Souprava pro pokusy na zákon síly

Bc. Aleš CÍSAŘ, DiS.

Master's thesis

Experiment kit for the law of force

Abstract:

Tato magisterská práce se zabývá vývojem a implementací cenově dostupné vozíkové soupravy určené pro demonstraci druhého Newtonova zákona v rámci výuky fyziky na základních a středních školách. Cílem práce bylo navrhnout, vyrobit a otestovat vzdělávací pomůcku, která by byla nejen efektivní a pedagogicky přínosná, ale také dostupná pro široké spektrum vzdělávacích institucí díky využití moderních výrobních technologií, jako je 3D tisk. V teoretické části práce byla provedena revize současných pedagogických přístupů k výuce fyziky a identifikace klíčových požadavků na vzdělávací pomůcky zaměřené na fyzikální experimenty. Praktická část se věnuje konkrétnímu designu a prototypování vozíkové soupravy, včetně vývoje přidružených pracovních listů a metodických materiálů pro žáky a učitele. Pilotní testování vzdělávacího přínosu vozíkové soupravy bylo realizováno v různých třídách, kde byly sledovány reakce studentů a učitelů a byla získána zpětná vazba pro další zlepšení. Výsledky testování ukázaly, že vozíková souprava podstatně zlepšuje porozumění druhého Newtonova zákona mezi studenty a zvyšuje jejich motivaci k aktivní účasti na výukovém procesu. Práce přináší podrobný přehled o vývoji, aplikaci a výzkumném testování inovativní výukové pomůcky a jejích významných přínosů pro výuku fyziky. Je zdůrazněn potenciál integrace moderních výrobních technologií do vývoje vzdělávacích materiálů a jejich vliv na zpřístupnění kvalitního a interaktivního vzdělávání v přírodních vědách.

Abstract:

This master's thesis deals with the development and implementation of an affordable trolley set intended for the demonstration of Newton's second law in the framework of teaching physics in primary and secondary schools. The aim of the work was to design, manufacture and test an educational tool that would not only be effective and pedagogically beneficial, but also available to a wide range of educational institutions thanks to the use of modern production technologies such as 3D printing. In the theoretical part of the thesis, a review of current pedagogical approaches to teaching physics and identification of key requirements for educational tools focused on physics experiments was carried out. The practical part is dedicated to a specific design and prototyping of the wheelchair set, including the development of associated worksheets and methodological materials for students and teachers. The pilot testing of the educational benefit of the wheelchair set was carried out in different classrooms, where the reactions of students and teachers were monitored and feedback was obtained for further improvement. The results of the testing showed that the wheelchair set significantly improves the understanding of Newton's second law among students and increases their motivation to actively participate in the learning process. This thesis provides a detailed overview of the development, application and testing research of the innovative teaching tool and its significant benefits for teaching physics. The potential of integrating modern production technologies into the development of educational materials and their influence on making quality and interactive education in the natural sciences more accessible is emphasized.

Keywords

Druhý Newtonův zákon, zákon síly, vozík, vozíková dráha, žákovský pokus, změna pohybu, zrychlení, 3D tisk, Sonar

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 18. 4. 2024

Thesis defence

• Supervisor: Mgr. Vladimír Vochozka, Ph.D.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Education

Master programme / field:
Degree in teaching at lower secondary schools / Fsn-TchVsn-SZsn