Katedra fyziky Přírodovědecká fakulta Ostravská univerzita v Ostravě

Prezentace na téma: "Katedra fyziky Přírodovědecká fakulta Ostravská univerzita v Ostravě"— Transkript prezentace:

1 Katedra fyziky Přírodovědecká fakulta Ostravská univerzita v Ostravě

2 I. Hlavní činnosti KFY (1991-2011): stručný přehled

3 Personální složení 2 profesoři (E. Mechlová, A. Malijevský)
2 docenti (V. Špunda, D. Dvořák) 7 odborných asistentů (5 Ph.D.; 2 Mgr.) 4 interní doktorandi 7 externích spolupracovníků (3 Doc., 3 Ph.D., 1 Mgr.) 2 laborantky sekretářka katedry (J. Janošcová)

4 Obory studia 3 bakalářské Biofyzika Fyzika (dvouoborová)
Počítačové modelování ve fyzice (do 2011) 3 navazující magisterské Učitelství fyziky pro střední, základní školy (dvouoborové) Computer modelling in physics and mechanics (do r. 2010) 2 doktorské Teorie vzdělávání ve fyzice (od akademického roku 2004/2005) Biofyzika (od akademického roku 2010/2011) Spolupráce ve výuce s katedrami PřF OU: např. s Katedrou biologie a ekologie (Experimentální biologie –Bc. i NMgr. studium) Spolupráce s LF OU

5 Zaměření vědecko-výzkumné činnosti KFY - Biofyzika, biochemie a ekofyziologie fotosyntézy
Problematika: vliv změn faktorů vnějšího prostředí (radiace a její spektrální složení, teplota, koncentrace CO2 a další projevy změny klimatu) na fotosyntetický aparát vyšších rostlin Metodické přístupy: použití biofyzikálních metod optické spektroskopie ke studiu struktury a funkčního stavu asimilačního aparátu a rozvoj biochemických metod analýzy složek asimilačního aparátu včetně biologicky aktivních látek. Kultivační zařízení: růstové komory (KFY PřF OU) a mini-biosféry (EEP CVGZ, Bílý Kříž) Kvalitní vybavení: základ je (mimo jiné) absorpční a luminiscenční spektrofotometr.

6 Zaměření vědecko-výzkumné činnosti KFY - Chemická fyzika
Problematika: počítačové modelování mezimolekulových interakcí a numerické simulace fyzikálně-chemických vlastností atomových a molekulových klastrů s hlavním důrazem na jejich strukturu, termodynamiku a dynamiku. Centrum numericky náročných výpočtů OU (výpočetní klustry „Hermes“ a „Orion“) Rovnovážná struktura ionizovaného „klastru“ Xe35+(červeně – rozložení kladného náboje). Laboratoř počítačového modelování 6

7 Zaměření vědecko-výzkumné činnosti KFY - Odborná didaktika fyziky
Problematika: Informační a komunikační technologie ve výuce fyziky a vzdělávání učitelů přírodních věd Vývoj a aplikace počítačem podporovaných experimentů ve výuce fyziky Vývoj a aplikace měřicího systému EdLaB pro přírodovědná vzdělávání Laboratoře počítačem podporované výuky(nahoře) a školních pokusů (dole) Měřící modul systému EdLaB 7

8 Výstupy VaV: Hlavní výstupy – publikace v časopisech s IF:
V letech cca 60 publikací (z toho cca 30 publikací v letech ) Publikace v impaktovaných časopisech ( , celkem 8): KARLICKÝ, V., PODOLINSKÁ, J., NADKANSKÁ, L., ŠTROCH, M., ČAJÁNEK, M., ŠPUNDA, V. (2010): Pigment composition and functional state of the thylakoid membranes during preparation of samples for pigment-protein complexes separation by nondenaturing gel electrophoresis. Photosynthetica 48: KLEM, K., AČ, A., HOLUB, P., KOVÁČ, D., ŠPUNDA, V., ROBSON, T.M., URBAN, O. (2011): Interactive effects of PAR and UV radiation on the physiology, morphology and leaf optical properties of two barley varieties, Environmental and Experimental Botany (in press), doi: /j.envexpbot MILOSLAVINA Y, LAMBREV P H, JÁVORFI T, VÁRKONYI Z, KARLICKÝ V, WALL J S, HIND G, GARAB G (2011) Anisotropic circular dichroism signatures of oriented thylakoidmembranes and lamellar aggregates of LHCII. Photosynthesis Research /s y OLEKSY, K., KARLICKÝ, F., KALUS, R. (2010) Structures and energetics of helium cluster cations: Equilibrium geometries revisited through the genetic algorithm approach.. J CHEM PHYS. 133: PUKOWIECOVÁ, P., GADÉA, F., KALUS, R. (2010): Photodissociation dynamics of ionic argon pentamer. Journal of Chemical Physics 133: ŠTROCH, M., VRÁBL, D., PODOLINSKÁ, J., KALINA, J., URBAN, O., ŠPUNDA, V. (2010): Acclimation of Norway spruce photosynthetic apparatus to the combined effect of high irradiance and temperature. Journal of Plant Physiology 167: ŠVRČKOVÁ, P., VÍTEK, A., KARLICKÝ, F., PAIDAROVÁ, I., KALUS, R. (2011): Theoretical modeling of ionization energies of argon clusters: Nuclear delocalization effects. Journal of Chemical Physics 134: VÍTEK, A., PAIDAROVÁ, I., KALUS, R. (2010) Structural changes in the water tetramer. A combined Monte Carlo and DFT study. PHYS CHEM CHEM PHYS. 12:: Intenzivní rozvoj mezinárodní spolupráce va VaV (mimo jiné viz publikace)

9 A další aktivity související s VaV
Information and Communication Technologies in Education – ICTE (konference s mezinárodní účastí – Rožnov pod Radhoštěm) Založení a každoroční organizace konference v letech 2000 až 2010, anglický recenzovaný sborník Mezinárodní konference Groupe International de Recherche sur l'Enseignement de la Physique (GIREP, Ostrava 2004), účastníci ze 36 zemí, spoluorganizování s Institutem fyziky VŠB-TU,

10 Rozvoj spolupráce s pracovišti v ČR i zahraničí
Projekt BioNet Centrum (OP VpK CZ.1.07/2.4.00/ ; ): vytvoření virtuálního kontaktního a informačního centra pro podporu partnerství mezi univerzitními a VaV institucemi v oblasti „Plant Sciences“. Spol. projekt s PřF UPOL Olomouc, MZLU Brno, CVGZ AVČR Brno Doposud na PřF OU realizováno: 15 přednášek (5 zahraničních - Univerzity Karlsruhe, Helsinki, Bonn) Workshop „Plant Response to UV-radiation“ 1. konkrétní výsledek již v 1. fázi projektu: Dvouletá PostDoc Position (pracovní stáž) Dr. M. Navrátila (KFY) na Karslruhe Institute of Technology (bývalá Univ. Karlsruhe)

11 Shrnutí hlavních činností KFY:
KFY má dlouhodobě nejmenší počet studentů v oborech garantovaných katedrou v rámci PřF OU Značná závislost katedry na projektech VaV a důraz na kvalitu vědecko-výzkumné činnosti Současná výzva pro skupinu biofyziky a KFY: zapojení do projektů OP VaVpI: 1, Institut enviromentálních technologií, CZ.1.05/2.1.00/ (Prioritní osa 2, Regionální centra VaV) 2, CzechGlobe – Centrum pro studium dopadů globální změny klimatu, CZ.1.05/1.1.00/ , (prioritní osa 1, Evropská centra excelence VaV, společné pracoviště CVGZ AVČR a PřF OU „Laboratoř biofyzikální fyziologie rostlin“)

12 II, Individuální přístup ke studentům s důrazem na jejich zapojení do vědecko-výzkumné činnosti na katedře přináší výsledky: podrobnější komentář

13 Studentská vědecká konference (SVK) sekce fyzika
Soutěž o nejlepší studentské vědecké práce v kategoriích: Věda je zábava (pro středoškolské studenty a studenty Bc. oborů) a Věda má budoucnost (pro studenty NMgr. a Ph.D. oborů) Jeden z výsledků snahy o zapojení studentů do vědecko-výzkumné činnosti katedry - vysoká účast studentů vedených pedagogy KFY PřF OU na studentských soutěžích. Skupinová fotografie soutěžících SVK - sekce fyzika I když počet studentů oborů KFY tvoří přibližně jen 2 % studentů PřF OU, na počtu aktivních účastníků SVK to není znát.

14 Nejen počet účastníků SVK, ale i vysoká kvalita většiny soutěžních prací potěší. O to těžší je úděl poroty. Pohled na soustředěné členy poroty (1. řada) svědčí o tom, že jejich rozhodování není jednoduché. Vítěz SVK sekce fyzika 2010 v kategorii Věda je zábava M. Rapčák (Gymnázium v Orlové) Důkaz kvality: nejenom vítězové SVK (sekce fyzika), ale i ostatní soutěžící se mohou prosadit na celostátním a mezinárodním fóru (vybrané příklady: viz. následující dva snímky).

15 Nejvýznamnější úspěchy středoškolských studentů pod vedením našich pedagogů
1. cena v celostátním kole soutěže Středoškolská odborná činnost s prací „Monte Carlo simulace atomárních klastrů“ (2009). M. Rapčák a D. Pěgřímek pod vedením Mgr. A. Vítka. 1. cena v soutěži „European Union Contest for Young Scientists“ (Lisabon 2010, 125 soutěžících) - projekt „Úplný fázový diagram CO2 nanoklastrů“ studentů M. Rapčáka a D. Pěgřímka (Gymnázium v Orlové) pod vedením Mgr. A. Vítka. Zároveň Cena Švédské akademie pro nejlepší práci a pozvání na slavnostní předávání Nobelových cen.

16 Další příklad ocenění našich studentů (aneb nezvítězíte-li v SVK na PřF OU, vydejte se do zahraničí)
Mgr. V. Karlický získal ocenění "mladý talent" na prestižní mezinárodní konferenci „Photosynthesis Research for Sustainability“ (Baku, Ázerbájdžán 2011) za nejlepší práci v posterové sekci. Cenu předává Prof. J. Barber (Imperial College, London), světově proslulý vědec (h-index 67) a dlouholetý prezident společnosti „International Society of Photosynthesis Research“.

17 Zapojení studentů Bc. a Mgr
Zapojení studentů Bc. a Mgr. oborů do vědeckého výzkumu na KFY - několik strohých údajů o výstupech studenti jsou pravidelnými účastníky národních i mezinárodních konferencí - autoři nebo spoluautoři více než 20 plakátových sdělení (posl. 5 let)

18 Zapojení studentů Bc. a NMgr
Zapojení studentů Bc. a NMgr. oborů do vědeckého výzkumu na KFY - několik strohých údajů o výstupech studenti jsou spoluautoři nebo autoři publikací v impaktovaných časopisech ( ) JANEČEK, I., CINTAVÁ, S., HRIVŇÁK, D., KALUS, R., FÁRNÍK, M., GADÉA, F. (2009): Postionization fragmentation of rare-gas trimers revisited with new theoretical approaches. Journal of Chemical Physics 131: KARLICKÝ, V., PODOLINSKÁ, J., NADKANSKÁ, L., ŠTROCH, M., ČAJÁNEK, M., ŠPUNDA, V. (2010): Pigment composition and functional state of the thylakoid membranes during preparation of samples for pigment-protein complexes separation by nondenaturing gel electrophoresis. Photosynthetica 48: PUKOWIECOVÁ, P., GADÉA, F., KALUS, R. (2010): Photodissociation dynamics of ionic argon pentamer. Journal of Chemical Physics 133: ŠTROCH, M., VRÁBL, D., PODOLINSKÁ, J., KALINA, J., URBAN, O., ŠPUNDA, V. (2010): Acclimation of Norway spruce photosynthetic apparatus to the combined effect of high irradiance and temperature. Journal of Plant Physiology : ŠVRČKOVÁ, P., VÍTEK, A., KARLICKÝ, F., PAIDAROVÁ, I., KALUS, R. (2011): Theoretical modeling of ionization energies of argon clusters: Nuclear delocalization effects. Journal of Chemical Physics 134:

19 Zapojení studentů Bc. a Mgr
Zapojení studentů Bc. a Mgr. oborů do vědeckého výzkumu na KFY - několik strohých údajů o výstupech studenti jsou spoluautoři užitných vzorů KALINA, J. (KCHE), HRVOLOVÁ, B. (studentka Biofyziky): Izolace luteinu a zeaxantinu ultrazvukem a selektivními rozpouštědly z křídlatky. 2009 HRVOLOVÁ, B., KALINA, J.: Třísložkový dvoufázový systém pro selektivní izolaci luteinu z rostlinného materiálu spoluřešitelé výzkumných projektů Ve většině projektů VaV (viz snímek 8) byli oficiálními členy řešitelských kolektivů i studenti

20 Připomenutí minulosti - příklady absolventů KFY PřF OU, kteří se prosadili ve svém oboru
Didaktika fyziky PaedDr. Antonín Balnar, PhD. 1995 – 2000: Absolvent oboru Učitelství matematiky a fyziky pro střední školy, KFY PřF OU 2006: doktorské studium (Ph.D.; školitelka: Prof. RNDr. Erika Mechlová, CSc.) Od ředitel Wichterlova gymnázia, Ostrava-Poruba

21 Chemická fyzika Mgr. F. Karlický, Ph.D.
Dříve: Absolvent oboru Učitelství matematiky a fyziky pro střední školy (KFY PřF OU) Odborný asistent KFY PřF OU Nyní: vědecký pracovník RCPTM, PřF UPOL, 17. listopadu 12, Olomouc Současný výzkum: kvantově chemické výpočty, uhlíkové struktury. Nejvýznamnější úspěchy: spolupráce na projektu výroby nejtenčího izolantu F. Karlický v televizním pořadu ČT24 Milénium. Vědci z RCPTM (Olomouc) soupeří s čerstvými nositeli Nobelovy ceny o objev speciálního izolantu (na bázi nanostruktur). Kromě toho navrhli i úplně nový typ polovodiče. Co umožní? Třeba lehčí a menší televize, počítače nebo mobilní telefony.

22 Biofyzika Mgr. J. Vrána, Ph.D. Dříve: Absolvent oboru Bioyzika
(KFY PřF OU) Vedoucí laboratoře průtokové cytometrie, Institute for Stem Cell Research, University of Edinburgh, UK Nyní: Vědecký pracovník Laboratoř molekulární cytogenetiky a cytometrie, Ústav experimentální. Botaniky AVČR, Olomouc Výzkum: analýza a třídění rostlinných chromozómů, určování ploidního stupně a měření obsahu DNA pomocí průtokového cytometru Nejvýznamnější úspěch: spoluautor publikace v jednom z nejprestižnějších vědeckých časopisů NATURE (IF 36,1)

23 Současnost KFY – řada našich absolventů je platnými členy KFY
Seznam interních zaměstnanců KFY k : 2 profesoři (E. Mechlová, A. Malijevský) 2 docenti (V. Špunda, D. Dvořák) 7 odborných asistentů (5 Ph.D.; 2 Mgr.) 2 laborantky sekretářka katedry (J. Janošcová)

24 A pohled do budoucnosti – jsme zapojeni do řady dalších aktivit; snažíme se, aby alespoň někteří SŠ studenti poznali, že fyzikální obory mohou být zajímavé a užitečné S kladným ohlasem se setkává např. Letní přírodovědná škola aneb Jak se učí přírodní vědy. LPŠ si klade za cíl populární formou přiblížit vědu i studium na VŠ středoškolským studentům

25 Závěrem bych chtěl poděkovat předchozím vedoucím KFY PřF OU Doc. RNDr
Závěrem bych chtěl poděkovat předchozím vedoucím KFY PřF OU Doc. RNDr. L. Sklenákovi, CSc. a Doc. RNDr. R. Kalusovi, Ph.D., a všem (jak současným, tak minulým) pracovníkům, kteří se díky svému zapálení pro obor zasloužili o to, že se Katedra fyziky PřF OU stala za uplynulých 20 let celostátně respektovanou katedrou fyziky. Děkuji za pozornost