Fysiikan ainereaali LUMA keskuksen avajaiset Jari Lavonen Helsingin

Fysiikan ainereaali LUMA keskuksen avajaiset Jari Lavonen Helsingin yliopiston opettajankoulutuslaitos

Uudistustarpeen taustaa Ulkoa tulevat uudistamispaineet n reaalikoe on ”ainutlaatuinen” koko maailmassa n lukion päättökoe: yleissivistys, opiskeluvalmius n hyödynnettävyys alhainen opiskelijavalinnoissa (ammattikorkea – korkeakoulu) n lukuisat työryhmät ovat päätyneet ehdottamaan kokeen jakamista (esim. Kuujo 70 l. ) yleensä kahteen osaan n vuosina 99 00 lukuisia kehittämisehdotuksia: TT, yliopistojen rehtorien neuvosto, … Ylioppilaskokeen sisältä tulevat paineet n suhteellinen arvostelu ei toteudu n reaaliaineet luonteeltaan erilaisia > tarve erilaisiin kokeisiin n reaaliaineet ovat aliedustettuna yo kokeessa

Uudistamisen tavoitteet Opetusministeriön tehtäväkasianto n OPM: n kirje 16. 6. 2000 YTL: lle, jossa pyydettiin perusteltu esitys reaalikokeen jakamisesta osiin (aikaa 30. 4. 2001 asti) Uudistamiselle asetetut tavoitteet n reaaliaineiden asema kokeessa vastaamaan lukion tuntijakoa n ylioppilastutkinnon kokeen on mitattava oppiaineen syvällistä hallintaa ja siihen liittyvää kypsyyttä kussakin tutkintoaineessa n kokeen hyödyntäminen opiskelijavalinnoissa n kokeeseen kullekin oppiaineelle luonteenomaisia tehtäviä n suhteellinen arvostelu jokaiseen aineeseen erikseen

Uudistamistyön vaiheet n OPM: n kirje 16. 6. 2000 YTL: lle, jossa pyydettiin perusteltu esitys n n n reaalikokeen jakamisesta osiin (aikaa 30. 4. 2001 asti) Kehittämistyöryhmän (pj. Lahtinen, OPH, OPM, YTL edustajat) muistio, jossa tarkasteltiin perusteellisesti eri vaihtoehtoja 27. 4. 2001 Lausuntokierros: 65 lausuntoa, pääasiassa myönteisiä (OAJ, ainejärjestöt (ei MAOL) vastustivat Asetusluonnos 30. 11. 2002 Valtioneuvosto käsitteli 5 kertaa (viimeisellä kerralla 45 min) Ylioppilastutkintoasetuksen muutos 27. 3. 2003: n Lopputulos kehittämistyöryhmän ehdotuksen mukainen: 1) kaksi tutkintopäivää, 2) kullekin reaaliaineelle oma koe, n Ainereaalin ”hinta” 1) terveystieto, 2) oppiainerajat ylittävät tehtävät, 3) Enestamin ponsi pienten lukioiden asemasta ja 5 pakollisen kokeen mallin tutkiminen

Järjestettävät kokeet ja tehtävien määrä Reaaliaineiden koe keväällä 2006 (terveystieto 2007) n 1. Koepäivä: psykologia, filosofia, historia, fysiikka ja biologia n 2. koepäivä: uskonto, elämänkatsomustieto, yhteiskuntaoppi, kemia, maantiede, terveystieto Tehtävien lukumäärä/ vastausten lukumäärä n uskonto, psykologia, filosofia, historia, elämänkatsomustieto, yhteiskuntaoppi, maantiede 10/6 n kemia, biologia 12/8 n fysiikka 13/8 n terveystieto ? /? n Koeaika 6 h n Kaikissa aineissa suhteellinen arvostelu eli sama prosenttimäärä eri arvosanaluokkia

Ilmoittautuminen kokeeseen Sitova ilmoittautuminen n aine n pakollinen/ ylimääräinen n kompensaatio? Osallistumisedellytys n oppiaineen pakolliset kurssit suoritettu

Millä perusteella oppilas valitse tietyn aineen kokeen? n aineen erityisharrastaja n tähtää tiettyyn opiskelupaikkaan n haluaa hyvän arvosanan n haluaa varmistaa läpipääsyn reaalikokeesta n haluaa selvitä minimityöllä Fysiikan koe tarjoaa kaikkiin em. kohtiin ratkaisun

Tehtävät (yleisesti) Tehtävät laaditaan opetussuunnitelman perusteissa ilmaistujen pakollisten ja syventävien kurssien perusteella n tehtävät oppiaineen luonteen mukaisia n tehtävätyypeissä ei kovin suuria muutoksia nykyiseen n kokeen vaatimustaso ei muutu n perustehtävät ja aineen syvällistä ahllintaa mittaavat jokeritehtävät (1 – 2 kpl) n oppiainerajat ylittävät tehtävät

Fysiikan kokeen rakenne ja tehtävätyypit 1 pakollinen + 7 syventävää kurssia (uusi ops) n tehtävät 1 … 9 kurssikohtaisia tehtäviä, joihin sisältyy n. 3 yksinkertaista perustehtävää n tehtävät 9 … 11 integroivia vaativia tehtäviä n tehtävä 12 kokeellinen ja 13 jokeritehtävä n kurssien keskeisten asioiden hallinta ja vastausten fysikaalisuus Noin 60 % laskennallisia probleemoita n ilmiön tunnistaminen ja lain soveltaminen n graafisen esityksen tulkinta, mittaustulosten analysointi Noin 40 % esseetehtäviä n ”vastaa lyhyesti”, perustele oikea vaihtoehto, n ilmiöiden tarkastelu, päättelytehtävät n otsikkotehtävä (perinteinen essee)

Kokeen luonne Vaikeusgradientti n hyvin yksinkertaiset perustehtävät – vaativaa fysikaalista ajattelua edellyttävät tehtävät (vaihtelu kokeen sisällä) n tehtävässä a) , b) , … kohtia (vaihtelu tehtävän sisällä) n tehtävätyyppien ja avoimuuden asteen vaihtelu n kokonaisvaatimustaso ei kasva Oppiainerajat ylittävät tehtävät n oppiaineet: kemia, maantiede, biologia, yhteiskuntaoppi n aihekokonaisuudet: teknologia ja yhteiskunta, kestävä kehitys, hyvinvointi ja turvallisuus, viestintä ja mediaosaaminen n oppiainerajat ylittäviä tehtäviä ei merkitä erikseen, mutta tehtäväksi anto voi ilmaista n lukumäärä 1 – 4/ aine (asetus)

Edellytykset vastaukselle Edellytettävät perusvalmiudet n suurelaskenta, yksiköiden käyttö n graafisen esityksen laadinta ja tulkinta Fysikaalisuus n perustelut (lakien nimeäminen, voimakuvio, kytekntäk. , … n lakien käytön edellytys n tuloksen mielekkyyden arviointi Kypsyys n vastaus jäsennelty ja johdonmukainen kokonaisuus n olennaisten tietojen kattavuus n esitetyt väitteet perustellaan n asioiden käsittelytapa ilmentää tietojen ja taitojen itsenäistä hallintaa ja kykyä niiden soveltamiseen

Avoimuus tehtävissä n Avoin tehtävä edellyttää oivaltamista ja asioiden merkitsemistä ratkaisuun seuraavissa tilanteissa: n ilmiön tunnistaminen n lähtötilanteen tarkastelu, kuvio, … n lain, jolla ilmiö hallitaan, valitseminen n lakien käyttöön liittyvien oletusten tekeminen (ilmanvastuksen tai kitkan vähäisyys, ”ulkoisten voimien” tekemä työ tai impulssi vähäinen, ) n…

Kognitiivinen vaatimustaso n Käsitteitä opitaan ymmärtämään eri asteisesti niin, että ensin pystytään toistamaan opittu eli palauttamaan tieto mieliin ja toiseksi käyttämään tietoa hyväksi tutussa yhteydessä. Kolmantena tasona on opitun tiedon soveltaminen uusiin tilanteisiin, jolloin on kyse ongelmanratkaisutaidosta (Fisher 1990: 1 – 28) n Kognitiivisen alueen taksonomiat ( esim. Bloom): 1) ymmärtäminen (mistä on kysymys), 2) soveltaminen (käsitteen käyttö uudessa tilanteessa), 3) analyysi (kokonaisuuden jakaminen osiin ja osien merkitys kokonaisuuden kannalta), 4) synteesi (kokonaisuuden muodostaminen osista), 5) arviointi (asioiden arviointi kriteerien perusteella)

Tehtävän muoto n (Objektiivisiksi tehtäviksi nimitetään monivalinta , vaihtoehto , yhdistely ja vastaaviin osiotyyppeihin perustuvia tehtäviä) n Lyhyttä vastausta edellyttävät tehtävät ja perustelutehtävät, väitteet, … n Probleematehtävät ovat ongelmanratkaisutehtäviä, joiden ratkaiseminen edellyttää, suunnittelua, tiedonhankintaa, synteesiä, jne. n Laskennallinen tehtävä on matemaattisia operaatioita tai graafisia menetelmiä edellyttävä ongelmanratkaisutehtävä n Esseetehtävissä oppilaan kyvyt voivat tulla monipuolisesti esiin, hän harjaantuu esittämään asiansa loogisesti jäsentyneessä kirjallisessa muodossa ja oppii rakentamaan vastauksestaan eheän kokonaisuuden. n ”Kokeellinen tehtävä” edellyttää esim. koetilanteen suunnittelua, koetulosten käsittelyä, tulosten tulkintaa ja raportointia.

Esimerkkejä tehtävistä

Vastaa lyhyesti Selitä lyhyesti, mitä tarkoitetaan seuraavilla käsitteillä. . a) nukleoni b) radioaktiivinen ydin c) ionisoiva säteily d) fuusio. Perustele lyhyesti, mitkä seuraavista väitteistä pitävät paikkansa ja mitkä eivät. a) Voimakkaasti aktiivinen ydinjäte sijoitetaan syvälle kallioperään, jotta siitä lähtevä säteily vaimenisi kallioon. b) Radonytimistä lähtevät alfahiukkaset voivat kulkeutua tuulen mukana pitkiäkin matkoja. c) Röntgenkuvia otettaessa voidaan säteilylle herkkiä elimiä suojata lyijylevyillä, koska säteily vaimenee lyijyyn.

Päättelytehtävä Merkitse kuvan palloihin vaikuttavat voimat. Kiinnitä huomiota voimien keskinäisiin suuruuksiin. Nimeä voimat.

Kokeellinen tehtävä YO Kevät 97 tehtävä 2.

YO Kevät 97 tehtävä 2.

YO Kevät 97 tehtävä 2.

Laskutehtävä YO Kevät 97 tehtävä 6.

YO Kevät 97 tehtävä 6.

Kokeellinen tehtävä YO Kevät 97 tehtävä 12.

YO Kevät 97 tehtävä 12.

YO Kevät 97 tehtävä 12. sisäisen resistanssin tarkastelua ei vaadita KII: n tarkastelussa käytettävä 2 paristoa ja 2 vastusta; 1 paristo ja 2 vastusta tai 2 paristoa ja 1 vastus tai 1 paristo ja 1 vastus alentavat ½ p

Tehtävätyyppeja Graafisen esityksen tulkitseminen . . missä graafisella

Tehtävätyyppeja Tiedon soveltaminen

Tehtävätyyppeja Laskutehtävä

Tehtävätyyppeja Essee

Tehtävien ja ongelmien ratkaiseminen n lähtötilanteen tarkastelu ja sopivien kuvioiden (esim. voimakuvio, kytkentäkaavio) piirtäminen sekä tunnettujen suureiden arvojen toteaminen, n nimetään fysiikan laki/lait, johon ratkaisu perustuu (esim. n n n dynamiikan peruslaki), todetaan lain pätevyysalue ja mahdolliset oletukset, jotka tehdään (esim. oletetaan ilmanvastus pieneksi), lakiin liittyvä yhtälön/yhtälöiden kirjoittaminen yleisessä muodossa (esim. F = ma) ja yhtälön/yhtälöiden ratkai seminen kysytyn/kysyt tyjen suureen/suureiden suhteen, tunnettujen suureiden arvojen sijoittaminen yksiköineen kysytyn suureen suhteen ratkaistuun yhtälöön ja kysytyn suureen arvon laskeminen, vastausten tarkkuuden päättäminen, tulosten tarkastelu ja niiden järkevyyden arviointi.

Perustelujen esittäminen n Summatiivinen koe on kypsyyskoe, jolla mitataan opetukselle asetettujen tavoitteiden saavuttamista. n Vaikka tehtävässä ei perustelua vaaditakaan, lakien käyttö ja niiden mahdolliset pätevyysalueet on mainittava. n Lain käytön edellytyksenä olevat oletukset on myös mainittava (esim. oletetaan, että ilmanvastus on pieni).

Kypsyyttä osittava vastaus n jäsennelty ja asiasisällöltään johdonmukainen kokonaisuus n tehtävän kannalta olennaisten tietojen kattavuus; vastauksen n pituus ja detaljitietojen määrä eivät ole sinällään ansioita n syitä ja seurauksia tarkastellaan asianmukaisesti eri näkökulmista n esitetyt väitteet perustellaan selkeästi n asioiden käsittelytapa ilmentää tietojen ja taitojen itsenäistä hallintaa ja kykyä niiden soveltamiseen

Fysiikan luonnehdintaa opetussuunnitelmassa n Fysiikka on empiirinen luonnontiede, jossa n luonnon perusrakennetta ja ‑ilmiöitä (KOHDE) pyritään ymmärtämään ja selittämään (TAVOITE) n etsitään yleispäteviä lainalaisuuksia ja esitetään ne (matemaattisina) malleina (METODI)

Tieten malli ja oppilaan malli (opetussuunnitelmassa) n Opiskelija oppii tarkastelemaan luonnon rakenteita ja ilmiöitä omien aikaisempien tietojensa ja käsitystensä valossa (= OPPILAAN MALLI). n Opiskelija oppii tiedostamaan ja kyseenalaistamaan ennakkokäsityksiään ja tarkentamaan maailmankuvaansa hankkimansa uuden tiedon perustella (= MALLIN VERTAAMINEN HAVAINTOIHIN).

Opetussuunnitelman tulkinta opetuksen kokeellisuudesta ja sen merkityksestä n Fysiikan opiskelulle luonteenomainen kokeellisuus voi olla aihepiirin, opetuksen vaiheen ja välineiden mukaan opiskelijoiden omakohtaista työskentelyä, opettajan esittämiä demonstraatioita, … tai vain kerronnan kautta tapahtuvaa toimintaa. n Kokeellisuudella tuetaan opiskelijaa omaksumaan (i) uusia luonnontieteellisiä käsitteitä, periaatteita ja malleja (ii) kokeellisen työskentelyn ja yhteistyön taitoja (iii) luonnontieteiden luonteen (ja luonnontieteellisen ajattelun).

Kokeellisen työskentelyn taitojen oppiminen (opetussuunnitelmassa) n Opiskelija oppii suunnittelemaan kokeita yhdessä ja keskustelemaan kokeellisesti hankitusta tiedosta tai aineistosta, sen käsittelystä ja mallintamisesta sekä sen luotettavuuden arvioimisesta (TIEDON HANKKIMINEN, KÄSITTELY JA ARVIOINTI). n Opiskelijayhteisö oppii jakamaan uuden tiedon keskenään. (TIEDON SOSIAALINEN KONSTRUOINTI)

Tiedon lähteet ja tiedon hankkiminen (opetussuunnitelmassa) n Fysikaalisen tiedon lähteenä on ensisijaisesti luonto. n Koulussa luonnontieteellisen tiedon lähteinä ovat lisäksi oppi ja tietokirjat, digitaaliset tietovarannot ja alan asiantuntijat. n Luonnontieteiden opiskelussa tiedon hankkimiseen käytetään kokeellisia menetelmiä, erilaisia tiedon lähteitä sekä tapoja käsitellä tietoa.

Fysiikan opetuksen tavoitteet (ops) (FYSIIKAN LUONNE JA MERKITYS) n luonto ja malli (ilmiöiden mallintaminen) n toiminnan (koe) ja pohdiskelun merkitys luonnontieteellisen tiedon muodostumisessa n fysiikan merkitys yleisesti (tieteessä, taiteessa, tekniikassa, kommunikaatiossa ja elinkeinoelämässä sekä ihmisen arkiympäristössä) n fysiikan merkitys yksilön ja yhteiskunnan kannalta (ihminen fysiikan tietojen soveltajana, fysiikan sovellukset ja niiden taitava, eettinen ja hallittu käyttö tuotteiden aikaansaamisessa ja arkielämän helpottamisessa (teknologia))

Fysiikan opetuksen tavoitteet (ops) (TAITAVA OPPILAS TAITAVA AIKUINEN) Aktiivinen (vaikuttaja, vastuullinen) oppilas: n saa aikaan terveellisen ja turvallisen ympäristön n jäsentää käsitystään rakenteista ja ilmiöistä fysiikan käsitteiden avulla n pystyy ratkaisemaan ongelmia fysiikan käsitteitä luovasti hyväksi käyttäen n hankkii ja käsittelee tietoa yhdessä muiden opiskelijoiden kanssa asiantuntijayhteisön tapaan n suunnittelee ja tekee yksinkertaisia mittauksia sekä tulkitsee ja arvioi tuloksia sekä soveltaa niitä n hankkii tietoja tietolähteistä ja julkistaa ne myös teknisiä apuvälineitä käyttäen

Pakollisen kursin tavoitteena on, että opiskelija kiinnostus n saa vaikutteita, jotka herättävät ja syventävät kiinnostusta fysiikkaa kohtaan n tutustuu aineen ja maailmankaikkeuden rakenteeseen käsitteet liittyviin peruskäsitteisiin ja osaa jäsentää käsitystään fysiikan käsitteiden avulla n ymmärtää, kuinka tieto rakentuu kokeellisen toiminnan ja siihen kytkeytyvän mallintamisen kautta kokeellisuus n suunnittelee ja tekee yksinkertaisia luonnontieteellisiä kokeita sekä tulkitsee ja arvioi kokeellisesti saatua tietoa ja esittää sitä muille n tulkitsee ja mallintaa kokeellisen työn tuloksia graafisesti n käyttää opiskelun tukena tieto ja viestintätekniikkaa.

Pakollisen kurssin sisällöt historia rakenteet vuorovaiku tukset energia prosessit fysiikan luonne n fysiikan merkitys historian eri vaiheissa ja nykyaikana n aineen ja maailmankaikkeuden rakenteet ja perusvuorovaikutukset n energian, erityisesti säteilyn, sitoutuminen ja vapautuminen prosesseissa n kokeellisuus ja mallintaminen perustana fysikaalisen tiedon rakentumisessa, mittaaminen, tulosten esittäminen ja niiden luotettavuuden arviointi mekaniikka n voima liikkeen muutoksen aiheuttajana (Newtonin lait) n liikkeen kuvaaminen ja graafinen esitys (käsitteet)

Syventävien kurssien tavoitteena on, että opiskelija opiskelu valmius n saa valmiuksia opiskella luonnontieteellisillä ja luonnontieteitä soveltavilla aloilla n tutkii luonnon ilmiöitä sekä mallintaa ja esittää niitä kokeellisuus matemaattisten ja graafisten menetelmien avulla n rakentaa malleja ja käyttää niitä ennusteiden tekemiseen n tutkii ja havainnollistaa malleja tvt: n avulla n tutustuu klassisen fysiikan osa alueisiin ja modernin sisällöt fysiikan alkeisiin n tutustuu fysiikan eri osa alueisiin liittyvään teknologiaan n tutustuu fysiikan merkitykseen yhteiskunnan eri alueilla n tutustuu fysiikan sovelluksiin ja niihin liittyviin turvallisuustekijöihin (TERVEYSTIETO).

Lämpö (FY 2) Tavoitteena on, että opiskelija n tuntee lämpöön liittyvät ilmiöt n tutkii aineen termodynaamiseen tilaan tai lämpöopin pääsääntöihin liittyviä ilmiöitä n saa valmiuksia osallistua ympäristöä ja teknologiaa koskevaan kriittiseen keskusteluun ja päätöksentekoon. Keskeiset sisällöt n kaasujen tilanmuutokset ja lämpölaajeneminen n paine, hydrostaattinen paine (Arkhimedeen laki myöhemmin) n kappaleiden lämpeneminen, jäähtyminen, olomuodon muutokset ja lämpöenergia (mitä kappaleelle tapahtuu, kun sitä lämmitetään/ jäähdytetään) n mekaaninen energia, työ, teho ja hyötysuhde n lämpöopin pääsäännöt, sisäenergia n energiavarat (maantiede, oppiainerajat ylittävä teema)

Aallot (FY 3) Tavoitteena on, että opiskelija n saa yleiskuvan luonnon jaksollisista ilmiöistä ja perehtyy niitä selittäviin keskeisiin periaatteisiin. n perehtyy värähdys ja aaltoliikkeen perusteisiin tutkimalla mekaanista värähtelyä, ääntä tai sähkömagneettisia aaltoja. Keskeiset sisällöt n n n harmoninen voima ja värähdysliike (ei energia) aaltoliikkeen synty ja aaltojen eteneminen aaltoliikkeen interferenssi, diffraktio ja polarisoituminen heijastuminen, taittuminen ja kokonaisheijastuminen valo, peilit ja linssit ääni, melun terveysvaikutukset ja kovalta ääneltä suojautuminen

Liikkeen lait (FY 4) Tavoitteena on, että opiskelija n ymmärtää liikkeeseen liittyviä ilmiöitä ja käsittelee niitä selittäviä malleja n tutkii etenemisliikkeeseen liittyviä ilmiöitä kokeellisesti ja perehtyy niiden avulla Newtonin lakeihin n ymmärtää säilymislakien merkityksen fysiikassa. Keskeiset sisällöt n liikkeen mallit (tas. ja tas. kiiht. liike) ja Newtonin lait n etä ja kosketusvoimat, erityisesti liikettä vastustavat voimat, noste n liikemäärän säilyminen ja impulssiperiaate n liike ja potentiaalienergia sekä työperiaate n värähdysliikkeen energia

Pyöriminen ja gravitaatio (FY 5) Tavoitteena on, että opiskelija n syventää osaamistaan mekaniikassa sekä statiikkaan ja pyörimiseen liittyvien ilmiöiden laskennallista hallintaa n syventää tuntemustaan mekaniikan maailmankuvasta. . Keskeiset sisällöt n momentti ja tasapaino pyörimisen suhteen n pyörimisliikkeen mallit, tasainen ja tasaisesti kiihtyvä n n n n pyörimisliike pyörimisen liikeyhtälö pyörimismäärän säilyminen pyörimisliikkeen energia ympyräliike ja ympyräliikkeen kiihtyvyys gravitaatio ja gravitaation alainen liike heittoliike ja planeettojen liike satelliitit ja niiden käyttö

Sähkö (FY 6) Tavoitteena on, että opiskelija n ymmärtää sähköön liittyviä peruskäsitteitä, tutustuu mittaustekniikkaan n osaa tehdä sähköopin perusmittauksia sekä rakentaa ja tutkia yksinkertaisia virtapiirejä. Keskeiset sisällöt n sähköpari, sähkövirran kulku metallijohteessa n jännitteen ja sähkövirran mittaaminen n Ohmin laki n Joulen laki n vastukset, vastusten kytkennät ja Kirchoffin lait n Coulombin laki, homogeeninen sähkökenttä ja aine sähkökentässä n kondensaattori, kytkennät ja energia n sähkövirran kulku puolijohteessa, esimerkkinä diodi

Sähkömagnetismi (FY 7) Tavoitteena on, että opiskelija n syventää tuntemustaan sähkömagnetismin ilmiöistä n perehtyy sähköturvallisuuteen n syventää tuntemustaan sähkömagneettisten ilmiöiden merkityksestä yhteiskunnassa (teknologia). Keskeiset sisällöt n magneettinen voima, magneettikenttä ja aine magneettikentässä n varattu hiukkanen homogeenisessa sähkö ja magneettikentässä n induktiolaki ja Lenzin laki n induktioilmiöitä pyörrevirrat, generaattori ja itseinduktio n energian siirto sähkövirran avulla n tehollisen jännitteen ja sähkövirran mittaaminen sekä impedanssin taajuusriippuvuuden määrittäminen n värähtelypiiri ja antenni, sähkömagneettinen viestintä n sähköturvallisuus, energiateollisuus

Aine ja säteily (FY 8) Tavoitteena on, että opiskelija n tutustuu kvantittumiseen, dualismiin sekä aineen ja energian ekvivalenssiin … n syventää kokonaiskuvaa fysiikan kehityksestä ja … Keskeiset sisällöt n sähkömagneettinen säteily, röntgensäteily n mustan kappaleen säteily, valosähköilmiö n säteilyn hiukkasluonne ja hiukkasten aaltoluonne n atomimallit esimerkkinä Bohrin atomimalli n kvantittuminen, viivaspektri, atomin energiatilat ja n n energiatasokaavio atomiytimen rakenne, radioaktiivisuus ja säteilyturvallisuus massan ja energian ekvivalenssi ydinreaktiot ja ydinenergia aineen pienimmät osaset ja niiden luokittelu