Zde jsou ke stažení texty s požadavky a okruhy ke státním zkouškám.
Zazipováno, text ve formátu Word 2000.

Magisterské státní zkoušky
Bakalářské státní zkoušky

Státní závěrečná zkouška v magisterském studiu učitelství fyziky  ve studijním oboru

Učitelství všeobecně vzdělávacích předmětů pro základní školy

se skládá z následujících jednotlivě klasifikovaných částí

obhajoba diplomové práce  (je-li fyzika diplomovým předmětem)

zkouška z fyziky

zkouška z didaktiky fyziky

Složením státní zkoušky z předmětu fyzika a didaktika fyziky má student zakončit svoji vysokoškolskou přípravu v jednom z předmětů svojí aprobace, prokázat potřebný rozvoj schopností, osvojení komplexních vědomostí a základních dovedností pro vyučování fyzice na základních školách, nižším stupni gymnázií a učilištích.

1. Obhajoba diplomové práce

Uchazeč prezentuje výsledky své diplomové práce před komisí, reaguje na předem známé připomínky vedoucího a oponenta práce.

V rozpravě seznámí komisi s použitými metodami řešení a se stávajícím stavem v dané oblasti, dále odpovídá na dotazy vznesené v průběhu obhajoby a upřesňuje postup svého řešení.

2. Zkouška z fyziky /písemná a ústní/.

  Cílem zkoušky je zjistit stupeň:

- znalostí základních fyzikálních pojmů a představ z jednotlivých  fyzikálních oblastí

- schopnosti a dovednosti fyzikálně analyzovat konkrétní situace

 a realizovat jejich zjednodušení v učivu základní i střední  školy.

- schopnosti aplikace fyzikálních poznatků v jiných vědách  a technice.

3. Zkouška z didaktiky fyziky / písemná a ústní zkouška /.

 Cílem zkoušky je ověření:

- znalostí fyzikálně-didaktických metod, forem a prostředků  použitelných při výuce fyziky,

- schopnosti a dovednosti propojovat poznatky z fyziky, didaktiky fyziky, pedagogiky a psychologie při fyzikálním vzdělávání,

- dovednosti transformovat fyzikální poznatky do systému fyziky jako vyučovacího předmětu na základních a středních školách.

Forma zkoušky:

písemná část zkoušky se koná první den, ústní část v dalším dni.

Ústní část zkoušky z fyziky :

Student si vylosuje otázku, vycházející ze zadaných zkušebních okruhů (viz příloha č.3) a text úlohy. Po přiměřené přípravě odpovídá před komisí, přičemž řešení úlohy je východiskem pro následnou diskusi.

Písemná část zkoušky z didaktiky fyziky:

Student si vylosuje téma písemné práce, vycházející z tematických okruhů (viz příloha č.1). Jeho úkolem je vytvořit písemnou přípravu na vyučovací hodinu na základní škole nebo na nižším stupni gymnázia. Písemná příprava má zahrnovat expozici (zavedení, definování aj.) nejméně jedné fyzikální veličiny či fyzikálního zákona z vylosovaného tématu. Příprava má obsahovat tyto součásti:

 a.) Přibližné vymezení předpokládaných znalostí a empirických  zkušeností u žáka .

 b.) Základní pojmy a veličiny, příp. zákony, které má žák  pochopit, včetně způsobů (metodických postupů) jejich  zavedení.

 c.) Popis, schémata a nákresy experimentů, které budou žákům  demonstrovány (či budou žáci provádět) při objasňování učiva.

 d.) Formulace a vzorové řešení alespoň jedné fyzikální úlohy,  s vazbou k tématu přípravy.

 e.) Formulace alespoň pěti otázek, jež budou položeny žákům při  procvičování učiva tématu přípravy (včetně očekávaných  odpovědí).

 f.) Příklady aplikací poznatků daného fyzikálního tématu ve vědě,

 technice a denním životě, s využitím mezipředmětových vazeb.

Na písemnou část zkoušky jsou vymezeny 3 hodiny. Při vypracování písemné přípravy je možno použít vlastní vysokoškolské učebnice fyziky, fyzikální tabulky, kalkulátor, psací a rýsovací potřeby.

Učebnice fyziky základních a středních škol ani fyzikálně didaktická literatura povoleny nejsou.

Ústní část zkoušky z didaktiky fyziky :

Student si vylosuje jednu otázku z didaktiky fyziky z tématických okruhů (viz příloha č.2) a po přiměřené přípravě provede její rozbor.

Při odpovědi metodicky analyzuje tematický celek, z něhož vytvářel přípravu v písemné části zkoušky.

 Uchazeč má prokázat:

·        vědomí integrujících idejí fyziky a souvislosti různých fyzikálních disciplin

·        pochopení základních pojmů a představ jednotlivých fyzikálních disciplin

·        přehled o aplikacích fyzikálních poznatků v jiných přírodních vědách a technice

·        schopnost fyzikálně analyzovat konkrétní situace a stanovit míru zjednodušení jejich výkladu, přiměřenou středoškolské úrovni

·        znalost kulturně-historických aspektů fyziky

·        pedagogickou vyspělost, projevující se dobře organizovaným srozumitelným kultivovaným výkladem

Srovnávací literatura

Nuffield Advanced Science Physics , Longman 1985

A. B. Arons, Teaching Introductory Physics, John Wiley & Sons, Inc., NY 1997

Základoškolské a středoškolské učebnice fyziky

Přílohy :

Příloha č.1 Zkušební okruhy pro státní zkoušku z didaktiky fyziky  (písemná část)

Příloha č.2 Zkušební okruhy pro státní zkoušku z didaktiky fyziky (ústní část)

Příloha č.3 Zkušební okruhy pro státní zkoušku z fyziky

Příloha č.4 Konkretizace požadavků jednotlivých tématických celků

Příloha č.1 Zkušební okruhy pro státní zkoušku z didaktiky fyziky

 (písemná část)

 1. Kinematika.

 2. Dynamika.

 3. Energie a práce.

 4. Mechanika tuhých těles.

 5. Mechanika kapalin a plynů.

 6. Statická silová pole.

 7. Struktura a vlastnosti látek.

 8. Elektrický proud v látkách.

 9. Magnetické pole.

10. Optika.

 Příloha č.2  Zkušební okruhy pro státní zkoušku z didaktiky fyziky

 (ústní část)

 1. Metody a formy výuky fyziky.

 2. Úlohy ve výuce fyziky.

 3. Pokus ve výuce fyziky.

 4. Vytváření fyzikálních pojmů.

 5. Fyzikální veličiny ve výuce fyziky.

 6. Fyzikální zákony ve výuce fyziky.

 7. Prostředky názorného vyučování ve fyzice.

 8. Motivace a vytváření zájmu ve výuce fyziky.

 9. Diagnostika a hodnocení ve výuce fyziky.

10. Koordinace učiva fyziky a jiných předmětů (M,Ch,Bi,Tech.v.,aj.)

 Příloha č.3   Zkušební okruhy pro státní zkoušku z fyziky :

¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦¦

1. Popis stavu fyzikální soustavy

 Popis makroskopický, mikroskopický, klasický, kvantový. Aplikace.

2. Popis časového vývoje stavu fyzikální soustavy

 Pohybové rovnice v klasické mechanice, elektrodynamice, v relat. dynamice.

 Popis časového vývoje soustavy v kvantové mechanice.

3. Popis fyzikálního systému v různých vztažných soustavách, Galileova a Lorentzova transformace. Invariance fyzikálních zákonů.

4. Fyzikální pole a jejich popis

 Pojem fyz.pole, druhy fyzikálních polí, charakteristiky pole, konkrétní příklady.

 Maxwellovy rovnice.

5. Energie - fyzikální pojem, význam

 Podmínky zachování mechanické energie,druhy energie,jejich konverze

6. Fyzikální veličiny,jednotky a konstanty

 Fyzikální pozorování kvalitativní a kvantitativní, intenzivní a extenzivní fyzikální veličiny, výběr fyzikálních jednotek, mezinárodní soustava jednotek,  základní konstanty.

7. Zákony zachování

 Interpretace základních zákonů zachování ve fyzice, podmínky pro jejich platnost, příklady.

8. Periodické děje - fyzikální popis

 Příklady, aplikace, podmínky pro aproximaci volnými kmity.

 Harmonický oscilátor.

9. Vlnové jevy.

 Popis a základní charakteristiky, vlnová rovnice, Huyghensův princip.

 Vlny stojaté a postupné, příčné a podélné. Disperze vln. Zvuk, světlo, záření.

10. Dualismus vlna - částice a jeho fyzikální interpretace

 De Broglieho hypotéza, fyzikální význam čtverce modulu, experimentální ověření Davisson-Germerova pokusu, Comptonův jev

11. Měření fyzikálních veličin.

 Správnost a přesnost měření, zpracování naměřených hodnot, interpretace výsledků měření. Problematika měření v mikrosvětě.

12. Materiálové charakteristiky látek a jejich mikroskopická

 interpretace. Meziatomové síly, poruchy krystalové mříže,

 měrné teplo pevných látek apod.

13. Termodynamický a statistický popis fyzikální soustavy. Parametry termodynamického systému, stav termodynamické rovnováhy, statistická interpretace

 termodynamických parametrů, zavedení pojmů mikrostav a makrostav, základní statistická rozdělení a jejich aplikace.

14. Základy fenomenologické termodynamiky.

 Termodynamické věty, směr reálných procesů, podmínky  rovnováhy systémů.

15. Struktura atomů, molekul, látek, kosmických těles a soustav, interakce, vazby.

16. Základní hvězdné charakteristiky,. Praktická astronomie.

Příloha 4  Konkretizace požadavků z jednotlivých tématických celků

 Mechanika

- Základní postuláty nerelativistické mechaniky (4)

- Pohybové rovnice nevázané soustavy částic, tuhého tělesa  a mechanického kontinua.(5)

- Pohyb v inerciálních a neinerciálních soustavách

 souřadnic.(5)

- Impulsové věty a zákony zachování hybnosti, momentu hybnosti,

 mechanické energie a hmotnosti.(5)

- Kmity a vlny (5). Jednoduché mechanické a elektrické oscilátory  netlumené a tlumené, pohybová rovnice(5), vlnová funkce (5).

- Nucené kmity, rezonance (4) .

- Superpozice dvou kmitů(5), spřažené kmity(4), základní kmity  a normální souřadnice(4).

- Vznik vlnění(5), pohybová rovnice(5), vlnová funkce(5), volné  příčné a podélné kmity různých médií ( struna, tyč, plynový  sloupec) (5).

- Akustické vlnění(3), charakteristiky tónu(3), slyšení (3).

 Elektřina, magnetismus, elektronika

- Intenzita el. pole(5), potenciál el. pole(5), kapacita vodiče  a kapacita soustavy vodičů (5).

- Ohmův zákon(5), I.Kirchoffův zákon(5), II.Kirchoffův zákon(5),  vedení v elektrolytech a plynech(4), pohyb elektricky nabitých  částic v el. poli (5).

- Magnetické pole proudu (5), Biot-Savartův zákon (5), elektrické  měřící přístroje s otočnou cívkou v magnetickém poli (3),

 látky paramagnetické, diamagnetické a ferromagnetické,  elektromagnety (4).

- Střídavé proudy (5), R,L a C v obvodu střídavého proudu (5).  Rezonanční obvody (5). Vznik kmitů v obvodu RLC (5).  Transformátor, autotransformátor (5). Měření R, L a C , metody  přímé , můstková metoda (3). Třífázové proudy, vlastnosti  a využití (4).

- Polovodičová dioda (4), vedení proudu diodou (4), typy diod  a jejich vlastnosti(3). Usměrňovače střídavého proudu(3) .  Bipolární tranzistor (4), tranzistorový jev(4), základní  vlastnosti tranzistoru (3). Tranzistor řízený elektrickým  polem, vlastnosti (4). Základní zapojení tranzistoru jako  zesilovače, porovnání vlastností (3). Zpětná vazba  v zesilovačích (2). Oscilátory (2).

- Operační zesilovač (3), základní zapojení (3), vlastnosti  a užití (3). Základní logické funkce a jejich realizace  elektronickými prvky (2). Modulace a demodulace (3). Principy  rozhlasového přijímače (3). Přenos obrazového signálu (3).  Principy televize (3).

 Optika

Základní představy o světle a základní pojmy z optiky.

- Sprektrum elektromagnetických vln (2), intenzita světla (4),  polarizace světla (3), podstata světla (4), měření rychlosti  světla (3).

- Základní zákony a principy geometrické optiky a zobrazování (4).

- Vlnová optika (3) , koherence (2), interference (4), realizace  koherentních vln (3),lasery (2) . Aplikace interference (3).

- Ohyb světla (3), princip Huyghensův-Fresnelův (3).  Fraunhoferovy ohybové jevy (3), Ohyb na mřížce (3),  charakteristiky spektrálních přístrojů (3).

- Holografie (2), fotometrie a fotometrické veličiny (3).

Vzájemné působení světla a hmotného prostředí.

- Fresnelovy vzorce pro případ izotropního neabsorbujícího  prostředí (3), Brewsterův úhel (4), mezní úhel (5)

- Základní pojmy optiky krystalů (2). Optický dvojlom (3),  polarizace lomem a jeho využití (3).

 Atomová fyzika

- Zákony záření černého tělesa (vlny - částice)(3).

- Stavba atomu a zákonitosti v atomových spektrech (4).  Rentgenové emisní a absorpční spektrum (3).Vznik rtg. záření (2).

- Magnetické vlastnosti atomů (3).

- Molekulová spektra (2).

- Základní experimenty atomové fyziky.(Compton, Rutherford,  Rydberg, Zeeman, Stern-Gerlach, Frank-Hertzův exp., Einstein  - De Haas, Davisson - Germer atp.).(2)

- Přirozená radioaktivita (3), druhy rtg zář. a posun. pravidla  (3).

- Stavba atomového jádra a základní jaderné reakce (4).

 Využití jaderných reakcí (3). Štěpení a fúze (3).

- Elementární částice, popis, druhy (2), typy interakcí (3).

 Základy teoretické mechaniky

- Pohybové rovnice vázané soustavy částic (Lagrangeovy rovnice  prvního a druhého druhu, Hamiltonovy kanonické rovnice ) (3).  Zákony zachování pro vázanou soustavu (3).

- Vývoj základních fyzikálních koncepcí od Newtona k Einsteinovi  (3). Problém volby vztažného systému (3), princip relativity  v newton. a relativist. fyzice (4).

- Newtonova mechanika jako teorie interakce částic (3), Newtonův  zákon gravitační interakce (4).

- Galileiho a Lorentzova transformace (3).

 Relativita současnosti (2), kontrakce délek (4), dilatace času  (4), paradox hodin (3), vlastní čas (3).

- Energie a impulz v klasické mechanice a ve speciální teorii

 relativity (4). Zákon ekvivalence hmoty a energie (4).

- Skalární a vektorové pole (gradient, divergence, rotace,

 potenciál, tok) (4), Gaussova věta (4), Stokesova věta (4),

 aplikace (3).

 Kvantová fyzika

- Experimentální předpoklady kvantové mechaniky (3), klíčové  experimenty (3). Základní principy kvantové mechaniky (3),  jejich fyzikální interpretace a nejdůležitější důsledky (3).

- Pojem stavu v klasické a kvantové mechanice (3), pohybové  rovnice a jejich význam ve fyzikální teorii (2).

- Fyzikální veličiny v kvantové mechanice (3), jejich měření  (3), relace neurčitosti (3).

- Dualismus vlna-částice a jeho fyzikální interpretace (2), de  Broglieova vlna (4), vlnové klubko (2).

- Klasicky nevysvětlitelné makroskopické jevy (2), makroskopické  projevy kvantových vlastností mikroobjektů (2). Nejdůležitější  fyzikální a technické aplikace kvantové mechaniky (2).

- Harmonický oscilátor (4), klasický a kvantový popis (4),  nejdůležitější aplikace (3).

- Atom vodíku (4).

- Základní představy kvantověmechanického popisu vícečásticových

 systémů (2).

- Spin (2), spinové efekty (2).

- Základní představy teorie chemické vazby (2).

 Termodynamika a statistická fyzika

- Metody studia makroskopických těles (4), termodynamický  a statistický přístup (4), vymezení kompetence, vzájemný vztah,  charakteristika (3), základní představy (4).

- Základní představy termodynamiky, jejich makroskopická  a mikroskopická interpretace (4).

- Entropie a její fyzikální význam (4).

- Teplota a její fyzikální význam (5), měření (5), teplotní  stupnice (5).

- Fyzikální a technické aplikace termodynamiky (3).

- Možnosti mikroskopického popisu makroskopických těles (3), funkce statistického rozdělení (3), časové a statistické středování (2), souvislost s termodynamickým (2). Klasická  a kvantová rozdělení (3), fyzikální význam (2), meze  použitelnosti (2), aplikace (3).

- Ideální plyn - klasický (4). Ekvipartiční teorém (4).

 Fyzika pevných látek a polovodičů

- Kmity krystalové mříže (2), normální souřadnice (2), harmonická  aproximace (2), fonony (2).

- Klasická a kvantová teorie tepelné kapacity pevných látek (3).Tepelná roztažnost pevných látek (4).

- Klasická a kvantová teorie volných elektronů a její aplikace  (2).

- Základní představy kvantové teorie pevných látek a její  aplikace (3).

- Elektrická vodivost pevných látek (3), vodiče (4), nevodiče  (4), polovodiče (4), přechody a jejich vlastnosti (3).

- Krystalografické soustavy a Bravaisovy mřížky (3). Určení směrů  a rovin v kubických a hexagonálních mřížkách (3).

- Meziatomové síly v pevných látkách (3). Síly přitažlivé a síly  odpudivé (3).

- Bodové a čarové poruchy v pevných látkách a jejich pohyb (2). Rovnovážná  hustota bodových poruch (4). Základní charakteristiky dislokací, pohyb dislokací (3).

- Mechanické vlastnosti pevných látek (2), deformace pružná  a plastická (2). Metody praktického ovlivňování vlastností  pevných látek (3).

- Magnetické vlastnosti pevných látek (2), diamagnetika (2),  paramagnetika (2), ferromagnetika (2).

- Polovodiče vlastní (2), pásová teorie polovodičů (2).  Polovodiče příměsové (2), P-N přechod (2), základní  polovodičové prvky (2).

- Přehled metod studia pevných látek. RTG strukturní analýza Elektronová  mikroskopie (2). Neutronová difrakce. Mössbauerův jev (2).

 Astrofyzika

- Metody určování vzdáleností ve vesmíru (3) .

- Základní hvězdné charakteristiky a metody jejich určování. Hvězdné magnitudy, Pogsonova rovnice, poloměr, hmotnost. III. Keplerův zákon v přesném tvaru. (4)

- Povrchové teploty hvězd (efektivní, barevná, excitační,  ionizační), Boltzman a Sahova rovnice, spektrální  klasifikace hvězd. Zářivý výkon.(3)

- Stavová a vývojová interpretace H-R diagramu.(3)

- Závěrečná stadia vývoje hvězd, bílí trpaslíci, neutronové  hvězdy, černé díry. (3)

- Stavební struktura Galaxie. Hvězdné populace, jejich znaky.(2)

- Praktická astronomie, dalekohledy, běžná souhvězdí.(3)

 Legenda

 Indexy za jednotlivými tematickými celky značí standartizované úrovně, ve kterých budou vědomosti, dovednosti a návyky po studentech požadovány.

 Tyto úrovně jsou vytvořeny na základě Bloomovy taxonomie

poznávací oblasti. ( Blooms' Taxonomy of Cognitive Domain):

(1) - Znalost - pojmů a způsobů práce s pojmy.

(2) - Porozumění - interpretace pojmů, jejich transfer.

(3) - Aplikace - užití vědomostí při řešení problémů,

 zvládnutí odpovídajících dovedností.

(4) - Analýza - objektů a jevů, vztahů a strukturních

 zákonitostí

(5) - Syntéza - odvození abstraktních vztahů, tvorba

 struktur pojmů.

(6) - Hodnocení - tvorba hypotéz a jejich ověřování, provedení důkazů.