Voditeljica projekta: izv.prof.dr.sc. Maja Planinić
Institucija: Prirodoslovno-matematički fakultet, Sveučilište u Zagrebu
Istraživačka grupa: doc.dr.sc. Katarina Jeličić (Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb), izv.prof.dr.sc. Ana Sušac (Fakultet elektrotehnike i računarstva, Zagreb), prof.dr.sc. Lana Ivanjek (Sveučilište Johannes Kepler, Linz, Austrija), dr. sc. Karolina Matejak Cvenić, v. pred. (Prirodoslovno-matematički fakultet, Zagreb)
Trajanje projekta: 22.listopada 2018. – 21. listopada 2023.
Financiranje: Hrvatska zaklada za znanost
U Hrvatskoj se trenutno nastoji provesti reforma u nastavi fizike s ciljem promicanja istraživački usmjerene nastave fizike, koja bi trebala zamijeniti dosadašnju dominantno predavačku nastavu u srednjim školama. Novi bi pristup trebao uključiti mnogo više učeničkih istraživačkih pokusa nego li je sada slučaj. Stoga je važno istražiti učinak njihovog uključivanja, te procijeniti moguće dobrobiti, kao i probleme. Istraživanje će se fokusirati na valnu optiku, koja se poučava u četvrtom razredu srednje škole (u dobi od 18 – 19 godina). Učenici će biti izabrani iz općih gimnazija zagrebačkog područja. Postojeća istraživanja ukazuju na mnoge učeničke konceptualne poteškoće i sugeriraju da je ovu temu teško dobro savladati bez pokusa. Dodatni problem nedostatka odgovarajuće eksperimentalne opreme u većini srednjih škola, kao i nedostatka nastavnika fizike s iskustvom u provođenju ovakve nastave, predstavlja veliku prepreku uvođenju istraživački usmjerene nastave u hrvatske srednje škole. Cilj je ovoga projekta stoga osigurati potrebnu opremu, trening i podršku za uključene nastavnike, te tada procijeniti učinak nastavne intervencije na znanstveno zaključivanje i konceptualno razumijevanje srednjoškolskih učenika.
Očekivani rezultati projekta uključuju konstrukciju novog dijagnostičkog testa iz valne optike razvoj i testiranje srednjoškolskih istraživački usmjerenih nastavnih materijala za valnu optiku, pregled poteškoća hrvatskih učenika vezanih uz tu temu, te ocjenu učinka istraživačkih pokusa na učeničko znanstveno zaključivanje i konceptualno razumijevanje. Projekt bi mogao pridonijeti uvođenju istraživački usmjerene nastave fizike u hrvatske srednje škole. Njegovi bi rezultati mogli dati vrijednu informaciju hrvatskim obrazovnim vlastima o troškovima i dobrobitima uvođenja ovog nastavnog pristupa.
Istraživačka grupa provela je opsežno istraživanje razumijevanja valne optike kod hrvatskih srednjoškolaca te je na temelju nalaza osmislila, provela i evaluirala istraživački usmjerenu nastavnu sekvencu za osam nastavnih sati. Sekvenca je uključivala četiri učenička istraživačka eksperimenta iz interferencije, difrakcije i polarizacije svjetlosti, kao i nekoliko nastavničkih frontalnih pokusa. Eksperimente, kao i eksperimentalnu opremu, odabrala je ili dizajnirala istraživačka skupina. Razvijene su laserom tiskane dvostruke pukotine i optičke rešetke koje proizvode vrlo jasne interferencijske uzorke. Nastavnici fizike koji su sudjelovali u projektu i provodili nastavnu sekvencu u svojim razredima prošli su edukaciju od strane istraživačke grupe. Istraživačka grupa razvila je novi dijagnostički instrument za valnu optiku, Konceptualni test iz valne optike (CSWO), koji se pokazao valjanim i pouzdanim za korištenje kod učenika srednjih škola. Učinkovitost nove nastavne sekvence istražena je u studiji koja je uspoređivala eksperimentalnu i kontrolnu skupinu. Eksperimentalna skupina (N = 138) uključivala je šest razreda učenika iz šest različitih zagrebačkih škola, koji su prošli nastavnu intervenciju s novom istraživačkom sekvencom iz valne optike, dok se kontrolna skupina (N = 140) sastojala od šest razreda iz istih škola, koji su bili poučavani pretežno klasičnom predavačkom nastavom. Obje su skupine naknadno testirane istim instrumentom, Konceptualnim testom iz valne optike (CSWO), kako bi se testirala istraživačka hipoteza da bi nova sekvenca mogla poboljšati konceptualno razumijevanje učenika više od tradicionalnog poučavanja. Rezultati eksperimentalne i kontrolne skupine analizirani su i uspoređeni pomoću Raschove analize. Rezultati su pokazali da je eksperimentalna skupina nadmašila kontrolnu skupinu (veličina učinka 0,85), što sugerira da bi nova istraživački usmjerena nastavna sekvenca mogla doprinijeti snažnijem razvoju konceptualnog razumijevanja valne optike kod učenika srednjih škola, posebno u pogledu prepoznavanja i razlikovanja tipičnih uzoraka valne optike, zaključivanja na temelju eksperimenata i objašnjavanja osnovnih pojava valne optike. Napredak u prepoznavanju i diferencijaciji uzoraka valne optike također je prikazan korištenjem metoda praćenja očiju (eye-tracking). Rezultati upitnika o stavovima prema nastavnoj intervenciji, koji je primijenjen nakon intervencije, sugeriraju da se učenicima općenito sviđa istraživački usmjerena nastava i da su izrazili pozitivne stavove o interaktivnim, eksperimentalnim i suradničkim aspektima nastave fizike. Stoga se pokazalo da je nova nastavna sekvenca, popraćena novorazvijenim istraživačkim eksperimentima učenika i eksperimentalnom opremom, mnogo učinkovitija za podučavanje valne optike u srednjim školama od tradicionalne predavačke nastave. Generalizacija rezultata može biti ograničena odabirom učenika, kao i kratkim trajanjem nastavne intervencije te relativno malim opsegom sadržaja.
Rezultati: Za sudjelovanje u nastavnoj intervenciji prijavilo se 11 nastavnika, za sudjelovanje u edukaciji o istraživački usmjerenoj nastavi valne optike 23 nastavnika, za testiranje Konceptualnog testa o valnoj optici 15 nastavnika za šk. god. 2018/19. te 13 nastavnika za šk. god. 2019/20., a za testiranje nastavnih materijala 13 nastavnika.
Voditeljice edukacije: doc. dr. sc. Maja Planinić (PMF), izv. prof. dr. sc. Ana Sušac (FER), Jun. prof. dr. sc. Lana Ivanjek (Technische Universität Dresden), dr. sc. Katarina Jeličić, pred. (PMF) i Karolina Matejak Cvenić, mag.educ.phys.et inf. (PMF)
Naša istraživačka grupa pripremila je u okviru projekta INVESTIGATE nastavnu sekvencu valne optike za 8 nastavnih sati, koja uključuje više učeničkih istraživačkih pokusa (uključene teme su interferencija, difrakcija i polarizacija svjetlosti). Nabavljena je oprema za pokuse i razvijeni su pripadni nastavni materijali. U okviru trodnevne edukacije sudionici bi se detaljno upoznali s istraživačkim nastavnim pristupom, učeničkim i nastavničkim pokusima te nastavnim materijalima vezanima uz temu valne optike u srednjoj školi. Nakon uvodnog predavanja radilo bi se svaki dan u malim skupinama (analiza nastavnih materijala, izvođenje eksperimenata i dijelova nastavne sekvence), a svaki bi dan završavao zajedničkom diskusijom obrađenog. Sudionici bi dobili sve potrebne nastavne materijale da tu nastavnu sekvencu mogu kasnije provesti sa svojim učenicima. Svaki dan je osiguran i ručak za sudionike.
Ovaj će međužupanijski skup biti objavljen na ettaedu 2-3 tjedna prije termina održavanja, te će se po objavljivanju zainteresirani nastavnici moći i prijaviti (ne možemo primati ranije predbilježbe).
U okviru skupa održan je niz predavanja o rezultatima projekta INVESTIGATE, koji istražuje utjecaj uključivanja učeničkih istraživačkih pokusa u srednjoškolsku nastavu fizike na učeničko konceptualno razumijevanje i znanstveno zaključivanje u kontekstu nastavne cjeline Valna optika. Održan je i niz radionica u kojima je predstavljena nova nastavna sekvenca valne optike, razvijena u sklopu projekta, kao i oprema za školske pokuse nabavljena u okviru projekta. Svrha skupa bila je edukacija većeg broja srednjoškolskih nastavnika fizike o istraživački usmjerenoj nastavi fizike i rezultatima projekta kao i trening nastavnika uključenih u projekt. Sudjelovalo je 46 nastavnika iz svih regija Hrvatske. Sudionici su dobili sve nastavne materijale kao i nužan eksperimentalni pribor za provođenje nove nastavne sekvence u svojim školama.
Voditeljice skupa: doc.dr.sc. Maja Planinić (PMF, Zagreb), izv. prof. dr.sc. Ana Sušac (FER, Zagreb), Jun. Prof. Lana Ivanjek (Technische Universität Dresden), dr. sc. Katarina Jeličić, pred. (PMF, Zagreb), mag.educ.phys. et inf. Karolina Matejak Cvenić (PMF, Zagreb), viša savjetnica za fiziku Ivana Katavić, prof. (AZOO, Zagreb)
Suvoditelji radionica: Mirjana Dabac, prof.mentor (Gimnazija Sesvete), Marko Movre, prof. mentor (XV. gimnazija, Zagreb), Ivana Fundurulić, prof. mentor (II. gimnazija, Zagreb), Boris Štimac, prof. (IV. gimnazija, Zagreb), Jelka Delić, prof. (Prirodoslovna škola Vladimira Preloga), Ivana Božičković Peričić, prof. mentor (I. gimnazija, Zagreb), Emil Šatalić, prof. (Tehnička škola Ruđera Boškovića, Zagreb)
Napomena: Nastavni materijali dostupni na ovoj web stranici (pri dnu ove stranice) razvijeni su u okviru HRZZ projekta IP-2018-01-9085 INVESTIGATE. Materijali se mogu slobodno preuzeti i koristiti u nastavi, ali nije dozvoljeno njihovo prenošenje (u cijelosti ili dijelovima) u tiskane ili elektroničke materijale poput udžbenika, priručnika, i sl. ili objavljivanje na drugim web stranicama.
Za dodatna pitanja u vezi materijala i njihove primjene, metodičke upute ili prenošenje vaših iskustava s primjenom materijala u nastavi, slobodno nam se obratite na sljedeće adrese:
maja.planinic[at]phy.hr
kjelicic[at]phy.hr
karolina[at]phy.hr
Pristupačnost
