Radionice

Istraživački pristup u nastavi fizike omogućuje učenicima aktivno sudjelovanje u procesu otkrivanja i razumijevanja fizikalnih pojava. Kroz konkretne pokuse učenici razvijaju istraživačke vještine, kritičko razmišljanje, matematičko-logičko zaključivanje te analitičko razumijevanje osnovnih zakona fizike. Potaknuti su na postavljanje hipoteza, korištenje pribora, izvođenje eksperimenata i donošenje zaključaka. Pokusi se mogu smjestiti u uvodni, središnji ili završni dio sata, čime se potiče interaktivno, istraživački usmjereno učenje.
Na radionici će učitelji imati priliku osmisliti, metodički oblikovati, izvesti i prezentirati nekoliko različitih pokusa ostalim sudionicima. Pokusi su primjereni za nastavu u sedmom i osmom razredu osnovne škole, a osnovni pribor za izvođenje svih pokusa su vodene kuglice. Pokusi za učenike sedmog razreda obuhvaćaju niz pokusa vezanih uz duljinu, masu, gustoću, rad i energiju te čestičnu građu tvari. Pokusi za učenike osmog razreda usmjereni su na proučavanje svjetlosti, pri čemu učenici kroz vlastita istraživanja uče o lomu i totalnoj refleksiji svjetlosti te razvijaju razumijevanje optičkih svojstava tvari.
Istraživački pristup, s naglaskom na grupni rad i metodičku primjenu pokusa, unosi dinamiku u nastavu i omogućuje učenicima bolje razumijevanje fizike kroz praktično iskustvo i timski rad.

Strujni krugovi, i pojmovi vezani uz njih, su sastavni dio kurikuluma fizike, no većina primjera koji se spominju u udžbenicima i zbirkama zadataka su zamišljeni strujni krugovi bez praktične namjene. Učenici zbog toga često prođu svoje obrazovanje bez toga da razumiju čemu otpornici i kondenzatori uopće služe, makar znaju rješavati problemske zadatke koji spominju te komponente. Radionica je zamišljena kao uvod u elektroniku, na kojoj će sudionici spojiti i isprobati nekoliko jednostavnih strujnih krugova s praktičnom namjenom (izrada senzora) i onih koji su pogodni za uvođenje osnovnih pojmova iz elektrodinamike (serijski i paralelni spoj), ali na praktičniji način. Primjeri će se proći s pravim elektroničkim komponentama, ali će se demonstrirati i simulacijsko okruženje Tinkercad pogodno za korištenje u školi. Na kraju će se analizirali primjeri planova nastavnih cjelina koji uključuju ove praktične strujne krugove, te potencijalni budžet za nabavku ovakve opreme u sklopu školskog laboratorija. Kako bi neki od tih primjera oživjeli koristit će se Arduino mikroračunala. Sve do nedavno bi za korištenje takvih uređaja ozbiljna prepreka bilo znanje programiranja, bilo nastavnika ili učenika. Korištenjem generativne umjetne inteligencije kao pomoćnika relativno lako možemo preskočiti tu prepreku, bez toga da se na nastavi fizike ulazi u samo programiranje. Demonstrirati će se iskoristivost alata umjetne inteligencije na konkretnim primjerima, kao što će se pokazati i potencijalna ograničenja na koja se treba pripaziti u radu na ovakvim projektima.

Pitanje „Zašto je nebo plavo“ djeca postavljaju od najranije dobi. U ovoj ćemo radionici pokazati pokuse koji prikazuju Rayleighovo raspršenje prilagođene osnovnoškolskom i srednjoškolskom uzrastu. Za osnovne škole izvodi se pokus u kojem se svjetiljkom mobitela ili žaruljicoma osvijetle prozirne plastične posude napunjene vodom. U vodu se zatim dodaje mlijeko, dekstroza ili akrilna emulzija. Tekućina kraj svjetiljke izgleda plavkasto, a dalje od svjetiljke prelazi u narančasto-crvenu boju. Na radionici će se usporediti rezultati koji se dobivaju s žaruljicom i svjetiljkom mobitela, te rezultati koje daje mlijeko, dekstroza i akrilna emulzija.
Za srednju školu predviđen je pokus u kojem će učenici uz pomoć multimetra i fotootpornika te LED dioda odrediti ovisnost raspršene svjetlosti o valnoj duljini. Posuda se obasjava LED diodama različitih boja. Fotootpornicima koji su postavljeni na ulazu u posudu i uz bočnu stranu posude određuje se intenzitet ulazne i raspršene svjetlosti. Intenzitet svjetlosti može se izmjeriti i mobitelom, ali se pokazalo da mobiteli nisu dovoljno osjetljivi pa je potrebna svjetlost većeg intenziteta. Budući da otpor fotootpornika pada eksponencijalno s intenzitetom svjetlosti kojom je obasjan, za dani fototopornik može se odrediti vrijednost intenziteta svijetlosti koja odgovara izmjerenom otporu. Ovisno o vremenu i razini znanja može se mjeriti otpor fotootpornikom te iz vrijednosti otpora odrediti intenzitet svjetlosti ili uz pomoć Arduina ili Micro:bita očitavati intenzitet svjetlosti. Uz poznatu vrijednost valne duljine najvećeg intenziteta LED dioda izmjerene vrijednosti mogu se prikazati na grafu ovisnosti intenziteta o valnoj duljini, te log-log grafu.
Na radionici će osim pokusa biti prikazani i radni listići za osnovne i srednje škole, kao i pitanja za daljnju raspravu.

Na radionici „Pokusi iz magnetizma izvedeni pomoću pribora Sciensation“ bit će predstavljen niz jednostavnih i edukativnih pokusa koji omogućavaju praktično razumijevanje osnovnih pojmova iz područja magnetizma, a koji se mogu izvesti pomoću pribora „Sciensation“. Pokusi su prikladni za osnovnoškolsko i srednjoškolsko obrazovanje, a uključuju proučavanje magnetskih svojstava materijala, mapiranje magnetskog polja magneta, istraživanje i utjecaj udaljenosti na djelovanje magnetske sile, čime će se doći do praktičnih zaključaka o dosegu i intenzitetu magnetskog polja. Demonstrirat će se i povezanost električne struje i magnetskog polja, izraditi jednostavan elektromagnet te će se istražiti čimbenici koji utječu na jakost magnetskog polja elektromagneta. Sudionici radionice će, uz vodstvo autorica, samostalno provoditi pokuse uz pripremljene radne listove koje kasnije mogu koristiti u radu s učenicima. Radni listići su strukturirani na način koji potiče razvoj prirodoznanstvene pismenosti, ali i razvoj istraživačkih vještina i vještina provedbe eksperimentalnog rada kao što su opažanje, analiza i donošenje zaključaka o ključnim konceptima iz magnetizma. Svi pokusi i popratni materijali osmišljeni su s ciljem da potaknu znatiželju i istraživačke vještine učenika, približe osnovne principe fizike svakodnevnim situacijama te pruže osnove za daljnje razumijevanje fenomena magnetizma. Radionica će omogućiti iskustvo eksperimentalnog učenja koje povezuje teoriju i praksu na kreativan i edukativan način. Radionica pruža osnovu za implementaciju ovih pokusa u edukativne aktivnosti, bilo u učionicama ili na javnim događanjima te ukazuje na važnost istraživačkog rada u nastavi fizike.

Cilj je radionice pokazati primjer dobre prakse istraživačkog rada učenika uz potporu u obliku kreiranja rubrike za vrednovanje elementa Istraživanje fizičkih pojava na primjeru istraživačke vježbe iz geometrijske optike. Radionica je planirana u sklopu ishoda FIZ SŠ C.3.7. i FIZ SŠ D.3.7. Primjenjuje zakone geometrijske optike Kurikuluma za nastavni predmet fizika. Ti su ishodi izborni u modelu nastave 4x2, a obvezni u modelu 4x3. Ovaj je eksperimentalni rad predložen i kao mogući pokus prema izboru nastavnika u prijedlogu Kurikuluma pod stavkom Mjeri žarišnu daljinu sabirne leće. Uvod u istraživanje donosi mjerenje žarišne daljine bikonveksne i bikonkavne leće pomoću paralelnog snopa svjetlosti kako bi se praktično primijenila teorijska znanja o lećama. Slijedi istraživački rad u kojemu se eksperimentalno utvrđuje ovisnost udaljenosti slike predmeta o žarišnoj daljini leće i sve mogućnosti nastanka slike koju daje bikonveksna leća. Također se mjerenjem položaja predmeta i slike računa žarišna daljina leće. Sudionici radionice će za istraživački rad izraditi rubriku za vrednovanje i ocjenjivanje. Radionica će biti zaključena diskusijom sudionika vezano uz probleme na koje su naišli tijekom istraživačkog rada i kreiranja rubrika. Rasprava će se proširiti i na izazove s kojima se nastavnici susreću prilikom ocjenjivanja elementa Istraživanje fizičkih pojava.

Interaktivnom radionicom želimo zainteresiranim nastavnicima fizike predstaviti aktivnosti koje učenici provode tako što istražuju fiziku papirnatih aviona. Radionicu smo proveli u drugim razredima prirodoslovno-matematičkog usmjerenja nakon obrađene cjeline pod nazivom Mehanika fluida. Učenici istražuju kako oblik krila, otpor zraka i masa aviona utječu na sam let aviona. Kako bi testirali svoje hipoteze, učenici izrađuju papirnate avione različitih dizajna. Naša je ideja da se učenici uz izradu i prezentaciju aviona i naučenoga dobro zabave. Za kraj organiziramo učeničko natjecanje u bacanju papirnatih aviona. Smatramo da se ovakvim pristupom kod učenika može probuditi interes za istraživanje i kreativnost. Također se kod učenika razvijaju praktične vještine koje će im pomoći u daljnjem profesionalnom razvoju.

Vrednovanje naučenog provodi se najčešće nakon obrađene nastavne teme i rezultira ocjenom. Provodi se kako bi se u određenim etapama odgojno-obrazovnoga procesa dokumentirali i izvijestilo o učeničkim postignućima i napredovanju. Sastavnica vrednovanja u e-Dnevniku Istraživanje fizičkih pojava vrednuje eksperimentalne vještine, obradu i prikaz podataka, donošenje zaključaka na temelju podataka, doprinos timskom radu pri izvođenju pokusa u skupinama, doprinos istraživanju i raspravi koji se provode frontalno, sustavnost i potpunost u opisu pokusa i zapisu vlastitih pretpostavka, opažanja i zaključaka, kreativnost u osmišljavanju novih pokusa te generiranju i testiranju hipoteza. Radeći u malim skupinama u radionici, učitelji će izraditi nastavni listić za istraživačku nastavu u domeni B Međudjelovanje tijela prilikom sumativnog vrednovanja sastavnice ocjenjivanja Istraživanje fizičkih pojava za učenike koji se školuju prema redovitom programu, te kriterije vrednovanja za navedeno istraživanje za učenike koji se školuju prema redovitom programu uz prilagodbu sadržaja i darovite učenike uz listić za samoprocjenu učenika o osobnom napretku tijekom procesa istraživanja. Kako bi se izradilo što kvalitetnije sumativno vrednovanje u pisanom obliku potrebno je izraditi jasne kriterije bodovanjem s ocjenskom ljestvicom i opisno praćenje usvojenosti ishoda učenja. Na kraju radionice polaznici radionice će predstaviti svoje uratke ostalim sudionicima radionice. Voditeljice radionice predstaviti će svoja iskustva u radu s učenicima tijekom vrednovanja istraživanja fizičkih pojava u 7. razredu osnovne škole, analizu provedenih pisanih provjera istraživanja fizičkih pojava u funkciji unaprjeđivanja budućega rada, korištenje alata umjetne inteligencije u pripremanju za nastavni sat vrednovanja, pisanje izvješća učenika rukom ili digitalno te dati osvrt na provedenu samoevaluaciju učenika.

Znanstvenici se u svom poslu često susreću s novim pojavama koje tek treba istražiti i objasniti, te uklopiti u postojeće znanstvene modele i teorije. Ne postoji jedinstveni način i dobro prokušani recept da se dođe do objašnjenja novih pojava i novih znanstvenih pojava, već znanstvenici na raspolaganju imaju više različitih znanstvenih metoda. Jedna od takvih metoda je postavljanje i testiranje hipoteza. Suočeni s novom pojavom znanstvenici mogu postaviti različita istraživačka pitanja, a kao odgovor na takva pitanja, postavljaju se hipoteze, u svrhu preliminarnog objašnjenja nove pojave. Ispravnost postavljenih hipoteza tek treba utvrditi nekim dobro osmišljenim eksperimentom. Testiranje ispravnosti postavljenih hipoteza najčešće se radi tzv. hipotetičko-deduktivnim (HD) zaključivanjem. U ovoj ćemo radionici prikazati primjer testiranja hipoteza u školskom okruženju, koji je uklopljen u tzv. ISLE pristup (Investigative science learning environment). Cilj ISLE pristupa je postavljanje učenika u ulogu znanstvenika prilikom obrade novog sadržaja na nastavi. Nakon opažanja za njih nove fizikalne pojave, učenici sami postavljaju razne hipoteze kao moguća objašnjenja opažene pojave. Učenici samostalno provode testiranje hipoteza kako bi zaključili jesu li postavljene hipoteze valjane ili je potrebna njihova korekcija. Opisani postupak dolaska do valjanih hipoteza provodi se uz vođenje nastavnika fizike, koji pomaže i usmjerava učenike u njihovom zaključivanju. Opisani postupak HD zaključivanja i ISLE pristupa, uz prigodno odabrani eksperiment, prikladni su za primjenu u nastavi fizike na školskoj i sveučilišnoj razini.

Interdisciplinarni pristup nastavi pridonosi boljem razumijevanju prirodnih pojava i njihovom stavljanju u širi kontekst. Iako je povezanost glazbe i fizike jasna stručnjacima, učenici tu vezu često ne uočavaju. Tijekom Erasmus+ projekta, čija je glavna tema bio zvuk, provedena je radionica izrade glazbenih instrumenata od PET boca. Učenici su izrađivali instrumente od PET boca u koje je ugrađen ventil za regulaciju tlaka. Povećanjem tlaka unutar boce podešavali su instrumente na željene frekvencije, što je omogućilo stvaranje različitih tonova. Instrumente su koristili za zajedničko izvođenje melodije. U aktivnostima su sudjelovala dva razreda srednje škole i jedan razred osnovne škole. Radionica izrade i sviranja glazbala najprije je provedena na redovnoj nastavi, gdje su učenici interdisciplinarnim pristupom spojili znanja iz fizike i glazbe. Radionica je zatim prilagođena te izvedena tijekom Dana otvorenih vrata škole, čime su u aktivnosti uključeni i učenici osnovne škole koji su sudjelovali u stvaranju instrumenata i učenju melodije. Vrhunac ovih aktivnosti bila je izvedba skladbe tijekom priredbe povodom Dana škole, kojom su učenici pokazali rezultate svog rada i time promovirali interdisciplinarno učenje. Osim praktične izrade instrumenata i izvođenja skladbi, učenici su istraživali kako tlak u boci utječe na frekvenciju proizvedenog tona. Svoje su rezultate prikazivali grafički i na temelju analize donosili zaključke o tlaku potrebnom za postizanje određenih frekvencija. Radionicu su zajednički vodili nastavnica glazbene umjetnosti i nastavnik fizike. Izrada glazbala od recikliranih materijala naučila je učenike kako otpadu dati novu, korisnu svrhu. Tijekom simpozija planiramo provesti praktičnu radionicu u kojoj bi sudionici također izrađivali instrumente i zajednički izvodili skladbu.

Nastava je kontinuirani i interaktivni proces koji uključuje suradnju nastavnika i učenika s ciljem stjecanja i razvoja znanja i vještina potrebnih za daljnji osobni i obrazovni napredak. Ponavljanje ima važnu ulogu u nastavnom procesu i zato je potrebno ponuditi zanimljivo i atraktivno ponavljanje koje će potaknuti aktivno sudjelovanje učenika. Voditelji radionice upoznat će sudionike s društvenim igrama, a zatim ih podijeliti u četiri skupine prema igrama: Alias, Pictionary, Asocijacije i Tik Tak Buum. Svaka skupina osmislit će pet pitanja vezanih uz koncepte geometrijske optike koristeći svoju društvenu igru. Na kraju radionice, svaka skupina pokazat će ostalim sudionicima kako pomoću njihove društvene igre ponoviti koncepte iz geometrijske optike. Nastava je orijentirana na učenike koji uspješno primjenjuju usvojene odgojno-obrazovne ishode pri ponavljanju geometrijske optike.

Kao primjer primjene metode serijacije u fizici, odabrali smo usporedbu visina planina na Mjesecu i planina na Zemlji. Visinu reljefnih neravnina na Mjesecu moguće je odrediti mjerenjem duljine u sjeni istih. Postupak određivanja visina mjesečevih reljefnih neravnina uključuje teleskopsko snimanje mjesečeve površine, uporabu digitalnih alata poput Trackera ili ImageJa za mjerenje duljine u sjeni objekta te Stellariuma za dobivanje detaljnijih podataka o Mjesecu (elongacija Mjeseca, Mjesečeva faza). U radionici će se u alatu Tracker obrađivati slike dobivene teleskopskim snimanjem Mjesečevih reljefnih neravnina u području Montes Alpes na način da će se umjeravanjem mjerila duljine izmjeriti duljina u sjeni Mjesečeve planine. Nakon što se odredi duljina u sjeni Mjesečeve planine, primjenom trigonometrije izračuna se visina iste. Na dobivene izračunate vrijednosti visina Mjesečevih planina primijeniti će se metoda serijacije. Dobiveni podaci o visinama Mjesečevih planina će se obraditi uporabom programa za tablično računanje MS Excel i usporediti s visinama planinskih vrhova u planinskom lancu Alpe na Zemlji. Usporedbom visina i oblika reljefnih neravnina na Mjesecu i Zemlji uočiti će se sličnosti i razlike koje su posljedica geoloških procesa. Cilj je radionice omogućiti sudionicima da kroz praktičan rad uz uporabu digitalnih alata odrede visine nekih reljefnih neravnina na Mjesecu te ih usporede s visinama planina na Zemlji. Radionicom se potiče sudionike na osmišljavanje vlastitih eksperimentalnih istraživanja čija će realizacija potaknuti kod učenika razvoj vještina u istraživačkom pristupu učenju, kritičko mišljenje i sposobnost analize podataka u kontekstu prirodnih pojava.

Istraživanje fizičkih pojava kao jedan od elementa vrednovanja u nastavi fizike pruža učenicima mogućnost samostalnog istraživanja, mjerenja, kritičkog mišljenja te donošenja zaključka o nekoj prirodnoj pojavi. U ovoj radionici bi predstavili način proučavanja izovolumne promjene stanja plina koju smo osmislili tijekom Erasmus projekta provedenog u našoj školi koji je promovirao programiranje u svim nastavnim predmetima. Napravili smo opremu koju i dalje koristimo u nastavi koja pomoću senzora mjeri promjenu tlaka i temperature u posudi stalnog volumena. Ideja za opremu i istraživanje je nastala kao interdisciplinarna suradnja nastavnika fizike, elektrotehnike i informatike. Različita područja znanosti i tehnike i njihova suradnja su potrebna za moderna istraživanja prirodnih pojava što učenici mogu doživjeti tijekom ove radionice. Učenici na ovaj način, osim istraživanja fizičkih pojava također ostvaruju i ishode iz programiranja, elektrotehnike i informatike. Podaci dobiveni mjerenjima obrađuju se putem Excela i prikazuju grafički, te na taj način pomažu učenicima u donošenja zaključka.

Konceptualne mape vizualni su alati koji omogućuju organizaciju i strukturiranje informacija, olakšavajući povezivanje pojmova i prepoznavanje odnosa među njima. U obrazovanju iz fizike, gdje učenici često nailaze na poteškoće s apstraktnim konceptima i njihovom primjenom u stvarnom svijetu, konceptualne mape mogu značajno unaprijediti razumijevanje i pamćenje. Radionica se temelji na teorijskom okviru koji ističe važnost vizualizacije u procesu učenja te ulozi konceptualnih mapa u razvoju kritičkog mišljenja i analitičkih vještina. U prvom dijelu radionice sudionicima će biti predstavljene izrađene mentalne mape koje demonstriraju ključne pojmove i odnose u fizici, zajedno s kriterijima vrednovanja tih mapa. Vrednovanje će uključivati aspekte kao što su točnost, organizacija, jasnoća i upotreba oznaka, a sudionici će kroz diskusiju imati priliku doprinijeti daljnjem unapređenju tih kriterija. U drugom dijelu radionice sudionici će praktično izrađivati vlastite konceptualne mape, na papiru i/ili uz pomoć digitalnih alata. Proces izrade bit će praćen stručnim smjernicama i zajedničkom analizom, što će omogućiti sudionicima da prepoznaju potencijal konceptualnih mapa za unaprjeđenje nastave fizike.

Sve je veći broj naših učenika koji već u nižim razredima gubi interes za učenjem i razvijanjem vještina. Zastarjele metode poučavanja jedan su od razloga zašto se to događa iako se danas učenicima nude brojne aktivnosti kojima jačaju svoje kompetencije. Kako bismo pratili prirodni razvoj dječjega mozga učenjem kroz igru i pričanje priča (storytelling) uz kreativno razmišljanje bez stresa u nastavnom procesu osiguravamo uspješno usvajanje ishoda predmeta Fizika. Usavršavanja učitelja u odgojno – obrazovnom radu ovakvim metodama poučavanja učenika trebaju biti zastupljenija s redovnim, a posebice s visokomotiviranim i potencijalno darovitim učenicima u STEM području kako bi svi oni razvijali svoje potencijale i odrastali u uspješne i zadovoljne ljude. Autorice radionice predstaviti će model rada s visokomotiviranim učenicima na tema Gustoća obrađivane u fazama od motivacijske, informativne, radne, konstrukcijske do prezentacijske i evaluacije te će na ovaj način povezati ishode predmeta Fizika u 7. razredu s međupredmetnim temama Zdravlje i IKT. U malim skupinama polaznici radionice bit će kratko upućeni u faze pripremanja za nastavni sat, izradu pisanog obrasca pripreme te potreban pribor i opremu za provedbu nastavnog sata, nastavnog listića za vođeno istraživanje za učenike prema redovitom programu, osmislit će fizikalnu priču tehnikom storyteilling-a i zadatke za escape room te evaluaciju i samoevaluaciju za učenike. Na kraju radionice svoje uratke predstavit će ostalim polaznicima radionice, osmisliti vlastite recepte za zdrave napitke, izraditi ih i počastiti se. Za ovakav rad potrebno je izdvojiti dosta slobodnog vremena za pripremanje materijala i pribora te osiguravanje financijskih sredstava za provedbu. Zadovoljstvo učenika te stečena znanja i vještine velika su motivacija učiteljicama za nastavak ovakvog načina rada.

Poučavanje fizike suočava se s izazovima zbog generacijskih razlika i potreba za modernizacijom. Didaktičke igre nude inovativan način za olakšavanje razumijevanja fizikalnih pojmova kroz interaktivne i kreativne aktivnosti. Radionica je osmišljena kako bi potaknula kreativnost, istraživački duh i praktičnu primjenu znanja sudionika. Cilj radionice je osposobiti učitelje i nastavnike za izradu edukativnih igara koje omogućuju povezivanje teorije i prakse. Sudionici će se tijekom radionice podijeliti u skupine, u kojima će izraditi igre nadahnute popularnim društvenim igrama poput Alias, UNO, Čovječe, ne ljuti se i Memory. Svaka skupina će razviti sadržaj prilagođen fizikalnim konceptima, uz poticanje inovativnosti i timskog rada. Prilikom kreiranja didaktičkih igara, sudionici će raspraviti i predložiti sustav vrednovanja učenika tijekom igranja igara. Bit će prezentirani gotovi učenički radovi koje su učenici samostalno napravili po uzoru na društvene igre. Ovaj pristup pokazao se kao vrlo učinkovit za razvoj učeničkog razumijevanja fizike, motivacije i timskog rada, uz istovremeno poticanje inovativnosti i primjene stečenog znanja u interaktivnim i zabavnim oblicima učenja.

Poticanje učenika na razmišljanje kako znanstveni i tehnički napredak doprinosi održivosti planeta i očuvanju okoliša, jedna je od važnih zadaća odgojno - obrazovnog procesa. Razvoj tehnologija za proizvodnju energije iz obnovljivih izvora smanjuje ovisnost o fosilnim gorivima i emisiju stakleničkih plinova. Stoga je na nastavi fizike ključno kod učenika razvijati ekološku osviještenost o korištenju energije iz obnovljivih izvora i davanju prednosti tzv. zelenim tehnologijama jer time učenici, ne samo da stječu znanje o samim izvorima energije, već također uče o principima poput zakonitosti očuvanja energije, energiji pokreta, termodinamici i elektromagnetizmu.
Radionica izrade vjetroturbine je zamišljena kao primjer učeničkog istraživanja na temu obnovljivih izvora energije, ali i njihovo upoznavanje s ekološkim otiskom. Može se prilagoditi i za učenike osnovnih i srednjih škola, a omogućava primjenu znanja u stvarnim situacijama. Radionica učenicima omogućuje sticanje praktičnih vještina i usvajanje ishoda vezanih uz obnovljive izvore energije, tehnologije vjetroturbina, spajanja strujnih krugova, principu rada elektromotora i primjene elektromagnetske indukcije koji se javljaju u kurikulumu drugog i trećeg razreda srednje škole, a u manjem obimu i u kurikulumu osnovne škole. Kroz kreativan i timski rad izrade, testiranja i optimizacije vjetroturbina učenici stječu praktične vještine i tehnička znanja kao što su rezanje, lemljenje i spajanje strujnih krugova. Analiza rezultata i kritičko razmišljanje o održivim tehnologijama doprinosi njihovom razumijevanju važnosti obnovljivih izvora energije i uloge koju svaki pojedinac može igrati u borbi protiv klimatskih promjena.

Digitalno istraživanje fizičkih pojava jedna je od metoda kojom se može provoditi istraživačka nastava. Jedan od digitalnih alata kojim se mogu obuhvatiti sve faze istraživanja je Yenka [1], skup programa za izradu edukativnih digitalnih interaktivnih materijala. Na uvodnom dijelu radionice polaznici će se upoznati s načinom registracije, sa sučeljem Yenke, radnim prostorom i elementima koji se mogu koristiti za dizajniranje simulacija. Prolazeći kroz sve faze istraživanja, polaznici će tijekom radionice pronaći gotove simulacije i prilagoditi ih potrebama istraživanja, ovisno o temi i stupnju obrazovanja njihovih učenika. Osim toga, dizajnirat će i nove simulacije i radne materijale za istraživanje zakona geometrijske optike - zakon refleksije i zakon loma svjetlosti. Izradit će simulacije i materijale za istraživanje zakona refleksije na ravnom zrcalu te lom svjetlosti u optičkim sredstvima različitih optičkih gustoća. Oblikovat će i simulaciju Youngovog pokusa interferencije i osmisliti istraživački zadatak u Yenki kojim će istražiti nastajanje interferencijske slike nastale prolaskom svjetlosti kroz Youngove pukotine. Polaznici će moći oblikovati simulacije i materijale za učenike s prilagođenim programom obrazovanja ili za darovite učenike pa će konstruirati, po izboru, jedan od optičkih uređaje: periskop, povećalo, kameru obscuru ili teleskop. U zadnjem dijelu radionice napravit ćemo evaluaciju i refleksiju istraživanja gdje će polaznici jedni drugima prezentirati svoju simulaciju i istraživački zadatak koji su osmislili na zadanu temu. Podijelit će također svoja iskustva rada iz prakse vezana uz istraživanje fizičkih pojava. Yenka, a new generation of educational modelling tools from Sumdog, URL: https://yenka.com/ (17. 12. 2024.)

Ako se koriste zvučni valovi pokusi se mogu jednostavno postaviti i izvesti. Potreban je samo izvor i prijemnik zvuka, a pametni mobiteli su sveprisutni, kao i potrebne besplatne aplikacije. Istraživanje Dopplerova učinka uporabom pametnih telefona otvara niz mogućnosti u nastavi fizike. Omogućen je pristup složenim znanstvenim konceptima na praktičan i interaktivan način uz korištenje prednosti modernih tehnologija. Učenicima se omogućuju razumijevanje osnovnih fizičkih načela uz stjecanje vještina opažanja, mjerenja i analiziranja podataka. Osim toga uključivanjem sveprisutne mobilne tehnologije dana je i prilika da se potakne interes učenika za znanost, tehnologiju, inženjerstvo i matematiku. Tema će biti odrađena u obliku radionice (do 15 nastavnika). Nastavnici će odraditi nekoliko vježbi ili eksperimentalnih zadataka iz područja zvučnih valova i upoznati se sa načinom osmišljavanja i tehničke izvedbe eksperimentalnih postava. Odredit će se brzina širenja ultrazvuka na nekoliko načina (stojni val, interferencija na dvostrukim pukotinama, ogib, refleksija), demonstrirat će se stojni val pomoću ultrazvučne levitacije, te eholokacija šišmiša i sonar. Pokazat će se kako izvesti jednostavni prijemnik i predajnik ultrazvučnih signala na osnovu jednostavnih ultrazvučnih osjetnika. Osim pokusa sa ultrazvukom izvest će se i neki pokusi sa zvukom. Analizirat će se prednosti i ograničenja analize Dopplerovog učinka u pokusu sa rotirajućom kružnom pločom i zvučnicima pomoću programa Audacity. Zvučni udari se mogu istražiti pomoću pametnih telefona i programa Phyphox.

FizziQ je aplikacija koja omogućuje korištenje pametnih telefona i tableta za izvođenje pokusa iz fizike i ostalih prirodnih znanosti. Aplikacija je besplatna, ne zahtijeva internetsku vezu i koristi ugrađene senzore za prikupljanje i analizu podataka. U okviru radionice sudionici će: Upoznati ključne funkcionalnosti FizziQ-a te načine primjene aplikacije tijekom nastavnog procesa. Istražiti mogućnosti korištenja senzora pametnog telefona (akcelerometar, senzor svjetlosti, magnetometar i dr.) za izvođenje različitih pokusa. Kreirati jednostavne pokuse koji omogućuju istraživanje temeljnih fizikalnih principa. Razmotriti primjere pokusa koji potiču aktivno učenje i razvijaju vještine znanstvenog istraživanja kod učenika. Radionica je namijenjena učiteljima i nastavnicima fizike koji žele obogatiti nastavni proces suvremenim tehnologijama, čime se kod učenika potiče razumijevanje fizike kroz samostalno istraživanje i praktične primjere. Kroz demonstriranje, diskusiju i interaktivne aktivnosti, sudionici će steći uvid u način na koji FizziQ može pridonijeti nastavi fizike te je učiniti pristupačnijom i zanimljivijom.

Zainteresirati učenike za prirodne znanosti predstavlja izazov, posebno u eri moderne tehnologije. Posljednjih godina na tržištu su se pojavili pametni teleskopi, kojima se upravlja pomoću telefona ili tableta, po pristupačnim cijenama (350–500 eura). Ovi uređaji mogu značajno potaknuti interes učenika za astronomiju i astrofotografiju. Na radionici će polaznici upoznati pametne teleskope, njihove mogućnosti i besplatne softverske alate za astronomiju i obradu astrofotografija. U prvom dijelu radionice sudionici će praktično raditi s teleskopom – postavljati ga, usmjeravati prema objektima i koristiti osnovne funkcije poput praćenja objekata i rotacije polja. Također, upoznat će program Stellarium, koji simulira noćno nebo, omogućuje pronalazak nebeskih objekata za promatranje i pomaže učenicima da nauče prepoznavati zviježđa i kretanje planeta. Drugi dio radionice fokusiran je na astrofotografiju. Sudionici će obrađivati fotografije maglica koristeći tehnike poput slaganja ekspozicija (stacking) radi poboljšanja oštrine i kontrasta, te korigiranja boja. Radit će u besplatnim programima poput SIRIL, AutoStakkert i DeepSkyStacker kako bi ovladali metodama obrade i bolje razumjeli postupke unapređenja slike. Na kraju će sudionici vidjeti primjere fotografija koje su učenici sami snimili i obradili, te dobiti praktične smjernice za implementaciju ovih alata u edukaciju.

Radionica je temeljena na rezultatima višegodišnjeg rada s učenicima koji se obrazuju po redovitom kurikulumu uz prilagodbu sadržaja i individualizirane postupke. Cilj radionice je prikaz primjera dobre prakse te predlaganje pozitivnih rješenja usmjerenih na dobrobit kognitivnog razvoja učenika. Radionica se planira u tri dijela. U prvom dijelu, bit će potaknuta rasprava o prilagodbi sadržaja i individualizaciji postupaka za učenika 7. razreda koji nema razvijen automatizam u čitanju i pisanju koji se školuje prema redovitom programu uz prilagodbu sadržaja i individualizirane postupke za dio ishoda FIZ OŠ B.7.2. Analizira međudjelovanje tijela te primjenjuje koncept sile. Razlog odabira poteškoće je što se specifičnost može izdvojiti kao zajednička karakteristika mnogim poteškoćama s kojima se susrećemo u praksi za učenike koji se školuju prema redovitom programu uz prilagodbu sadržaja i individualizirane postupke. U drugom dijelu, bit će predstavljeni savjeti kod izrade nastavnih materijala koji podupiru uspješno usvajanje i vrednovanje dijela navedenog odgojno-obrazovnog ishoda, temeljeni na iskustvu voditeljice. Isti se odnose na koncipiranje i izgled teksta, slova i znakova te prezentaciju informacija s obzirom na navedenu poteškoću. Sudionici će uspoređivati nastavne listiće iz prvog dijela s primjerima nastavnih listića koje koristi voditeljica u svom radu. U trećem dijelu, naglasak će biti na komunikaciji s učiteljima o načinima vrednovanja ostvarenosti odgojno-obrazovnog ishoda, usklađenih s važećim pravilnikom, smjernicama i iskustvu.