Nanotechnology in high school curriculum

Mgr. Sylwia BUDZIK

Doctoral thesis

Abstract:

ABSTRAKT Rozvoj výuky na školách musí sledovat vědecký pokrok, a proto je nutné doplňovat obsah výuky o základní poznatky, nutné proto, aby veřejnost pochopila změny, ke kterým dochází všude kolem nás. Konec XX. století je charakterizován dynamickým rozvojem nanotechnologií, na který je zaměřena tato práce. V úvodu předkládané práce je stručně popsán rozvoj vědy koncem XX. století a na začátku XXI. století. V prvé kapitole je charakterizován výzkumný problém, cíle a hlavní zásady při vypracování doktorské práce. Druhá kapitola obsahuje metody užité při řešení výzkumného problému, tzn. především podrobnou analýzu potřebných podkladů a teoretických východisek. V druhé kapitole jsou dále uvedeny dílčí cíle, základní pojmy a didaktická východiska vedoucí k logickým vztahům mezi jednotlivými prvky nanotechnologií. Pedagogická a psychologická východiska práce jsou uvedeny ve třetí kapitole, ve které je provedena charakteristika adolescentů, tedy žáků, kteří jsou ve věku, kdy je možné zavést potřebné prvky do výuky. Ve třetí kapitole jsou rovněž uvedeny základní pojmy z kvantové mechaniky. Východiskem výzkumu je celkový pohled z hlediska fyziky, psychologie a pedagogiky. Čtvrtá kapitola je věnována experimentálnímu ověření. V první podkapitole čtvrté kapitoly je popsán polský obecný vzdělávací systém a čtyřletá výuka na střední škole, která tvoří základ pro rozšíření výuky matematiky. Druhá podkapitola obsahuje výsledky ankety mezi učiteli. Je zde uvedeno navrhované rozšíření obsahu výuky na čtvrtém stupni vzdělávání a profil třídy, ve které by mohlo být zavedeno navrhované rozšíření výuky. Ve třetí podkapitole jsou uvedeny hypotézy a metody, které byly použity při výzkumu. Při výzkumu byly vzaty do úvahy: profil třídy, různé společenské podmínky a průměrné hodnocení v každé třídě. Výsledky výzkumu provedeného na počátku výzkumu jsou uvedeny v páté podkapitole a výsledky výzkumu provedeného na konci výzkumu v šesté podkapitole. V závěrečné kapitole jsou uvedeny přínosy práce, její shrnutí a závěrečné konstatování o potvrzení pracovní hypotézy.

Abstract:

ABSTRACT The progress in teaching should be in accord with the progress of science, that?s why the subject of teaching must be supplemented by the elements of modern knowledge which permit pupils to understand better what happens around us. The end of XX century is characterised by the rapid development of nanotechnology, which is deal with in this paper. Development of the science in the end of the XX century and at the beginning of the XXI century is presented in Introduction. The research problem, aims and base of doctoral thesis are presented in the first chapter. The second chapter is connected with project of solution, it means with the analysis of ?teaching contents?. The operational aims, basic theorems and ?didactic matrix?, which shows logical relations between nanotechnology elements are presented in this chapter. Pedagogical and psychological base of doctoral thesis is depicted in the third chapter. There is teenager characteristic ? the age of pupils, when we can introduce this kind of concepts. The main quantum mechanics concepts are presented in third chapter too. The physical, psychological and pedagogical point of view formed the basis for research. Experimental part is contained in fourth chapter. General education system in Poland and 4th educational stage is high school as a level, where is the possibility to increase the use of mathematics are shown in the first subsection of fourth chapter. The second subsection of fourth chapter contains the survey for teachers results. There are concepts indicated by the teacher, which should be introduced to the curriculum of science subject in high school. The hypotheses and the methods used in the research are presented in the third subsection of the fourth chapter. Research conditions are indicated in the fourth subsection of the fourth chapter. There are taken into account the following categories: type of class, different backgrounds, average mark in a class. Preliminary research conclusions from all classes are shown in the fifth subsection of the fourth chapter and final research conclusions from all classes are shown in the sixth subsection of the fourth chapter. Conclusions from the doctoral thesis are in the last chapter. There is summary and deduction if the working hypothesis is proved.

Keywords

nanotechnologia, základní principy všeobecného vzdělávání, kvantova mechanika

Language used: English

Date on which the thesis was submitted / produced: 21. 4. 2011

Accessible from:: 21. 4. 2011

Thesis defence

• Date of defence: 30. 8. 2011
• Supervisor: Doc. RNDr. Dalibor Dvořák, CSc.

University of Ostrava

Faculty of Science

Doctoral programme / field:
Specialisation - Pedagogy / Theory of Education in Physics