Simulacije u nastavi fzike
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
2
Sadržaj
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
2.1. Empirijski pokazatelji održivosti teorija o učenju pomoću modernih medija
............................ 13
3.2. Simulacije fizikalnih sadržaja
................................................................................................. 15
3.3. Kreiranje modela i simulacije
................................................................................................. 17
3.4. Simulacije u kontekstu modernog pristupa zadavanju zadataka
............................................... 18
4.1. Interaktivnost i Physleti
4.2. Osnovna klasifikacija multimedijalnih softwarea
.................................................................... 21
4.3. Istraživanja u oblasti nastave fizike i Physleti
......................................................................... 22
4.4. Didaktički potencijali fizleta
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
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
4.7.1. Kreiranje Animator obrasca
............................................................................................ 34
4.7.2. Animiranje kreiranog objekta
.......................................................................................... 38
5.2. Primjer 2. - Formiranje lika kod sabirnog sočiva
................................................................... 47
5.3. Primjer 3. - Određivanje elektromotorne sile i unutrašnjeg otpora baterije

4
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.
5
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

7
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.
Ovaj materijal je namenjen za učenje i pripremu, ne za predaju.
Slični dokumenti