Fyzikální praktika

Pozri aj Spracovanie priamych meraní.

Co tento povinný předmět na matfyzu znamená každý fyzik jistě dobře ví. Co o praktikách na wiki?

• zkušenosti s úlohami
• nejasnosti v teorii i praxi
• na co si dát pozor, co vyučující chtějí vědět, jak dlouho měření trvá
• odkazy na vypracované protokoly

případně i

• debata, co na praktikách změnit

Formát praktikálních stránek

Protože praktika se mění rok od roku jen mírně, a možná pomaleji, než jednotlivé kódy, základní stránkou každé úlohy je stránka pojmenovaná prostě jménem úlohy.

Zároveň by bylo dobré vytvořit vždy podle aktuálních úloh stránku předmětu se seznamem úloh i s čísly.

Navrhuji toto přesunout na jinou stránku, tj. oddělit debatu o praktikách od seznamů protokolů.

Praktikum I

• Studium harmonických kmitů mechanického oscilátoru
• Studium proudění viskózní kapaliny trubicemi kruhového průřezu
• Určení závislosti povrchového napětí na koncentraci povrchově aktivní látky
• Studium reologického chování látek VII Studium kmitů vázaných oscilátorů
• Kalibrace odporového teploměru a termočlánku – fázové přechody
• Měření modulu pružnosti v tahu
• Rychlost šíření zvuku
• Dynamická zkouška deformace látek v tlaku
• Měření viskozity
• Měření momentu setrvačnosti kola
• Studium teplotní závislosti povrchového napětí
• Studium Brownova pohybu
• Studium otáčení tuhého tělesa
• Volný pád koule ve viskozní kapalině
• Měření tíhového zrychlení

Jak praktika přežít

K praktikům se dá přistupovat zhruba dvojí způsobem. Zaprvé, idealisticky, s cílem se co nejvíce naučit, všechno dělat poctivě a sám. Zadruhé, pragmaticky - praktika jsou předmět povinný k souborce a cílem je jejich úspěšné absolvování s minimální námahou.

Srovnejme oba přístupy

• idealistický student vypracovává sám teorii, nastuduje přípravu, pečlivě odměří a zpracuje
• pragmatický student použije doslovně teorii ze skript a hotové protokoly. Je několik stupňů "drzosti" využití
  1. protokolem se inspirovat - přečíst několik starších protokolů, teorii převzít ze skript, zkontrolovat léty prověřené výsledky
  2. protokol převzít a přepočítat - takže vyhrabete nějaký zapadlý portál, stáhnete si protokol, změníte jméno, dosadíte do tabulek vlastní naměřené hodnoty, spočtete výsledky
  3. starší protokol převzít i s naměřenými hodnotami. V tomto případě stačí si protokol vytisknout a pouze změnit jméno. Pokud se výsledky měření píší na papír, je třeba v praktiku předstírat měření a hodnoty na papír opsat.

     Pozor, snažte se alespoň pochopit, co a čím se má měřit. Je poměrně trapné, když student sedí u přístoje A a předstíraje měření opisuje loňské hodnoty, měřené přístrojem B, který je o dva metry vedle.

Časová náročnost

• pokud není student-idealista zároveň mimořádně geniální, zabere samostatné zpracování teorie řádově desítku hodin, měření 3 h, zpracování protoklu cca 20 hodin

  20h je podle mne přehnané. Maximálně, co jsem slyšel bylo 15h, a to měl samé jedničky.... Co kdyby někam každý napsal realistický odhad času na zpracování protokolu?

• u pragmatika trvá příprava cca 0-0.5h, měření 2-3h, zpracování asi 2 až 10 hodin, průměrně asi 7h u "drsnosti 1"

  ano, toto je realistické - akorát průměr známek, co za to dostanu, se pohybuje kolem 1.5

Vyhodnocení teorie - je nutné si uvědoit, že opravující musí projít zhruba 100-150 protokolů

• idealista: Opravující musí váš text podrobně projít, což je pro něj nečekaná a nepříjemná práce navíc. Pokud něco sami píšete, téměř vždy uděláte nějaké chyby. Opravující-idealista ocení snahu dělat praktika idealisticky a - vrátí vám je k přepracování a odstranění chyb, což je další nepříjemná ztráta času. Opravující-pragmatik vám spočítá chyby a napíše známku o jeden až dva stupně horší, než vašim spolužákům-pragmatikům. Opravující-blbec jinak napsanou teorii než ze skript nedokáže pochopit a napíše vám za 4, jen kvůli teorii.
• pragmatik: Teorii doslova podle skript opravující přelétne za několik sekund. Teorie je správně.

Zpracování a výsledky

• idealista: Platí podobné nevýhody, jako u teorie. Originální postupy zvyšují riziko chyb a mnohonásobně zvyšují čas potřebný k opravě protokolu pro opravujícího.
• pragmatik: Generace vašich předchůdců do starých protokolů zapracovovaly generace připomínek a vlastních zlepšováků. Léty recyklování vývoje a křížení (tělo ze spolužáka A, závěr z B) jsou starší protokoly vyšlechtěny k dokonalosti přinejhorším 1-, Výsledky jsou stokrát prověřené.
• někteří už to dotáhli tak daleko, že odevzdají rovnou protokol z netu. Je to však na vlastní nebezpečí, protože riskují, že se na to přijde a budou muset opakovat celá praktika příští rok. Na druhou stranu tím ušetří 7 hodin zpracování, a tím pádem mají lepší výsledky v jiných předmětech.
• v případě potíží s fitováním lze použít pokročilou metodu tzv. Chlouba reverse fitting (lidově zvané též Chloubovo reverso): nejprve v libovolném tabulkovém editoru vykreslíme křivku teoretické závislosti, na kterou následně "nafitujeme" naměřené hodnoty

Studijní výsledky

• idealista: Je několik známých či méně známých možností vývoje idealisty
  1. věnovat všechen čas praktikům - výsledkem jsou problémy s mnohem důležitějšími a zajímavějšími předměty a neuspokojení v soukromém životě
  2. věnovat praktikům přiměřeně času - potom nejde v jednom semestru naměřit dost úloh, to znamená praktikum opakovat ve vyšších ročnících. Toto je v podstatě možné, ale člověk si přivodí problémy s organizací studia (např. souborka ve 4tém ročníku)
  3. na idealistický přístup rezignovat

Poslední přístup je nejčastější, prakticky všichni studenti se nechávají již vypracovanými protokoly alespoň "inspirovat". Málokdo se však odváží být upřímný a poctivý a do svého protokolu to napsat alespoň do literatury. Jaký je pak smysl toho všeho?

Závěr

• každý se musí rozhodnout mezi těmito přístupy
• ne každý je ochoten podvádět. Ano, přiznejme si - je to podvod byť i jenom kopírovat teorii, nebo závěr a literaturu, nedej bože něco více.

Debata

Rozviňme debatu. Nejdřív shrňme fakta, na kterých se shodneme.

Fakta

Vložte sem všechny názory.

• čas vypracování jedné úlohy (poctivě) je řádově u všech praktik stejný:

příprava 0.5h (bez teorie)

• podle me maximalne ta 0.5 hod u uplnyho pro uplnyho tupce. teorii pisu opravdu az s protokolem

měření 3h

zpracování 5 až 10 hodin, průměrně asi 7h

• no, bez shlednuti jinych protokolu, s rozumnou mirou babrani se s chybama maximalne a bez problemu se softwarem 5 hodin, tedy celkem maximalne 7 hodin

celkem tedy průměrně něco přes 10h.

• v podstatě není čas pořádně se věnovat jiným předmětům = v průběhu semestru věnuji praktikům asi stejně času jako všem ostatním předmětům dohromady

  jo kdyz to neumis, nebo prehanis, tak jo...

• nejvíc času zabere většinou SPRÁVNÉ spočítání, příp. odhad chyb, především pokud v rámci úlohy vystupují nějaké šílené vzorce, kde závislosti nejsou pouze násobky či prosté součty různých veličin, a i tak může být problém. Znám 2 přístupy - počítat ty chyby skutečně poctivě (což dělám já), chyby si vymyslet podle starších protokolů (tak to dělá hodně lidí). To je pak rozdíl v době zpracování v řádech hodin.

Argumenty pro & proti

Jaký je smysl praktik? Odpovídá tomu současná forma?

• fyzika je věda založená na experimentu; je nutné se naučit měřit

  obecně je to pravda

  současná forma ale neodpovídá realitě

  • v praxi obvykle tečou data do počítače; měření spočívající v tom, čumět dve hodiny na displej multimetru a zapisovat hodnoty na papír nikomu nic nedá; experimentální fyzik musí spíš zvládat sestavit aparaturu tak, aby data tekla do počítače, než pracovat jako cvičená opice

  proč tolik úloh? např. pokud bude člověk 4krát měřit nějaké napětí, stejně se tím nic moc nenaučí

• je nutné se naučit zpracovávat měření

• pořádná přednáška ze zpracování měření je až ve vyšších ročnících

  v praktiku jsou vhodné postupy v praxi naprosto zcestné, třeba grafy vytištěné z digitálních dat prokládat pravítkem

  u řady úloh je místo vlastní tvořivé práce pro studenta výhodnější použít naprosto obskurní "praktikácký" program z doby počítačů 286. Nabušením dat do černé krabičky se nenaučí nikdo vůbec nic.

• je nutné se naučit psát vědecké články - proto se píší protokoly

  pro některé studenty je to možná přínosem psát protokoly, pro spoustu však je to "opruz"

• je nutné pochopit, co je, a co není rozumná hodnota
• umět odhadnout s jakou přesností je změřen celkový výsledek

Návrhy reformy

Navrhované řešení, na kterém když se shodneme, tak lze pak prosazovat.

Řešení - zkoušet

• měřit není třeba pro všechny obory -> volitelné praktika
• pro některé studenty je to možná přínosem psát protokoly, pro spoustu však je to "opruz" -> volitelná zkouška, kde student prokáže, že umí psát protokol a už to po něm nebude vyžadováno
• "rozumná hodnota"+"přesnost měření" je užitečná znalost, ale opět -> volitelná zkouška, kde student prokáže, že to umí a už nebude muset dělat praktika
• je nutné se naučit psát vědecké články - proto se píší protokoly -> volitelná zkouška, kde student prokáže, že umí psát protokol a už to po něm nebude vyžadováno
• povinnost naměřit a odevzdat protokol u alespoň n úloh v praktiku I, n úloh v praktiku II, n úloh v praktiku III, n úloh v praktiku IV.
• n=4
• po každém semestru bude volitelná zkouška (tj. student ji nemusí skládat), kde student prokáže, že umí psát protokoly a posuzovat přesnost měření, zkouška bude pořádná, tj. žádné okecávání, jako se dělá v protokolech. Pokud zkouškou projde, nebude muset u zbylých úloh (ve všech dalších semestrech) odevzdávat protokoly.

No zajímalo by mě, jak by se zkoušela schopnost psát protokoly.

Třeba tak, že se zkoušející podívá na posledních "n" odevzdaných protokolů, a pokud budou po formální stránce správně (podotýkám, že to není ekvivalentní známce 1 z protokolů, tak jak se nyní uděluje, protože za 1 jsem dostal i z protokolů, které byly naprosto břídilsky napsané), nebudou se už po tomto studentovi tyto formality vyžadovat. Za formality považuji: teorie, číslování rovnic a grafů, nadpisy grafů, odchylky v grafech, literatura ap. Zkoušku lze rozšířit i na umění vyhodnotit chybu a spočítat odchylky - opět pokud u posledních "m" úloh to bude správně, už se to po něm vyžadovat nebude. Atd.

proč? protože já si myslím, že tohle všechno umím (a myslím, že bych to obhájil i před zkoušejícícm - pokud ne, rád budu dělat praktika další semestr a bez řečí), ale nedělám to, protože to vyžaduje spoustu hodin, které jsou naprosto zbytečné, a radši je využiju studiju jiných předmětů.

Doporučuji ti čas ušetřený praktiky věnovat STUDIU češtiny. Já bych zase navrhoval, aby se strhávaly a vracely protokoly za gramatické chyby, protože to, co se v těch protokolech občas najde, tomu člověk ani nechce věřit.

Číslo n lze nastavit i jinak. Stejně tak lze nastavit i jinak ulehčení v případě složení zkoušky, např. n=10 (současný stav), v případě složení zkoušky n=4 a odpadají protokoly ap.

Řešení - jiné úlohy

Problém praktik je, že celkově je to hrozně práce, ale na jednu úlohu tak málo, že se to nedá dělat jinak než povrchně a ještě "pragmaticky". Řešení

• výrazně zredukovat počet úloh (třeba tři za semestr)
• úlohy samostatnější

student si vybere, co chce měřit

podle přednášek Fyzika ... a literatury samostatně zpracuje teorii

sestaví aparaturu (třeba během několika návštěv praktika)

způsobem na úrovni doby změří a zpracuje

Tento systém má i tu výhodu, že jej lze kombinovat se současným systémem. Buď by šlo takovéhle praktikum počítat třeba za 4 úlohy, nebo zavést jako alternativní předmět.

Jíná praktika

Biofyzikální praktikum I