Fysik Råd og vink til den skriftlige prøve Fysik htx Maj 2017

Transkript

1 Fysik 2017 Råd og vink til den skriftlige prøve Fysik htx Maj 2017 Undervisningsministeriet Styrelsen for Undervisning og Kvalitet September 2017

2 Indhold 1. Indledende bemærkninger Censorernes bedømmelse af kvaliteten af årets opgaver Censorernes bemærkninger til besvarelserne af årets sæt Generelle bemærkninger til besvarelserne Statistik Afsluttende bemærkninger... 22

3 1. Indledende bemærkninger Ved den skriftlige prøve i fysik (htx) sommeren 2017 er der stillet et opgavesæt, som er tilgængeligt på Materialeplatformen. Sættet er mærket htx171-fys/a og findes pa adressen Opgavekommissionen bag opgavesættene til årets skriftlige prøve i fysik (htx) bestod af Rene Lynge Eriksen, Peter Gross (formand), Jens Kurt Kraaer, Kim Lang og Peter Nørgaard. Desuden har fagkonsulent Kim Bertelsen været tilknyttet opgavekommissionen. Opgavesættet indeholder 15 spørgsmål. 2. Censorernes bedømmelse af kvaliteten af årets opgaver Pa censormødet diskuterer fysikcensorerne sættet som helhed inden karakterfastsættelsen for de enkelte besvarelser. Hensigten er dels at etablere det bedst mulige grundlag for en ensartet bedømmelse af besvarelserne, dels at rådgive opgavekommissionen med hensyn til det fremtidige arbejde. Drøftelsen sker pa basis af censorernes indberetning af deres umiddelbare bedømmelse af et antal besvarelser og en samling skriftlige kommentarer til såvel de enkelte spørgsmål som til sættene som helhed. Under rettearbejdet indberetter censorerne deres bedømmelse af et antal besvarelser. Besvarelsen af hvert af de 15 spørgsmål tildeles et mellem 0 og 10 point. I år udgør disse indberetninger en stikprøve pa ca. 79 % af samtlige besvarelser. Det skal bemærkes, at der ikke er nogen centralt fastsat rettenorm, som fastlægger pointfradraget for bestemte fejltyper. Pointtallene fra stikprøven kan benyttes til at vurdere sværhedsgraden af de enkelte spørgsmål. Spørgsmål med pointtal 8-10 ma således opfattes som umiddelbart lette, pointtal 6-8 svarer til mere sammensatte eller vanskelige spørgsmål, mens spørgsmål med pointtal under 6 kræver, at eksaminanden kan bruge eller opstille mere komplicerede modeller for den foreliggende situation. Pointtallene for denne prognose er i det følgende angivet som elevscore. De skriftlige censorer har endvidere vurderet de enkelte spørgsma l pa en skala med fem gradueringer: Uegnet spørgsma l (-2), Ringe spørgsma l (-1), Middelgodt (0), Velegnet (+1) og Meget velegnet (+2). Vurderingerne er angivet under de enkelte sæt. 3. Censorernes bemærkninger til besvarelserne af årets sæt 1159 elever var til prøve i det omtalte sæt. Censorerne vurderede, jf. skalaen ovenfor, 13 af sættets 15 spørgsmål til 1,3 eller derover, mens to spørgsma l fik vurderingen 0,8 og 1,0 hhv. Gennemsnittet af censorernes vurdering af sættets spørgsma l er 1,4. Den bedste vurdering fik spørgsma lene 2b (1,8), Evaluering af den skriftlige prøve i fysik (htx) maj

4 Elevscore 1a (1,7), 5c (1,7) og 4c (1,6), mens spørgsma l 3b (0,8) og 4d (1,0) fik den laveste vurdering. Elevscoren for hele sættet baseret på stikprøven: 10,0 9,0 8,0 7,0 6,0 5,0 4,0 3,0 2,0 1,0 0,0 Fysik - htx a 1b 2a 2b 3a 3b 3c 4a 4b 4c 4d 4e 5a 5b 5c Spørgsmål Evaluering af den skriftlige prøve i fysik (htx) maj

5 1. En lang spole Spørgsma l 1a (Elevscore: 8,8) Bestem den magnetiske fluxtæthed midt i spolen. Opgaven løses for det meste uden problemer. For få elever besvarer opgaven med et rimeligt antal betydende cifre i svaret. Nogle elever halverer spolens længde inden indsættelse i formlen for at bestemme B midt i spolen. Enkelte elever vælger en forkert formel for B. Evaluering af den skriftlige prøve i fysik (htx) maj

6 Spørgsma l 1b (Elevscore: 5,8) Bestem kobbertrådens tværsnitsareal. De fleste elever ved, at de kan løse opgave vha. formlen for modstandens afhængighed af modstandstrådens længde og tværsnitsareal. Men en del elever indsætter forkerte størrelser i formlen, fx ved at - indsætte spolens længde eller spolens diameter i stedet for trådens længde - indsætte spolens tværsnitsareal i stedet for trådens tværsnitsareal Der er desuden fejl i forbindelse med arealenheden, ligesom nogle elever forveksler diameter og radius af spolen fx ved beregning af trådens længde. 2. Trailer Spørgsmål 2a (Elevscore: 8,0) Hvilket af billederne i figur 2.2 hører sammen med hvilket af billederne i figur 2.3? Svaret skal begrundes. Evaluering af den skriftlige prøve i fysik (htx) maj

7 Et velfungerende spørgsmål, hvor ikke så regnestærke elever har mulighed for at vise overordnet forståelse for den indgående fysik. Evaluering af den skriftlige prøve i fysik (htx) maj

8 Spørgsmål 2b (Elevscore: 5,5) Hvad vil vægten under støttehjulet vise i den situation? I dette spørgsmål var der en del, der regnede på kræfter og ikke momenter, men spørgsmålet fungerede meget fint som en understøttelse af besvarelsen i spørgsmål a. Evaluering af den skriftlige prøve i fysik (htx) maj

9 3. Naturgastank Spørgsmål 3a (Elevscore: 8,8) Hvor mange liter indeholder tanken? En ret stor del af eleverne kunne ud fra de givne data bruge idealgasloven, indsætte gaskonstanten og bestemme volumen for indholdet i tanken. Dog angiver en del elever ikke resultatet i liter som ønsket. En del besvarelser viser også, at eleven lader CAS værktøjet styre beregningerne og konvertering mellem enhederne. Derved er der ikke angivet mellemregningen med enheder. Spørgsmål 3b (Elevscore: 8,4) Find massen af gassen i tanken, når tanken er fyldt. I spørgsmålet er der angivet procentdelen af de respektive gasser og herfra skal massen af den indesluttede gas beregnes. Denne delopgave angriber størstedelen af eleverne også fint og får et brugbart resultat. Evaluering af den skriftlige prøve i fysik (htx) maj

10 Evaluering af den skriftlige prøve i fysik (htx) maj

11 Spørgsma l 3c (Elevscore: 3,3) Bestem det arbejde, gassen skal tilføres under optankningen. Dette spørgsmål gav de fleste problemer. Mange elever overser, at der angives, at det er en isoterm proces - Under optankningen køles systemet sa ledes, at temperaturen af gassen hele tiden holdes konstant pa 15 C. Elever havde svært ved at bestemme volumenet, der indgår i beregningen af arbejdet og valg af den rigtig formel for arbejdet. Evaluering af den skriftlige prøve i fysik (htx) maj

12 4. Rullemodstand Spørgsmål 4a (Elevscore: 6,7) Vis, at vognens acceleration bliver 0,185 m/s 2. Mange har bare brugt formlen for acceleration pa et skra plan uden at argumentere for dens gyldighed. Det er ønskeligt, at der er en skitse med de indga ende kræfter, som gerne opdeles i komposanter. Evaluering af den skriftlige prøve i fysik (htx) maj

13 Spørgsmål 4b (Elevscore: 4,8) Bestem F RM, og beregn hvor mange procent rullemodstanden F RM udgør af normalkraften. Som i spørgsmål a er det ønskeligt med en skitse. I forbindelse med den del af rullemodstanden, som udgøres af normalkraften, regner flere elever, som om tyngdekraften og normalkraften er identiske, og pga. den lille hældning opdager de ikke fejlen. Evaluering af den skriftlige prøve i fysik (htx) maj

14 Evaluering af den skriftlige prøve i fysik (htx) maj

15 Spørgsmål 4c (Elevscore: 5,4) Lav en graf, der viser vognens potentielle energi i forhold til stopklodsen som funktion af tiden. Flere elever laver en graf, der viser positionen som funktion af tiden. Der bør være en beskrivelse af hvordan den potentielle energi er bestemt og dermed ogsa hvordan højden er bestemt. Der skal være symboler og enheder pa akserne. Eksempel på en besvarelse Evaluering af den skriftlige prøve i fysik (htx) maj

16 Bestemmelse af h: Evaluering af den skriftlige prøve i fysik (htx) maj

17 Spørgsmål 4d (Elevscore: 5,6) Vurdér ud fra data, om vognen med god tilnærmelse mister den samme procentdel potentiel energi mellem to på hinanden følgende toppunkter. Flere elever har fundet forholdet imellem toppunkterne i stedet for at finde den tabte procentvise energi. Besvarelsen skal indeholde flere end tre toppunkter. En god elevbesvarelse indeholder ogsa forklaringer pa, hvorfor den taber energi. Evaluering af den skriftlige prøve i fysik (htx) maj

18 Spørgsmål 4e (Elevscore: 1,8) Hvor stor skal F RM være for at kunne forklare hele energitabet? I dette spørgsma l har det største problem været at forsta fysikken bag. Som tidligere indeholder en god besvarelse en forklaring. Evaluering af den skriftlige prøve i fysik (htx) maj

19 Spørgsmål 5a (Elevscore: 8,1) Bestem strømstyrken som forsyningen skal levere, hvis K1 er lukket, K2 og K3 er åbne, og forsyningsspændingen er 1100 V. Et spørgsmål der oftest er løst korrekt. Den typiske mangel er fornuftig afrunding af resultat. Nogle få elever misforstod åben/lukket kontakt. Spørgsmål 5b (Elevscore: 7,3) Bestem erstatningsresistansen for bremsemodstanden, når alle kontakterne K1, K2 og K3 er lukkede. Der er to almindelige fejl i dette spørgsmål. Den ene er, at det ikke gennemskues, at de fire modstande sidder i en parallelforbindelse. Fx blev det opfattet at de to modstande ved K3 var parallelforbundet, men så serieforbundet med de to andre kontakter. Den anden er at 1/R beregnes i stedet for R i parallelforbindelsen. Evaluering af den skriftlige prøve i fysik (htx) maj

20 Spørgsmål 5c (Elevscore: 4,7) Afgør for hver af kontakterne, om den er lukket eller åben, og beregn hvad forsyningsspændingen er. Et spørgsmål, hvor eleverne typisk enten har gennemskuet metoden og løst opgaven stort set korrekt, eller ikke har gennemskuet den har løst opgaven helt forkert eller slet ikke forsøgt. Evaluering af den skriftlige prøve i fysik (htx) maj

21 5. Generelle bemærkninger til besvarelserne Brug af illustrationer En del af eleverne anvender ikke skitser i forbindelse med deres kraftanalyser. Dette er især tilfældet i opgave 4, hvor det ville være af stor betydning for forståelsen, at besvarelsen af fx spørgsmål a ledsages af en skitse. Brugen af CAS-værktøjer Det ser ud til, at CAS værktøjerne er en stor hjælp for eleverne både ift. at udføre beregninger, at løse ligninger og ift. at håndtere enheder. Det ser dog også ud til at det er uhyre vigtigt at eleverne vejledes i at dokumentere deres metode udenom den egentlig CAS beregning. CAS værktøjet indgår blot i besvarelsen som en metode til at udføre mellemregninger. 6. Statistik På censormødet foretages en opgørelse af resultaterne, som er sammenfattet i nedenstående statistik på basis af holdene fysik A, htx. I alt var 1156 eksaminander til prøve. I nedenstående tabel mangler 13 karakterer. Karakterer I alt Antal Frekvenser 1,5 11,0 14,2 19,0 26,2 17,5 10,6 100 Evaluering af den skriftlige prøve i fysik (htx) maj

22 Frekvens Karaktergennemsnittet blev 5,9. 25,0 Fysik - htx ,0 15,0 10,0 5,0 0, Karakter Karaktererne opdelt på køn er kun kendt fra karakterprognosen, hvor drengene i gennemsnit fik 6,2, mens pigerne i gennemsnit fik 5,0. 7. Afsluttende bemærkninger Der har i ti a r været afholdt skriftlig prøve efter 2005-ordningen, og opgavesæt efter 2010 findes pa emu ens Materialeplatformen: Lærere kan opna adgang ved hjælp af uni-login. Fysiklærerne pa skolen opfordres til at samarbejde om opgavedimensionen i undervisningen pa sa vel B- som A-niveau. Erfaringerne fra den skriftlige prøve pa A-niveau kan med fordel blive inddraget pa faggruppens møder. De elever, der fa r fysik A gennem opgradering af fysik B, ma hjælpes til et godt grundlag for problemløsning ved at arbejde med rimelige mængder opgaver allerede i fysik B- undervisningen. Pa den enkelte skole anbefales det, at arbejdet med undervisningen pa fagets højeste niveau koordineres, sa de indhøstede positive og negative erfaringer gives videre, na r den ene lærer afløser den anden. Kim Bertelsen Fagkonsulent Evaluering af den skriftlige prøve i fysik (htx) maj