Ústav fyzikální elektroniky PřF MU Učebnicový obraz středoškolské fyziky 1 Pracovní list Výuka mechaniky na střední škole Otázky k zamyšlení pro všechny: 1. Jak vlastně učit mechaniku na střední škole? Pokud ano, kdy (v kterém ročníku, po jaké matematické a fyzikální průpravě)? 2. Je případně možné výuku rozdělit mezi několik ročníků a k již probranému se znovu vracet? Pokud ano, pak jakým způsobem? 3. Jaké partie probrat, jak zahájit výklad? 4. Myslíte, že by se ve výuce měly objevit následující jevy a vztahy: zavedení vektoru okamžité rych- losti ano, a to takto: ne tečné a normálové zrychlení a jejich výslednice ano, a to takto: ne druhý Newtonův zákon ve formě časové derivace (diference) hyb- nosti ano, a to takto: ne 1 smykové a valivé tření ano, a to takto: ne hybnost a zákon jejího zachování ano, a to takto: ne moment síly jako vektorový součin ano, a to takto: ne moment setrvačnosti pro různá tě- lesa ano, a to takto: ne druhá impulsová věta ano, a to takto: ne moment hybnosti a zákon jeho za- chování ano, a to takto: ne nehomogenní gravitační pole Země ano, a to takto: ne viskozita tekutin, Reynoldsovo číslo ano, a to takto: ne 5. Jaké používat učební pomůcky? (učebnice, populární knihy, elektronické zdroje, internet, původní články,...)? učebnice ano někdy ne popularizační knihy ano někdy ne elektronické zdroje ano někdy ne původní články ano někdy ne informace z internetu ano někdy ne další zdroje Za vhodné pro výuku považuji následující tituly: Dosud neznám materiál, který bych ohodnotil(a) jako vhodný, poradím si takto: 2 6. Učitel by měl při výuce mechaniky dělat experimenty pouze vyjímečně, protože pouze demonstrační, protože co nejvíce frontálních, protože 7. Pomůcky použité při experimentování by měly být co nejkvalitnější a nejlépe zajištěné proti nežádoucí manipulaci stran studentů, protože v co největším počtu a nejnižší ceně, protože co nejlevnější a nejnázornější, například doma posbírané věci, protože 8. Měl by učitel při výuce mechaniky provádět s žáky laboratorní úlohy? ne, protože 3 jen několik, protože co nejvíce, protože Pokud ano, jak si zajistit, aby v hodině nebyla celá třída, ale například pouze polovina žáků? 9. Měl by učitel při výuce mechaniky vykonat s žáky nějaké exkurze do výroby, zkušebny, laboratoře, metrologického institutu, ..., ve kterých probíhá činnost související s tématem výuky? ne, protože jen několik, protože co nejvíce, protože Pokud ano, které provozy by bylo vhodné navštívit? Jak zdůvodnit nutnost exkurze na ředitelství školy a jak se domluvit na náhradě takto odpadlé výuky jiných předmětů? 4 Návrhy jednotlivých referátů: Uvedený seznam referátů není uzavřený, student po dohodě s vyučujícím může referovat o libovolném tématu. Též seznam literatury je pouze orientační. 1. Historický přehled vzniku a vývoje mechaniky. referuje: Návrh obsahu referátu: Referující nastíní historický přehled vzniku a vývoje celé mechaniky nebo některých jejích partií. Pokusí se zodpovědět otázku, od kdy se objevují pokusy o popularizaci této disciplíny, respektive její začlenění do výuky, a s jakým úspěchem. ———————————– Poznámky k referátu (obsah, připomínky, přínosnost, odborný a umělecký dojem): 2. Aristoteles kontra Galilei a Newton referuje: Návrh obsahu referátu: Referující naznačí rozdíl mezi aristotelovským a galileovským přístupem k vybraným partiím mechaniky a zhodnotí oba postupy z vhodnosti použití ve výuce. Nástin literatury: [1] Aristotelés: Fyzika [2] Galilei: Dialog o dvou systémech světa, Ptolemaiově a Kopernikově [3] Galileo Galilei: Rozpravy a matematické důkazy o dvou nových vědách, o mechanice a místních pohybech (Discorsi e dimonstrazioni matematiche intorno a due nuove scienze attenenti alla mecanica & i movimenti locali) [4] Newton: Matematické principy přírodní filozofie (Philosophiae Naturalis Principia Mathe- matica) [5] dle vlastní volby 5 ———————————– Poznámky k referátu (obsah, připomínky, přínosnost, odborný a umělecký dojem): 3. Články o mechanice jako výukový materiál referuje: 1. 2. Návrh obsahu referátu: Referující vyhledá odborné články (knihy, původní články, časopisy pro učitele, jiné tiskoviny), kterými byla (nebo v současné době je) vědecká veřejnost seznámena s poznatky v oblasti mechaniky, přečte je a jejich obsah přetlumočí účastníkům semináře. Zhodnotí jejich vhodnost pro výuku (úplnost, vědecká správnost, didaktická hlediska). Nástin literatury: [1] viz předchozí referát [2] cokoliv vhodného z edice Ostwald’s Klassiker, Leipzig – zde vycházely reprinty zásadních článků posunující vývoj fyziky [3] Physics Teacher [4] Matematika, fyzika, informatika [5] Školská fyzika, Školská fyzika jako tištěný časopis [6] Československý časopis pro fyziku [7] cokoliv dle vlastní volby ———————————– Poznámky k prvnímu referátu (obsah, připomínky, přínosnost, odborný a umělecký dojem): Poznámky k druhému referátu (obsah, připomínky, přínosnost, odborný a umělecký dojem): 6 4. Mechanika ve středoškolských učebnicích referuje: Návrh obsahu referátu: Referát shrne učebnicové zpracování mechaniky, srovná jednotlivé přístupy, upozorní na případné odborné či didaktické chyby. Nástin literatury: [1] Bednařík M.: Fyzika pro gymnázia - Mechanika [2] Vachek J. a kol: Fyzika pro I. ročník gymnázií [3] Škola mladých fyziků (SPN na pomoc FO): na internetu ———————————– Poznámky k referátu (obsah, připomínky, přínosnost, odborný a umělecký dojem): 5. Výuka mechaniky pomocí internetu a multimedií referuje: 1. 2. Návrh obsahu referátu: Referát shrne výhody a nevýhody textů a multimediálních materiálů, získatelných například z internetu, zhodnotí jejich výhody a nevýhody vůči běžnějším knihám. Mohou studenti tyto materiály používat samostatně nebo je nezbytná i role vyučujícího? Nástin literatury: [1] http://www.physics.muni.cz/ awasin/mechanika.html [2] http://www.sbirkaprikladu.cz/sbirka_prikladu/mechanika.html [3] http://www.sspu-opava.cz/UserFiles/File/Mechanika_II_vyukovy_manual_na_SSPU_Opava.pdf [4]http://kdf.mff.cuni.cz/vyuka/materialy/mechanika_sbirka/Sbirkas.htm 7 [5]http://zajfyz.physics.muni.cz/ [6] další dle vlastního výběru ———————————– Poznámky k prvnímu referátu (obsah, připomínky, přínosnost, odborný a umělecký dojem): Poznámky k druhému referátu (obsah, připomínky, přínosnost, odborný a umělecký dojem): 6. Applet nejen ve výuce mechaniky referuje: Návrh obsahu referátu: Na internetu lze najít velké množství appletů, ilustrujících hlavně mechanické děje. Referující zhodnotí vhodnost jejich užití pří výuce mechaniky, popíše vlastnosti vhodně sestaveného apletu, uvede příklady pro výuku vhodných a odstrašujících appletů. Nástin literatury: [1] řada serverů dle vlastního výběru, jako příklad: [2] http://www.walter-fendt.de/ph14e/ ———————————– Poznámky k referátu (obsah, připomínky, přínosnost, odborný a umělecký dojem): 8 7. Použitelnost popularizačních knih ve výuce referuje: 1. 2. Návrh obsahu referátu: Referát shrne použitelnost takovýchto textů ve výuce. Mohou studenti tyto materiály používat samostatně nebo je nezbytná i role vyučujícího? Nástin literatury: [1] Landau: Fyzika pro každého [2] Nahodil: Fyzika v běžném životě [3] F. Běhounek a kol.: Newton by se divil [4] J. I. Perelman: Zajímavá fyzika [5] J. I. Perelman: Zajímavá mechanika [6] Jay Orear: Základy fyziky [7] a řada dalších ———————————– Poznámky k prvnímu referátu (obsah, připomínky, přínosnost, odborný a umělecký dojem): Poznámky k druhému referátu (obsah, připomínky, přínosnost, odborný a umělecký dojem): 9