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

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)

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

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

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

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

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

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

Odkud je tento příklad ? Řešte v R rovnici

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=??

Fyzika od maturity k SZZ – I maturita – lepší případ … nebo dokonce …. FgFg g F T φ FgFg FtFt F g

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

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.

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?“

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

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

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)

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

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