Nanotechnologie jako součást výuky fyziky

Transkript

1 Nanotechnologie jako součást výuky fyziky Lucie Kolářová Oddělení didaktiky fyziky Školitel: Doc. Jiří Tuček Katedra exprimentální fyziky Přírodovědecká fakulta Univerzity Palackého v Olomouci

2 Vítejte v Olomouci! Přírodovědecká fakulta Katedra experimentální fyziky s Oddělením didaktiky fyziky

3 Rok první Období temna a doba hledání

4 První záblesk na lepší časy srpen 2013 Začátek plodné spolupráce s Ing. Zuzanou Tkáčovou, Ing. Paed. IGIP

5 Nano- jako součást výuky fyziky Co jsou to nanotechnologie? interdisciplinární obor zahrnující fyziku, chemii, biologii, vědu o materiálech atd. postupy vedoucí k vytváření funkčních materiálů, zařízení a systémů v nanoškále, které mají nové fyzikální, chemické a biologické vlastnosti

6 Nano- jako součást výuky fyziky Proč začlenit nanotechnologie do výuky na SŠ a ZŠ zajímavé a hlavně aktuální poznatky součásné vědy součásti každodenního života studentů (počítače, mobilní telefony, tablety, oblečení, kosmetika, ) zájem a motivace žáků o přírodovědné předměty zvyšování přírodovědné gramotnosti žáků a studentů zhodnocení pozitiv a nechativ, které nové technologie přinášejí potřeba vzdělávání nových pracovních sil v tomto oboru vytváření mezipředmětových vztahů fyziky, chemie, biologie a jiných odborných předmětů Bryan, L. A., Magana, A. J., Sederberg, D., Published research on pre-college students and teachers nanoscale science, engineering, and technology learning, Nanotechnol. Rev. 2015, 4(1), 7-32

7 Disertační práce Nanotechnologie jako obor modení fyziky s mezipředmětovými vztahy Cíle práce: problematika začlenění nanotechnologií do výuky na střední škole u nás i ve světě rešerše literatury možnosti transformace poznatků z oblasti nanotechnologií do výuky fyziky (mezipředmětové vztahy) výzkum: vnímání velikostí různých objetů žáky a vliv vhodných aktivit zařazených do výuky návrh začlenění témat z oblasti nanotechnologie do fyzikálního kurikula a příprava materiálů do výuky pro vybraná témata (př. magnetismus nanomateriálů)

8 Současný stav v ČR Vysoké školy: vzdělávání v ČR započalo po roce 2005 první akreditace VŠB Technická univerzita Ostrava následovaly další přírodovědecky a technicky zaměřené školy v ČR KEF, PřF UP Olomouc bakalářské a navazující magisterské studium oboru Nanotechnologie Střední školy: nanotechnologie nejsou součástí vzdělávacích programů populární přednášky, evropské projekty např. NANOYOU, NANOchanels, NanOpinion, Time for Nano O. Lepil a kol.: Fyzika aktuálně, příručka nejen pro učitele (2009)

9 Transformace poznatků USA na špici, pak Evropa

10 Zvláštnosti nanosvěta: (Big Ideas of Nanotechnology) ukázat odlišnosti v chování nanomateriálu a objemového materiálu aktivity a modely (idealizují, znázorňují) k předvedení vlastností nanomateriálů a nano efektů

11 Kam začlenit nano do výuky? Vytvořit nový předmět je nereálné. Začlenění do již existujících předmětů Fyzika, Chemie, Biologie a dalších odborných předmětů. Možnosti začlenění do předmětu Fyzika: vytvořit celek Nanotechnologie a zařadit ho do Fyzikálního semináře (většinou 4. ročník SŠ) nebo jako součást Fyziky mikrosvěta jednotlivé nanomomentky začlenit na vhodná místa do výuky, např. Velikost objektů Fyzikální veličiny a jednotky atd. ideální nanomomentky začlenit na vhodná místa do výuky a do Fyziky mikrosvěta začlenit celek Nanotechnologie pro ucelení pojmů z předchozí výuky

12 Výukové materiály Modul Skrytý rozměr povrchové jevy u nanomateriálů - workshop na konferenci projektu Heureka ověření na středních školách - vítězný poster na konferenci GIREP 2014, Palermo, Itálie - příprava článku

13 Výukové materiály publikace Úvod do nanovědy a nanotechnologií v rámci projektu Moduly jako prostředek inovace v integraci výuky moderní fyziky a chemie aktivity do výuky fyziky (Fyzikální veličiny a jednotky) využité pro výzkum na téma Velikost objektů inspirace a adaptace materiálů z projektu NanoSense příprava výukových materiálů ve spolupráci z odborníky za RCPTM v Olomouci na téma Magnetismus v nanosvětě zaměření na pojmy jednodoménovost, superparamagnetismus, obří magnetorezistence, aplikace čištění vody, cílená doprava léčiv videa do výuky

14 Výukové materiály Videa ve spolupráci s Regionálním centrem pokročilých technologií a materiálů v Olomouci

15 Další aktivity účast na řadě národních i mezinárodních konferencí účast na vzdělávání pro slovenské učitelé pod vedením Z. Tkáčové 2 dílny na konferenci projektu Heuréka v Náchodě vzdělávací programy v Pevnosti poznání (interaktivní muzeum vědy v Olomouci) příprava materiálů pro model Čištění vody využitím nanočástic elementárního železa v Pevnosti poznání ve spolupráci se školitelem J. Tučkem přednášky a workshopy na školách výuka v semináři Základy nanotechnologií pro učitelé ve spolupráci s M. Vujtkem a J. Tučkem

16 Děkuji za příjemně prožitou stáž a inspiraci!