Natuurkunde en sterrenkunde practicum 1

Lab Course Physics and Astronomy 1

3 EC

Semester 2, periode 4

5092PNSK3Y

Eigenaar Bachelor Natuur- en Sterrenkunde (joint degree)
Coördinator T. Dreef MSc
Onderdeel van Dubbele bachelor Wis- en Natuurkunde, jaar 1Bachelor Natuur- en Sterrenkunde (joint degree), jaar 1Bachelor Bèta-gamma, major Natuurkunde, jaar 2

Studiewijzer 2021/2022

Globale inhoud

Het Natuurkunde en sterrenkunde practicum 1 (NSP1) is een inleiding tot experimenteren. Door het uitvoeren van een aantal experimenten worden basisvaardigheden en -technieken geoefend. Deze vaardigheden en technieken zijn nodig om experimenteel onderzoek te kunnen uitvoeren. Onderwerpen die aan bod komen zijn:

  • kennismaken met meetmethodes en -apparatuur;
  • mobiliseren van de benodigde natuurkundige kennis om een verschijnsel te kunnen beschrijven;
  • definiëren van een vraagstelling;
  • ontwerpen van een experiment;
  • uitvoeren van een experiment;
  • dataverwerking en foutenanalyse;
  • kritische beoordeling van de resultaten;
  • opstellen van een werkplan;
  • bijhouden van een logboek;
  • mondelinge en schriftelijke verslaglegging.

Het practicum start cursorisch met een verkenning van algemene meetmethodes, -apparatuur en dataverwerking. Daarna volgen twee uitgebreidere experimenten waarin de student steeds zelfstandiger aan de slag moet kunnen gaan. De schriftelijke verslaglegging wordt gedurende het practicum opgebouwd van het bijhouden van een logboek tot het schrijven van een verslag. Mondeling presenteren van experiment en resultaten wordt daarnaast ook geoefend tijdens het practicum.

Het vervolg op dit practicum is de cursus Project Natuurkunde/Sterrenkunde 1 (jaar 1, periode 6) en de cursus Natuurkunde en sterrenkunde practicum 2 (jaar 2, periode 2).

 

Belangrijk

Deze studiewijzer is geschreven vanuit de hoop dat het mogelijk is om dit studiejaar het beschreven programma te draaien. We worden dit jaar echter geconfronteerd met een hoger studentenaantal (leuk!) en minder zaalcapaciteit (niet zo leuk!). Pas na de start van de cursus kan vastgesteld worden of het haalbaar is om daadwerkelijk het voorgenomen programma te draaien. Mocht dat niet mogelijk zijn, dan volgt uiterlijk zondag 13 februari een revisie op de studiewijzer én hoofdstuk 1 van de handleiding NSP1. Houd Canvas in de gaten voor communicatie hieromtrent.

Studiemateriaal

Literatuur

  • Voor de dataverwerking zijn kennis en vaardigheden opgedaan bij de cursus Data analyse en statistiek nodig. De syllabus van deze cursus is op das.mprog.nl in te zien.

  • Bij het onderwerp data-analyse wordt ook gebruik gemaakt van het boek: J.R. Taylor, An introduction to error analysis (University Science Books, Sausalito, 2, 1997), ISBN 978 0935 702 750. Dit boek is online beschikbaar op https://archive.org/details/TaylorJ.R.IntroductionToErrorAnalysis2ed

Syllabus

  • Alle handleidingen voor het Natuurkunde en sterrenkunde practicum 1 zijn gebundeld in een syllabus. Deze syllabus is tijdens het eerste dagdeel van de cursus aan te schaffen op de practicumzaal.

Practicummateriaal

  • Tijdens de uitvoering van een experiment wordt de voortgang bijgehouden in een logboek. Het logboek is tijdens het eerste dagdeel van de cursus aan te schaffen op de practicumzaal.

Software

  • Voor de dataverwerking wordt er gebruik gemaakt van Jupyter Notebook. Hiervoor dient de student te beschikken over Anaconda3 2020 of 2021.

Overig

  • Programmeren in Python, nodig voor de data-analyse, wordt behandeld in de cursus Inleiding programmeren voor Natuur- en Sterrenkunde en verder toegepast bij de cursus Data analyse en statistiek.

  • De richtlijnen voor het bijhouden van een logboek en het schrijven van een verslag komen aan bod bij de cursus Academische vaardigheden en tutoraat. Meer informatie over deze onderwerpen kan de student vinden in de bijbehorende handleiding ‘Academische Vaardigheden’.

Leerdoelen

  • De student kan een eenvoudig experiment opzetten en uitvoeren.
  • De student kan een aantal basistechnieken en data-analyse toepassen.
  • De student kan de resultaten van een experiment analyseren en interpreteren.
  • De student kan de resultaten van een experiment schriftelijk en mondeling presenteren.
  • De student kan op een constructieve manier samenwerken met medestudenten.
  • De student kan op een constructieve manier feedback geven aan medestudenten, kan feedback ontvangen en kan feedback verwerken.

Onderwijsvormen

  • (Computer)practicum
  • Zelfstudie

De student is twee dagdelen per week op de practicumzaal aanwezig voor het uitvoeren van verschillende experimenten. De experimenten worden in koppels van twee studenten uitgevoerd en zij worden begeleid door een assistent. Tijdens het practicum zal de assistent regelmatig de stand van zaken met zijn groepjes doorspreken. Instructie en discussie worden waar mogelijk in een grotere groep door de assistent gefaciliteerd. Het actief deelnemen aan alle onderdelen van deze cursus is verplicht. 

Verdeling leeractiviteiten

Activiteit

Uren

 

Practicum

56.5

 

Zelfstudie

27.5

 

Totaal

84

(3 EC x 28 uur)

De studielast van dit vak is 84 uur (3 EC). Er zijn in totaal 56.5 contacturen geroosterd in de vorm van practica. De overgebleven 27.5 uur besteedt de student aan zelfstudie, waaronder de voorbereiding op en het afronden van de experimenten, het afronden van onderdelen in het logboek, het (her)schrijven van een verslag en het voorbereiden van de mondelinge toelichting. Er zijn relatief veel contacturen en een groot gedeelte van het werk vindt plaats tijdens de practica zelf.

Academische vaardigheden

Op het practicum worden verschillende meet- en experimentele vaardigheden geleerd. Daartoe behoren ook dataverwerking, de vaardigheid om (tussen)resultaten bij te houden en schriftelijk vast te leggen in een logboek en de vaardigheid om resultaten zowel schriftelijk als mondeling te presenteren.

Aanwezigheid

Aanwezigheidseisen opleiding (OER-B):

  • Van elke student wordt actieve deelname verwacht aan het onderwijsonderdeel waarvoor hij staat ingeschreven. Een student die de eerste twee werkcolleges van een lesblok geen gebruik maakt van de werkcolleges, zal administratief uit de werkcollegegroep verwijderd worden. Een verzoek opnieuw ingeschreven te worden bij de werkcolleges kan ingediend worden bij de opleidingscoördinator.
  • Als een student door overmacht niet aanwezig kan zijn bij een verplicht onderdeel van het onderdeel, dient hij dit zo snel mogelijk schriftelijk te melden bij de betreffende docent. De docent kan, eventueel na overleg met de studieadviseur, besluiten om de student een vervangende opdracht op te leggen.
  • Het is niet toegestaan om verplichte onderdelen van een onderdeel te missen als er geen sprake is van overmacht.
  • Bij kwalitatief of kwantitatief onvoldoende deelname, kan de examinator de student uitsluiten van verdere deelname aan het onderdeel of een gedeelte daarvan. Voorwaarden voor voldoende deelname worden van te voren vastgelegd in de studiewijzer.
  • Ter uitbreiding van de bovenstaande regels geldt voor de vakken in het eerste semester van het eerste jaar dat een student bij minimaal 80% van de werkcolleges aanwezig dient te zijn. Bovendien moet worden deelgenomen aan eventuele tussentoetsen en verplicht gesteld huiswerk. Als niet aan deze verplichting is voldaan, wordt de student uitgesloten voor de herkansing van het bijbehorende vak. Studenten in het Dubbele Bachelor programma Wis- en Natuurkunde zijn vrijgesteld van deze plicht. In geval van persoonlijke omstandigheden, zoals in OER-A Artikel A-6.4 omschreven, wordt in overleg met de studieadviseur een afwijkend studieplan gemaakt.

Aanvullende eisen voor dit vak:

  • De student wordt geacht op de ingeroosterde momenten van zijn groep aan het natuurkunde practicum te werken. 
  • Aanwezigheid bij alle onderdelen van het practicum is verplicht. Te laat komen of een dagdeel missen zonder zwaarwegende reden is dus niet toegestaan. Zie hieronder voor de te laat- en ziekte/quarantaine-regeling.
  • De student krijgt vaste dagdelen per week toegewezen voor het doen van experimenten. De dagdelen hangen af van de groep waarin de student ingedeeld is. De student kan het rooster vinden op Datanose.

 

Belangrijk

In de eerste week van periode 4 wordt de balans opgemaakt met betrekking tot groepsgroottes en zaalcapaciteit. Indien nodig worden studenten na de eerste week overgeplaatst naar andere practicumgroepen. De student heeft helaas geen invloed op dit proces. De student moet er daarom rekening mee houden dat het rooster vanaf week 2 gewijzigd kan zijn. Wijzigingen worden uiterlijk zondag 13 februari doorgevoerd en gecommuniceerd.

 

Te laat-regeling 

Het kan voorkomen dat de trein vertraging heeft, de fietsband lek is, de wekker het niet deed of de poes haar behoefte heeft gedaan op het bed van de student. In dergelijke gevallen kan de student te laat komen op het practicum. Als dat maximaal twee keer voorkomt en de student beide keren niet meer dan één uur te laat op het practicum verschijnt, kan de student het practicum toch nog afronden. Als de student meer dan één uur te laat op het practicum verschijnt, dan wordt dat als tweemaal te laat geteld. Alleen als de student nog niet eerder te laat gekomen is, kan het practicum nog worden afgerond. Op het moment dat de student meer dan tweemaal te laat gekomen is, dan wordt dat als 'afwezig' genoteerd, en dat is niet toegestaan. De student kan het practicum dan niet meer afronden. Zit de student op een moeilijk OV-traject, dan is het advies om eerder van huis te vertrekken.

 

Samenvatting te laat-regeling

  • Méér dan een uur te laat: telt als twee keer te laat komen
  • Méér dan twee keer te laat: uitsluiting van het volledige practicum

Uitsluiting van het volledige practicum betekent dat de student de cursus Natuurkunde en sterrenkunde practicum 1 in een volgend collegejaar opnieuw moet doen.

 

Ziekte/quarantaine-regeling

Afwezigheid in verband met ziekte, klachten die bij corona passen of quarantaine moet voorafgaand aan de start van het betreffende dagdeel gemeld worden bij Tabitha Dreef (t.dreef@uva.nl). Het gemiste dagdeel wordt in overleg ingehaald op maandagochtend. Blijkt het niet mogelijk om het gemiste dagdeel in periode 4 in te halen, dan kan de student de cursus dit studiejaar helaas niet afronden. Let op: het inhaalpracticum op maandagochtend is uitsluitend gereserveerd voor studenten die hiervoor een afspraak hebben gemaakt met Tabitha Dreef.

 

Belangrijk

Ondanks dat er voor de cursus een verplichte aanwezigheid geldt, mag de student niet naar locatie komen met klachten die passen bij corona en zonder negatieve testuitslag. Ook als er verwacht wordt dat de student in quarantaine gaat, blijft de student thuis. In beide gevallen geldt wel dat de student zich voorafgaand aan de start van het betreffende dagdeel afmeldt bij Tabitha Dreef (t.dreef@uva.nl).

Toetsing

Onderdeel en weging Details

Eindcijfer

 

Bij alle onderdelen die getoetst worden moet een resultaat behaald zijn, anders volgt er geen eindbeoordeling van de cursus Natuurkunde en sterrenkunde practicum 1. De beoordeling van de verschillende onderdelen wordt bepaald door de begeleiders in overleg met de practicumstaf. De eindbeoordeling wordt vastgesteld aan de hand van het gewogen gemiddelde van de volgende onderdelen:

  • Experimentele en academische vaardigheden (inclusief logboek): deze vaardigheden worden getoetst en beoordeeld tijdens het experimenteren. Er wordt hierbij onder andere gelet op initiatief, inzet, creativiteit, gestructureerd werken, samenwerking en de kwaliteit van de besprekingen met de assistent. Ook wordt in deze beoordeling meegenomen hoe het logboek bijgehouden is. De experimentele en academische vaardigheden worden voor experiment 2 en experiment 3 apart beoordeeld. Beide beoordelingen tellen voor 25% mee in het eindcijfer. Het gemiddelde van beide beoordelingen moet minimaal een 4.0 zijn.
  • Herschreven verslag: over experiment 2 wordt er individueel een verslag geschreven. Op dit verslag ontvangt de student peer feedback, waarna de student het verslag herschrijft. Het herschreven verslag wordt beoordeeld en telt voor 30% mee in het eindcijfer. Deze beoordeling moet minimaal een 4.0 zijn.
  • Mondelinge toelichting: de resultaten en de conclusie(s) van experiment 3 licht de student mondeling toe aan een staflid aan de hand van zijn logboek. Deze bespreking telt voor 20% mee in de eindbeoordeling en moet minimaal een 4.0 zijn.

Voor het succesvol afronden van de cursus Natuurkunde en sterrenkunde practicum 1 moet, naast de minimale beoordeling van een 4.0 op bovenstaande onderdelen, de eindbeoordeling uiteindelijk minimaal op een 5.5 uitkomen.

 

Herkansing

Als de student niet voldoet aan de eisen zoals vermeld in bovenstaande alinea, dan heeft de student de cursus Natuurkunde en sterrenkunde 1 niet gehaald en krijgt de student geen studiepunten. Als de gemiddelde beoordeling van de experimentele en academische vaardigheden én de beoordeling van de mondelinge toelichting beide minimaal een 4.0 zijn, dan mag de student deelnemen aan de hieronder beschreven herkansingsregeling. In alle andere gevallen zal de student de cursus in een volgend studiejaar opnieuw moeten volgen. 

 

Herkansinsgregeling

In deze regeling wordt de student een traject aangeboden waarbij de student over experiment 3 een verslag schrijft en herschrijft. Het herschreven verslag wordt door een staflid beoordeeld en vervangt de beoordeling van het herschreven verslag over experiment 2. Onderdeel van dit traject is het geven van feedback op verslagen van medestudenten en het ontvangen en het verwerken van hun feedback op het verslag van de student. De looptijd van dit traject inclusief de bijbehorende deadlines worden door de practicumstaf vastgesteld. Wanneer de student na dit traject wél voldoet aan de eisen zoals vermeld in de eerste alinea van deze paragraaf, dan heeft de student het practicum alsnog gehaald. Mocht de student echter niet voldoen aan de gestelde eisen, dan zal de student de cursus in een volgend studiejaar opnieuw moeten volgen.

Inzage toetsing

Om een inzagemoment aan te vragen, kan de student contact opnemen met Tabitha Dreef (t.dreef@uva.nl).

Dit inzagemoment kan aangevraagd worden tot het einde van periode 5.

Opdrachten

Alle onderstaande producten worden uiterlijk op de gestelde deadline ingeleverd, zie Canvas voor een overzicht. Producten die onderdeel zijn van de eindbeoordeling (logboeken en herschreven verslag) kunnen tot 24 uur na de deadline ingeleverd worden op Canvas. Het na de deadline inleveren van zo'n product wordt met een 1.0 cijferpunt aftrek verrekend in de desbetreffende beoordeling. Producten die meer dan 24 uur na de deadline ingeleverd worden, worden niet meer beoordeeld. In dat geval vindt er geen beoordeling van het practicum plaats.

 

Als er zwaarwegende omstandigheden zijn waardoor een product niet op tijd ingeleverd kan worden, dient dit met een goede onderbouwing ruim voor de deadline kenbaar gemaakt te worden bij de coördinator, Tabitha Dreef (t.dreef@uva.nl). De coördinator besluit in overleg met de begeleider of uitstel verleend zal worden. Het niet functioneren van Canvas geldt niet als een zwaarwegende omstandigheid! Indien Canvas niet functioneert, kan de student in het uiterste geval het product als mail-attachment naar de coördinator sturen.

 

Producten 

  • Logboek (experiment 1): aan het einde van de eerste week levert de student digitaal zijn logboek in. Het logboek wordt individueel bijgehouden tijdens het experimenteren. Op het ingeleverde logboek ontvangt de student feedback.
  • Werkplan (experiment 2 en experiment 3): na afloop van het tweede dagdeel van experiment 2/3 levert de student een werkplan in. In het werkplan wordt het doel en de opzet van het experiment beschreven. Het werkplan wordt individueel geschreven en de student spreekt dit werkplan tijdens het derde dagdeel van het experiment 2/3 door met een begeleider.
  • Logboek (experiment 2 en experiment 3) : aan het einde van experiment 2/3 levert de student digitaal zijn logboek in. Het logboek wordt individueel bijgehouden tijdens het experimenteren. De kwaliteit van het ingeleverde logboek wordt meegewogen in de beoordeling van de experimentele en academische vaardigheden.
  • Verslag (experiment 2): aan het einde van experiment 2 levert de student een eerste versie van het verslag in. Het verslag wordt individueel geschreven. Op de eerste versie van dit verslag ontvangt de student feedback van medestudenten, tevens verzorgt de student feedback op de verslagen van een aantal van zijn medestudenten.
  • Herschreven verslag (experiment 2): op basis van de gegeven feedback door medestudenten herschrijft de student zijn eerste versie van het verslag. Het herschreven verslag wordt individueel geschreven. Dit herschreven verslag wordt beoordeeld.
  • Mondelinge toelichting (experiment 3): aan het einde van experiment 3 licht de student in twintig minuten de gevonden resultaten en de conclusie mondeling toe aan een staflid aan de hand van zijn logboek. Elke student licht individueel zijn experiment toe.

 

Belangrijk

Alle producten worden individueel geschreven. Tekst overnemen van een andere student is niet toegestaan. Als er wordt geconstateerd dat een product (deels) geen individueel werk is, dan kan er niet vastgesteld worden in hoeverre de student een bepaalde vaardigheid bezit. In dat geval zal het betreffende product niet beoordeeld worden. De consequenties zijn als volgt:

  • Werkplan: indien (delen van) het werkplan overgenomen zijn van een medestudent, kan dit product niet beoordeeld worden. In de praktijk betekent dit dat er in de beoordeling experimentele en academische vaardigheden geen punten toegekend worden aan de categorie `Opzet van het experiment en de beheersing theorie'.
  • Logboek: indien (delen van) het logboek overgenomen zijn van een medestudent, kan dit product niet beoordeeld worden. In de praktijk betekent dit dat er in de beoordeling experimentele en academische vaardigheden geen punten toegekend worden aan de categorie `Logboek'.
  • Verslag: indien (delen van) het verslag overgenomen zijn van een medestudent, kan dit product niet beoordeeld worden. In de praktijk betekent dit dat er geen beoordeling mogelijk is op het onderdeel herschreven verslag, waardoor de student geen eindcijfer voor de cursus krijgt. De student kan, mits aan de andere eisen beschreven in paragraaf 'Toetsing' voldaan is, deelnemen aan de herkansing.

Mocht er overlap tussen ingeleverde producten geconstateerd worden, dan zullen de desbetreffende studenten uitgenodigd worden voor een gesprek. De consequenties zoals hierboven vermeld zijn voor de student die werk heeft overgenomen van de andere student. Wanneer niet vastgesteld kan worden welke student werk heeft overgenomen óf wanneer er sprake is van een gezamenlijk product, dan geldt de desbetreffende consequentie voor beide studenten.

Fraude en plagiaat

Dit vak hanteert de algemene 'Fraude- en plagiaatregeling' van de UvA. Hier wordt nauwkeurig op gecontroleerd. Bij verdenking van fraude of plagiaat wordt de examencommissie van de opleiding ingeschakeld. Zie de Fraude- en plagiaatregeling van de UvA: http://student.uva.nl

Weekplanning

Naast de eerder genoemde producten (zie paragraaf 'Opdrachten') dient de student zich voor sommige dagdelen nog extra voor te bereiden. Een overzicht van het programma, de stof die voorafgaand aan een dagdeel voorbereid moet worden en de deadlines voor eerder genoemde producten worden op Canvas gepubliceerd.

Aanvullende informatie

  • Technieken en vaardigheden opgedaan bij het vak Data analyse en statistiek, welke van pas komen bij het analyseren en interpreteren van resultaten, gelden als aanbevolen voorkennis voor deze cursus. Ook wordt er verwacht dat de student over programmeervaardigheden in Python beschikt, welke aan bod zijn gekomen bij de cursussen Inleiding programmeren voor Natuur- en Sterrenkunde en Data analyse en statistiek.
  • De cursus heeft een pagina op Canvas. Hier vindt de student de noodzakelijke aanvullende informatie en worden, indien nodig, de wijzigingen van de cursus gecommuniceerd. De student wordt aangeraden om deze pagina met grote regelmaat te bekijken. 

Contactinformatie

Coördinator

  • T. Dreef MSc

 

Hieronder zijn de contactgegevens van de practicumstaf betrokken bij deze cursus weergegeven. Mocht de student contact willen opnemen, dan heeft het de voorkeur om dit per e-mail te doen aangezien niet alle stafleden altijd op locatie aanwezig zullen zijn.

 

Docenten

 

Technische medewerkers