Proponowane tematy prac dyplomowych r.a. 2014/2015 (kliknij temat, żeby zobaczyć opis)
Automatyka i robotyka (inżynierskie)
1. Przetwarzanie cyfrowe pomiaru fizycznego w dydaktycznych standardach komputerowych (Pasco, Coach)
W światowej praktyce szkolnej fizyki i innych nauk przyrodniczych tradycyjny pomiar „stoperem i linijką” jest zastępowany przez użytkowo proste, ale sprzętowo zaawansowane komputerowe systemy pomiarowe. W systemach tych wielkości fizyczne, jak położenie, siła, przyspieszenie z odpowiednich czujników, są w konsolach pomiarowych zamieniane na sygnały cyfrowe i automatycznie wyświetlane przez interface użytkownika. Zakład Dydaktyki Fizyki operuje 4 różnym standardami pomiarowymi. Zadaniem do wykonania jest opisanie procesów pomiaru fizycznego, konwersji A/D, transmisji i obróbki danych w interface użytkownika.
2. Układ 4-kanałowy do cyfrowego pomiaru temperatury w zastosowaniach szkolnych
Pomiary fizyczne dokonywane „ad hoc”, nawet na poziomie szkoły podstawowej, pozwalają na osiągnięcie wysokiej efektywności dydaktycznej. Pomiar temperatury, szczególnie wielokanałowy i typu „prompt” jest szczególnie efektywny i pozwala na śledzenie bardzo szybkich procesów, jak np. adiabatyczne zamrażanie przy otwieraniu butelki z napojem gazowanym lub krzepnięcie przechłodzonych cieczy. Zakład Dydakyki Fizyki dysponuje standardami zbudowanymi na uniwersytetach zagranicznych. Celem pracy jest adaptacja/ rozwinięcie cyfrowego pomiaru temperatury, poprzez interface komputerowy i z szybkim czasem odpowiedzi.
Fizyka/ astronomia (licencjat)
1. Stosowalność prostych środków dydaktycznych dla terapii specjalnych potrzeb edukacyjnych [wstępnie zarezerwowane]
W europejskiej praktyce szkolnej coraz więcej uwagi poświęca się zjawiskom nazywanym uprzednio „niedostosowaniem” dydaktycznym a obecnie „potrzebom edukacyjnym specjalnym” jak dysleksja i dyskalkulia. Zadaniem pracy jest przetestowanie efektywności dydaktycznej prostych eksponatów fizycznych w terapii cięższych form „PES” jak np. autyzm. Praca wymaga umiejętności pedagogicznych.
2. Kwarki, leptony, bozony pośredniczące – linie rozwojowe badań badawcze i interpretacja wyników [wstępnie zarezerwowane]
Potwierdzenie doświadczalne bozonu Higgsa ponownie wzbudziło zainteresowanie fizyką cząstek elementarnych. Jednakże, jak to zostało stwierdzone przez komisję ds. edukacji CERN, interpretacja fizyczna tych zjawisk/ cząstek/ oddziaływań nie jest jednoznaczna. Celem pracy jest zapoznanie się z najnowszymi badaniami prowadzonymi w laboratoriach światowych laboratoriach cząstek elementarnych i opis/ interpretacja uzyskiwanych wyników i oczekiwanych linii rozwojowych. Praca na pograniczu dydaktyki i fizyki cząstek elementarnych.
Informatyka stosowana (inżynierskie)
1. Podręcznik multimedialny do elektromagnetyzmu [wstępnie zarezerwowane]
Zagadnienia elektromagnetyzmu – jak prawo indukcji, źródła pola magnetycznego, fale elektromagnetyczne niezbyt chętnie są pokazywane na lekcjach szkolnych fizyki. Zakład Dydaktyki Fizyki koordynował projekt europejski w tej tematyce – zostały przygotowane liczne materiały multimedialne. Zadaniem pracy jest przygotowanie podręcznika multimedialnego w wybranych przez studenta standardzie softwarowym.
2. Przewodnik multimedialny po fizyce współczesnej
Fizyka współczesna – atomowa, jądrowa i astrofizyka jest obowiązkowa w klasach I wszystkich typów szkół ponad-gimnazjalnych. Nauczyciele mają spore kłopoty z doborem odpowiednich środków dydaktycznych. W ramach prac naukowych prowadzonych przez Zakład Dydaktyki Fizyki zostało przygotowanych wiele materiałów multimedialnych w tematyce fizyki współczesnej. Zadaniem pracy jest przygotowanie przewodnika multimedialnego po tych ( innych) materiałach w wybranych przez studenta standardzie softwarowym.
3. Ścieżki multimedialne z fizyki dla gimnazjum
Fizyka w gimnazjum, z mocno okrojonym zakresem godzin, stwarza uczniom (i nauczycielom) spore trudności. Dołączane do podręczników materiały multimedialne mają charakter ilustracyjny, aby nie powiedzieć „prostych animacji”. Jednocześnie w internecie prawie nieskończona ilość materiałów filmowych jest rozrzucona w sposób uniemożliwiający ich spójne wykorzystanie w procesie uczenia się. Celem pracy jest zebranie i/lub przygotowanie materiałów dydaktycznych w zakresie prostych pojęć fizyki: prędkość, przyspieszenie, pęd, moment pędu, energia oraz zawarcie ich w postaci ścieżek multimedialnych. Praca nie wymaga szczególnej wiedzy w zakresie fizyki.
Materiały współczesnej technologii
Badanie anihilacji pozytonów w wytworach druku 3D
Drukarki 3D zapowiadają prawdziwą rewolucję w wytwarzaniu najróżniejszych obiektów. Garnki i nogi krzeseł nie muszą być „okrągłe”, bo powstają na kole garncarskim lub na tokarce, otwory nie muszą być okrągłe lub „kwadratowe”, bo powstają na frezarce lub wiertarce – możliwa jest pełna fantazja projektanta. Niestety, sposób wytwarzania ogranicza możliwe zastosowania. W perspektywie wydaje się możliwe wykorzystanie materiałów spiekanych (ceramik, szkieł, metali, polimerów). Zagadnieniem otwartym pozostaje porowatość tych materiałów. Celem pracy jest badanie tej porowatości za pomocą techniki anihilacji anty-elektronów (pozytonów). Praca nie wymaga szczegółach umiejętności wstępnych.
Fizyka (magisterskie, profil nauczycielski)
Efektywność dydaktyczna multimedialnego nauczania fizyki i astronomii współczesnej.
Nowa podstawa programowa wprowadziła fizykę i astronomię we wszystkich typach szkół ponad-gimnazjalnych. Zagadnienia te sprawiają uczniom i nauczycielom spore trudności. W ramach prac naukowych prowadzonych przez Zakład Dydaktyki Fizyki zostało przygotowanych wiele materiałów multimedialnych (animacje, mini-wykłady, narracje, modele) w tematyce fizyki współczesnej jak również stosowny podręcznik. Celem pracy jest sprawdzenie efektywności dydaktycznej w wybranych szkołach i/lub formach nauczania pozaszkolnego.
Fizyka lub fizyka techniczna (magisterskie, profil doświadczalny)
Optyka elektronowa – od projektu do układów praktycznych
Optyka elektronowa jest podstawą działania akceleratorów cząstek elementarnych, mikroskopów elektronowych, aparatur do terapii nowotworów. Optyka elektronowa w odróżnieniu od optyki geometrycznej („cienkich soczewek”) operuje równaniami zawierającymi tzw. „aberracje”: nawet proste układy formujące wiązki elektronów (jonów, pozytonów, protonów) wymagają numerycznego rozwiązania równania Poissona. Dziś, tego rodzaju projektowanie odbywa się za pomocą specjalnych pakietów numerycznych. Celem pracy jest, z użyciem tych pakietów, zaprojektowanie prostych układów optyki elektronowej (działa eletronowego, deflektora, soczewki typu zoom), montaż (z gotowych już elementów) w istniejącej komorze ultra wysokiej próżni oraz sprawdzenie działania. Wymagana jest wiedza teoretyczna z optyki/ elektromagnetyzmu oraz umiejętności pracy laboratoryjnej.
Prof. zw. dr hab. inż. Grzegorz Karwasz
Zakład Dydaktyki Fizyki
