Využití programu Energy2D ve výuce fyziky
| Název práce v češtině: | Využití programu Energy2D ve výuce fyziky |
|---|---|
| Název v anglickém jazyce: | Using Energy2D software in physics teaching |
| Klíčová slova: | termodynamika|výuka fyziky|modelování tepelných jevů|program Energy2D |
| Klíčová slova anglicky: | thermodynamics|physics teaching|modelling of heat transfer|Energy2D software |
| Akademický rok vypsání: | 2022/2023 |
| Typ práce: | bakalářská práce |
| Jazyk práce: | |
| Ústav: | Katedra didaktiky fyziky (32-KDF) |
| Vedoucí / školitel: | RNDr. Petr Kácovský, Ph.D. |
| Řešitel: | skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd. |
| Datum přihlášení: | 24.05.2023 |
| Datum zadání: | 24.05.2023 |
| Datum potvrzení stud. oddělením: | 02.06.2023 |
| Datum odevzdání elektronické podoby: | 09.05.2024 |
| Zásady pro vypracování |
| 1. Seznámit se s programem Energy2D a jeho dosavadním využitím ve výuce fyziky.
2. Stručně popsat základní ovládací prvky programu tak, aby mohl vzniklý materiál sloužit jako návod pro učitele. 3. Navrhnout vhodné fyzikální situace, ve kterých se uplatní numerické modelování při ilustraci základních mechanismů tepelné výměny (vedení, proudění, záření) a základních tepelných charakteristik materiálů (např. tepelná vodivost, měrná tepelná kapacita, tepelná difuzivita, emisivita,...) 4. Výše uvedené fyzikální situace namodelovat a vytvořit k nim podpůrné materiály pro studenty a učitele. |
| Seznam odborné literatury |
| - Dexter, A., Chiesa, L., & Xie, C. (2012). Using infrared thermography to visualize the invisible: Investigating heat transfer. In Proceedings of the 11th International Conference on Quantitative InfraRed Thermography. Dostupné online: http://qirt.org/archives/qirt2012doi/papers/QIRT-2012-280.pdf
- Dexter, A. (2013). Seeing the Unseen: An Investigation of Heat Transfer Using Infrared Thermography and LabVIEW. [Master's Thesis]. Tufts University. Dostupné online: https://dl.tufts.edu/pdfviewer/hm50v420w/6682xg76m. - Marjanović, M., Dragićević, S., Milićević, I., Popović, M., & Vujičić, V. (2018). Application of computer simulation in engineering education. In 7th International Scientific Conference Technics and Informatics in Education, pp. 362-366. - Moro, T., Neide, I. G., & Rehfeldt, M. J. H. (2016). Experimental activities and computer simulations: Integration for the construction of thermal energy transfer concepts in high school. Brazilian Notebook of Physics Teaching, 33(3), 987-1008. - Xie, C. (2012). Interactive heat transfer simulations for everyone. The Physics Teacher, 50(4), 237-240. - Webové stránky https://energy.concord.org/energy2d/ - YouTube kanál Energy2D: https://www.youtube.com/@energy2d |
| Předběžná náplň práce |
| Energy2D je software, který byl vyvinut mj. pro výukové účely. Program řeší pomocí numerického modelování situace, při kterých dochází k tepelné výměně třemi základními mechanismy - vedením, prouděním a zářením. Práce s programem vyžaduje základní fyzikální vhled do tepelných charakteristik materiálů (tepelná vodivost, měrná tepelná kapacita, emisivita,...), ale nikoliv znalost programování; obsluha programu je poměrně intuitivní. Konkrétní cíle bakalářské práce budou individuálně domluveny se zájemcem, ale obecně může jít o navržení aktivit do výuky termodynamiky, ve kterých se modely programu smysluplně využijí, a související vývoj materiálů pro studenty a učitele. |