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

Zapis iz učionice

Kombinovani model

Mirza Ahmetović

Opća gimnazija Katoličkog školskog centra u Banjoj Luci i Svjetska sedmica obrazovanja

Pokazali dobre nastavne prakse, iz kojih nastavnice širom svijeta mogu učiti

Rubina Čengić

Čas fizike

Malo o zvuku

Amna Dervišagić

Izvanučionička nastava

Đaci bolje razumiju i više nauče

Maksuda Muratović

Nauka i umjetnost u funkciji razvoja đaka

Lov na svjetlost ili svjetlopis trebao bi biti dio nastave

Amna Dervišagić