Predslov

Informácie

Podpora


PredslovPredslov

Predslov k čitateľovi

Kolektív  vysokoškolských pedagógov pôsobiacich na katedrách fyziky štyroch fakúlt STU v Bratislave  sa podujal pripraviť multimediálnu učebnicu fyziky, ktorá by bola účinnou pomôckou študentovi technickej univerzity pri  vysokoškolskom štúdiu a využívala by prvky  nových informačných technológií. 

Je známe, že predmet fyzika,  ktorý je súčasťou každého učebného programu na technických univerzitách, je pre mnohých tým  predmetom, ktorý odrádza od štúdia na technickej univerzite.

V dobe prudkého rozvoja informačno-komunikačných technológií a ich implementácie do rôznych sfér nášho života, veríme, že uvítate  snahu  autorského kolektívu a využijete internet resp. CD nosič,  ako modernú pomôcku pri štúdiu základných zákonov, na základe ktorých je možno pochopiť fyzikálnu realitu sveta okolo nás. 

Mnohí z nás si ani neuvedomujeme, že kdekoľvek sa pozrieme okolo nás je samá fyzika. Pozrime sa na krásnu modrú oblohu a  zamyslime sa prečo je práve modrá cez deň  a čo  všetko  sa skrýva  v nej, ak ju pozorujeme za krásnej jasnej noci. Iný príklad možno uviesť, keď sedíme v útulnej pivárni  pri dvoch pohároch  práve načapovaného svetlého a čierneho piva.  Kde by sme tu hľadali fyziku? Možností je viac. Jedna z otázok, ktorú si môžeme položiť je: Prečo pena na obidvoch pivách je práve biela?“   Skôr ako budeme vedieť odpovedať na položené otázky a množstvo iných, ktoré nájdete v texte,  je žiadúce aby sme zozbierali a sústredili stavebné kamienky na budovanie našich vedomostí  o stavebných kamienkoch nášho sveta a postupne odkrývali oponu predstavenia „Zaujímavosti a zákonitosti sveta okolo nás“. Máme na zreteli hlavné princípy a základné prírodné zákony, ktoré sú piliermi celej vedy.

Musíme si však uvedomiť, že ak niečo budujeme, napríklad dom, jeho krásu ešte asi nevidíme pri stavbe  pivnice. Ale pevnosť základov pivnice už rozhoduje o stabilite domu. Tak isto to je aj s fyzikou. Kým pochopíme  a následne uvidíme jej krásu,  musíme si vytvoriť dobré základy.  Stavba začína zvládnutím vektorového počtu, ktorý následne všade pri fyzikálnych vektorových veličinách budeme využívať, napríklad hneď  pri stavbe klasickej mechaniky, ktorá v prvej časti základného kurzu tvorí, akoby sme povedali stavbu pivnice nášho domu. Majte na zreteli to,  že  aj keď Vás možno v začiatkoch neočarí stavba, pretože  sa stretávate s problémami , o ktorých ste netušili ,  neznamená to, že  problémy neodstránite a  Vám  sa  stavba domu nezapáči. Oboznámime  sa postupne  s opisom pohybu a jeho príčinami. Celý život kmitáme a niečo sa okolo nás vlní. Aj táto časť fyziky,  kmity a vlnenie skrýva mnoho zaujímavostí, ktoré by sme Vám radi odhalili. V čom tkvie podstata elektromagnetického vlnenia, ktorého dlhovlnná oblasť (rozhlasové a televízne vlny) odpovedá  vlnovým dĺžkam rádovo kilometer, kým tie z krátkovlnnej oblasti (röntgenove žiarenie) rádovo  pm,  resp.  fm.  (gama žiarenia) a bez pochopenia ktorej by sme dnes nemali množstvo technických vymožeností, medzi ktoré patrí aj  mobil .? Postupne  sa z fyziky makrosveta, ktorú popisujú zákonitosti mechaniky a zasahuje až do rozmerov vzdialeností galaxie Andromedy (10 21 m) presúvame  do fyziky mikrosveta, ktorá skúma zákonitosti na vzdialenostiach   rádovo odpovedajúcim rozmeru atómu  (10 –10  m) resp. atómového jadra (10 –15 m).  Viete si vôbec predstaviť veľkosť  rozmerov sveta okolo nás, ktorý fyzika pokrýva?  A k tomu, že by sme ju celú mali aj v týchto rozmeroch zvládnuť?  Pomyslíte si,  nezvládnuteľné. Súhlasím s Vami,  ak pridáme nezvládnuteľné do podrobností.  Prehľad sme si však postupne predsa schopní budovať, tak ako je to so stavbou  mrakodrapu. 

Cieľom každého základného kurzu fyziky  je osvojenie si základných prírodných  zákonitostí  sveta okolo nás na báze fyzikálneho aspektu a následnou aplikáciou poznatkov rozvíjať naše tvorivé myslenie. Výber obsahu kurzu má vytvoriť podmienky pre úspešné  zvládnutie odborných predmetov. Nakoľko kurzy fyziky v študijných programoch jednotlivých fakúlt sa líšia, čo do rozsahu  i obsahu, musíme  nájsť prienik všetkých  oblastí.  Je na prednášateľovi, resp. študentovi, ktorým oblastiam venuje zvýšenú pozornosť,  ktorú ponechá na samoštúdium, resp. vzhľadom na neustále krátenie hodín kurzu fyziky, ktorú vypustí.

 Autori vedia, že život je neustály pohyb  a zmena. Veria, že napriek prechodu na trojstupňové vysokoškolské štúdium máme  všetci záujem vychovávať nielen logicky rozmýšľajúceho inžiniera, ale i bakalára. Snáď sa táto skutočnosť odrazí  na zvýšení dôrazu na výučbu fyziky na všetkých stupňoch štúdia, tak ako to bolo už kedysi.  Dovtedy študentovi môžeme práve ponúknuť novú formu vzdelávania s využitím multimédií.

Veľmi často sa stretávame s otázkou a to nielen z radov študentov ale i učiteľov: „Na čo nám je a  bude fyzika  pre život? V akom rozsahu by sa v tejto náväznosti mala študentovi ponúknuť? K čomu  majú slúžiť matematické odvodzovania, ktoré v predloženom texte, ako  i v mnohých monografiách základnej fyziky sa nachádzajú už snáď od čias Newtona? Je možné napísať dobrú učebnicu bez náročných a zložitých odvodzovaní, aby pritom výsledné vzťahy len „nepadali z neba“?

Na podnet prof. RNDr. Jána Pišúta, DrSc., recenzenta celého predloženého textu, pozastavme sa na tomto mieste  nad históriou doteraz najpoužívanejších  monografií základného kurzu fyziky od čias bývalého Československa, z ktorých možno spomenúť:     Z. Horák. F. Krupka. V Šindelář : Základy technickej fyziky, Bratislava, 1954 Z. Horák. F. Krupka.“ Fyzika1,2 , Príručka pro vysoké školy technického smeru, Praha 1976 , rozsah 1115 strán, D. Ilkovič : Fyzika, Bratislava,1959, rozsah 910 strán, J. Krempaský: Fyzika, 3. skrátené vydanie 1992, rozsah  502 strán.  Všetky využívajú aparát vyššej matematiky. Najnovšou novinkou z tejto oblasti je český preklad americkej učebnice: Holliday, R. Resick, J. Walker : Fyzika, Brno, Praha 2001-   5. vydanie z roku 1997 (s prihliadnutím na 6. vydanie z roku 2001),  päť dielov v rozsahu cca 1500 strán i s dodatkami. I tu je vhodné položiť si otázku: Má zmysel písať slovenský kurz fyziky, ak je k dispozícii vysoko hodnotený preklad s mnohými motivačnými prvkami,  krásnou grafikou a nenáročnou matematikou? Dovolí jej cena (cca 1 800 Sk) byť rozšírenou učebnicou pri pripravovanom platenom vysokoškolskom štúdiu? Veď ani v súčasnosti si ju nedovolia kúpiť mnohí študenti  ani z radov študujúcich fyziku a nie to z radov študentov technických univerzít.   Takže jeden kladný bod v prospech kurzu  na CD nosiči, resp. uverejnenom  na internete.

Ďalšiu otázkou ktorú si autorský kolektív položil: „Máme šancu pripraviť učebný materiál  na porovnateľnej úrovni k učebnici Hollidaya?“ V prípade tých istých podmienok, za  akých sa zdokonaľuje táto americká učebnica,  zaiste áno.  Musím pripomenúť, že prvé vydanie z roku 1960 sa líši podstatne od 6. vydania tejto učebnice. Aké podmienky majú vysokoškolskí pracovníci nebudeme bližšie rozoberať. Je isté, že MŠ SR  prostredníctvom Rozvojových projektov podporuje implementáciu informačných technológií do vzdelávacieho procesu. Grant STUonline,  prostredníctvom Rozvojovho projektu MŠ SR na rok 2002, napomohol k pokračovaniu realizácie myšlienky autorského kolektívu vytvoriť multimediálny kurz základnej fyziky.

Sme si vedomí, že v  tomto okamihu e-Fyzika má veľa čo dopĺňať,  aby bola multimediálnou učebnicou, resp. dobrou vysokoškolskou príručkou.  Vieme, že nie je ospravedlnením časová tieseň,  ktorá neumožnila dôkladnú korektúru a dokonalé ujednotenie rôznych  prístupov viacerých autorov  (3 mesiace na prípravu textov a 3 mesiace na recenzné posudky, korektúry a transformáciu na sieť!)  Za tieto nedostatky sa vopred ospravedlňujeme.  Máme predstavu ako vysokoškolskú učebnicu vylepšiť po stránke odbornej a grafickej -  animáciami a zaujímavými obrázkami k textu, pripravenými testmi samokontroly štúdia s automatickým vyhodnotením,  pripravovaným slovníkom  na rýchlu orientáciu v texte. Všetky tieto skutočnosti vyžadujú hlavne  čas. Postupne plánujeme ich dopĺňať. Mnohé z nich sú rozpracované, alebo tesne pred dokončením. Čo nás viedlo  k zverejneniu  bez nich? Termín ukončenia projektu, množstvo žiadostí študentov o priebežné napaľovanie textov na CD nosiče  počas  prípravy a odozva na prvé e-skriptá na internete, ktoré sme    pripravili v rámci projektu Internet Distance Eduational Program (IDEP) Open Society Foundation v Bratislave (www. mtf.stuba.sk, kliknúť e-skriptá, kde už s prvými testami a konzultáciami sa môžete zoznámiť, resp.  na adrese http:\kf-lin.elf.stuba.sk/~ballo/e3/index. ). V prvom rade chceme čiastočne riešiť problém študijnej literatúry novými prístupmi a formami. 

Otvorme  e-Fyziku a zistíme, ako   veľmi ľahko možno v nej listovať a veríme, že  aj orientovať sa.   Porovnaním následnosti jednotlivých častí v našom vysokoškolskom kurze fyziky s tlačenými monografiami základného kurzu fyziky  možno vidieť, že sme v mnohom vychádzali z  klasického Ilkovičovho rozdelenia. Považujeme ho napriek uplynutému  času za vhodný.  

Predložený kurz e-Fyziky sa skladá z dvoch dielov. Prvý diel tvorí sedem kapitol. V  úvode  každej v krátkosti  nájdete jej náplň. Pre každú podkapitolu sú uvedené učebné ciele,  kľúčové slová a potrebné vedomosti. Tie Vám pomôžu dobre  sa orientovať, čo by malo byť výsledkom Vášho snaženia a čo potrebujete  k tomu, aby ste v získavaní  Vašich znalostí  mohli pokračovať úspešne. Zvážte, či Vaše vedomosti odpovedajú požiadavkám. Ako je to s pevnosťou Vašich základov matematiky?  Pozor! Mnohokrát práve  tu  tkvie príčina problémov  s fyzikou.  Preto je žiadúce túto skutočnosť nezanedbať a nepodceňovať.

Aj z  tohto dôvodu sme ako prvú zaradili kapitolu „Vektory.“ Ak si ju prezriete, zistíte že postupuje od najľahších oblastí (základné pojmy a operácie s vektormi) k náročnejším (deriváciu  a integráciu vektorových funkcií). Doporučujeme študentovi naštudovať na začiatok určite prvé dve  podkapitoly. S operáciami vektorových veličín sa budeme stretávať veľmi často a považujeme za nevyhnutné ich zvládnutie. Tu by som si dovolila upozorniť na značenie vektorových veličín v celom texte hrubo vytlačenou formou. Všímajte si o aké veličiny sa jedná. Ak ste na pochybe, zvoľte väčšiu veľkosť písma, pri ktorej už bude výrazne viditeľné písanie „boldom“ - hrubo. Uvedomte si aj, že na skúške vektorové  fyzikálne veličiny je potrebné písať ako vektory, t.j. označovať šípkou nad veličinou. K posledným dvom podkapitolám  prvej kapitoly o vektoroch doporučujeme sa  vrátiť, až to  bude požadovať text. Samozrejme, dôležité je vedieť kde mám čo hľadať. Nová forma kurzu tento návrat značne urýchli a uľahčí.

Odporúčame pri prvom štúdiu dodržiavať  štúdium podľa následnosti jednotlivých kapitol. Ale samozrejme nie je to nevyhnutné v prípade dobrých znalostí stredoškolskej fyziky.

Študent v dennej forme resp. v dištančnej forme je viazaný určitým študijným programom fakulty. Jednotlivé študijné programy sa určite v niektorých bodoch líšia. Preto nepovažujeme na tomto mieste  za vhodné určovať, ktoré kapitoly má  študent tej -ktorej fakulty resp. typu štúdia naštudovať. Odporúčame každému študentovi, aby naštudoval učebné osnovy predmetu, zverejnené gestorujúcou katedrou a porovnal ich s predloženým textom. Následne zvážil a zvolil  priority, resp. požadovaný rozsah.

Po preštudovaní každej teoretickej časti máte možnosť overiť si svoje získané vedomosti, nakoľko  jednotlivé celky uzatvárajú kontrolné otázky . Ich umiestnenie na konci paragrafu, alebo na konci podkapitoly  bolo ponechané na autora. Odpovede k jednotlivým otázkam úmyselne neuvádzame. Nájdete ich  pri pozornom čítaní predchádzajúceho textu.. Niektoré otázky sú ľudovo povedané “biflovacie“, len na memorovanie. Nerozvíjajú logické myslenie. Prečo sú tam potom zaradené? Znalosti a problémy študentov na skúškach ukazujú, že nevedia si vybrať čo sú základné stavebné kamienky domu fyzikálnych vedomostí a neprejavujú veľkú snahu ich ani naštudovať. Aj touto cestou chceme upozorniť na kľúčové slová.  V texte sú obvykle farebne, resp. hrubo zvýraznené.  Musíme si uvedomiť, že tehly na stavbu domu najprv treba na stavenisko priviesť, zvyčajne poukladať  a až potom sa začne tvoriť krásna  stavba architekta.

Príklady a úlohy ukazujú schopnosť aplikácie teórie pri riešení konkrétnych technických problémov.  V prípade, že Vám to nejde, máte možnosť naštudovať riešené príklady, ktoré sú umiestnené pomedzi text podľa zváženia autora danej časti.

Samozrejme v prípade, že už „fyziku máte za sebou“, ale si niečo potrebujete  z nej „občerstviť“ k štúdiu odbornej problematiky,  snáď oceníte práve túto formu listovania.    

Výhodou multimediálneho kurzu na internete v porovnaní s klasickým textom je jeho ľahšia možnosť aktualizovania a dopĺňania. V tomto smere možno považovať predloženú časť za „nedokončenú“.  Budeme ju postupne, podľa našich možností, dopĺňať žiadúcimi animáciami, interaktívnymi grafmi, sľúbeným slovníkom a testmi.

Záverom by som v mene celého autorského kolektívu chcela poďakovať pracovníkom, ktorí prispeli ku zvýšeniu úrovne kurzu:

  • Oponentom prof. RNDr. Jánovi Pišútovi, PhD., doc. RNDr. Petrovi Čerňanskému, PhD.   a doc. RNDr. Barnabášovi Zagyimu, CSc. za pozorné prečítanie textu, cenné pripomienky, rady a námety; 
  • Alenke  Sučákovej za technické práce spojené s kreslením mnohých obrázkov, úpravou celého wordowského   textu a jeho  prevodom  do hyxpertextu; 
  • Dobošovi Michalovi a Faturíkovi Miroslavovi,  študentom 2. ročníka MtF STU, ktorí v rámci Študentskej odbornej činnosti sa podujali na prevod a skompletizovanie celého kurzu do interaktívnej podoby ;
  • Tomášovi Sedlákovi, študentovi 1. ročníka FEI STU za  pomoc pri umiestnení projektu na internet.
  • Doc. Ing. Petrovi Ballovi, PhD. za cenné rady  a umiestnenie projektu na internet.         
  • Taktiež vopred ďakujem všetkým tým
  • Pozorným čitateľom, ktorí nás upozornia na chyby a nedostatky v texte;
  • Študentom, ktorí sa prihlásia a vytvoria na základe našich návrhov rôzne  applety a animované  snímky, čím dosiahneme  skvalitneniu textu.

Spoločným našim krédom nech sú slová Aristotela:

Študent nie je čaša, ktorú treba naplniť, ale pochodeň, ktorú treba zapáliť. “

doc. RNDr. Miroslava Ožvoldová, PhD.
za autorský kolektív