Eksperimenti i računalne simulacije u nastavi fizike

U Gimnaziji A. G. Matoša Đakovo profesorica fizike provela je anketu među učenicima prvih i trećih razreda prirodoslovno-matematičke i opće gimnazije.
Cilj provođenja ankete bio je ispitati kakav oblik rada (demonstracijski pokusi, eksperimentalne vježbe ili računalne simulacije) učenicima najbolje odgovara za razumijevanje fizikalnih koncepata, pojava i procesa.

Učenici su ispunjavali anonimnu anketu od petnaest pitanja u Google Formsu. Anketi je pristupilo 95 učenika, a anketni upitnik možete pronaći ovdje:

  • 47 % učenika motiviraju demonstracijski pokusi u nastavi fizike, 32 % učenika motiviraju eksperimentalne vježbe, 7 % učenika motiviraju računalne simulacije, 0 % učenika motiviraju konceptualni zadatci, a 14 % učenika motiviraju numerički zadatci
  • 100 % učenika smatra da demonstracijski pokusi imaju važnu ulogu u poučavanju fizike, a 0 % učenika smatra da demonstracijski pokusi nemaju važnu ulogu u poučavanju fizike
  • 11 % učenika smatra da demonstracijski pokusi pridonose općem i konceptualnom razumijevanju fizikalnih pojmova pri promatranju, 62 % učenika smatra da demonstracijski pokusi pridonose općem i konceptualnom razumijevanju fizikalnih pojmova pri postavljanju hipoteze, provjeravanju hipoteze i donošenju zaključke, a 27 % učenika smatra da demonstracijski pokusi pridonose općem i konceptualnom razumijevanju fizikalnih pojmova pri njihovom izvođenju
  • 11 % učenika smatra da nije moguće izvoditi demonstracijske pokuse kod kuće za domaću zadaću, 31 % učenika smatra da je moguće ako kod kuće imaju potreban pribor za izvođenje pokusa, a 58 % učenika smatra da je lakše u školi s kolegama/kolegicama postaviti hipotezu, provjeriti hipotezu i donijeti zaključak
  • 98 % učenika smatra da eksperimentalne vježbe imaju važnu ulogu u poučavanju fizike, a 2 % učenika smatra da eksperimentalne vježbe nemaju važnu ulogu u poučavanju fizike
  • 71 % učenika smatra da se pri izvođenju eksperimentalnih vježbi provjeravaju fizikalni zakoni usporedbom s rezultatima mjerenja, 18 % učenika smatra da se provjeravaju motoričke sposobnosti, a 11 % učenika smatra da se provjerava usvojenost definicija i formula
  • 21 % učenika smatra da nije moguće provoditi eksperimentalne vježbe ako kabineti nisu dobro opremljen jer nemamo potreban pribor za njihovo izvođenje, 46 % učenika smatra da je moguće jer za neke eksperimentalne vježbe možemo koristiti jednostavan pribor koji je svima dostupan, a 33 % učenika smatra da je moguće ako eksperiment nije zahtijevan
  • 92 % učenika smatra da računalne simulacije imaju važnu ulogu u poučavanju fizike, a 8 % učenika smatra da nemaju
  • 40 % učenika smatra da im računalne simulacije pomažu u razumijevanju fizikalnih zakona i pojava, 15 % učenika smatra da im pomažu u razvijanju digitalne pismenosti, a 45 % učenika smatra da im pomažu u vizualnim prikazima apstraktnih koncepata i mikroskopskih procesa koji se ne mogu izravno promatrati
  • 97 % učenika navodi da im je Algodoo najviše pomogao pri razumijevanju fizikalnih koncepata i procesa, 1 % učenika navodi da je to Phet simulacija, 1 % učenika da je to Walter Fendt, a 1 % učenika da je to Vascak simulacija
  • 15 % učenika smatra da nema razlike između Algodoo-a i drugih simulacija, 4 5% učenika smatra da postoji razlika jer pomoću Algodooa mogu sam/a kreirati simulacije, dok 40 % učenika smatra da postoji razlika jer je Algodoo besplatna online simulacija
  • 17 % učenika smatra da simulacije mogu zamijeniti eksperimentalne vježbe jer mi treba samo računalo, a pribor nije potreban, 34 % učenika smatra da pribor za izvođenje eksperimentalnih vježbi i razvijanje motoričkih sposobnosti ne mogu zamijeniti simulacije, a 49 % učenika smatra da simulacije mogu zamijeniti eksperimentalne vježbe ako nemamo pribor za izvođenje eksperimentalne vježbe
  • 22 % učenika ocijenilo je svoje razumijevanje fizike izvođenjem demonstracijskih pokusa ocjenom odličan, 40 % učenika ocjenom vrlo dobar, 32 % učenika ocjenom dobar, 5 % učenika ocjenom dovoljan, a samo 1 % učenika ocjenom nedovoljan
  • 17 % učenika ocijenilo je svoje razumijevanje fizike izvođenjem eksperimentalnih vježbi ocjenom odličan, 41 % učenika ocjenom vrlo dobar, 27 % učenika ocjenom dobar, 13 % učenika ocjenom dovoljan, a samo 2 % učenika ocjenom nedovoljan
  • 18 % učenika ocijenilo je svoje razumijevanje fizike korištenjem računalnih simulacija ocjenom odličan, 34 % učenika ocjenom vrlo dobar, 31 % učenika ocjenom dobar, 14 % učenika ocjenom dovoljan, a samo 3 % učenika ocjenom nedovoljan

Rezultati ankete pružili su jasnu sliku što motivira učenike u nastavi fizike. Gotovo polovicu ispitanika motiviraju demonstraciji pokusi u nastavi fizike, a niti jednog ne motiviraju konceptualni zadatci. Svi ispitanici smatraju da demonstracijski pokusi imaju važnu ulogu u poučavanju fizike. Većina učenika smatra da demonstracijski pokusi pridonose općem i konceptualnom razumijevanju fizikalnih pojmova pri postavljanju hipoteze, provjeravanju hipoteze i donošenju zaključke, a mali broj smatra da demonstracijski pokusi pridonose općem i konceptualnom razumijevanju fizikalnih pojmova pri promatranju. Više od polovice učenika smatra da je lakše u školi s kolegama/kolegicama izvoditi demonstracijske pokuse. postaviti hipotezu, provjeriti hipotezu i donijeti zaključak.

Gotovo svi učenici smatraju da eksperimentalne vježbe imaju važnu ulogu u poučavanju fizike. Veliki broj učenika smatra da se pri izvođenju eksperimentalnih vježbi provjeravaju fizikalni zakoni usporedbom s rezultatima mjerenja, a samo mali broj smatra da se provjerava usvojenost definicija i formula. Polovica učenika misli da je moguće provoditi eksperimentalne vježbe ako kabineti nisu dobro opremljen jer smatraju da za neke eksperimentalne vježbe možemo koristiti jednostavan pribor koji je svima dostupan.

Većina učenika smatra da računalne simulacije imaju važnu ulogu u poučavanju fizike. Gotovo polovica učenika smatra da im računalne simulacije pomažu u vizualnim prikazima apstraktnih koncepata i mikroskopskih procesa koji se ne mogu izravno promatrati. Većina učenika navodi da im je Algodoo najviše pomogao pri razumijevanju fizikalnih koncepata i procesa, a polovica smatra da postoji razlika između Algodooa i ostalih simulacija jer pomoću Algodooa mogu sam/a kreirati simulacije. Većina učenika smatra da simulacije mogu zamijeniti eksperimentalne vježbe ako nemamo pribor za izvođenje eksperimentalne vježbe.

Najveći broj učenika ocijenilo je svoje razumijevanje fizike izvođenjem demonstracijskih pokusa ocjenom vrlo dobar (4), kao i razumijevanje fizike izvođenjem eksperimentalnih vježbi i korištenjem računalnih simulacija. Profesorica je jako zadovoljna što većina učenika pronalazi motivaciju u demonstracijskim pokusima, eksperimentalnim vježbama i računalnim simulacijama, te ju iznimno raduje što učenici vole rad u skupinama i suradnju s kolegicama i kolegama.