Norimberský trychtýř - kniha o fyzice

Včerejšího omezence změní přes noc na učence.
Taková, ač k nevíře, moc je toho trychtýře…

Zdroj obrázku:
https://oldthing.ch/Ansichtskarte-Kuenstlerkarte-Schule-Trichter-Heraldik-Scherz-1910-0029830266#gallery-1

(Komentář viz Otázky a odpovědi)

Jak to začalo

Jednou při hodině fyziky na nejmenovaném pražském gymnáziu jsem se kriticky vyjádřil k nejmenované učebnici. Nato se z lavic ozvalo: "Tak si napište vlastní!". Doma jsem sedl k počítači a začal psát...

Co je můj cíl?

Je velmi jednoduchý - vydat knihu tiskem.

Detaily

Kniha je určena studentům středních škol, především gymnázií, ale i jiných typů, kde je fyzika vyučovacím předmětem. Zúročuje mou dlouholetou zkušenost s výukou fyziky, a to jak z pozice studenta, tak z pozice pedagoga. Nemá ambice být klasickou učebnicí ani encyklopedií či kompendiem veškeré středoškolské fyziky. Jejím posláním je spíše upozornit studenty na skutečnosti, kterým autoři učebnic často nevěnují dostatečnou pozornost. Chce jim poskytnout netradiční pohled na fyziku a pomoci jim překonat obtíže, které se při jejím studiu často vyskytují. Při psaní jsem vycházel především z těchto premis:

• Přírodovědné (fyzikální) vzdělání má význam i pro tzv. humanitně orientované studenty.
• Cílem studia fyziky na střední škole není naučit se zpaměti tisíc vzorců, ale získat představu o uspořádání a fungování světa, v němž žijeme. Hlavním posláním předmětu je rozvoj představivosti a fyzikálního myšlení.
• Studium fyziky se studentovi podstatně zjednoduší, zvládne-li nejprve rutinní matematické nástroje, které fyzika používá (algebra, trigonometrie, počítání s vektory, souřadnice, základy diferenciálního počtu).
• Látka se stane studentům přístupnější, je-li podána v historické perspektivě, tzn. v kontextu myšlenkových postupů, které vedly ke klíčovým objevům a poznatkům a následně ke vzniku teoretických konceptů.
• Studentovi se otevře nový pohled na fyziku, je-li vykládána nikoli podle tematicky členěného schématu (mechanika, termika,…) ale napříč jednotlivými obory, čímž se vyjeví souvislosti, které jinak zůstávají nepovšimnuty.

... a ještě něco navíc

První 4 kapitoly jsem vyvěsil na Internet (viz Odkazy). Když si je přečetli studenti 1. ročníku lékařské fakulty, reagovali slovy: "Tohle kdybychom měli na gymplu, to bychom tu fyziku uměli jinak..."

Kdo jsem?

Vystudoval jsem astronomii a astrofyziku na Matematickofyzikální fakultě UK, poté jsem 5 let pracoval v Astronomickém ústavu ČSAV v Ondřejově. Od r. 1991 učím fyziku a matematiku na různých pražských středních školách.

Proč to dělám?

Při jednání s potenciálními vydavateli se objevila vcelku očekávatelná obtíž - obavy z ekonomického neúspěchu při vydávání knihy neznámého autora. Částka, která alespoň zčásti pokryje náklady na tisk (a případně na propoagaci), umožní vydat prvních 1000 výtisků. Vzhledem k početnosti naší středoškolské populace jsem přesvědčen, že se prodají, což rozptýlí vydavatelovy pochybnosti a další dotisky realizuje již bez dotací.

Co v knize najdete?

1. První kroky
   Úvodní kapitola o tom, co vůbec fyzika je, proč se ji učíme, čím vším se zabývá, jaký má vztah k matematice a ostatním vědám a jaké pracovní metody používá.
2. Jak studovat?
   Několik praktických rad, jak ke studiu fyziky přistupovat, jak překonat počáteční obtíže a jak rozeznávat podstatné od podružného.
3. Než doopravdy začneme
   Seznámení se základními pojmy, s nimiž se student ve fyzice setká (veličina, jednotka, vztah) a se zásadami písemného vyjadřování, zejména při řešení úloh.
4. Trochu matematiky
   Stručný přehled matematických nástrojů, jejichž rutinní zvládnutí studium fyziky dramaticky usnadňuje. Podáno zjednodušenou formou, přístupnou už od 1. ročníku SŠ.
5. Džungle konstant
   Přehled, klasifikace a význam fyzikálních konstant a jejich souvislost se základními jednotkami soustavy SI (metr, sekunda, kilogram, kelvin, mol, ampér). Opatrné seznámení s konstantami fyziky záření a atomů.
6. Fyzika čili silozpyt
   Pohled na pojem síly ve fyzice a jejich základní klasifikace. Zaměřeno především na pohybové zákony, gravitaci a elektromagnetickou interakci, s lehkým přesahem k teorii relativity.
7. Fyzika a člověk
   Malá sonda do dvou partií fyziky, v nichž hraje podstatnou roli smyslové vnímání fyzikálních podnětů (fotometrie a akustika). Doplňuje kapitolu o konstantách a jednotkách (kandela).
8. Fyzika jako sbírka zákonů
   Základní typologie fyzikálních zákonů s příklady (zákony empirické a teoretické, zákony zachování, zákony makroskopické a mikroskopické, kauzální a teleologické).
9. Fyzika jako zpráva o světě
   Nástin vývoje fyzikálních představ o světě, zaměřený přednostně na pohled moderní fyziky (teorie relativity, kvantová mechanika, atom, jádro, částice).
10. Fyzika rukou dotýkaná
    Obecná pravidla fyzikálních měření, klasifikace měřicích metod. Zásady zpracování a vyhodnocení výsledků měření včetně psaní laboratorního protokolu.
11. Dodatky a doplňky

A dále:

• u každé kapitoly citát významné osobnosti světové kultury
• graficky zvýrazněné shrnující body k zapamatování
• 24 názorných obrázků a schémat (ukázky viz fotogalerie)
• 30 cvičení, na nichž si čtenář může ověřit, jak porozuměl textu
• a různé další příjemné drobnosti

Z doslovu

Jak hlásá podtitul, tato kniha není učebnicí, ale průvodcem. Jejím posláním je tedy bezpečně provést čtenáře úskalími, s nimiž se při studiu fyziky na střední škole může setkat. To v první řadě znamená pomoci mu zvládnout "řemeslo" (jak řešit úlohy, jak zapisovat hodnoty veličin, jak měřit a měření zpracovat, jak psát protokoly…, odborně řečeno: osvojit si standardní komunikační návyky). Druhou, neméně důležitou úlohou průvodce je poskytnout uživateli "orientaci v terénu", tedy hrát roli jakési mapy, umožňující mu podívat se na problematiku "z ptačí perspektivy", začlenit si právě studovanou problematiku do širšího celku, vidět věci v souvislostech. S těmito cíli kniha vznikala. (...) Posláním předmětu fyzika není jen přinutit studenta, aby vstřebal tu obludnou horu vzorců, rovnic a pouček, ale především naučit ho fyzikálně myslet. Tomuto umění (ano, je to umění!) se však nelze naučit z knih; žádná "učebnice fyzikálního myšlení" nikdy nevyšla ani nebyla napsána. Tomu se musí každý naučit sám, tím, že o věcech, které se učí, kriticky přemýšlí a představuje si je. Tato kniha je proto – jak je rovněž uvedeno v podtitulu – určena studentu přemýšlivému, který se nespokojí s tím, že se fyziku prostě naučí, ale bude ji chtít v pravém slova smyslu ovládat. Její skromnou ambicí je být mu průvodkyní na této cestě. Je na čtenářích, aby posoudili, nakolik své poslání splnila, a podle toho vystavili autorovi vysvědčení.

Z recenze renomovaného fyzika

(...) Nepochybuji, že si kniha specifickým přístupem získá řadu příznivců, ke kterým jsem se přiřadil i já. Proto ji doporučuji pedagogům i studentům. Věřím, že díky ní propadne kouzlu fyzikálního poznání řada dalších zájemců, kteří se na cestu k němu vydají. A nepochybuji, že se k ní i v budoucnosti budou moc rádi vracet a v knihovnách bude patřit mezi ty neohmatanější.

RNDr. Vladimír Wagner, CSc., Ústav jaderného výzkumu, Řež u Prahy

A co mi napsala 17letá dívka

(...) Jak se postavit ke skaláru a vektoru? Jinými slovy geometrie v kostce, která mi pomohla se dále prokousávat fyzikou. V každé kapitole je zdůraznění podstatných souvislostí a shrnutí k zapamatování. Vysvětlení je jasné a stručné. (...)  Místy je kniha náročná, ale našla jsem tam vše, co jsem potřebovala ke studiu fyziky na střední škole. Je to kniha, s kterou strávíte celý rok a nudit se určitě nebudete. Odměnou Vám bude pohled na fyziku logickou cestou, kterou tato publikace otevírá a pomáhá vysvětlit to, co běžné učebnice ve škole nemají šanci popsat.

Barbora Večeřová, studentka Francouzského lycea v Praze

---------------------------------------------------------

Proč přispět? (viz Odměny)

• Chci jen z dobrého srdce a pro dobrý pocit podpořit vydání užitečné knihy pro studenty.
• Jsem student(ka) střední školy a takovouto knihu potřebuji, aby mi pomohla "prokousat se" předmětem, který mi buď nejde nebo mě nebaví (nebo obojí).
• Jsem student(ka) střední školy a protože mě fyzika zajímá, jsem zvědavý(á) na knihu, která mi na můj oblíbený předmět otevře jiný pohled, rozšíří obzory a vyjeví nové souvislosti.
• Chci knihu jako dárek pro syna / dceru či jiného studenta / studentku, aby mu / jí pomohla překonat averzi k fyzice a usnadnila její studium.
• Jsem učitel(ka) fyziky a jsem nespokojený(á) s tím, jak se na našich středních školách fyzika vyučuje, a proto vítám možnost podpořit vydání knihy, která do těchto stojatých vod vnese trochu rozruchu.
• Jsem vzdělávací instituce (škola, zájmové centrum, veřejná knihovna...), a protože chci být "in", přeji si mít ve svém fondu vše zajímavé, co v oboru vychází.
• Jsem podnikatel(ka) a jsem si vědom(a), že dobrému jménu mé firmy určitě neuškodí příspěvek na vydání vzdělávací publikace.
• Jsem nadační instituce a nadšeně vítám další možnost, jak naplnit své poslání - podpořit vydání knihy, která přispěje ke zkvalitnění výuky fyziky na našich středních školách.