Odborná témata práce můžete vybírat z návrhů dostupných na webových stránkách kateder nebo po konzultaci s přednášejícími, kteří vám mohou doporučit aktuální a zajímavé okruhy k řešení.
Didaktické práce mohou být zaměřeny buď oborově, tedy na specifické metody výuky jednoho předmětu, jako je například matematika, chemie, biologie apod., nebo integrovaně, kde se propojují různé předměty a jejich souvislosti.
Kvalifikační práce je nejen formální zakončení studia, ale i příležitost přinést nové nápady, navrhnout inovativní výukové metody a obohatit samotnou praxi vzdělávání.
Integrované didaktické práce
Objevte vzájemná propojení přírodních věd a pomozte studentům porozumět světu skrze integrované vzdělávání, které spojuje biologii, chemii, fyziku a matematiku v jeden fascinující celek!
V první části bude provedena rešerše zaměřená na moderní didaktické metody (projektová výuka, problémově orientované učení apod.). Následně bude vytvořen vlastní vzdělávací projekt, který propojí biologii, chemii, fyziku a matematiku, a zahrne interaktivní úlohy a experimenty. Tento projekt bude ověřen ve výuce na střední škole, přičemž bude analyzována jeho efektivita na základě zpětné vazby od studentů a učitelů.
Kontakt: Mgr. Josef Juráň, Ph.D., Centrum pro přírodovědné vzdělávání,
Možná témata prací:
- BUŇKA
- Fáze buněčného cyklu a vliv vnějších podmínek
- Replikace DNA a vliv chemických mutagenů
- Buněčné membrány a transport látek
- BIOLOGIE ROSTLIN
- Koloběh uhlík a rostliny
- Stresové faktory a adaptace rostlin
- Význam rostlinných pigmentů pro fotosyntézu a přežití
- Vliv CO₂ na fotosyntézu
- Vliv minerálních látek na růst a vývoj rostlin
- EKOLOGIE A ŽIVOTNÍ PROSTŘEDÍ
- Kyselé deště a jejich dopad na ekosystémy
- Biomy a jejich role v globálním koloběhu uhlíku
- Vliv intenzivního zemědělství na kvalitu vody
- Ochrana mokřadů a jejich role v boji proti záplavám
- Integrovaný pohled na katastrofy a ovlivnění přírody způsobené člověkem (např. Delta Nilu: dopad přehrady Asuán na ekosystémy a zemědělství)
- ČLOVĚK
- Hemodynamika: průtok krve v cévním systému
- Fyzika a chemie dýchání: přenos plynů v plicích
- Fyzika slyšení: mechanismus přenosu zvuku v uchu
- Elektrokardiogram (EKG): fyzikální a matematické modely srdeční činnosti
- Mechanika kloubních pohybů: výpočty momentů a sil působících na klouby při pohybu
[bakalářská/diplomová práce]
Společnost Albi přišla s novinkou na trhu - AlbiLAB - variabilní vědecká sta(veb)nice. Jedná se o
inovativní vědeckou stavebnici s magnetickými kostkami a programovatelnou elektronikou,
která umožňuje experimenty s rostlinami i 3D tiskem. Tato kvalifikační práce nabízí jedinečnou
příležitost zapojit se do tvorby vzdělávacích materiálů pro střední školy s využitím této novinky.
V rámci zpracování tématu budete mít možnost navrhnout, připravit a ověřit úlohy, které mohou
podpořit integrovanou výuku přírodních věd na středních školách.
Kontakt – školitel: Mgr. Josef Juráň, Ph.D., Centrum pro přírodovědné vzdělávání,
Konzultant: RNDr. Jiří Kubásek, Ph.D., Katedra experimentální biologie rostlin.
[bakalářská/diplomová práce]
Výuka matematiky na střední škole je tradičně rozdělena do témat (logika, množiny, funkce atd...). Tento oddělený přístup však nemusí vždy podporovat hlubší porozumění souvislostem mezi jednotlivými disciplínami. Cílem této práce je analyzovat možnosti integrované výuky matematiky na SŠ, která propojuje jednotlivé oblasti do smysluplných celků, podporuje logické myšlení studentů a ukazuje matematiku jako konzistentní systém. Součástí práce bude návrh konkrétních výukových aktivit a metodických materiálů.
Kontakt – školitelka: doc. RNDr. Ing. Jana Kalová, Ph.D., Centrum pro přírodovědné vzdělávání,
[bakalářská/diplomová práce]
Iterace jsou klíčovým matematickým konceptem s širokým využitím v numerických metodách, dynamických systémech i programování. Přesto se jejich potenciál ve středoškolské výuce často nevyužívá naplno. Tato práce se zaměří na využití iterací v různých oblastech matematiky na SŠ (např. v numerických metodách, fraktální geometrii nebo diferenciálním počtu). Součástí práce bude návrh metodických materiálů a výukových aktivit, které umožní propojení těchto témat do výuky matematiky i informatiky na SŠ.
Kontakt – školitelka: doc. RNDr. Ing. Jana Kalová, Ph.D., Centrum pro přírodovědné vzdělávání,
[bakalářská/diplomová práce]
Prostorová představivost hraje klíčovou roli ve výuce matematiky i fyziky. Práce se zaměří na propojení těchto předmětů využitím metod stereometrie při výuce termodynamiky. Zvláštní důraz bude kladen na analýzu a vizualizaci řezů 3D termodynamických ploch (pVT diagramy). Dalším cílem práce bude vytvoření sady didaktických materiálů podporujících prostorovou představivost studentů.
Kontakt – školitelka: doc. RNDr. Ing. Jana Kalová, Ph.D., Centrum pro přírodovědné vzdělávání,
[bakalářská/diplomová práce ]
Práce se zaměřuje na integraci mendelovské genetiky a statistických metod do výuky biologie na střední škole. Cílem je navrhnout výukové materiály a cvičení, která studentům umožní aplikovat statistiku, zejména chí-kvadrát test, k analýze genetických dat, jako jsou výsledky křížení hrachu. Studenti se seznámí s Mendelovými zákony a získají praktické dovednosti v interpretaci experimentálních dat pomocí statistických nástrojů. Výsledkem bude návrh metodiky, která spojuje teorii genetiky a statistiky a podporuje rozvoj analytického myšlení studentů. Součástí práce bude ověření těchto metod na konkrétní střední škole, kde budou aplikovány návrhy výukových materiálů a cvičení a následně vyhodnoceny jejich účinnost a přínos pro studenty.
Kontakt – školitel: Mgr. Josef Juráň, Ph.D., Centrum pro přírodovědné vzdělávání,
Konzultantky: RNDr. Magda Zrzavá, Ph.D., Katedra zoologie, doc. RNDr. Ing. Jana Kalová, Ph.D., Katedra matematiky.
[bakalářská/diplomová práce ]
Kvalifikační práce se zabývá využitím příběhů objevů léčiv jako prostředku pro integraci přírodovědných předmětů ve výuce. Na základě konkrétních historických příkladů – jako je například vznik penicilinu, betablokátorů či viagry – propojuje chemii, biologii, fyziku a další přírodní vědy do smysluplného celku. Cílem práce je ukázat, jak lze pomocí příběhů a mezipředmětových souvislostí zvýšit zájem žáků o přírodní vědy, podpořit jejich porozumění a schopnost vnímat vědecké poznatky v širších souvislostech. Práce obsahuje návrhy didaktických materiálů a metodických doporučení pro výuku, které reflektují principy moderního integrovaného vzdělávání. Navržené výukové aktivity budou ověřeny ve školní praxi a vyhodnoceny z hlediska jejich přínosu pro žáky i vyučující.
Kontakt – školitel: Mgr. Josef Juráň, Ph.D., Centrum pro přírodovědné vzdělávání,
Oborové didaktické práce
[diplomová práce]
Integrace umělé inteligence (AI) do problémového vyučování (problem-based learning, PBL) v přírodních vědách představuje cenný nástroj pro učitele, který může podpořit jejich pedagogickou činnost a zefektivnit výuku. Tato kvalifikační práce se zaměřuje na prozkoumání, jak využívají a jak mohou učitelé využít umělou inteligenci k obohacení výuky přírodních věd – práce bude zaměřená na biologii a ekologii – a jak to může vést k lepšímu zapojení studentů a prohloubení jejich porozumění složitým tématům.
Cílem je zjistit, do jaké míry lze umělou inteligenci využít při plánování a návrhu PBL aktivit a jaký vliv má její integrace na efektivitu a kvalitu výuky. Dále práce porovná přípravu PBL s a bez využití AI, čímž poskytne ucelený pohled na výhody a nevýhody každého přístupu. Součástí práce bude také ověření vybrané PBL úlohy na školách. Tímto způsobem se snažíme přispět k rozvoji moderního a efektivního vzdělávacíhoprostředí pro učitele i studenty.
Kontakt – školitel: Mgr. Josef Juráň, Ph.D., Centrum pro přírodovědné vzdělávání,
[bakalářská práce]
Výstupem práce by mělo být zpracování místního regionu a návrh terénních cvičení v rozsahu od jedné vyučovací hodiny po čtyřhodinový blok v rámci projektového dne. Tematický okruh dle volby: geologický vývoj a tvary reliéfu, proměny krajiny místního regionu, sídelní struktura místního regionu.
Tematické zaměření práce bude konzultováno se školitelem v závislosti na zvoleném regionu.
Kontakt – školitel: Mgr. Roman Kneifl, Centrum pro přírodovědné vzdělávání,
[bakalářská/diplomová práce]
Evoluce je klíčovým procesem formujícím biologickou rozmanitost, přičemž fylogenetické stromy umožňují vizuálně znázornit evoluční vztahy mezi organismy. Cílem této bakalářské práce je analyzovat možnosti zpracování principů evoluce, fylogenetických stromů a jejich význam v biologii. Práce se zaměří na metody konstrukce fylogenetických stromů, jejich interpretaci a praktickou aplikaci ve středoškolské výuce. Součástí výzkumu bude i vytvoření a ověření výukového materiálu na vybrané střední škole.
Kontakt – školitel: Mgr. Josef Juráň, Ph.D., Centrum pro přírodovědné vzdělávání,
Konzultant: doc. RNDr. Jan Štefka, Ph.D., Katedra parazitologie.
[bakalářská/diplomová práce]
Matematická logika je klíčovou oblastí matematiky, která rozvíjí formální myšlení studentů a jejich schopnost argumentace. Cílem této práce je analyzovat současné přístupy k výuce matematické logiky na SŠ, identifikovat její nejčastější obtíže a navrhnout vhodné didaktické materiály včetně jejich ověření ve výuce.
Kontakt – školitelka: doc. RNDr. Ing. Jana Kalová, Ph.D., Centrum pro přírodovědné vzdělávání,
[bakalářská/diplomová práce]
Schopnost formulovat, ověřovat a kriticky hodnotit matematické argumenty je klíčová pro hlubší pochopení matematiky. Tato práce se zaměří na analýzu výuky matematických důkazů na SŠ a identifikaci obtíží, se kterými se studenti potýkají. Hlavní témata práce by mohla být: Typy důkazů používané na SŠ, problémy studentů při práci s důkazy (mechanické aplikování postupů vs. porozumění), možnosti zapojení důkazů do různých oblastí matematiky (algebra, geometrie, kombinatorika), strategie pro rozvoj schopnosti matematické argumentace (aktivní učení, diskuse, práce s chybou). Práce bude také zahrnovat návrh metodických materiálů a výukových aktivit, které budou ověřeny ve výuce s cílem zlepšit schopnost studentů formulovat a chápat matematické důkazy.
Kontakt – školitelka: doc. RNDr. Ing. Jana Kalová, Ph.D., Centrum pro přírodovědné vzdělávání,
[bakalářská/diplomová práce ]
Tato práce se zaměřuje na analýzu různých výukových metod při výuce mendelovské genetiky na středních školách. Cílem je zhodnotit efektivitu tradiční teoretické výuky v porovnání s moderními přístupy, jako jsou experimenty, simulace, projektová výuka a gamifikace apod. Bude se zkoumat, jak vybraní metody podporují pochopení Mendelových zákonů a dědičných principů, a jak využití vizualizací, grafů a modelů může usnadnit studentům porozumění těmto konceptům. Součástí výzkumu bude ověření účinnosti těchto metod na vybrané střední škole, kde bude implementována kombinace těchto přístupů do výuky a následně zhodnocen dopad na studenty v podobě zpětné vazby a výsledků jejich učení.
Kontakt – školitel: Mgr. Josef Juráň, Ph.D., Centrum pro přírodovědné vzdělávání,
Konzultantka: RNDr. Magda Zrzavá, Ph.D., Katedra zoologie.
[bakalářská/diplomová práce ]
Cílem je prozkoumat, jak mobilní technologie mohou obohatit praktickou výuku biologie, zjednodušit sběr a analýzu dat při experimentech a podpořit aktivní účast studentů. V práci budou představeny aplikace a nástroje dostupné na mobilních telefonech, jako jsou senzory, mikroskopické aplikace nebo možnosti vizualizace biologických procesů, součástí bude analýza zkušeností učitelů a studentů s využíváním mobilních telefonů při výuce. V praktické části bude vytvořena konkrétní experimentální úloha, která ukáže, jak lze mobilní telefon využít při provádění biologických experimentů a její ověření na školách.
Kontakt – školitel: Mgr. Josef Juráň, Ph.D., Centrum pro přírodovědné vzdělávání,
[bakalářská/diplomová práce ]
"Dobrá imunita je důležitá proti chřipce" to slyšel asi každý. Povědomí o tom, že lidé disponují imunitním systémem, je silné. I při studiu na SŠ o tom studenti slyší. Ovšem imunitu mají i rostliny, což naopak mnohé překvapí. Nicméně, i pro rostliny je imunita jednou z hlavních složek obrany proti patogenům, či virům a bez sofistikovaného imunitního systému, by bylo přežití rostlin mnohem složitější. V této závěrečné práci si klademe za cíl vytvoření studijních materiálů pro výuku (zvýšení povědomí) imunity rostlin na SŠ.
Kontakt – školitel: doc. Ing. Martin Janda, Ph.D., Katedra experimentální biologie rostlin,
[bakalářská/diplomová práce ]
Termín "geneticky modifikovaný organismus" v mnohých z nás vyvolává nejistotu, ne-li obavy. Ale víme, o co se jedná? V roce 2020 byla udělena Nobelova cena za objev "CSRISPR" technologie, jakýchsi "genových" nůžek, což otevřelo cestu jednodušším a dostupnějším genovým editacím a začaly závody v tomto oboru, což dospělo k narození prvních genově editovaných lidí (rok 2018, Čína). Jedná se o široké téma, o kterém je dobré mít povědomí. Cílem této závěrečné práce je tvorba studijních materiálů pro výuku o genových editacích a GMO pro SŠ.
Kontakt – školitel: doc. Ing. Martin Janda, Ph.D., Katedra experimentální biologie rostlin,
