Teorie relativity - jak na středoškolské úrovni rozvíjet její pochopení

• Název práce v češtině: Teorie relativity - jak na středoškolské úrovni rozvíjet její pochopení
• Název v anglickém jazyce: Theory of relativity – how to develop its understanding at a secondary school level
• Klíčová slova: teorie relativity, STR, OTR, výuka fyziky, miskoncepce
• Klíčová slova anglicky: theory of relativity, special relativity, general relativity, teaching physics, misconceptions
• Akademický rok vypsání: 2013/2014
• Typ práce: disertační práce
• Jazyk práce: angličtina
• Ústav: Katedra didaktiky fyziky (32-KDF)
• Vedoucí / školitel: doc. RNDr. Leoš Dvořák, CSc.
• Řešitel: skrytý - zadáno a potvrzeno stud. odd.
• Datum přihlášení: 26.09.2014
• Datum zadání: 26.09.2014
• Datum potvrzení stud. oddělením: 07.01.2015
• Datum a čas obhajoby: 22.09.2022 13:00
• Datum odevzdání elektronické podoby: 06.08.2022
• Datum odevzdání tištěné podoby: 08.08.2022
• Datum proběhlé obhajoby: 22.09.2022
• Oponenti: prof. RNDr. Jan Novotný, CSc.
• Konzultanti: doc. RNDr. Mgr. Vojtěch Žák, Ph.D.

Zásady pro vypracování

Provést rešerši týkající se: 1. miskoncepcí v oblasti teorie relativity a obecně problémů týkajících se pochopení teorie relativity, 2. přístupů k výkladu teorie relativity na úvodní úrovni prezentovaných v zahraničních učebnicích (na SŠ ev. úvodní VŠ úrovni), resp. navrhovaných v časopiseckých článcích či příspěvcích z mezinárodních konferencí, 3. informací o teorii relativity dostupných českým středoškolákům, ať již v učebnicích či dalších pramenech. Rešerše by se měla týkat jak speciální, tak obecné teorie relativity, s případnými přesahy do relativistické fyziky ev. astrofyziky. Měla by zahrnout i popularizační literaturu (zejména pokud se týká obecné teorie relativity), ale vyhledat hlavně prameny, kde je výklad dostatečně přesný a nezkreslený.
Naplánovat, připravit a provést průzkum zjišťující, co o různých partiích speciální i obecné teorie relativity znají a jak je chápou studenti a také absolventi středních škol. Průzkum provést převážně metodami kvalitativního výzkumu s případným využitím i kvantitativních metod resp. smíšeného designu.
Vytipovat a vyhledat vhodné pomůcky (počítačové programy, aplety, videa apod.), které mohou rozvíjet znalosti a pochopení konceptů teorie relativity. Pomůcky případně upravit ev. vytvořit vlastní pomůcky či varianty existujících pomůcek a ověřovat jejich použití ve výuce středoškoláků případně budoucích učitelů fyziky.
Vytvořit materiály, které by na středoškolské či úvodní vysokoškolské úrovni seznamovaly zájemce z řad středoškoláků (ev. i budoucích a současných učitelů fyziky) s problematikou teorie relativity a rozvíjely pochopení příslušných partií a konceptů, a to minimálně na dvou úrovních náročnosti. Materiály nechat posoudit i experty a pilotovat na cílové skupině; po úpravách je publikovat ve vhodné formě (patrně na webu), aby byly k dispozici pro všechny zájemce.
Jak průběžné tak finální výsledky prezentovat formou příspěvků na českých i mezinárodních konferencích o fyzikálním vzdělávání a také článků v časopisech.

Seznam odborné literatury

Taylor F.T., Wheeler J.A.: Spacetime physics. W.H.Freeman, 1992.
Taylor F.T., Wheeler J.A.: Exploring black holes. Introduction to General relativity. Addson-Wesley, 2000.
Styer D.F.: Relativity for the questioning mind. John Hopkins Univ.Press, 2011
a další úvodní učebnice speciální a obecné teorie relativity.
Články v časopisech Phys.Rev.ST-PER, Am.J.Phys., Eur.J.Phys., Phys.Educ. a dalších, práce a studie dostupné na PER-Central apod.