Ljuljačka i zakon očuvanja energije

Učenici trećeg razreda Gimnazije A. G. Matoša u Đakovu istražili su jednostavno njihalo na dječjem igralištu, te primijenili zakon očuvanja energije. Cilj istraživačke nastave bio je potaknuti učenike da razumijevanjem onog što su istražili razviju vlastito znanje.

U članku je predstavljen istraživački rad koji potiče razvoj znanstvenog i stvaralačkog mišljenja. Rad obuhvaća sadržaje vezane uz koncepte titranja, jednostavnog njihala, energije pri titranju, te zakona očuvanja energije. U prvoj fazi istraživanja učenici su riješili ulaznu karticu s četiri konceptualna zadatka, u drugoj fazi su se upoznali sa zadatcima istraživanja. Nadalje, u trećoj fazi su provodili istraživanje na dječjem igralištu, dok su u četvrtoj fazi rješavali izlaznu karticu s četiri konceptualna zadataka. Na kraju dvosata slijedila je evaluaciju istraživačkog rada i ispunjavanje lista za procjenu (samovrednovanje).

U fokusu istraživački usmjerene nastave je otvaranje problema koji se proučava provođenjem eksperimenta, nakon kojeg slijedi numerička analiza i izvođenje zaključka o promatranoj pojavi koja je bila predmet proučavanja u eksperimentu. Uloga nastavnika je pratiti i poticati učenički rad, provjeravati provode li učenici eksperiment na pravilan način, te ih svojim pitanjima ili sugestijama navesti da uoče moguće pogreške i propuste kako bi pravilno interpretirali proučavanu pojavu.[1]. Cilj istraživačke nastave je pokazati da kreativno i kvalitetno poučavanje može zainteresirati učenike za sve nastavne predmete.

2. Istraživači zadatak
Uvodni dio dvosata
Učenici su se podijelili u manje skupine, a svaka skupina je dobila radni listić gdje su se upoznali s fazama istraživanja.

2.1. Prva faza istraživanja
Učenici su rješavanjem ulazne kartice provjerili poznavanje nastavnih sadržaja vezanih uz koncepte titranja, jednostavnog njihala, energije pri titranju, te zakona očuvanja energije [3]. Učenici u suradnji s drugim članovima skupine stvaraju nove ideje, primjenjuju različite načine za poticanje kreativnosti, ostvaruje dobru komunikaciju s drugima, uspješno surađuje u različitim situacijama i spremni su zatražiti i ponuditi pomoć. Na ovaj način nastavnici mogu provjeriti predznanje učenika radi daljnjeg istraživanja.

2.2. Druga faza istraživanja
Učenici su se upoznali sa zadatcima istraživanja i mjestom istraživanja. Provoditi istraživanje izvan učionice veliki je izazov za učenike i nastavnike.

Središnji dio dvosata
Učenici su provodili istraživanje na dječjem igralištu prateći upute s radnog listića.Radni listić sadrži ulaznu karticu, teorijski dio, pribor, upute, zadatke istraživanja, izlaznu karticu i list za procjenu (samovrednovanje).

2.3. Treća faza istraživanja

Središnji dio dvosata započeli su odlaskom na dječje igralište. U prvom koraku učenici su se dogovorili koja skupina će prva krenuti u istraživanje. U drugom koraku istraživali su kolika je njihova brzina kada prolazite najnižim položajem.
a) Koristeći vagu odredili su masu tijela.
b) Mjernom vrpcom izmjerili su najviši položaj dok su se ljuljali u odnosu na najniži položaj.
c) Promatrali su što se događa s njihovom brzinom prilikom prolaska najnižim položajem, a zatim su izračunali kolika je ta brzina.
d) Odredili su potencijalnu, kinetičku i ukupnu energiju prolaskom kroz najniži položaj [2].

U trećem koraku istraživali su kolika je njihova brzina kada prolaze najvišim položajem.

a) Promatrali su što se događa s njihovom brzinom prilikom prolaska najvišim položajem.
b) Odredili su potencijalnu, kinetičku i ukupnu energiju prolaskom kroz najviši položaj [2].

U četvrtom koraku istraživali su kolika je njihova brzina na određenim udaljenostima iznad najnižeg položaja.
a) Odredili su kolika je njihova brzina kada prolaze izmjerenim udaljenostima iznad najnižeg položaja.
b) Odredili su potencijalnu, kinetičku i ukupnu energiju kada prolaze na određenim udaljenostima iznad najnižeg položaj [2].

2.4. Četvrta faza istraživanja
Završni dio dvosata
Učenici su rješavanjem izlazne kartice provjerili znanje koje su stekli prilikom istraživanja [3]. Na kraju dvosata prošli su kroz sve faze istraživanja. Učenici su iznijeli poteškoće koje su imali pri provođenju istraživanja, te ispunili list za procjenu (samovrednovanje) na radnom listiću.
3. Zaključak
Istraživački rad potiče učenikovo aktivno učenje, uključuje razvijanje senzornih, manualnih i intelektualnih sposobnosti, te sposobnosti izražavanja i komunikacije. Kod učenika se ostvaruje viša razina znanja, kao i kreativno-stvaralačko znanje. Istraživački rad treba uključivati u nastavu i pri tome koristiti jednostavan pribor koji je dostupan svim školama.

Literatura
1.Švelec, Snježana …[et al.] Laboratorijske vježbe iz fizike – Unaprjeđenja obrazovnog sustava u predmetnom području fizike u općem i strukovnom srednjoškolskom obrazovanju. Phys – Me Projekt ,HUHR/1601/4.1.2/0033
2. J. Labor, Fizika 3, udžbenik za 3. razred gimnazije, Alfa, Zagreb, 2008.
3. J. Labor, Fizika 3, zbirka za 3. razred gimnazije, Alfa, Zagreb, 2014.