Oddělení didaktiky fyziky

Oddělení didaktiky fyziky

Katedra experimentální fyziky Přírodovědecké fakulty UP

Informace pro studenty


Obecné celofakultní informace:
Partnerská pracoviště oboru fyzika na PřF UP podílející se na zajištění studia učitelství s fyzikou:
Katedry PřF spolugarantující kombinace učitelství s fyzikou:
Budova PřF UP
Přednáška

Navazující magisterské studium: studijní program Učitelství fyziky pro střední školy (7504T055)

Základní informace o oboru, předmětech, počtech kreditů apod. najdete ve studijní agendě STAG. Garantem programu je doc. RNDr. Roman Kubínek, CSc.. Program nabízíme v prezenční i kombinované formě studia (stránka s informacemi k některým předmětům kombinovaného studia).

Státní závěrečné zkoušky z fyziky

Promoce

Doktorské studium: studijní program Didaktika fyziky (1701V047)

Garantem programu je doc. RNDr. Libor Machala, Ph.D. Program nabízíme v prezenční i kombinované formě studia.

Rigorózní řízení

Naše pracoviště má akreditaci k rigoróznímu řízení v oboru Učitelství fyziky pro střední školy, na jehož základě lze získat titul „RNDr.“.
Soutěž studentských prací

Kvalifikační práce

Zásady a pravidla jsou stanovena závaznými předpisy, především

kde lze nalézt i podrobné informace o postupu vkládání údajů o závěrečných pracích do systému STAG. Základní pravidlo pro autory BP a DP zní: jste-li na pochybách a nevíte si rady, poraďte se především s vedoucím své práce!

Obhájené i rozpracované práce včetně posudků lze vyhledávat a prohlížet pomocí Portálu UP pod záložkou „Kvalifikační práce“.

Podle doporučení vedoucího nebo školitele se lze přihlásit se svou prací do Soutěže o cenu děkana.

Pokyny pro zadávání závěrečných prací

  • Témata bakalářských a diplomových prací vypisují akademičtí pracovníci v dubnu až květnu aktuálního kalendářního roku. Student může navrhnout i vlastní téma, které může být schváleno, pokud bude možné zajistit vedoucího práce.
  • Student je povinen zvolit si téma práce a po dohodě s vedoucím zadat příslušné údaje do informačního systému STAG (formulář „Podklad pro zadání BP/DP“) do 31. října aktuálního roku. Pokud tak neučiní, bude mu téma přiděleno vedoucím katedry.
  • Vytištěný a podepsaný formulář odevzdá student vedoucímu práce nebo na sekretariátu katedry. Na jeho základě bude připraveno zadání BP/DP podepsané vedoucím katedry, jež si student později vyzvedne.
Výběr tématu doktorské disertační práce je součástí zaměření doktorského studia a je diskutován u přijímacích zkoušek.

Pokyny pro vypracování závěrečných prací

  • Práce se odevzdávají elektronicky nahráním textu a případně příloh do systému STAG. O odevzdání je nutné informovat vedoucího práce nebo sekretariát katedry.
  • Student má povinnost do systému STAG doplnit povinné údaje o své závěrečné práci.
  • Při nahrávání závěrečné práce do STAGu je nutné zvolit variantu „zveřejnit práci“; nezveřejněné práce nebudou připuštěny k obhajobě, neboť zveřejnění práce je automaticky spojeno s kontrolou plagiátorství.

Další užitečné informace:

Témata bakalářských a diplomových prací

Témata závěrečných prací pro fyzikální obory na PřF UP jsou shrnuta na stránkách katedry.

Témata bakalářských prací vypsaná v roce 2024

Tereza Hrouzková
  • Analýza zahraničních učebnic fyziky
    • Rešeršní a komparativní práce zabývající se porovnáváním tuzemských soudobých učebnic a dalších obdobných zdrojů se zahraničními. Studium případných odlišných přístupů v rámci objasňování nového učiva, porovnávání tuzemských a zahraničních kurikul. Případná experimentální aplikace zjištěného odlišného zahraničního přístupu v rámci pedagogické praxe nebo učitelského působení. Vhodné pro studenty s dobrou znalostí cizích jazyků.
  • Mezioborové vyučování prostřednictvím tandemové výuky (fyzika-geografie/historie/chemie aj.)
    • Rešeršní a praktická práce zaměřená na podporu mezioborových vazeb na střední/základní škole prostřednictvím tandemové výuky. Student navrhne, vytvoří a zpracuje metodiky k vyučovacím celkům, které budou realizovány formou tandemové výuky, s přihlédnutím k současným trendům výuky. Navržené lekce by měly být aplikovány na škole (například v rámci pedagogických praxí) včetně reflexe a vyhodnocení.
  • Únikové hry ve výuce fyziky
    • Rešeršní a praktická práce zaměřená na podporu motivace, podnikavosti a badatelského přístupu ve výuce fyziky na základních a středních školách pomocí únikových her a online únikových her. Předpokládá se, že student navrhne a vytvoří hry včetně metodických listů a dalších podpůrných materiálů na různé tematické celky v různých úrovních. Následně vybrané hry aplikuje a vyhodnotí při pedagogické praxi. Vytvořené materiály budou zpracovány na volně přístupném webu.
  • Výlety za fyzikou
    • Rešeršní, a především praktická práce zaměřená na možnosti nejen školních výletů spojených s fyzikou. Součástí práce je přehled vybraných míst v ČR vhodných pro exkurzi či jiné aktivity spojených s fyzikálním vzděláváním. Student se v rámci teoretické části seznámí také s problematikou školních exkurzí a potřebnou legislativou. Cílem praktické části je zpracovat materiály k vybraným místům (teoretické zpracování problematiky týkající se daného výletu, pracovní listy, metodické listy pro učitele, materiály sloužící k upevnění nabytých znalostí,), ale také hry s fyzikálním zaměřením. Výhodou aprobace fyzika-geografie.
  • Využití 3D tisku ve výuce fyziky
    • Rešeršní, a především praktická práce zaměřená na možnosti využití 3D tisku na tuzemských základních a středních školách. Součástí práce je vlastní tisk 3D objektů na dostupné tiskárně fa Prusa Research, které by nalezly uplatnění jako nové učební pomůcky, science hračky či náhradní díly ve smyslu alternativy pro nedostupné nebo finančně nákladné pomůcky („low cost“ řešení). Předpokládá se kompletní zpracování portfolia v bezplatném software pro 3D grafiku, příprava kódu pro 3D tiskárnu, samotný tisk a návrh možností pro sdílení zdrojových dat. Efektivnost využití vytvořených výstupů je možné prakticky ověřit na škole, například v rámci pedagogické praxe.
Lukáš Richterek
  • AI a řešení fyzikálních úloh
    • Cílem práce je otestovat schopnost dostupných systémů umělé inteligence na příkladech různých typů fyzikálních úloh.
    • Rešerše analogických zahraničních experimentů a vlastní testování AI na fyzikálních úlohách.
  • Lincolnova trubice
    • Cílem práce je sestrojení pomůcky k demonstraci stojatého zvukového vlnění pomocí soustavy reproduktorů a LED (Lincoln, J., 2019. The Lincoln’s Tube: A new apparatus for demonstrating sound standing waves. The Physics Teacher, 58(1), 74–75. https://doi.org/10.1119/1.5141985).
    • Experimentální práce
  • Vnořovací (embedding) diagramy v programu Geogebra.
    • Cílem práce je sestrojení sady vnořovacích diagramů pro vybrané řezy statických prostoročasů v obecné teorii relativity (Schwarzchildovo řešení, kosmická struna) jako pomůcky k výuce základů obecné teorie relativity.
    • Teoretická rešeršní práce
  • Modelování kosmologických modelů v programu Geogebra
    • Cílem práce je sestrojení modelů časového vývoje homogenních a izotropních kosmologických modelů v programu Geogebra.
    • Teoretická rešeršní práce
  • Rozšířená realita ve výuce fyziky
    • Cílem je vytvořit přehled aktuálních možností využití rozšířené reality (augmented reality) ve výuce fyziky.
    • Teoretická rešeršní práce
  • Vzdělávací materiály k tématu olomouckého orloje
    • Cílem je vytvořit vzdělávací materiály pro práci s žáky k návštěvě olomouckého orloje s vysvětlením astronomických jevů, které znázorňuje, údajů, jež z něho lze vyčíst i opravou chyb, které aktuální podoba má .
    • Rešeršní práce s výstupem ve formě použitelných materiálů.
Jan Říha
  • Využití Eye trackingu pro analýzu řešení fyzikálních testových úloh
  • Experimentální realizace Buquoyovy úlohy
Jana Slezáková
  • Projektové vyučování a jeho implementace ve výuce přírodovědných předmětů
    • vymezení pojmu projektové vyučování, historický pohled na vývoj pojmu projektová výuka, současné problémy projektové výuky, učitel a žák v projektové výuce, pozitiva a negativa;
    • integrace průřezových témat v projektové výuce na ZŠ a SŠ;
    • konkrétní náměty na realizaci projektové výuky, výběr vhodných témat v daném aprobačním předmětu.
  • Využití online nástrojů ve výuce přírodovědných předmětů
    • výukové metody, historický vývoj, další formy vzdělávání a jejich zařazení ve výuce na ZŠ a SŠ, pozitiva, negativa, současná výuka, RVP ZV, RVP G
    • příklady webových (případně mobilních) aplikací a jejich využití ve výuce, tvorba výukových materiálů s využitím online nástrojů v daném aprobačním předmětu.
  • Model responzivní výuky a jeho implementace v hodinách matematiky
    • přínos responzivní výuky vpřírodovědných předmětech;
    • model výuky v 21. století – trendy, možnosti;
    • tvorba modelových výukových materiálů pro učitele s využitím responzivní výuky;
    • přínos responzivní výuky v přírodovědných předmětech.
  • Hodnocení práce učitele vedením školy v ČR a ve vybrané zemi EU. Jak se pozná dobrý učitel?
    • pojem hodnocení a sebehodnocení práce učitele, typy hodnocení, současná legislativa, analýza;
    • kompetence učitele, učitelská způsobilost a učitelský standard, srovnání kompetencí českého učitele a učitele vybrané země EU;
    • dostupné nástroje hodnocení učitele vedením školy, jejich srovnání, výhody, nevýhody, další náměty.
  • Moderní didaktika ve výuce matematiky na ZŠ
    • současné trendy výuky matematiky s ohledem na Strategie 2030+ a hlavní směry revize RVP ZV;
    • aplikace moderních metod výuky na vybrané témata z matematiky;
    • vypracování metodiky pro začínající učitele s ohledem na rozvoj profesních kompetencí v 21. století.
David Smrčka
  • Srovnání studijních programů učitelství fyziky na tuzemských a evropských univerzitách
    • Jedná se o rešeršní práci, v jejímž rámci student/ka prostuduje strukturu studijních programů učitelství fyziky pro bakalářské i navazující studium nabízených na vybraných univerzitách v ČR a v zahraniční. Následně provede srovnání mezi studijními programy v rámci ČR a dále mezi ČR a zahraničními univerzitami. Tato práce by měla posloužit jako podkladový materiál pro možné budoucí úpravy v akreditaci studijních programů učitelství fyziky.
    • Teoretická rešeršní práce

Témata diplomových prací vypsaná v roce 2024

Renata Holubová
  • Fyzika s vysokorychlostní kamerou
    • Záznam vybraných experimentů pomocí vysokorychlostní kamery. Budou vytvořeny ukázkové vyučovací hodiny s využitím těchto záznamů. Je možné využít mezipředmětových vztahů (experimenty přesahující rámec fyziky).
  • Stavebnice ve výuce fyziky
    • Příprava podkladů pro využití různých druhů stavebnic,  dostupných na našem trhu, ve výuce fyziky.
Tereza Hrouzková
  • Analýza zahraničních učebnic fyziky
    • Rešeršní a komparativní práce zabývající se porovnáváním tuzemských soudobých učebnic a dalších obdobných zdrojů se zahraničními. Studium případných odlišných přístupů v rámci objasňování nového učiva, porovnávání tuzemských a zahraničních kurikul. Případná experimentální aplikace zjištěného odlišného zahraničního přístupu v rámci pedagogické praxe nebo učitelského působení. Vhodné pro studenty s dobrou znalostí cizích jazyků.
  • Mezioborové vyučování prostřednictvím tandemové výuky (fyzika-geografie/historie/chemie aj.)
    • Rešeršní a praktická práce zaměřená na podporu mezioborových vazeb na střední/základní škole prostřednictvím tandemové výuky. Student navrhne, vytvoří a zpracuje metodiky k vyučovacím celkům, které budou realizovány formou tandemové výuky, s přihlédnutím k současným trendům výuky. Navržené lekce by měly být aplikovány na škole (například v rámci pedagogických praxí) včetně reflexe a vyhodnocení.
  • Únikové hry ve výuce fyziky
    • Rešeršní a praktická práce zaměřená na podporu motivace, podnikavosti a badatelského přístupu ve výuce fyziky na základních a středních školách pomocí únikových her a online únikových her. Předpokládá se, že student navrhne a vytvoří hry včetně metodických listů a dalších podpůrných materiálů na různé tematické celky v různých úrovních. Následně vybrané hry aplikuje a vyhodnotí při pedagogické praxi. Vytvořené materiály budou zpracovány na volně přístupném webu.
  • Výlety za fyzikou
    • Rešeršní, a především praktická práce zaměřená na možnosti nejen školních výletů spojených s fyzikou. Součástí práce je přehled vybraných míst v ČR vhodných pro exkurzi či jiné aktivity spojených s fyzikálním vzděláváním. Student se v rámci teoretické části seznámí také s problematikou školních exkurzí a potřebnou legislativou. Cílem praktické části je zpracovat materiály k vybraným místům (teoretické zpracování problematiky týkající se daného výletu, pracovní listy, metodické listy pro učitele, materiály sloužící k upevnění nabytých znalostí,), ale také hry s fyzikálním zaměřením. Výhodou aprobace fyzika-geografie.
  • Využití 3D tisku ve výuce fyziky
    • Rešeršní, a především praktická práce zaměřená na možnosti využití 3D tisku na tuzemských základních a středních školách. Součástí práce je vlastní tisk 3D objektů na dostupné tiskárně fa Prusa Research, které by nalezly uplatnění jako nové učební pomůcky, science hračky či náhradní díly ve smyslu alternativy pro nedostupné nebo finančně nákladné pomůcky („low cost“ řešení). Předpokládá se kompletní zpracování portfolia v bezplatném software pro 3D grafiku, příprava kódu pro 3D tiskárnu, samotný tisk a návrh možností pro sdílení zdrojových dat. Efektivnost využití vytvořených výstupů je možné prakticky ověřit na škole, například v rámci pedagogické praxe.
Roman Kubínek
  • Elektronový mikroskop, jako prostředek integrované výuky fyziky
    • Student se seznámí s konstrukcí standardního elektronového mikroskopu, popíše jeho základní části, zvládne popis interakce primárního elektronového svazku se vzorkem a na jejím základě tvorbu jednotlivých kontrastů (obrazových dat, …) pro charakterizaci vzorku.
      Hlavním úkolem bude, integrovat poznatky středoškolské fyziky, případně „mírně“ nad standard SŠ fyziky, které jsou spojené s elektronovým mikroskopem.
      Součástí diplomové práce budou výsledky s tématem související experimentální práce s využitím SEM Vega, který je v laboratoři nanotechnologií KEF PřF UP.
  • Zobrazovací metody v medicíně, jako prostředek integrované výuky fyziky
    • Student se seznámí s fyzikálními principy zobrazovacích metod, používaných v medicíně – sonografií, výpočetní tomografií (CT), zobrazením magnetickou rezonancí (MRI) a pozitronovou emisní tomografií (PET). Cílem práce bude, integrovat poznatky středoškolské fyziky, případně poznatky nad její rámec, které jsou spojené se základním fyzikálním principem těchto zobrazovacích metod.
Lukáš Richterek
  • AI a řešení fyzikálních úloh
    • Cílem práce je otestovat schopnost dostupných systémů umělé inteligence na příkladech různých typů fyzikálních úloh.
    • Rešerše analogických zahraničních experimentů a vlastní testování AI na fyzikálních úlohách.
  • Brehmovy a Loedelovy prostoročasové diagramy
    • Cílem práce je vytvoření sady prostoročasových diagramů pro základní efekty a paradoxy speciální teorie relativity (dolatace času, kontrakce délek, paradox dvojčat apod.)
    • Teoretická rešeršní práce s vlastním výstupem v podobě prostoročasových diagramů
  • Modelování fyzikálních dějů v prostředí Easy Java Simulations nebo GeoGebra
    • Cílem práce je soubor dynamických modelů pro výuku fyziky na SŠ popř. základní vysokoškolský kurz v prostředí Easy Java Simulations nebo GeoGebra.
    • Teoretická práce s počítačovým modelováním
  • Modelování pohybu částic a světelných paprsků v okolí Hartleho červí díry
    • Cílem práce je modelovat pohyb částic a fotonů v okolí Hartleho červí díry (Hartle, J. B., 2003. Gravity: An Introduction to Einstein’s General Relativity. Addison Wesley.) ve vhodném programu (GNU Octave, Python apod.)
    • Teoretická práce s počítačovým modelováním
  • Prvky Science Studies ve výuce fyziky na SŠ
    • Cílem práce je zmapovat možnosti zařazení prvků science studies do výuky na SŠ (tj. se zaměřením na procesy utváření vědeckého poznání a roli vědy v jejím společenském kontextu). Výstupem by měl být návrh podpůrných materiálů ve formě pracovních listů, jež budou využívat těchto prvků pro vybraná témata ve výuce fyziky na úrovni SŠ. Materiály by měly být prakticky evaluovány při práci s žáky v hodině nebo výběrovém semináři.
    • Teoretická rešeršní práce s výstupem do výuky
    • Konzultant: Mgr. Lukáš Zámečník Hadwiger, Ph.D. (FF UPOL)
  • Rozšířená realita ve výuce fyziky
    • Cílem je vytvořit přehled aktuálních možností využití rozšířené reality (augmented reality) ve výuce fyziky.
    • Teoretická rešeršní práce s vlastním modelováním pro mobilní zařízení
  • Úlohy z moderní fyziky ve Fyzikální olympiádě
    • Cílem práce je sestavit sbírku řešených úloh z moderní fyziky (např. fyzika mikrosvěta, teorie relativity) z celostátních kol a mezinárodní FO použitelnou k přípravě studentů na soutěž. Úlohy by měly být řazeny tematicky a podle obtížnosti. Doporučuje se zpracování závěrečné zprávy systémem TeX/LaTeX.
    • Teoretická práce
  • Využití eye-trackingu při sledování řešení úloh s odečítáním grafů
    • Cílem práce je pomocí eye-trackingu sledovat strategie řešení úloh vyžadujících odečítání z grafů.
    • Práce s pedagogickým výzkumem s využitím technologie eye-trackingu
Jan Říha
  • Experimentální realizace a teoretický popis Buquoyovy úlohy
  • Využití eye-trackingu ke studiu vizuální interpretace operátoru gradient u studentů fyzikálních oborů.
  • Využití eye-trackingu ke studiu vizuální interpretace operátoru rotace u studentů fyzikálních oborů
Jana Slezáková
  • Sebehodnocení žáka jako důležitý prvek vyučovacího procesu přírodovědných předmětů
    • pojem hodnocení, sebehodnocení žáka, historický vývoj, funkce sebehodnocení, sebehodnocení a RVP;
    • klíčové kompetence a rozvoj žákova sebehodnocení, tvorba sebehodnotících nástrojů ve výuce přírodovědných předmětů ve vztahu ke klíčovým kompetencím, realizace výzkumu a následná analýza na vybrané ZŠ/SŠ.
  • Gradované úlohy bez výpočtu s využitím online nástrojů ve výuce na ZŠ a SŠ
    • úlohy bez výpočtu ve výuce matematiky a fyziky, řešitelské strategie;
    • tvorba vlastních gradovaných úloh a jejich využití ve výuce matematiky a fyziky na ZŠ/SŠ.
  • Digitální kompetence ve výuce přírodovědných předmětů
    • digitální kompetence ve výuce v 21. století;
    • tvorba vlastní metodiky a výukových materiálů pro učitele na ZŠ/SŠ;
    • dotazníkové šetření.
  • Moderní didaktika ve výuce matematiky na gymnáziu
    • současné trendy výuky matematiky s ohledem na Strategie 2030+;
    • volba metod a strategií a jejich aplikace na vybraná témata RVP G.
  • Analýza heuristických řešitelských strategií při řešení vybraných matematických úloh s využitím eye-trackingu
    • eye-tracking a jeho využití v matematice;
    • klasifikace heuristických řešitelských strategií;
    • analýza vybraných strategií s využitím eye-trackingu při řešení konkrétní úlohy.

Návrh témat doktorských prací pro obor didaktika fyziky

Můžete si prohlédnout obhájené dizertační práce z Didaktiky fyziky (všechny práce včetně posudků lze vyhledávat a prohlížet pomocí systému STAG pod záložkou „Kvalifikační práce“). Lze navrhnout i vlastní téma, diskuse o výběru tématu je součástí přijímací zkoušky.
  • Dynamika proudění tekutin – úvodní výukový celek k problematice nelineární dynamiky (příprava, ověření, evaulace materiálů pro výuku na SŠ)
    Dynamics of flowing of liquids – introductory educational unit to the field of nonlinear dynamics
    školitel doc. RNDr. Roman Kubínek, CSc.
  • Historický experiment ve výuce na ZŠ a SŠ (s možností využití expozic v přírodovědném muzeu a science centrech)
    Historical experiment in teaching of physics at basic school
    školitel doc. RNDr. Roman Kubínek, CSc.
  • Konceptuální testové úlohy ve fyzice střední školy a úvodním kurzu fyziky na VŠ
    Conceptual test problems in secondary school physics and in an introductory university physics course
    školitel doc. RNDr. Roman Kubínek, CSc.
  • Mezipředmětové vazby fyziky a chemie na středních školách
    Interdisciplinary relations between physics and chemistry in secondary school education
    školitel doc. RNDr. Roman Kubínek, CSc.
  • Začlenění kapitol moderní fyziky do výuky na střední škole
    Incorporation of modern physics to the lessons in secondary school
    školitel doc. RNDr. Libor Machala, Ph.D.
  • Fyzikální vzdělávání na středních školách v EU. Srovnávací studie.
    Physics education at upper secondary schools in EU. Comparative study.
    školitel prof. RNDr. Danuše Nezvalová, CSc.
  • Intuice a učení fyziky
    Intuition and learning of physics
    školitel prof. RNDr. Tomáš Opatrný, Dr.
  • Soutěže s fyzikální tematikou pro talentované středoškoláky
    Competition in physics for talented secondary school students
    školitel prof. RNDr. Tomáš Opatrný, Dr.
  • Vytváření a chápání termodynamických pojmů u žáků a studentů
    Formation and understanding of terms of thermadynamics by students
    prof. RNDr. Tomáš Opatrný, Dr.
Přednáška

Elektronické studijní materiály

Moodle

Didaktika fyziky a pedagogika

Fyzika

Publikace připravené v rámci projektu ESF „Modularizace a modernizace studijního programu počáteční přípravy učitele fyziky“:

Další texty:

Powered by w3.css