Practicum Natuurkunde voor SBI

2019-2020

Doel vak

Het herkennen van de experimentele methode zoals die in het natuurkundig
onderzoek wordt gebruikt. Een aanleren van een aantal basisvaardigheden
die nodig zijn voor het uitvoeren van natuurkunde experimenten.

Na afloop van dit vak kan de student:
• Een praktische (klant)vraag vertalen naar een natuurkundige
onderzoeksvraag.
• Een eenvoudig experiment opzetten en uitvoeren.
• Een aantal basistechnieken en data-analyse toepassen.
• De resultaten van een experiment interpreteren en analyseren.
• De resultaten van een experiment mondeling en schriftelijk
presenteren, zowel in een natuurkundige context en terug vertaald als
antwoord op een praktische (klant)vraag.

Inhoud vak

Een SBI-er zal later met onderzoekers moeten discussiëren over de
mogelijkheden en onmogelijkheden van hun resultaten. Daarvoor moet je
weet hebben van de basisprincipes van experimenteel onderzoek. Maar niet
alleen weet hebben van, ook is het nodig dat een SBI-er enig gevoel
heeft voor het moeizame proces dat experimenteel onderzoek vaak is.
Einstein zei het al: onderzoeken is voor 99% transpiratie en voor 1%
inspiratie. Nu is deze balans mogelijk wat extreem ingeschat, maar dat
experimenteren een weerbarstige activiteit is, klopt wel. In dit
practicum willen we studenten

1. laten ervaren wat experimenteren is;
2. kennis laten maken met een aantal experimentele technieken;
3. een aantal ontwerp- en onderzoekvaardigheden laten oefenen, zoals
pakket van eisen aan een experimentele opstelling formuleren, verwerken
en interpreteren van resultaten, (mondeling en schriftelijk)
communiceren over je bevindingen.

Onderwerpen die aan bod komen zijn: vertalen van een praktische
(klant)vraag naar een natuurkundige onderzoeksvraag, kennismaken met
meetmethodes en -apparatuur, mobiliseren van de nodige natuurkunde
kennis om een verschijnsel te kunnen beschrijven, opstellen van een
werkplan, ontwerpen van een experiment, uitvoeren van een experiment,
bijhouden van een logboek, dataverwerking en foutenanalyse, kritische
beoordeling van de resultaten, mondelinge en schriftelijke
verslaglegging, inclusief vertaling van (een) natuurkundige conclusie(s)
naar een beantwoording van de praktische (klant)vraag.
Het practicum start cursorisch met een verkenning van algemene
meetmethodes, -apparatuur, dataverwerking en foutenberekening. Daarna
volgen twee uitgebreidere experimenten waarin de student steeds
zelfstandiger aan de slag moet kunnen gaan. De schriftelijke
verslaglegging wordt gedurende het practicum opgebouwd door het
(individueel) bijhouden van een logboek en het (individueel) schrijven
van een verslag.

Op het practicum worden verschillende meet- en experimentele
vaardigheden geleerd. Daarbij behoren ook dataverwerking en de
vaardigheid om de resultaten schriftelijk vast te leggen. Studenten
worden geconfronteerd met experimenteel onderzoek, een vorm van
empirisch onderzoek zoals beschreven in hoofdstuk 6 van het boekje
Academische Vaardigheden voor interdisciplinaire studies, de speciale
editie voor SBI. In de practicumhandleiding en in een inleidend
hoorcollege zal een aanvulling geboden worden op wat in hoofdstuk 6 aan
bod komt.

Onderwijsvorm

Onderwijs vindt grotendeels plaats tijdens practica. Een aantal
onderwerpen zal ingeleid worden met een hoor- en/of een werkcollege. Bij
alle onderdelen wordt er verwacht dat de student actief deelneemt aan
het onderwijs.

Tijdens de eerste vier dagdelen wordt een introductie aangeboden over
het meting van spanningen en stromen, wordt het werken met de data
analyse software geoefend en komt foutenberekening aan bod. In de daarop
volgende 9 dagdelen worden twee experimenten uitgevoerd. Over het eerste
experiment wordt individueel een verslag geschreven, die na een
feedback-ronde herschreven wordt. De herschreven versie wordt
beoordeeld.
Het laatste dagdeel is gereserveerd voor individuele mondelinge
presentaties over het tweede experiment.

Elke experimentele opstelling biedt plaats aan twee studenten. Het is
niet toegestaan om met z’n drieën aan één opstelling te werken. Wel
wordt gestimuleerd om samen te werken en te overleggen met medestudenten
die met een zelfde onderwerp bezig zijn.

Werkvormen:
Hoorcollege: 2 x 1-1,5 uur (onderdeel van een practicumbijeenkomst)
Werkcollege: 1 x 3 uur (onderdeel van een practicumbijeenkomst)
Practica: 13 bijeenkomsten van 4 uur (waarin inbegrepen de hoorcolleges
en het werkcollege)
Mondelinge presentatie: 1 bijeenkomst van ongeveer 3 uur
In totaal zijn er 56 contacturen. Er zijn 28 uren gereserveerd voor
huiswerk (voorbereiding foutenberekening, maken van twee werkplannen,
het schrijven van een verslag en de voorbereiding van de presentatie).

Toetsvorm

BEOORDELING
Het bijwonen van en het actief deelnemen aan alle onderdelen van deze
cursus is verplicht. Bij alle onderdelen die getoetst worden moet een
resultaat behaald zijn, anders volgt er geen eindbeoordeling van deze
cursus. Voor het succesvol afronden van deze cursus moet het eindcijfer
uiteindelijk minimaal op een 5.5 uitkomen.

• De experimentele en academische vaardigheden worden per experiment
getoetst en beoordeeld tijdens het experimenteren en op basis van het
logboek (weging: 20% per experiment). Het logboek wordt individueel
bijgehouden, ook als de student met iemand anders samenwerkt. Het
logboek moet worden geschreven tijdens het experimenteren. Het
gemiddelde van beide beoordelingen moet minimaal met een 5.0 beoordeeld
worden.
• Over het eerste experiment wordt individueel een verslag geschreven.
Een begeleider zal het eerste verslag van feedback voorzien, waarna de
student het verslag herschrijft. Het herschreven verslag wordt
beoordeeld. Het cijfer voor het herschreven verslag moet minimaal een
5.0 zijn (weging: 30%).
• Het werkcollege foutenberekening wordt afgesloten met een toets
(weging: 10%), die aan het einde van een werkcollege uitgedeeld wordt.
Geen deelname aan dit werkcollege betekent geen eindbeoordeling van het
vak Natuurkunde practicum voor SBI.
• Het practicum wordt afgesloten met een presentatie over het tweede
experiment (weging: 20%). Geen deelname aan de presentatie betekent geen
eindbeoordeling van het vak Natuurkunde practicum voor SBI.

HERKANSINGSREGELINGEN
Als je niet voldoet aan de eisen zoals hierboven vermeld, dan heb je het
vak niet gehaald, en krijg je geen studiepunten. Je valt dan automatisch
in één van de herkansingsregelingen. Er zijn drie regelingen,
afhankelijk van de cijfers die je gehaald hebt voor de gemiddelde
beoordeling van de experimentele en academische vaardigheden en het
herschreven verslag. Hieronder volgt een beschrijving van de regelingen
en de eisen. Ook is hier aangegeven wat het hoogste cijfer is dat je nog
kunt behalen bij een succesvolle herkansing.

HERKANSINGSREGELING 1
Deze regeling is voor studenten waarvan het gemiddelde van de
experimentele en academische vaardigheden op minimaal een 6.0 uitkomt,
maar de beoordeling van het herschreven verslag lager dan een 5.0 is. We
bieden je aan om het herschreven verslag te herschrijven. De deadline
wordt door de practicumstaf bepaald. Wanneer je na opnieuw herschrijven
wél voldoet aan de eisen, dan heb je het practicum gehaald. Let op:
voorwaarde voor het opnieuw herschrijven van het herschreven verslag is
dat je mondeling de feedback op dit verslag met een staflid doorspreekt.
Het maximale eindcijfer dat je krijgt toegewezen is een 6.0. Wil je
hoger halen, dan moet je het hele practicum overdoen.

HERKANSINGSREGLING 2
Je valt in deze regeling als de gemiddelde beoordeling van de
experimentele en academische vaardigheden minstens een 5.0 is, de
beoordeling van het herschreven verslag minstens een 5.0 is en het
eindcijfer lager dan een 5.5 is. Je hoeft dan slechts een deel van het
practicum over te doen. In de volgende cursus doe je het eerste deel van
het practicum volledig mee, maar mag je het tweede experiment overslaan.
Je wordt dan beoordeeld op de toets data-analyse (10 %), experimentele
en academische vaardigheden (45 %) en het herschreven verslag van het
eerste experiment (45 %). Wanneer je met deze beoordeling voldoet aan de
eisen dan heb je het vak gehaald. Omdat je niet het hele practicum
herkanst, kun je het vak afronden met hoogstens een 6.0. Wil je hoger
halen, dan moet je het hele practicum overdoen.

HERKANSINGSREGELING 3
Deze regeling geldt voor alle studenten die voor de gemiddelde
beoordeling van de experimentele en academische vaardigheden en/of het
herschreven verslag lager hebben gehaald dan een 5.0. Je zal dan het
volledige practicum over moeten doen tijdens de volgende cursus. Omdat
je het hele vak opnieuw volgt, is er geen restric- tie op het te behalen
eindcijfer.

ZAKKEN VOOR DE HERKANSING
Als je gebruikmaakt van een herkansingsregeling, maar daarmee het
practicum alsnog niet haalt, dan mag je gebruik maken van de opvolgende
regeling. Bijvoor- beeld: als je alleen lager dan een 5.0 gescoord had
voor het herschreven verslag en dit verslag herschrijft
(herkansingsregeling 1) maar daarvoor nog steeds geen 5.0 of hoger
haalt, dan mag je in de volgende cursus een deel van het practicum
herkansen (herkansingsregeling 2). Als je daarvoor ook niet slaagt, dan
zul je het hele practicum over moeten doen in de volgende cursus
(herkansingsregeling 3). Je mag dus nóóit twee keer herschrijven, of
twee keer een deel van het practicum herkansen. Ook kost een
eindbeoordeling tijd, dus je kunt niet gebruik maken van
herkansingsregeling 2 en vervolgens herkansingsregeling 3 tijdens
dezelfde cursus. Houd daar rekening mee.

Het Natuurkunde natuurkunde practicum voor SBI wordt éénmaal per jaar
aangeboden.
Overdoen van experimenten is alleen mogelijk in het volgende cursusjaar
in periode 5.

Literatuur

- Tijdens het practicum wordt er gewerkt vanuit de practicumhandleiding.
Deze is aan te schaffen bij het practicum tijdens de eerste bijeenkomst.
Daarnaast is er voor alle experimenten extra achtergrondinformatie op
Canvas te vinden.
- Tijdens de uitvoering van een experiment wordt de voortgang
bijgehouden in een logboek. Deze is aan te schaffen bij het practicum
tijdens de eerste bijeenkomst.
- Bij het onderwerp data-analyse wordt gebruikgemaakt van het boek:
Taylor, J.R. 1997, An introduction to error analysis (2). (University
Science Books) ISBN 978 0935 702 750. Dit boek is vrij beschikbaar op
https://archive.org/ details/TaylorJ.R.IntroductionToErrorAnalysis2ed.
Tijdens deze cursus wordt aandacht besteed aan hoofdstuk 1 t/m 3.
- De richtlijnen voor onder andere het bijhouden van een logboek en het
schrijven van een verslag zijn te vinden in de handleiding van het vak.

Doelgroep

1SBI

Overige informatie

AANWEZIGHEID
Aanwezigheid bij de hoorcolleges, werkcolleges en practica is verplicht.
Er is geen mogelijkheid om een gemist college/practicum in te halen.
Afwezigheid in verband met ziekte dient voorafgaand aan het practicum
gemeld te worden bij Gerrit Kuik (g.j.kuik@vu.nl). Vanwege het grote
aantal studenten en beperkte beschikbaarheid van de opstellingen en de
practicumzaal kan ziekte tot gevolg hebben dat een compleet experiment
afgerond moet worden in de week voorafgaand aan de tentamens (in die
week kunnen dan 3-4 dagdelen practicum vereist zijn). Dagdelen gemist
door ziekte moeten worden ingehaald om het practicum te kunnen afronden.

De practica starten op de tijd zoals aangegeven in het rooster. Mocht
een student meer dan twee keer zonder gegronde reden te laat op het
practicum verschijnen of een dagdeel missen (n.b. als je meer dan een
uur te laat bent geldt dat ook als een gemist dagdeel), dan mag hij/zij
de cursus niet afronden. Overdoen van deze cursus is dan alleen mogelijk
in het volgende cursusjaar.

Afwijkende intekenprocedure

Bij het intekenen voor het practicum kan je als student een voorkeur aangeven voor een bepaalde groep. LET OP: Nadat de inschrijving sluit worden de groepen evenredig verdeeld. Dit kan tot gevolg hebben dat je in de andere groep wordt ingedeeld.

Toelichting Canvas

De handleiding, opdrachten en achtergrondinformatie zijn op Canvas te
vinden. Ter voorbereiding van het werkcollege foutenberekening moet er
een diagnostische test gemaakt worden. Deze is te vinden op Canvas. Het
verloop en de resultaten van de experimenten worden vastgelegd in een
logboek. Onderdelen van het logboek worden digitaal via Canvas
ingeleverd. De (herschreven) verslagen van beide experimenten worden ook
via Canvas ingeleverd.

Aanbevolen voorkennis

Fysica: mechanica voor SBI/FAR (X_430068)

Algemene informatie

Vakcode X_420193
Studiepunten 3 EC
Periode P5
Vakniveau 100
Onderwijstaal Nederlands
Faculteit Faculteit der Bètawetenschappen
Vakcoördinator dr. G.J. Kuik
Examinator dr. G.J. Kuik
Docenten dr. G.J. Kuik
dr. D.B.R.A. Fokkema
T. Dreef MSc
J.C. Veenstra

Praktische informatie

Voor dit vak moet je zelf intekenen.

Voor dit vak kun je last-minute intekenen.

Werkvormen Practicum
Doelgroepen

Dit vak is ook toegankelijk als: