Fyzikální základy absorpčního zákona pro radiologické asistenty

František ČECH

Bachelor's thesis

The Physics Principles of Absorption Law for Radiographers

Anotácia:

V současnosti nebyl k dispozici vhodný ucelený edukační text pojednávající o fyzikálních základech absorpčního zákona, který by byl přiměřený znalostem (fyzika, matematika) a schopnostem studentů oboru Radiologický asistent a oborů příbuzných. Z tohoto důvodu byla zpracována předložená bakalářská práce. Práce si vytyčila několik dílčích cílů, které byly postupně plněny. Přehled plněných cílů: 1. Výběr teorie přenosu poznatků na úroveň uvedených studijních oborů. 2. Vytvoření edukačního textu cestou, která respektuje vybranou teorii. 3. Experimentální ověření edukačního textu z hlediska možností adresátů. 4. Aplikace vybraných statistických metod. Na základě analýzy současného stavu řešeného problému a vytyčení dílčích cílů byly formulovány následující hypotézy: 1. Edukační text pro radiologické asistenty lze vytvořit aplikací kurikulárního procesu. 2. Znalosti studentů získané prostřednictvím vypracovaného edukačního textu budou mít rozdělení blízké normálnímu rozdělení. Vhodnou teorií pro přenos poznatků z vědy do edukační sféry se ukázala být teorie kurikulárního procesu [1]. Na základě teorie kurikulárního procesu bylo nejprve nutné analyzovat současný vědecký systém kvantové nestatistické fyziky. V práci jsou zkoumány vztahy absorpčního zákona a jeho tří dílčích jevů především ve vazbě na absorpci rtg/gama záření. V oblasti konceptuálního kurikula se stala východiskem "Stará kvantová teorie" - dostatečnou fyzikální základnu pro absorpční zákon představuje pečlivá aplikace vlnově-korpuskulárního dualismu. Zmiňované fyzikální poznatky byly následně pro oblast zamýšleného a projektového kurikula přizpůsobeny úrovni znalostí a schopností studentů. Jmenované fyzikální jevy byly odvozeny od počátečních podmínek po vzorce uváděné v odborné literatuře. Upravené fyzikální poznatky byly následně sepsány do uceleného edukačního textu jako základní složky projektového kurikula (viz Příloha 1). Vytvořením edukačního textu byla potvrzena hypotéza: "Edukační text pro radiologické asistenty v oblasti fyzikálních základů absorpčního zákona lze vytvořit aplikací kurikulárního procesu." K ověření poznatků osvojených studenty byl vytvořen edukační test s 23 otázkami, vždy s jednou správnou odpovědí u každé otázky (test je uveden v Příloze 2). Kvantifikace znalostí studentů jako součást implementovaného kurikula-2 byla provedena statistickým šetřením. Vedle metod deskriptivní statistiky bylo použito také neparametrického testování hypotéz. Na základě provedeného neparametrického testování bylo zjištěno, že znalosti studentů lze vyjádřit Gaussovým rozdělením, tím byla potvrzena nejen přiměřenost vytvořeného edukačního textu, ale také druhá hypotéza práce. Přínosy předložené bakalářské práce: Teoretické přínosy práce: 1. Aplikace kurikulárního procesu na vzdělávání radiologických asistentů v oblasti fyzikálních základů absorpčního zákona. 2. Aplikace algoritmu statistiky na ověřování hypotéz práce. Praktické přínosy práce: 1. Stará kvantová teorie v podobě vlnově-korpuskulárního dualismu fotonu a elektronu je dobrým fyzikálním podkladem pro osvojení absorpčního zákona v oblasti záření rtg/gama. 2. Doporučení pro zkvalitnění fyzikální přípravy radiologických asistentů na základě analýzy jednotlivých testových otázek. 3. Edukační text i test lze použít ve výuce radiologické fyziky pro obor Radiologický asistent i obory příbuzné.

Abstract:

Recently, there was not any suitable comprehensive educational text concerning physical bases of the absorption law which would be adequate to knowledge (physics, mathematics) and to skills of students of branch of radiology assistant and of related branches of study. For this reason, the bachelor thesis was written. The thesis set several partial goals which were successively achieved. Partial goals of the thesis are: 1. Selection of a theory of knowledge transfer to the level of branches of study stated above. 2. Creation of an educational text by a way which respects chosen theory. 3. Experimental verification of suitability of the educational text from the point of view of addressees. 4. Application of chosen statistical methods. On the basis of the analysis of the current state of the solved problem and setting partial aims the following hypotheses were stated: 1. Educational text for radiology assistants can be made by means of application of curricular process. 2. Knowledge of students acquired by means of the elaborated educational text will have a distribution close to normal distribution. As a convenient theory for knowledge transfer from science to educational sphere turned out to be theory of curricular process [1]. On the basis of the theory of the curricular process it was firstly important to analyse current scientific system of non-statistical quantum physics. The thesis deals with relationships between the absorption law and its three components especially in connection with absorption of x-rays and gamma radiation. In the area of conceptual curriculum the "Old quantum theory" became a solution. Sufficient physical base for the absorption law represents a thorough application of wave-particle duality. Mentioned physical pieces of knowledge were subsequently adjusted to the level of knowledge and skills of students for the area of intended and projected curriculum. Stated physical effects were derivated from initial conditions to formulas presented in scientific literature. Adjusted physical pieces of knowledge were subsequently transformed into a comprehensive educational text as a basic constituent of projected curriculum (see Annexe 1). By means of creation of the educational text the following hypothesis was proved: "Educational text for radiology assistants in the area of physical bases of the absorption law can be made by means of application of curricular process application". For verification of knowledge acquired by students an educational test was realised. The test had 23 question with one correct answer for every question (the test is presented in Annexe 2). Quantification of knowledge of students as a part of implemented curriculum-2 was made by means of statistical inquiry. Besides methods of descriptive statistics a method of assignment of theoretical distribution to empirical distribution was used. On the basis of assignment of theoretical distribution to empirical distribution it was determined that knowledge of students can be expressed by Gauss distribution. This confirmed not only adequacy of the created educational text but also the second hypothesis of the thesis. Benefits of the bachelor's thesis: Theoretical benefits of the thesis: 1. Application of curricular process in education of radiology assistants in the area of the physical bases of the absorption law. 2. Application of algorithm of statistics on verification of the hypotheses of the thesis. Practical benefits of the thesis: 1. The old quantum theory in the form of wave-particle duality of photon and electron are an adequate physical base for understanding the absorption law in the area of x-rays and gamma radiation. 2. Recommendation for improving physical preparation of radiology assistants on the basis of the analysis of particular test questions. 3. Educational text and test can be used in the education of radiological physics for the branch radiology assistant and also for related branches.

Kľúčové slová

kurikulární proces, konceptuální kurikulum, zamýšlené kurikulum, projektové kurikulum, implementované kurikulum-1, implementované kurikulum-2, dosažené kurikulum, stará kvantová teorie, vlnově-korpuskulární dualismus, nestatistická kvantová fyzika, absorpční zákon

Jazyk práce: Czech

Datum vytvoření / odevzdání či podání práce: 2. 5. 2014

Zverejniť od: 2. 5. 2014

Obhajoba závěrečné práce

• Vedúci: doc. RNDr. Přemysl Záškodný, CSc.

UNIVERSITY OF SOUTH BOHEMIA IN ČESKÉ BUDĚJOVICE

Faculty of Health and Social Studies

Bachelor programme / odbor:
Specialization in Health Service / Radiological Assistant