu. Þessi fjölbreytileiki námsmiðla býður upp á mikið af tækifærum til styrkingar sem gera nemendum kleift að rifja upp efni á nýjan og ferskan hátt.

Eiginleikar

• Snap Labs: Gefa nemendum tækifæri til að upplifa eðlisfræði í gegnum verklegar æfingar. Hægt er að klára tilraunirnar fljótt og þær treysta fyrst og fremst á auðfáanleg efni svo að nemendur geti gert þær heima á meðan þeir lesa.
• Unnin dæmi: Efla bæði greinandi og huglæga færni. Í hverju dæmi er atburðarásin eða hagnýtingin fyrst kynnt, fylgt eftir með lýsingu á þeirri aðferð sem notuð er til að leysa dæmið sem leggur áherslu á hugtökin sem um ræðir. Þessu fylgir fullunnin stærðfræðileg lausn og umræða um niðurstöðurnar.
• Gaman í eðlisfræði: Sýnir hagnýtingu eðlisfræði í ýmsum skemmtanaiðnaði.
• Vinna í eðlisfræði: Nemendur geta kynnt sér störf í eðlisfræði sem og önnur störf sem nota eðlisfræði að staðaldri.
• Eðlisfræði án landamæra : Sýnir framlínur í eðlisfræðiþekkingu og lýsingar á nýjustu uppgötvunum í eðlisfræði.
• Tengingar við eðlisfræði : Leggur áherslu á tengsl eðlisfræði við aðrar fræðigreinar.
• Horfðu á eðlisfræði : Styður við skilning nemenda á hugtökum og reiknifærni með myndböndum frá Khan Academy.
• Sýndareðlisfræði : Býður upp á rannsóknar- og uppgötvunarmiðað nám með því að útvega sýndarsandkassa þar sem nemendur geta gert tilraunir með hermdar eðlisfræðiaðstæður og búnað með því að nota PhET-hermilíkönin sem þróuð eru af Háskólanum í Colorado.
• Ábendingar til árangurs : Veitir nemendum ráðgjöf um hvernig nálgast megi efni eða verkefni.

Æfingar og mat

• Skilningsprófanir : Leiðsagnarmat sem fer yfir skilning á hugtökum og færni sem fjallað er um í lestrarefni, gagnvirkum þáttum og smátilraunum.
• Æfingadæmi : Skora á nemendur að beita hugtökum og færni sem þeir hafa séð í unnu dæmi til að leysa verkefni.
• Kannaðu skilning þinn : Hugtakaspurningar sem, ásamt æfingadæmunum, veita leiðsagnarmat á helstu viðfangsefnum í hverjum kafla.
• Frammistöðuverkefni : Skora á nemendur að beita efninu og færninni sem þeir hafa lært til að finna lausn á hagnýtum aðstæðum.
• Prófundirbúningur : Hjálpar til við að undirbúa nemendur undir að svara árangursríkt sniði og kröfum samræmdra prófa. Prófundirbúningurinn inniheldur fjölvalsspurningar, stutt svör og ítarleg svör.

Svör við spurningum í bókinni

Svör við upprifjunar- og prófundirbúningsspurningum er að finna í svarhandbók kennara. Valin svör við upprifjunar- og prófundirbúningsspurningum er að finna í lausnahandbók nemenda. Svör við skilningsprófunum, æfingadæmum og könnun á skilningi eru ekki veitt þar sem þau eru fyrst og fremst ætluð til sjálfsmats og umræðu.

Viðbótarúrræði

Úrræði fyrir nemendur og kennara

Við höfum tekið saman viðbótarúrræði fyrir bæði nemendur og kennara, þar á meðal byrjendaleiðbeiningar, PowerPoint-glærur og svarhandbók kennara. Úrræði kennara krefjast staðfests kennaraaðgangs, sem hægt er að sækja um þegar skráð er inn eða aðgangur búinn til á OpenStax.org. Nýttu þér þessi úrræði til að bæta við OpenStax-bókina þína.

Úrræði samstarfsaðila

Samstarfsaðilar OpenStax eru bandamenn okkar í því markmiði að gera hágæða námsefni á viðráðanlegu verði og aðgengilegt fyrir nemendur og kennara alls staðar. Verkfæri þeirra samþættast óaðfinnanlega við OpenStax-titlana okkar á lágu verði. Til að fá aðgang að úrræðum samstarfsaðila fyrir textann þinn skaltu heimsækja bókasíðuna þína á OpenStax.org.

Um höfundana

Aðalmeðhöfundar

Paul Peter Urone , California State University, Sacramento Roger Hinrichs , State University of New York, College at Oswego

Meðhöfundar

Fatih Gozuacik (forstöðumaður tækni og menntunar) er með meistaragráður í eðlisfræði og atómeðlisfræði frá Texas A&M Commerce og Sakarya-háskólanum í Tyrklandi. Auk þess að kenna AP® og háskólaeðlisfræði hefur hann verið leiðbeinandi fyrir Physics Bowl og Science Olympiad, og hefur starfað sem háskólaráðgjafi fyrir nemendur á þriðja og fjórða ári. Fatih var útnefndur STEM-kennari ársins 2015 af Educate Texas.

Denise Pattison (East Chambers ISD) er fædd og uppalin í Lumberton, Texas. Hún útskrifaðist frá Lamar University - Beaumont árið 2004 með gráðu í raungreinum og hefur kennt eðlisfræði, Pre AP® eðlisfræði og IPC eðlisfræði. Hún elskar að kenna vegna þess að það veitir tækifæri til að skipta sköpum í lífi fólks.

Catherine Tabor (Northwest Early High School) er með bakkalárgráður í stærðfræði og eðlisfræði, meistaragráðu í eðlisfræði og vinnur að PhD í tölvunarfræði. Hún hefur kennt í yfir tuttugu ár og gegnt stöðum við fjölda framhaldsskóla í El Paso og háskóla, þar á meðal Evergreen State og UT El Paso. Við Northwest Early HS kennir hún stjörnufræði, AP® eðlisfræði og AP® tölvunarfræði.

Rýnar

• Bryan Callow, Lindenwold High School, Lindenwold, NJ
• John Boehringer, Prosper High School, Prosper, TX
• Wade Green, Stony Point High School, Round Rock, TX
• Susan Vogel, Rockwall-Heath High School, Heath TX
• Stan Hutto, Southwest Christian School, TX
• Richard Lines, Garland High School, Garland, TX
• Penny McCool, San Antonio ISD, Raise Up Texas-ráðgjafi
• Loren Lykins, Science Department Chairman—Carlisle Independent School District, TX
• Janie Horn, Cleveland High School, Magnolia, TX
• Sean Oshman, Garland Independent School District, TX
• Cort Gillen, Cypress Ranch High School, TX