Istraživanje na školskoj razini – Fizika u tvom objektivu

U sklopu nastave fizike u Gimnaziji A. G. Matoša u Đakovu, pokrenuto je istraživanje pod nazivom “Fizika u tvom objektivu”. Cilj je bio ispitati razinu primjene teorijskog znanja fizike na svakodnevne situacije te osvijestiti učenike prvih razreda o prisutnosti fizikalnih zakona u njihovom neposrednom okruženju.

Istraživanje je usmjereno na 67 učenika prvih razreda gimnazije, koji se u ovoj fazi obrazovanja susreću s temeljnim konceptima klasične mehanike. Primijenjena je metoda anketnog upitnika koji se sastoji od 15 problemskih situacija iz svakodnevnog života. Umjesto klasičnog rješavanja numeričkih zadataka, od učenika se traži prepoznavanje koncepata.

Ovim istraživanjem nastoji se premostiti jaz između apstraktnih formula i opipljive stvarnosti. Učenici se potiču na kritičko promatranje svijeta “kroz objektiv” fizike, čime se razvija njihova znanstvena pismenost. Poseban naglasak stavljen je na razumijevanje razlike između mase i težine, kao i na eliminaciju čestih zabluda (poput utjecaja mase na brzinu pada u vakuumu).

Rezultati anketnog upitnika:

• 92 % učenika smatra da je tromost ili inercija koncept koji objašnjava zašto poletimo naprijed nakon naglog kočenja autobusa, 5 % učenika smatra da nam to objašnjava sila teža, 2 % otpor zraka i 1 % centripetalna sila.
• 99 % učenika smatra da je zimi na zaleđenoj cesti opasnije voziti nego po suhom asfaltu zbog drastičnog smanjena sile trenja, a samo 1 % učenika smatra da je uzrok magnetsko djelovanje leda.
• 89 % učenika misli da kada skoče s čamca na obalu, čamac se odmiče u suprotnom smjeru zbog akcije i reakcije, 6 % misli da je uzrok Hookeov zakon, 3 % misli da je to Zakon očuvanja energije, a 2 % misli da je to posljedica Arhimedova zakona.
• 68 % učenika smatra ako u vakuumu ispuste tešku metalnu kuglu i lagano pero da će oni pasti istovremeno, a 15 % misli da će kugla pasti prva, 15 % misli da će ostati lebdjeti jer nema zraka, a 2 % misli da će pero pasti prvo.
• 95 % učenika smatra da sportaši na kopačkama ili tenisicama imaju vijke/klinove kako bi povećali trenje i smanjili proklizavanje, 3 % smatra da to smanjuje pritisak na tlo, 2 % smatra da na taj način smanjuju svoju tromost, a nitko ne misli da to imaju zbog povećanja visine.
• 63 % učenika smatra ako bace lopticu vodoravno s balkona, da ona opisuje parabolu, 22 % učenika misli da loptica prvo ide ravno, a onda naglo skrene dolje, 12 % da pada ravno – dijagonalno, a 3 % da izvodi kružno gibanje.
• 61 % učenika smatra da će njihova masa na Mjesecu ostati ista, 19 % smatra da će se smanjiti 6 puta, 16 % smatra da će bit jednaka nuli, a 4 % smatra da će se povećati jer nema zraka.
• 97 % učenika smatra da je lakše gurati prazna kolica u trgovini nego puna jer puna kolica imaju veću tromost, 2 % ih smatra da lakše jer puna kolica imaju veći volumen, 1 % ih smatra da je gravitacija u trgovini selektivna, a nitko ne smatra da su prazna kolica aerodinamičnija.
• 93 % učenika smatra da centrifugalna sila brzo okreće bubanj kako bi izbacila vodu iz odjeće, 4 % smatra da je zaslužna magnetska sila bubnja, 2 % sila uzgona i 1 % atomska sila.
• 97 % učenika smatra da čekić „odskoči“ unatrag kad čavao ulazi u dasku zbog sile reakcije kojom čavao djeluje na čekić, 2 % smatra da je razlog od kojeg je materijala napravljena daska, 1 % smatra da se čekić prepadne udarca, a nitko ne smatra da se to događa zbog otpora zraka.
• 74 % učenika misli da se zagrijani zrak podiže gore jer postaje rjeđi, pa na njega djeluje uzgon, 26 % smatra da postaje gušći od hladnog zraka, a nitko ne smatra da ga privlači Sunce ili da je to uzrok horizontalnog hitca.
• 65 % učenika misli ako se opruga na kemijskoj olovci previše rastegnete da će doći do trajne deformacije, 33 % misli da će se vratiti u početno stanje zbog elastičnosti, 2 % misli da će postati magnetična, a nitko ne misli da će na nju prestati djelovati gravitacija.
• 64 % učenika smatra da ptice mogu sjediti na visokonaponskim dalekovodima bez da ih udari struja jer ne dodiruju tlo, 19 % misli da imaju izolirane noge, 15 % misli da ptice ne provode struju, 2 % misli da je struja kroz žice jako slaba.
• 94 % učenika smatra da se pojava kretanja zrakoplova brže od zvuka, naziva probijanje zvučnog zida, 5 % misli da je to rezonancija, 1 % misli da je to Dopplerov efekt, a nitko ne misli da je to difrakcija svjetlosti.
• 84 % učenika smatra da nam se žlica čini “slomljena” kada je stavimo u čašu s vodom zbog loma svjetlosti, 12 % misli zbog refleksije svjetlosti, 3 % da je to optička varka koja nema veze s fizikom, a 1 % misli da je to zbog pritiska vode na žlicu.

Rezultati istraživanja pomoći će u daljnjem unaprjeđenju nastave i pristupa složenim fizikalnim konceptima, čineći ih zanimljivijima i pristupačnijima.
Ovo istraživanje predstavlja korak prema modernoj, istraživački usmjerenoj nastavi koja koristi digitalne alate i svakodnevne fenomene kao ključne motive za učenje.