Metodika

Besplatna internet-pomagala, a nisu džaba

Phet simulacije u nastavi fizike

Maksuda Muratović

20.06.2020

Nastavnik može demonstrirati Njutnove zakone, Keplerove zakone, mijenjati vrijednost gravitacijske sile, simulirati hidrostatički pritisak i mijenjati parametre...

Foto: PhET Simulations / YouTube

PhET interaktivne simulacije mogu se naći na besplatnom i efikasnom sajtu na kome je moguće kreirati interaktivne simulacije za bolje razumijevanje pojedinih tema iz matematike i prirodnih nauka, s ciljem povezivanja s realnim problemima, povećanja angažmana učenica i učenika u nastavi i unapređenja podučavanja. Pomoću ovog alata nastavnice biologije mogu demonstrirati brzinu reakcije, ispravljanje DNA, pH skale, djelovanje enzima, ishrane i vježbanja i tako dalje, nastavnici hemije mogu demonstrirati izjednačavanje hemijskih jednačina, hemijske reakcije, sastav molekula, atoma, atomsku strukturu, i još mnogo toga što je izuzetno važno u vrijeme kada su kabineti loše opremljeni za eksperimente. Jednostavan je za korištenje – dovoljno je u pretragu upisati phet simulacije i pojave se simulacije iz raznih predmeta na ranije odabranom jeziku. Ukoliko su učitane u računar, PhET simulacije mogu se koristiti i bez interneta. Ova platforma je osnovana 2002. godine kao projekat Univerziteta Kolorado Boulder (University of Colorado Boulder), svi sadržaji su prevedeni na veliki broj jezika iz cijelog svijeta, a ako ih koriste u engleskoj jezičkoj varijanti učenici unapređuju znanje stranog jezika.

 

Slika 1

 

Moji učenici su se sa ovim simulacijama prvi put sreli na nastavi fizike, ali pojedini kažu da su neke simulacije primjenjivali u igricama, tako da im to nije nepoznato. No, kolegice i kolege uglavnom nisu koristile simulacije u nastavi, ali vele da su zainteresovane da se upoznaju s ovim pomagalom. Na sastanku aktiva prirodnih nauka škole u kojoj radim dala sam prijedlog da napravimo prezentaciju o primjeni simulacija u nastavi, jer njenom upotrebom đaci produbljuju znanje i razumijevanje i ne uče na način da memorišu činjenice, nego s razumijevanjem, i sposobniji su upotrijebiti znanje na novim problemima jer prave vezu između pojava iz stvarnog života i fundamentalnih nauka. Nastavnik u svakoj učionici ima računar i može demonstrirati naprimjer Njutnove zakone, Keplerove zakone, mijenjati vrijednost gravitacijske sile, simulirati hidrostatički pritisak i mijenjati parametre tokom simulacije, demonstrirati nuklearnu fisiju i slično. Simulacije sadrže i mjerne instrumente (lenjire, hronometre, opruge, grafike), a odgovori su trenutni, efektni, u skladu sa realnim, i oslikavaju prave uzročno-posljedične odnose i relacije između parametara.

Za bolje razumijevanje objasniću jedan primjer – simulaciju za mjerenje koncentracije tečnosti, gdje je moguće podešavanjem raznih parametara mjeriti i uticati na samu koncentraciju tečnosti. Interaktivni alati su:

  • dodavanje vode klikom miša na dolaznu cijev,
  • ispuštanje vode klikom miša na odlaznu cijev,

 

Slika 2

 

  • pomicanjem miša na solanicu dodajemo novu tvar u vodu,

 

Slika 2

 

Slika 3

 

  • povlačenjem mjerila na tečnost mjerimo koncentraciju,
  • iz padajućeg izbornika odaberemo vrstu tvari koju želimo unijeti u vodu,

 

Slika 4

  • moguće je podesiti isparavanje,
  • klikom na žuti krug (dolje desno) moguće je vratiti sve na početno stanje.

 

Kao primjer koristit ću i PhET simulaciju za hidrostatički pritisak koja u potpunosti odgovara nastavnoj jedinici. Djeca uče i tako što određuju pritisak na različitim planetama i u različitim tečnostima. Uz pomoć simulacije trebaju donijeti zaključak o ponašanju datog sistema i time se uvjeriti u tačnost zakona koje su učili na času. Stvarni problem s kojim se srećemo jesu neki zadaci za koje je potrebno izračunati određenu fizičku veličinu, što nije moguće bez simulacije. Određene vrijednosti (gustinu, gravitaciju) mogu uzimati iz simulacije i na taj način dalje rješavati zadati problem. Uz pomoć manometra će zaključiti kako se pritisak ponaša u tečnosti, a mogu mjeriti pritisak u tečnosti na različitim dubinama tako što će koristiti lenjir.

 

Slika 6

 

Učenici će moći uočiti da je u homogenoj tečnosti koja miruje pritisak isti u svim tačkama koje se nalaze na istoj visini. Pritisak je različit na različitim dubinama. Na većim dubinama u tečnosti pritisak je veći. Pritisak koji postoji zbog težine tečnosti naziva se hidrostatički pritisak i određen je formulom: P=ρ*g*h.

Za uspješnu simulaciju nastavnik se mora ozbiljno pripremiti: mora napisati pripremu u koju će uključiti sve koncepte što će biti predstavljeni u simulaciji; prije časa treba provjeriti da li simulacija radi; ako je kabinet opremljen može kombinovati simulaciju s eksperimentom i treba objasniti kako je ona povezana s konceptima koje želi naučiti đake. Učenici ne bi trebali pasivno gledati, nego bi trebali predvidjeti i objasniti očekivani ishod simulacije, a nastavnik mora otkloniti mogućnost da jedan učenik radi sve, poticati logičko zaključivanje i produktivnu saradnju đaka. Nastavnik na kraju časa treba s učenicama diskutovati o rezultatima simulacije i o onome što su naučile iz nje i pitati ih na koji način im je simulacija pomogla razumjeti gradivo ili na koji način ih je zbunila.

S vremenom bi nastavnice trebale, umjesto tradicionalnog metoda poučavanja gdje učenici samo memorišu činjenice, uvoditi simulacije tako što će ih stimulisati na duboki pristup učenju.

Prednost korištenja simulacije u nastavi je što ona dopušta mijenjanje vrijednosti parametara i očitavanje rezultata, čime učenici dobivaju osjećaj koji su parametri važni za taj eksperiment i koliki je uticaj promjene vrijednosti parametra; uče kako pomoću modela predvidjeti ishode simulacija ili eksperimenata, što im pomaže razumjeti kako se naučni pristup gradi na hipotezama koje mogu provjeriti; raspravama s kolegama i nastavnikom prilikom i nakon odvijanja simulacije učenici produbljuju znanje i razumijevanje, sposobniji su upotrijebiti znanje na novim problemima, a dobro pripremljena simulacija često se nadovezuje na neki novi problem ili zahtijeva poveznicu s konceptima koje su prethodno naučili. Bez obzira na prednosti, simulacije ne mogu zamijeniti eksperiment. Stoga ih je potrebno pažljivo uključivati u nastavni proces, kao dodatak drugim metodama poučavanja, najviše u slučajevima kada stvarni eksperimenti nisu dostupni ili izvodivi. Potrebno je zainteresovati đake za datu nastavnu temu i navoditi ih da sami dolaze do zaključaka. Bitno je izazvati radoznalost i razviti kritički način razmišljanja kod učenika, jer je znanje stečeno na taj način trajnije.

Najnovije

Dan asteroida

Uloga grupe Queen u podučavanju fizike

Amna Dervišagić

Googlanje umjesto razmišljanja

Ima načina da se đaci potaknu da misle, samo treba vremena i truda

Maksuda Muratović

Fizika u stvarnom životu

Kako nam kokice mogu pomoći da bolje razumijemo uticaj pritiska i temperature na brzinu kretanja?

Amna Dervišagić

Nema znanja bez praktičnog saznanja

Kabineti fizike nemaju opremu za eksperimente

Maksuda Muratović

Klasifikacija nauke kao prepreka kvalitetnijem obrazovanju

Podijeli ako se slažeš

Samir Lemeš