Opintojen rakenne
Teknillisen fysiikan ja matematiikan hakukohteeseen valitut opiskelijat suorittavat tekniikan kandidaatin tutkinnon Aalto-yliopiston Perustieteiden korkeakoulun teknistieteellisessä kandidaattiohjelmassa pääaineenaan joko teknillinen fysiikka tai matematiikka ja systeemitieteet.
Teknistieteellisen kandidaattiohjelman (180 op, 3 vuotta) sisältö
- Perusopinnot 65 opintopistettä: mm. matematiikkaa, fysiikkaa, ohjelmointia, tuotantotaloutta, kieliopintoja sekä omaan pääaineeseen suuntaavia opintoja
- Pääaine 75 opintopistettä
- Sivuaine 20–25 opintopistettä: useimmat Aalto-yliopiston tekniikan ja kauppatieteen alojen aineet ovat vapaasti valittavissa sivuaineiksi. Taidealan sivuaineopintoihin haetaan erikseen. Opiskelija voi hakea suorittamaan sivuaineopintoja myös jossain muussa suomalaisessa yliopistossa. Sivuaineen voi suorittaa myös vaihto-opintoina ulkomailla.
- Vapaasti valittavat opinnot 15–20 opintopistettä: vapaasti valittaviin opintoihin voi sisällyttää esimerkiksi ulkomailla suoritettuja vaihto-opintoja.
Kandidaatin tutkinnon alkuvaiheessa luodaan kaikille yhteinen vahva perusfysiikan ja -matematiikan pohja. Toisena opiskeluvuonna erityisosaamista syvennetään joko teknillisen fysiikan tai matematiikan ja systeemitieteiden pääaineessa.
- Matematiikan ja systeemitieteiden pääaine antaa perustiedot tekniikan kannalta keskeisestä matematiikasta niin teorioiden, laskentamenetelmien kuin sovellustenkin osalta. Pääainetta voi suunnata matematiikkaan, sovellettuun matematiikkaan tai systeemitieteisiin. Matematiikan ja systeemitieteiden pääaineopinnoista voi lukea lisää Opiskelijan oppaasta.
- Teknillisen fysiikan pääaineopinnot luovat tukevan pohjan fyysikon koulutukselle. Aallon Fysiikka (Aalto Physics) -kokonaisuuden suorittanut opiskelija muodostaa näkemyksen fysiikan ammatillisista käytännöistä ja ymmärtää oppimansa tiedon yhteyden tieteelliseen tutkimukseen. Hän oppii tunnistamaan fysiikan keskeiset käsitteet, ilmiöt, lainalaisuudet, mallit ja menetelmät sekä soveltamaan näitä käytännössä erilaisten ongelmien ratkaisemiseen. Teknillisen fysiikan pääaineopinnoista voi lukea lisää Opiskelijan oppaasta.
Kolmantena opintovuonna painopiste on sivuaineopinnoissa, vapaasti valittavissa opinnoissa sekä kandidaatintyössä. Opiskelija voi sisällyttää tutkintoonsa varsin vapaasti kursseja Aalto-yliopistosta tai muista kotimaisista (JOO-opinnot) tai ulkomaisista (vaihto-opinnot) yliopistoista. Lisäksi teknillistieteellisen kandidaattiohjelman opiskelija voi sisällyttää tutkintonsa vapaasti valittaviin opintoihin 1-10 opintopisteen verran harjoittelua, joka voidaan suorittaa joko kotimaassa tai ulkomailla.
Aiheet
Yhteiset perusopinnot tarjoavat läpileikkauksen matematiikan, fysiikan, tietotekniikan ja tuotantotalouden perusteisiin. Matemaattis-luonnontieteellisten aineiden lisäksi opiskelija suorittaa yleis- ja kieliopintoja sekä monialaisia opintoja. Tämän jälkeen opinnot suuntautuvat pitkälti opiskelijan valitsemaan pääaineeseen.
Matematiikan ja systeemitieteiden pääainetta voi suunnata joko matematiikkaan, sovellettuun matematiikkaan tai systeemitieteisiin. Suuntautumisesta riippuen kursseilla opiskeltavia aiheita ovat muun muassa algebra, metriset avaruudet, osittaisdifferentiaaliyhtälöt, lineaarialgebra, optimoinnin perusteet sekä stokastiset prosessit. Kurssivalikoimasta poimittuja esimerkkejä ovat:
- Partial Differential Equations (5 ECTS)
- Metric Spaces (5 ECTS)
- Fourier-analyysi (5 ECTS)
- Prediction and Time Series Analysis (5 ECTS)
- Introduction to Optimization (5 ECTS)
Teknillisen fysiikan pääaineopintoihin kuuluu kvanttimekaniikkaa, termodynamiikkaa, statistista fysiikkaa, sähkömagneettisen kenttäteorian perusteita, materiaalifysiikkaa sekä klassista dynamiikkaa. Kurssit kattavat laajasti ne aihepiirit, joille nykyfysiikka ja sen tärkeimmät sovellusalat perustuvat. Esimerkkejä 2022-2024 opetussuunnitelmaan sisältyvistä kursseista ovat:
- Kvanttimekaniikka (5 ECTS)
- Sähkömagneettisen kenttäteorian perusteet (5 ECTS)
- Fundamentals of New Energy Sources (5 ECTS)
- Säteilyfysiikka ja -turvallisuus (5 ECTS)
- Materiaalifysiikka (5 ECTS)
Opetussuunnitelma on kokonaisuudessaan nähtävillä Opiskelijan oppaassa. Kursseihin saattaa tulla joitakin muutoksia lukuvuosiksi 2024–2026 — uudet opetussuunnitelmat julkaistaan huhtikuussa 2024, jolloin nekin tulevat nähtäville Opiskelijan oppaaseen.
Oppiminen
Opinnoissa on vahva tieteellinen pohjavire, joka ohjaa alusta asti tutkimuslähtöisyyteen. Esimerkiksi Teknillisen fysiikan laitoksella toimii kaksi Suomen akatemian huippuyksikköä: Biosynteettisten hybridimateriaalien molekyylimuokkauksen huippuyksikkö HYBER (2014–2019) ja Kvanttiteknologian huippuyksikkö (2018–2025). Perinteisestä fysiikan ja matematiikan yliopisto-opetuksesta opinnot eroavat edukseen konkretiansa vuoksi, sillä niissä tiede kytkeytyy vahvasti käytäntöön ja käytännön ongelmiin. Opiskelijat kehittävät työelämävalmiuksia myös erilaisten tuotekehitysprojektien kautta. Opiskelijat oppivat tekemään yhteistyötä monialaisissa ryhmissä oman alansa edustajina. Projektityökurssit opettavat ryhmän johtamista, projektinhallintaa sekä vuorovaikutustaitoja.