hrvatski

Komparativno istraživanje učeničkog razumijevanja nekih temeljnih koncepata u mehanici i elektromagnetizmu

Opsežni rezultati edukacijskih istraživanja u fizici, provedenih u raznim zemljama širom svijeta, pokazali su da je razina razumijevanja temeljnih pojmova u fizici kod učenika i studenata često nedostatna. Važnu ulogu tu igraju alternativne koncepcije, koje učenicima otežavaju razumijevanje i usvajanje fizikalnih koncepata. U Hrvatskoj do sada nije bilo većih istraživanja učeničkog konceptualnog razumijevanja temeljnih pojmova u mehanici i elektromagnetizmu. Ovaj rad prezentira i povezuje rezultate triju istraživanja, koja su provedena na oko 800 hrvatskih gimnazijalaca i studenata. Cilj rada bio je analizirati zastupljenost alternativnih koncepcija u mehanici i elektromagnetizmu, kao i njihov utjecaj na učeničko razumijevanje temeljnih pojmova u svakom od područja. U istraživanjima su korištena tri testa: jedan koji je konstruirala autorica, a koji se odnosio na učeničke alternativne koncepcije vezane uz Newtonove zakone i jednostavne strujne krugove, te dva američka testa, Force Concept Inventory (FCI) i Conceptual Survey in Electricity and Magnetism (CSEM). U prvom su istraživanju osim učeničkih odgovora analizirani i stupnjevi sigurnosti, koje su učenici iskazali na pojedinom odgovoru, što je omogućilo identifikaciju čvrstih predkoncepcija kroz netočne odgovore popraćene visokim stupnjem sigurnosti. Podaci su analizirani stohastičkim Raschovim modelom, koji je omogućio transformaciju rezultata testiranja u linearne mjere. U drugom su istraživanju uspoređene težine šest konceptualnih područja u CSEM testu, a rezultati su uspoređeni s objavljenim rezultatima testiranja velikog broja američkih studenata. U trećem je istraživanju uspoređen uspjeh više grupa hrvatskih studenata i učenika na FCI i CSEM testu. Rezultati istraživanja pokazuju da je razumijevanje temeljnih koncepata u mehanici i elektromagnetizmu kod hrvatskih gimnazijalaca i studenata uglavnom na nezadovoljavajućoj razini, no istovremeno sugeriraju da uloga alternativnih koncepcija nije posve jednaka u oba područja. U mehanici su pronađene najčvršće alternativne koncepcije, koje se često zadržavaju sve do visokih stupnjeva učenja fizike, te predstavljaju možda najveći problem za razvoj konceptualnog razumijevanja u tom području. FCI test je pokazao da je tek mali udio ispitanika (među ispitivanim hrvatskim maturantima tek 10%) prešao prag njutnovskog razmišljanja, definiran kao rezultat veći od 60% na FCI testu. Također je pokazano da predkoncepcije iz mehanike stvaraju konceptualne probleme i u elektromagnetizmu. U području elektromagnetizma najviše alternativnih koncepcija vezano je uz strujne krugove, no učenička niska sigurnost u odgovore sugerira da one nisu jednake snage kao alternativne koncepcije u mehanici. U ostalim dijelovima elektromagnetizma alternativne koncepcije uglavnom nastaju kao rezultat učeničkih pokušaja pojednostavljivanja složenih apstraktnih pojmova, ili pak redukcije tih pojmova na jednostavnije pojmove. Uspoređivanjem težina šest konceptualnih područja u CSEM testu, ustanovljeno je da je najteže područje elektromagnetska indukcija, dok je područje koje zahtijeva primjenu Newtonovih zakona u elektromagnetskom kontekstu drugo po težini, izjednačeno s područjem koje ispituje razumijevanje pojma električnog potencijala. Isti raspored težina konceptualnih područja nađen je i kod američkih studenata. Osnovni problem u elektromagnetizmu izgleda da predstavlja visoka apstraktnost pojmova, nesnalaženje s njihovim grafičkim reprezentacijama (npr. silnice, ekvipotencijalne linije) i nedostatak čvrstih konceptualnih modela. Sugerira se da interaktivne nastavne metode mogu pomoći u savladavanju učeničkih konceptualnih problema u oba područja fizike.

nastava fizike; konceptualno razumijevanje; Raschov model; FCI; CSEM; mehanika; elektromagnetizam; interaktivna nastava

nije evidentirano