uzluga.ru
добавить свой файл
1 2
2.2.9. Физика

1. Введение в предмет.

Комплекс знаний, широко обозначенный как физические науки, генерирует несколько курсов в Европейских университетах. Часто встречаются такие названия курсов как физика, астрономия, теоретическая физика, прикладная физика, инженерная физика, биофизика, физическая океанография, геофизика, естественные науки, физика окружающей среды и другие.

Чистый курс – это курс Физики. В некоторые вышеперечисленные курсы включены другие предметы смежные с физикой, например, химия в естественных науках. Все вышеперечисленные степени всегда полагаются на хороший фундамент по математике, который предлагается, хотя и поверхностно, внутри самого курса. Континентальные университеты традиционно предлагают студентам по специальности «физика» очень основательный подход к преподаванию/изучению математики.

Существуют два основных подхода в разработке программы по физике:

  • Первые годы программы являются общими для предметов по физике, математике, химии и других и студенты выбирают основной предмет позже (например, на третьем году обучения, например в Копенгагене).

  • Весь курс фокусируется на «физике» с самого начала.


Физика, являясь самой основной естественной наукой после математики, обычно предлагается на факультете естественных наук; примеры имеются во многих континентальных университетах. Другим совершенно обычным местом предложения данного курса – является департамент физики, где работают ученые-физики. В других случаях курсы по прикладной физике и подобным предметам предлагаются на инженерном факультете или в департаменте прикладной физики. Сообщество ученых-физиков часто предлагает зачёты по физике для ряда различных курсов в одном и том же университете (смотрите дальше).

Сеть Тюнинга по физике отображает эту сложность сценариев. Однако, опыт показал, что значимые общие ориентиры могут быть получены даже с этими возможно и не однородными примерами институтов.


  1. Профили степеней и сфера занятости


Для перечня возможных степеней обратитесь к введению выше. Здесь представлен профиль и сферы занятости для степени по физике.

Типичные степени, предлагаемые по физике


Цикл

Предлагаемые типичные степени


Первый


Программа включает в себя следующее:

  • Знание математики и смежных дисциплин (основы математики; математические методы в физике; информатика; числовой анализ);

  • Знание основ физики (введение в физику; классическая физика (включая демонстрации); квантовая физика (включая демонстрации); лабораторные задания);

  • Знание основных элементов теоретической физики (аналитическая механика; классический электромагнетизм, теория относительности и другие; квантовая механика/теория; статистическая физика);

  • Знание элементов прикладной физики и смежных дисциплин (химия; электроника и тому подобное);

  • Знание основных элементов современной физики (атомная, ядерная и субъядерная физика; физика твердых тел, астрофизика);

  • Промежуточные или итоговые проекты по физике, в зависимости от типа института;

  • Другие существенные элементы, в разном объёме в зависимости от типа института (например, знание вопросов из «выборочного списка»; презентация лабораторного доклада; активное участие на семинарах);

  • Некоторые знания/способности в области нестандартных дисциплин, в разном объёме в зависимости от типа института (например, профессиональная подготовка, развитие навыков, прохождение практики и другие);

  • Знание вопросов обозначенных по «свободному выбору» студента.





Второй


Программа включает в себя следующее:

  • Совершенное знание теоретической физики (аналитическая механика; классический электромагнетизм, теория относительности и т.д.; квантовая механика/теория; статистическая физика);

  • Углубленные знания по математике и смежным предметам, математическим методам для физики, информатике; числовому анализу;

  • Знание специализированных стержней современной физики (атомной, ядерной, субъядерной физики, физики твёрдых тел, астрофизики);

  • Знание других специализированных предметов (биофизики, медицинской физики, метеорологии, физики окружающей среды, океанографии) в зависимости от типа учреждения и профиля специализации;

  • Способность решать проблемы по содержательной физике (в зависимости от типа учреждения);

  • Финальный годовой проект по физике/тезис и развитие соответствующих исследовательских умений;

  • Другие существенные элементы, в разном объёме в зависимости от типа учреждения (например, знание вопросов из «выборочного листа»; способность совершенствовать лабораторную работу, представление лабораторного доклада; активное участие на семинарах);

  • Знания/способности по не стандартным предметам, в разном объёме в зависимости от учреждения (например, профессиональная подготовка, развитие навыков, прохождение практики и т.д.);

  • Знание вопросов, обозначенных по «свободному выбору» студента.





Третий


Третий цикл включает:

  • Курсовую работу (в зависимости от университета, но ограниченную по времени);

  • Оригинальную исследовательскую работу, обычно выполняется в исследовательской группе. Докторское исследование в большинстве случаев ведёт к написанию диссертации, которая должна быть оценена соответствующим экзаменационным советом, и/или быть опубликована в специальных журналах.



Типичные сферы занятости выпускников по Физике (карта профессий)

Первый цикл по физике


В настоящее время (май 2005) возможность трудоустройства после окончания первого цикла учёбы по специальности «физика» очень мала, так как эта степень является новой в большинстве Европейских стран.


Цикл

Сфера занятости

Суб дисциплина / область специализации

Категория / группа профессий

Перечень профессий относящихся к специализации

Первый

Технические профессии в государственном или частном секторе (банки, страховые компании, сферы услуг) на средних уровнях

- должности в промышленных компаниях

- технические ассистенты

- информатика, компьютерные и информационные технологии

- должности в страховых компаниях и банках (программное обеспечение, ассистенты по развитию и планированию)

- само наём

- метеоролог*

- метролог





  • Доступ квалификаций к разным классам метеорологов обычно регулируется на национальном уровне.


Второй цикл по физике (и интегрированным13 степеням)


Так как второй цикл предоставляет разнообразие областей для выпускников, мы приводим перечень нескольких суб характеристик второго цикла степени по физике. В каждой под области самые уместные частные компетенции (они не приведены здесь, но можете посмотреть их общее описание далее в Разделе 3) могут иметь разное отношение и вес.



Цикл

Сферы занятости

Суб дисциплина / область специализации

Категория / группа профессий

Перечень профессий относящихся к специализации

Второй


Физика /теоретическая физика

- физики в государственном или частном секторе

- профессии, связанные с исследованиями, инновациями и развитием

- сектор высоких технологий

- инженерия

- метрология/ профессии, связанные с контролем качества

- техническая консультация

- банки


- физики (в университетах, исследовательских институтах)

- ассистенты в исследовательской работе в университетах, институтах, на предприятиях.

- промышленные физики (в компаниях, имеющих дело с микроэлектроникой, программным обеспечением, телекоммуникациями, оптоэлектроникой, оптикой, материалами)

- само наём

- технические консультанты

- метрологи

- контроль качества

- технические должности в сфере радиационной безопасности


Физика /теоретическая физика

- физики в государственных организациях или частном секторе

- профессии, связанные с исследованием, инновациями и развитием

- банки и страховой сектор

- физики (в университетах, исследовательских институтах)

- ассистенты в исследовательской работе в университетах, институтах, промышленности

- промышленные физики: микроэлектроника, развитие программного обеспечения, телекоммуникации, оптика, информационные технологии и т.д.

- профессии, связанные с компьютерными науками (развитие программного обеспечения, экономический и финансовый анализ и моделирование)

- само наём

- технические консультанты

Прикладная физика /техническая физика /инженерная физика /информатика


физика

- физики в государственных организациях или частном секторе

- профессии, связанные с исследованием и развитием в государственных организациях или частном секторе

- инженерия

- метрология/ профессии, связанные с контролем качества

- сектор высоких технологий

- промышленные физики: микроэлектроника, программное обеспечение, телекоммуникации, оптика, материалы

- физик (в университетах, исследовательских институтах)

- инженеры

- ассистенты в исследовательской работе в университетах, институтах, промышленности

- профессии, связанные с компьютерными науками, метрологи

- инженеры по качеству

- должности в секторе информационных технологий в промышленности, банках, страховых компаниях (развитие программного обеспечения, экономический и финансовый анализ и моделирование)

- медицинские физики (радиотерапия, радиологическая и радиационная безопасность)*

- технические должности в сфере радиационной безопасности

- технические консультанты

- само наём

Биофизика

Государственные организации или частный сектор

- ассистенты в исследовательской работе в университетах, институтах, промышленности

- должности в страховых компаниях

-биофизики

- технические консультанты

- само наём

Медицинская физика

- должности в медицинской физике: больницы, государственные учреждения здравоохранения

- медицинские физики (радиотерапия, радиологическая и радиационная безопасность) *

- ассистенты в исследовательской работе в университетах, институтах, промышленности

- должности в страховых компаниях, самостоятельный бизнес

- технические консультанты

Физика и дидактика или физика и второй предмет, на том же академическом уровне, плюс дидактика

преподавание**

- преподаватели физики в средних и высших учебных заведениях

- преподаватели в частных заведениях

Физика /метеорология и физика земли и окружающей среды /океанография

- физики в государственных организациях или частном секторе


- ассистенты в исследовательской работе в университетах, институтах, общественных и/или частных агентствах, промышленности

- метеорологи***

- геофизики

- океанографы

- технические консультанты

- само наём


* Медицинский физик является профессией в большинстве Европейских стран.

** Пути получения квалификаций, которые дают возможность обучать, разнообразны по всей Европе. В некоторых странах квалификации преподавателей по физике приобретаются без университетской степени по физике. В других странах преподавание по физике является специализацией по степени физика или даже совершенно самостоятельной степенью. Таким образом, положение, приведённое в таблице, не является универсальным.

*** Квалификации, дающие доступ к различным классам метеорологов обычно регулируются на национальном уровне.


Роль предметной области в других программах


Во многих университетах сообщество физиков предлагает зачёты по физике для определённого количества курсов, содержание которых сильно отличается от предмета физики. Конечно, зачёты по физике необходимы, как существенный элемент курсов по математике, химии, геологии, биологии и т.д. (в пределах естественных наук), всех курсов в инженерной области и нескольких курсов на факультетах медицины, ветеринарии, сельского хозяйства, фармакологии, истории, философии и т.д.). В этом контексте работают различные организационные модели. Возможные – не исчерпывающие – примеры следующие:

- Департамент Физики обслуживает все разнообразные курсы в данном университете;

- академические специалисты, преподающие физику в других предметных областях, работают в департаменте и тесно связаны с предметом курса.

В виде примера, регулярно созываются собрания европейских преподавателей по физике в инженерной области.


  1. Результаты обучения и компетенции – дескрипторы цикла

Результаты обучения по физике даются как профиль степени (смотрите соответствующий раздел выше). Ниже мы фокусируемся на компетенциях и уровнях.


Общие компетенции


Значение общих компетенций классифицировалось академическими специалистами по физике независимо от цикла, на основе анкеты в следующем порядке:

_____________________________________________________

Классификация Общие компетенции

_____________________________________________________

1 основное знание области

2 способность проводить анализ и синтез

3 способность учиться

3 креативность

5 применение знаний на практике

6 адаптивность

6 способности к критике и самокритике

8 основное знание профессии

8 исследовательские навыки

10 междисциплинарность

11 устная и письменная коммуникация

12 этическое обязательсто

12 знание межличностного общения

14 знание второго языка

15 элементарная работа на компьютере

15 принятие решений

17 разнообразие и многокультурность

_________________________________________________________


Частные предметные компетенции


Важность частных предметных компетенций классифицировалась отдельно для первого и второго цикла академическими специалистами по физике (в масштабе 1 к 4), на основе анкеты. Фактический порядок рейтинга приведён ниже.

Наши компетенции и их относительная важность в двух циклах описывают то, что, в общем, должно быть достигнуто студентами после окончания учёбы. Наши компетенции имеют хорошую связь с Дублинскими Дескрипторами, то есть с общими дескрипторами циклов, которые недавно были приняты как одни из основополагающих элементов Европейской Квалификационной Структуры. Конечно, каждая из перечисленных частных предметных компетенций может легко быть приписана к одному из пяти измерений или элементов, которые характеризуют Дублинские Дескрипторы. Это показано ниже на таблицах, в четвёртой колонке, где соответствующий Дублинский Дескриптор обозначен для каждой частной предметной компетенции по физике, согласно следующему распределению по пяти измерениям.

A. знание и способность понимать

B. применение знаний и способности понимать

C. умение рассуждать

D. способность общаться

E. навыки обучения


Для дальнейших замечаний по связям между нашими компетенциями и Дублинскими Дескрипторами смотрите Приложение 1.


Первый цикл


Рейтинг в порядке важности

Краткое название

Частной

предметной компетенции

Расширенное описание компетенции

По завершении первого цикла степени по физике студент должен:

Ярлык Дублинского Дескриптора

1

Умение решать проблемы

Уметь правильно оценивать порядок магнетизма в физически разных ситуациях, но показывающих аналогичность, таким образом, это позволяет использовать известные решения для новых задач

В

2

Способность понимать теоретически

Иметь способность хорошо понимать наиболее важные физические теории (логическую и математическую структуру, экспериментальную поддержку, описанные физические явления)

А

3

Математические умения

Уметь понимать и совершенствовать использование наиболее часто применяемых математических и числовых методов

А-В

4

Глубокие знания

Иметь глубокие знания основ современной физики, скажем квантовой теории и т.д.

А


5

Экспериментальные способности

Познакомиться с наиболее важными экспериментальными методами и уметь выполнять эксперименты самостоятельно, также как и уметь описывать, анализировать и критически оценивать данные экспериментов

В

6

Умения моделировать и решать задачи

Уметь определять существенные стороны процесса / ситуации и строить подобные рабочие модели; уметь вычислять требуемые приблизительные значения; то есть критически мыслить, чтобы строить физические модели

В

7

Умения решать задачи и компьютерные навыки

Уметь выполнять вычисления самостоятельно, даже когда необходим простой или сложный компьютер, включая развитие программ для программного обеспечения

В

8

Культура физики

Быть знакомым с наиболее важными областями физики и с теми подходами, которые охватывают многие области физики

А

9

Поиск литературы

Уметь искать и использовать литературу по физике и другим техническим наукам, также как и другие источники информации, имеющие отношение к исследовательской работе и развитию технических проектов. Необходимо хорошее знание технического английского языка

Е

10

Умение учиться

Уметь исследовать новые области посредством самостоятельного изучения

Е

11

Моделирование

Уметь адаптировать имеющиеся модели к новым данным экспериментов

В

12

Личные / профессиональные способности

Уметь развивать личное чувство ответственности, имея свободный выбор элективных/выборочных курсов; уметь приобретать профессиональную гибкость через широкий спектр научных приёмов, предлагаемых учебным планом

А

13

Абсолютные стандарты

Познакомиться с «работами гениев», то есть с разнообразием изумительных открытий и теорий в физике, таким образом развивая осведомлённость о высших стандартах

А-С

14

Этические знания (относящиеся к физике)

Уметь понимать социальные проблемы, которые противоречат профессии и затрагивают этические нормы исследования и профессиональной деятельности в физике и её ответственность за защиту здоровья общества и окружающей среды

С

15

Знание иностранных языков (относящихся к физике)

Иметь совершенное владение иностранными языками, посредством участия в курсах, идущих на иностранном языке: то есть, учась за рубежом по программам обмена, и признание кредитов в иностранных ВУЗах или исследовательских центрах

Д

16

Особые коммуникационные навыки

Уметь работать в междисциплинарной команде; уметь представлять собственные исследования или результаты литературных поисков для специалистов также как и для непрофессиональной аудитории

Д


Второй цикл


Рейтинг в порядке важности

Краткое название

частной предметной компетенции

Расширенное описание компетенции

По завершении второго цикла степени по физике студент должен:

Ярлык Дублинского Дескриптора

1

Умения моделировать и решать задачи

Уметь определять существенные стороны процесса / ситуации и строить схожие рабочие модели; уметь вычислять требуемые приблизительные значения; то есть критически мыслить, чтобы строить физические модели

В

2

Умение решать задачи

Уметь правильно оценивать порядок магнетизма в физически разных ситуациях, но показывающих аналогичность, таким образом, это позволяет использовать известные решения для новых задач

В

3

Поиск литературы

Уметь искать и использовать литературу по физике и другим техническим наукам, также как и другие источники информации, имеющие отношение к исследовательской работе и развитию технических проектов. Необходимо хорошее знание технического английского языка

Е

4

Умение учиться

Уметь исследовать новые области посредством самостоятельного изучения

Е

5

Моделирование

Уметь адаптировать имеющиеся модели к новым данным экспериментов

В

6

Способность понимать теоретически

Иметь способность хорошо понимать наиболее важные физические теории (логическую и математическую структуру, экспериментальную поддержку, описанные физические явления)

А

7

Основные и прикладные исследования

Приобрести способность понимать природу и приёмы исследования по физике и то как эти исследования применяются в других областях кроме физики, например, в инженерии; уметь проектировать экспериментальные и /или теоретические процедуры для: а) решения текущих задач в академических и промышленных исследованиях; б) улучшения имеющихся результатов

А-В-С

8

Глубокие знания

Иметь глубокие знания основ современной физики, скажем квантовой теории и т.д.

А


9

Математические умения

Уметь понимать и совершенствовать использование наиболее часто применяемых математических и числовых методов

А-В

10

Приграничное исследование

Иметь хорошие знания о профессии в, по крайней мере, одной на данный момент действующей специальности по физике

А

11

Умения решать задачи и компьютерные навыки

Уметь выполнять вычисления самостоятельно, даже когда необходим простой или сложный компьютер, включая развитие программ для программного обеспечения

В

12

Экспериментальные способности

Познакомиться с наиболее важными экспериментальными методами и уметь выполнять эксперименты самостоятельно также как и уметь описывать, анализировать и критически оценивать данные экспериментов

В

13

Особые коммуникационные навыки

Уметь работать в междисциплинарной команде; уметь представлять собственные исследования или результаты литературных поисков для специалистов также как и для непрофессиональной аудитории

Д

14

Способности к управлению

Уметь работать с высокой степенью автономии, и даже принимать ответственность при планировании проектов и управлении структурами

С

15

Личные / профессиональные способности

Уметь развивать личное чувство ответственности, имея свободный выбор элективных/выборочных курсов; уметь приобретать профессиональную гибкость через широкий спектр научных приёмов предлагаемых учебным планом

А-В

16

Культура физики

Быть знакомым с наиболее важными областями физики и с теми подходами, которые затрагивают многие области физики

А

17

Умения усовершенствоваться

Использовать возможности быть информированным о новых открытиях и методах и уметь давать профессиональный совет по возможному ряду применений

Е

18

Знание иностранных языков (относящихся к физике)

Иметь совершенное владение иностранными языками, посредством участия в курсах, идущих на иностранном языке: то есть, учась за рубежом по программам обмена, и признание кредитов в иностранных ВУЗах или исследовательских центрах

Д

19

Этические знания (относящиеся к физике)

Уметь понимать социальные проблемы, которые противоречат профессии и затрагивают этические нормы исследования и профессиональной деятельности в физике и её ответственность за защиту здоровья общества и окружающей среды

С

20

Абсолютные стандарты

Познакомиться с «работами гениев», то есть с разнообразием изумительных открытий и теорий в физике, таким образом, развивая осведомлённость о высших стандартах

А-С


следующая страница >>