Univerzitet u Sarajevu 
Prirodno – matematički fakultet 
Odsjek za fiziku

 

 
 
 

 

 
 
 
 
 
 
 

 
 

SIMULACIJE U NASTAVI FIZIKE 

 

DIPLOMSKI RAD 

 

 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 

Student:                                                                   Mentor: 

Amila Spahić                                                          prof. dr. Esad  Hadžiselimović 

 

Februar, 2013. godine 

 

Sadržaj 

 

Uvod ......................................................................................................................................4

 

1. Mediji u nastavi fizike ......................................................................................................5

 

1.1. Klasični mediji

 .........................................................................................................................5 

1.2. Moderni mediji u nastavi fizike

 .................................................................................................6 

1.2.1. Didaktički potencijali modernih medija

 ..............................................................................6 

1.2.2. Moderne tehnologije kao urednici toka nastave i učenja

 ........................................................9 

2. Metodički aspekti primjene modernih medija u nastavi fizike ..................................... 11

 

2.1. Empirijski pokazatelji održivosti teorija o učenju pomoću modernih medija

 ............................ 13 

3.  Simulacije u nastavi fizike ............................................................................................. 15

 

3.1. Šta su simulacije?

 ................................................................................................................... 15 

3.2. Simulacije fizikalnih sadržaja

 ................................................................................................. 15 

3.3. Kreiranje modela i simulacije

 ................................................................................................. 17 

3.4. Simulacije u kontekstu modernog pristupa zadavanju zadataka

............................................... 18 

4. Physleti ............................................................................................................................ 20

 

4.1. Interaktivnost i Physleti

 .......................................................................................................... 20 

4.2. Osnovna klasifikacija multimedijalnih softwarea

 .................................................................... 21 

4.3. Istraživanja u oblasti nastave fizike i Physleti

 ......................................................................... 22 

4.4. Didaktički potencijali fizleta

 ................................................................................................... 22 

4.4.1. Physleti i novi pristup procesu rješavanja fizikalnih problema

 ......................................... 22 

4.4.2. Physleti kao alat za kvalitetniju procjenu razumijevanja fizike kod učenika

 ...................... 23 

4.4.3. Jednostavnost Physleta

 .................................................................................................... 24 

4.4.4. Dostupnost Physleta

 ........................................................................................................ 25 

4.4.5. Metodika korištenja Physleta

 ........................................................................................... 26 

4.5. Just in Time Teaching (JiTT) pristup nastavi

 .......................................................................... 26 

4.6. Učenička percepcija Physleta

 ................................................................................................. 29 

4.7. Instaliranje fizleta na računar i njihovo prilagođavanje potrebama nastavnika

....................... 31 

4.7.1. Kreiranje Animator obrasca

 ............................................................................................ 34 

4.7.2. Animiranje kreiranog objekta

 .......................................................................................... 38 

5. Primjeri ........................................................................................................................... 42

 

5.1.Primjer 1. -  Slobodan pad

 ...................................................................................................... 42 

5.2.  Primjer 2. - Formiranje lika kod sabirnog sočiva

 ................................................................... 47 

5.3. Primjer 3. -  Određivanje elektromotorne sile i unutrašnjeg otpora baterije

 ............................ 48 

background image

 

SIMULACIJE U NASTAVI FIZIKE 

Uvod 

 

Brojna naučna istraživanja koja su provedena u nekoliko posljednjih decenija na polju fizike 
ukazuju na nužnost odstupanja od tradicionalnog podučavanja fizike u školama. Zbog toga se 
sve  više  pribjegava  upotrebi  modernih  medija  u  nastavi.  Posebno  mjesto  u  informatičkom 
društvu današnjice, pa tako i u modernoj nastavi fizike, zauzima računar. 

Moderni  mediji  su  dosta  većeg  kapaciteta  od  tradicionalnih,  kada  je  u  pitanju  mogućnost 
prezentiranja  informacija  i  komunikacija  specifičnih  ideja.  Glavne  tri  karakteristike  ovih 
medija  su  multimodularnost  informacija  (omogućavanje  spoznavanja  informacija  različitim 
čulima),  mnogostruko  kodiranje  sadržaja  (njihovo  predstavljanje  u  različitim  oblicima)  i 
mogućnost  izgraĎivanja  interaktivnosti  u  nastavi

Prvo  poglavlje  ovog  rada  upravo  je 

posvećeno karakteristikama modernih medija. 

Drugo poglavlje osvrće  se  na  metodiku korištenja  mutimedija u  nastavi  fizike. Polazi  se od 
ideje  da  moderni  mediji  sami  po  sebi  ne  mogu  unaprijediti  nastavnu  praksu  iz  fizike.  Za 
ostvarivanje njihovih didaktičkih potencijala, u konačnici  je odgovoran sam nastavnik. Radi 
ukazivanja na empirijsku utemeljnost iznesenih tvrdnji, u ovom poglavlju su izloženi rezultati 
nekih istraživanja primjene multimedije u praksi. 

Kada  je  vizualizacija  fizikalnih  sadržaja  i  situacija  u  pitanju  značajno  mjesto  zauzimaju 
simulacije. Treće poglavlje rada osvrće se na kreiranje modela i simulacije. 

Centralno  mjesto  u  ovom  radu  posvećeno  je  izučavanju  tzv.  Physleta  (PHYSical  appLET), 
malih Java apleta koji prema mnogim istraživanjima predstavljaju veoma vrijedan metodički 
alat  za  konstruisanje  nastave  fizike  u  duhu  potreba  koje  nam  nameće  21.  vijek.  Prednost 
Physleta  u  odnosu  na  većinu  ostalih  edukacijskih  softwarea,  sastoji  se  u  postojanju  velikog 
broja  sistematski  razvijenih  ilustracija,  eksploracija  i  zadataka  za  gotovo  svaku  tematsku 
cjelinu  iz  opšte  fizike.  Dok  je  ustaljena  praksa  koristiti  simulacije  za  potrebu  vizualizacije 
fizikalnih sadržaja, Physleti ukazuju na činjenicu da simulacije mogu biti vjerovatno i od veće 
koristi, ukoliko se primjenjuju za potrebe eksploracije i rješavanja fizikalnih problema. 

U  sklopu  izučavanja  Physleta  u  ovom  radu  istaknuta  je  njihova  vrijednost  s  aspekta 
kognitivne  psihologije,  a  ponuĎen  je  i  osvrt  na  metodiku  njihove  primjene.  U  ovom  dijelu 
rada  objašnjene  su  i  tehničke  pojedinosti  koje  se  odnose  na  proces  instaliranja  Physleta  na 
lokalni računar  i  modifikaciju  istih za potrebe nastave  fizike, a sve radi podsticanja  njihove 
što jednostavnije, efikasnije i šire primjene u praksi. 

U  završnom  dijelu  predstavljena  su  tri  konkretna  primjera  upotrebe  Physleta  u  nastavi.  U 
okviru  prvog  primjera,  cilj  je  da  učenici  mjerenjem  zavisnosti  preĎenog  puta  od  vremena, 
relativno samostalno istraže kakvo kretanje, s aspekta kinematike, slobodan pad predstavlja. 
Drugi  primjer  ilustrira  svojstvo  interaktivnosti  Physleta,  dok  treći  primjer  ukazuje  na 
činjenicu da Physleti mogu biti efikasno iskorišteni kao podrška eksperimentalnoj metodi.

 

 

1. Mediji u nastavi fizike 

 

U  didaktici  fizike  pod  medijima  općenito  podrazumijevamo  sva  sredstva  koja  su  u  stanju 
posredovati  informacije.  Nastavnicima  mediji  služe  za  olakšavanje  procesa  poučavanja,  dok 
učenicima pomažu u procesu učenja (Kircher, Girwidz & Haeussler, 2009). Moderna nastava 
fizike prožeta je korištenjem velikog broja raznovrsnih medija. MeĎutim, postavlja se pitanje 
da li mediji sami po sebi mogu da utiču na kvalitet nastave fizike. Didaktičari fizike složni su 
u  odgovoru  da  to  nije  moguće.  Mediji  su  samo  u  onoj  mjeri  efikasni,  koliko  nastavnici 
uspijevaju  da  iskoriste  njihove  didaktičke  potencijale.    Sa  porastom  kompleksnosti  i 
informacijskih  kapaciteta  medija,  rastu  i  zahtijevi  na  kompetentnost  nastavnika  kada  je  u 
pitanju  primjena  pomenutih  medija  u  procesu  poučavanja.  Kircher,  Girwidz  &  Hauessler 
(2009)  ističu  nesklad  izmeĎu  nivoa  tehnološkog  napretka  i  napretka  pedagoških  vještina 
nastavnika.  U  skladu  s  tim,  korisno  je  poznavati  didaktičke  potencijale  različitih  medija, 
pažljivo  pristupati  selekciji  istih,  te  detaljno  planirati  metodiku  njihove  primjene  u  okviru 
nastavnog  časa.  Bitno  je  napomenuti,  da  nije  korektno  govoriti  o  tome  da  je  jedna  vrsta 
medija  kvalitetnija  od  neke  druge  vrste  medija.  Usporedba  adekvatnosti  primjene  različitih 
vrsta  medija  ovisi  o  konkretnom  nastavnom  cilju.  Tako  npr.  korištenje  table  može  biti 
adekvatniji  izbor  ukoliko  imamo  za  cilj  demonstrirati  sam  proces  izvoĎenja  neke  fizikalne 
formule, ali nam interaktivne simulacije pravilnosti na koju se fizikalna formula odnosi mogu 
značajno olakšati stvaranjem  vizualnih  mentalnih  modela  vezanih za odgovarajuće  fizikalne 
pojave od interesa. U tom smislu, mediji se mogu primjenjivati komplementarno. 

S  obzirom  na  tehničke  aspekte,  razlikujemo  tzv.  predtehničke  medije  (npr.  tabla,  knjiga, 
tablica)  i  tehničke  medije,  koji  se  dalje  dijele  na  audio-medije  (npr.  cd-player),  vizuelne 
medije  (npr.  grafoskop)  i  audiovizuelne  medije  (npr.  televizija,  računar).  Pomenute  vrste 
medija  posreduju  dakle  informacije  u  audio  (slušnom)  obliku,  vizuelnom  obliku  i 
audiovizuelnom  obliku.  Reprezentacija  i  količina  informacija  koje  dospijevaju  do 
kratkoročnog pamćenja, utiču na prirodu i daljnju kognitivnu obradu tih informacija, a samim 
tim i na procese učenja. 

Prije nego što nešto detaljnije razmotrimo didaktičke potencijale i metodičke aspekte primjene 
modernih medija u nastavi fizike, radi ostvarivanja holističkog pristupa, najprije ćemo izložiti 
najosnovnije pojedinosti koje se odnose na klasične medije u nastavi fizike. 

  

1.1. Klasični mediji 

 

Klasični  mediji  koji  se  najčešće  koriste  u  nastavnoj  praksi  fizike  su  tabla,  grafoskop, 
udžbenik/tekstualni izvori informacija i radni listovi. 

Tabla je medij koji i u modernoj nastavi fizike zadržava svoj izuzetni značaj. Primjena ovog 
medija  je  jednostavna,  a  ključna  prednost  ovog  medija  sastoji  se  u  olakšavanju  efikasnog 
komuniciranja  načina  fizikalnog  razmišljanja.  Kao  takva,  tabla  pospješuje  razvijanje 

background image

 

tekstualnih  informacija  se  usmjerava  samom  strukturom  teksta,  dok  je  u  slučaju  izvora 
vizualnih informacija samo procesiranje informacija u većoj mjeri prepušteno samom učeniku 
(tok  procesiranja  kontroliše  učenik).  Zbog  toga  je  radi  efikasnijeg  korištenja  informacija 
vizualnog tipa u nastavi i prilikom učenja općenito, nužno iznijeti dodatne napomene koje  se 
odnose na potrebu usmjeravanje pažnje učenika na specifične aspekte vizualizacije.  
 
Opisani problem, posebno je relevantan za nastavu prirodnih nauka jer je razvijanje dubokog 
razumijevanja  naučnih  pojava  uslovljeno  razumijevanjem  kauzalnih  odnosa,  a  kauzalni 
odnosi su sa svoje strane u biti sekvencijalne prirode.  
 
Svaki  medij  je  specifičan  po  tome  što  omogućava  i  olakšava  primjenu  odreĎenih  nastavnih 
metoda. Primjena  multimedijalnih  sadržaja  tipično  uključuje  raznovrsne simboličke sisteme, 
što kod učenika plijeni pažnju i potiče ga na aktivno učenje.  Efekti multimedije na motivaciju 
učenika  su  veliki.  Učenik  bolje  shvata  uzročno  -  posljedične  veze  izmeĎu  nekih  pojava  i 
motivisan  je  za  samostalo  učenje  fizike.  U  tom  pogledu  moderni  mediji  su  potencijalno 
nadmoćniji od nekih tradicionalnijih medija. 

Moderni  mediji  su  većeg  kapaciteta  od  tradicionalnih  kada  je  u  pitanju  mogućnost 
prezentiranja  informacija  i  komunikacija  specifičnih  ideja.  Glavne  tri  karakteristike  ovih 
medija  su  multimodularnost  (omogućavanje  spoznavanja  informacija  različitim  čulima), 
mnogostruko  kodiranje  sadržaja  (njihovo  predstavljanje  u  različitim  oblicima)  i  mogućnost 
podsticanja  interaktivnosti  u  nastavi  (multimedija).  S  aspekta  psihologije  učenja  pomenuta 
svojstva  modernih  medija, obezbjeĎuju potencijal  za uspješno komuniciranje  i  interakciju u 
nastavi.  MeĎutim,  s  didaktičkog  aspekta,  ovi  faktori  prije  utiču  na  „površinsku“  nego  na 
„dubinsku“ strukturu nastavnog procesa.  

 

Multimodularnost   

Multimodularni  sistemi  uključuju  veći  broj  senzornih  sistema.  Mayer  (1997.)  pri  tome 
posebno naglašava mogućnosti da se ilustracije poprate govorom, kao veoma interesantne sa 
metodičkog  aspekta.  Moreno  i  Mayer  (1998.) takoĎer  su  došli  do  rezultata  da  su  animacije 
djelotvornije za učenje ako je u njih uključena i akustična komponenta. Oni to objašnjavaju 
specijalizacijom  mozgovnih  hemisfera  i  činjenicom  da  operativno  pamćenje  čini  sistem  za 
obradu  verbalnih  i  sistem  za  obradu  slikovnih  simbola  [2].  Zbog  toga  je  učenje  upravo 
najefikasnije kada mozak sinhronizovano obraĎuje i predodžbene i verbalne sadržaje. 

Mnogostruko kodiranje  

Za  Girwidza  (2004.)  je  pored  djelovanja  na  različita  čula,  jedno  od  najbitnijih  obilježja 
multimedije  i  obilje  mogućnosti  različih  reprezentacija  jednog  te  istog  objekta  učenja. 
Prezentiranje  informacija  u  različitim  oblicima  je  veoma  bitno  za  efikasno  učenje,  jer  se 
barem  u  početnoj  fazi  obrade  informacija  vrši  specifično  kodiranje  te  informacije.  Obrada 
tekstualnih  i  slikovnih  sadržaja  u  mozgu  čak  je  i  fiziološki  različita,  što  potvrĎuju  i 
istraživanja  o  specijalizaciji  mozgovnih  hemisfera  (Springer&Deutsch,  1998.).  Različiti 
kodovi nude i različite mogućnosti izražavanja, ali se razlikuju i po zahtijevnosti. 

Želiš da pročitaš svih 50 strana?

Prijavi se i preuzmi ceo dokument.

Ovaj materijal je namenjen za učenje i pripremu, ne za predaju.

Slični dokumenti