Ú T F A

1. Trendy ve fyzice a fyzikálním vzdělávání v pohledu brněnských fyzikálních pracovišť – 17. 9. 2008 Ú T F A Fyzikální vzdělávání: současnost a perspektiva

2. ÚTFA – garance výuky – I • Garant • Ústav - programy- Aplikovaná fyzika (bc, všechny obory) - Fyzika (bc, všechny obory) • Ústav - obory:- Teoretická fyzika a astrofyzika (mgr, dsp) - Učitelství fyziky pro sš (mgr) s ÚFKL a ÚFE - Obecné otázky fyziky (dsp)

3. ÚTFA – garance výuky – II • Základní kurs obecné fyziky – bc povinné předměty - Mechanika a molekulová fyzika F1030,F1040 - Matematika 1, 2 - Lineární a multilineární algebra - Integrování forem - Fyzika mikrosvěta (alternace) - Základní matematické metody ve fyzice–do 2008- Algebra a geometrie (cvičení) - Matematická analýza (cvičení) • Radiologická fyzika (LF) – bc - Radiologická fyzika – od 2008/2009

4. ÚTFA – garance výuky – III • Základní kurs teoretické fyziky – bc povinné předměty- Teoretická mechanika - Kvantová mechanika - Klasická elektrodynamika - Termodynamika a statistická fyzika • Astrofyzika – bc – povinné předměty- Základy astronomie 1, 2 - Obecná astronomie - Praktikum z astronomie - Didaktika astronomie - Astronomická pozorování - Praktická astrofyzika

5. Úroveň znalostí fyziky a matematiky v čase všeobecné znalosti: - obecná fyzika - matematika 2 1 SDZ maturita SZZ-Bc SZZ-Mgr doba studia

6. Maturitní znalosti dříve - I • Matematika • dobře-dostatečně: • velmi dobře:tečny z bodu (0,0) k elipse • výborně: konstrukce trojúhelníků, stereometrie

7. Maturitní znalosti dříve - II • objem rotačního komolého kužele p y R r 0 v x

8. Maturitní znalosti dříve - III • Matematická indukce A dnes ?? Z matematiky se nematuruje…

9. Odkud je tento příklad ? • Řešte v R rovnici • Řešte v R rovnici

10. Odkud je tento příklad ? • Kolika způsoby lze rozdělit 8 stejných koulí do 6 stejných přihrádek, mohou-li některé zůstat prázdné, v žádné však nesmí být víc než dvě koule? • V osudí je jedna bílá, dvě červené, tři zelené a čtyři modré kuličky. Jaká je pravděpodobnost, že při vylosování čtyř kuliček budou mít všechny rozdílné barvy? Jaká je pravděpodobnost, že alespoň tři budou mít stejnou barvu? P=??

11. maturita – lepší případ … nebo dokonce …. Fyzika od maturity k SZZ – I φ g • T g Ft F F Fg Fg

12. zk z F1030, SZZ Bc. SZZ Mgr., SDZ Fyzika od maturity k SZZ – II ?? φ g • T F Fg

13. Několik zkušeností ze SZZ • Bakalářská nebo diplomová práce je většinou hodnocena o jeden, někdy i o dva, stupně lépe. • Student je již často spoluautorem publikací. • V experimentálních pracích se časti setkáváme s hrubými chybami při zpracování dat. • Didaktika fyziky ve studiu učitelství hodnocena většinou stejně nebo hůře než Fyzika. • Studenti neumějí nic spočítat do konce. Při tvorbě DP to až na výjimky nepotřebují. • Přestože mají při přípravě k ústní zkoušce literaturu, neumějí v ní potřebné věci vyhledat. • ÚTFA má vynikající odborníky v TF, ale pro jejich témata nelze najít schopné doktorandy.

14. Příklad: Nevhodnost stylu písemky z didaktiky fyziky • Téma hodiny: Šikmý vrh • Definuje šikmý vrh (formulace počátečních podmínek, aniž je tak nazývá). • „Jak bude vypadat pohyb hmotného bodu? To nám řekne druhý Newtonův zákon.“ Oprava: „Proč ta dynamika?“

15. Příčiny ? • SŠ: nepovinná maturita z matematiky • SŠ: mnoho povrchní popularizace „na efekt“ • SŠ: málo experimentů, chybí jejich výklad • VŠ: nezvyk pracovat systematicky • VŠ: ústup od pravidla experimentální bakalářské práce, zejména v oborech „učitelství“ • VŠ: oddělená výuka základní teoretické fyziky v oborech „učitelství“ • VŠ: špatná koncepce státních zkoušek • VŠ: předčasné publikování u studentů, s minimálním fyzikálním zázemím • VŠ: soustředěnost učitelů hlavně na publikační výstupy, výuka není hodnocena

16. Náprava ? • ve studiu učitelství fyziky nutná garance všech tří ústavů (je realizováno) • společná výuka základní teoretické fyziky nebo nová koncepce • experimentální bakalářská práce z fyziky (rozhodnuto – nebudou výjimky) • pořádné diplomové semináře • vyžadovat od studentů samostatnou práci • spolupráce přednášejících a cvičících • zásadní změna koncepce části SZZ z didaktiky F • zvážit písemnou část u ostatních oborů ? • zpřísnění požadavků pro doktoráty • nezavrhovat zásadně pracovní smlouvy lektorů • věnovat se systematicky fyzikálnímu vzdělávání

17. Pokusy o nápravu - ÚTFA • Matematika - úvodní kurs před zahájením výuky v 1. semestru - předmět Matematické praktikum • Středoškolská fyzika - předmět Nástrahy středoškolské fyziky • Samostatná práce studentů- využití ustanovení Studijního a zkušebního řádu o možnosti zahrnout průběžné hodnocení do výsledku předmětu • Aktivity v oblasti fyzikálního vzdělávání - vznik Oddělení fyzikálního vzdělávání ÚTFA (1.4.08) http://edu.physics.muni.cz/main.php?sec=welcome

18. Odd. fyzikálního vzdělávání • Pravidelné semináře- alternativní učebnice - historie fyziky - didaktické postupy a praktické zkušenosti ze škol • Spolupráce s učiteli středních škol - prezentace sš učitelů na seminářích • Texty ze středoškolské fyziky- nástrahy středoškolské fyziky • Doktorské studium- OOF – alternativní učebnice, historie fyziky,…Demonstrační experimenty- kartotéka demonstračních experimentů s výkladem • Publikační činnost- EJP, Physics Education, Čs. čas. fyz., MFI • Popularizační aktivity- soutěž pro žáky ŽIRAFA v rámci Festivalu vědy 2008

19. Něco optimistického závěrem • Uděláme-li vše pro to, aby se věc povedla, povede se. protipříklad k Murphyho zákonu: