Značaj predmeta Fizike u obrazovanju

Fizika je fundamentalna prirodna znanost koja nam pomaže razumjeti kako svijet oko nas funkcionira. Fizika se prepoznaje u svim pojavama, stoga je jako bitno da učenici shvate koliko je fizika važna u životu ljudi. Bavi se proučavanjem najosnovnijih uzročno-posljedičnih veza te nam pomaže uočiti vezu između mnogih, naizgled nepovezivih fenomena. Fizika podučava učenike razumjeti temeljne prirodne zakone i na koji način funkcionira znanost; podučava ga formalnom razmišljanju i načinu znanstvenog zaključivanja što je od velike odgojne važnosti jer formulira, nadograđuje i razvija psihičke, fizičke i moralne osobine pojedinca.

Fizika kao predmet je izrazito usmjerena k razvijanju i izražavanju kreativnosti, kvantitativnih i analitičkih vještina nužnih za analiziranje podataka i rješavanje problema u znanosti, tehnici, medicini, ali i u ekonomiji, financijama i mnogim drugim društvenim područjima. Kao znanost, fizika je baza mnogobrojnih modernih postignuća, kako u svijetu tehnologije i znanosti, tako i u medicini.

U nastavi Fizike potrebno je pomoću primjera iz svakodnevnog života pokazati razvoj ideja tijekom povijesti te naglasiti odnos teorijskih i eksperimentalnih podataka za razvoj fizičkih ideja kroz povijest. To je bitno zbog utjecaja znanosti na razvoj društva, povezanosti fizike s razvojem drugih znanosti i tehnike. U povijesti je veliki broj fizičara dao svoj doprinos razvoju ne samo fizike, nego i drugih grana znanosti i tehnologije.

Modeli učenja i poučavanja u nastavnom predmetu Fizika

Učenje i poučavanje najbolje se može opisati konstruktivističkim modelom prema kojem učenik znanje gradi (konstruira) od već postojećeg znanja. Potrebno je osigurati i održavati visok stupanj učenikove intelektualne aktivnosti tijekom nastave kako bi se potaknuo proces učenja. Također je potrebno poznavati i uzeti u obzir učenikove postojeće ideje i znanja jer će oni izravno utjecati na kvalitetu i točnost njegovih mentalnih modela koji će se formirati u tom procesu.
Od početka školovanja učenici se susreću s brojnim fizikalnim konceptima, a s učenjem Fizike kao predmeta počinju u osmom razredu osnovne škole. Svoje znanje će graditi postupno, uz pomoć ranije naučenog i novih informacija. Može postojati intuitivno znanje, suprotno od onoga što on treba usvojiti pa će zato poučavanje zahtijevati izmjenu postojećih ideja. Upravo su miskoncepcije često čvrsta uvjerenja kojim se nastavnik treba suprotstaviti znanstvenom istinom i izvođenjem pokusa. U nastavi Fizike izrazito su važne metode promatranja i eksperimentiranja koje se dopunjuju metodama matematičkog izražavanja.

Nastavne metode u učenju i poučavanju nastavnoga predmeta Fizika

Postignuća učenika iskazana kroz odgojno-obrazovne ishode bit će dobra ako učenici aktivno sudjeluju u nastavi i ako su motivirani. Učenici će razviti potrebno razumijevanje, zaključivanje i sposobnosti primjenjivanja znanja i vještina.
Važno je koristiti metode i načine poučavanja usmjerene na učenika koji će potaknuti aktivno učenje. Za aktivno učenje koristiti metode koje potiču interakciju između učenika i učitelja te učenika međusobno. Međudjelovanje potiče razmišljanje, zaključivanje i predlaganje ideja, što dovodi do novih spoznaja i do razvoja učeničkih sposobnosti. Tražiti od učenika jasno i potpuno izražavanje koje je bitno za razvoj mišljenja. Postavljati pitanja koja učenika navode i potiču na razmišljanje i zaključivanje. Interaktivne nastavne metode su brojne, a uključuju usmjerenu raspravu, kooperativno rješavanje zadataka u malim skupinama, izvođenje eksperimenata, prikupljanje odgovora cijelog razreda na konceptualna pitanja pomoću elektroničkog sustava za odgovore ili kartica i sl. Interaktivne nastavne metode omogućuju učenicima da dobiju povratnu informaciju o svojem učenju tijekom nastave, a učitelju daju dobar uvid u postignuća učenika, kao i u poteškoće s kojima se tijekom učenja suočavaju te smanjuju potrebu za klasičnim usmenim ispitivanjem. Učenje će biti najučinkovitije ako se isti koncepti susreću u različitim kontekstima, ako se na njih vraća u više navrata na različitim razinama složenosti (tzv. spiralno učenje) te ako se iskazuju kroz više različitih reprezentacija (npr. grafički, jednadžbom, riječima). Izrazito je važno, gdje god je moguće, fizičke pojave povezati sa stvarnim situacijama i učenikovim iskustvima jer to podiže motivaciju za učenje i povećava relevantnost sadržaja za učenika.
Uloga nastavnika je da učenika vodi i usmjerava, tako da učenik, kada je to moguće, sam dođe do određenih zaključaka. Neke od metoda koje su pogodne za takav rad su usmena rasprava, rad u parovima, rad u manjim grupama, izvođenje eksperimenata, međusobno poučavanje učenika.

Metode kojima se služimo u nastavi Fizike su verbalne, vizualne i praktične.
Verbalne metode su:

• metoda usmenog izlaganja – kojom se nastavnik služi pri obradi novog gradiva, kada učenik nema dovoljno predodžbi ili predznanja za novi nastavni sadržaj
• metoda objašnjavanja – upoznavanje s pojmovima, isticanje konkretnih primjera iz života, raščlanjivanje pojmova i dr.
• metoda razgovora – potiče aktivnost učenika u stjecanju novog znanja ili primjeni stečenog.

Vizualne metode su:

• metoda crtanja – kojom se služimo za grafičko predočavanje, slikovni prikaz i sl.
• metoda prezentacijskog izlaganja – kojom se služe i nastavnici i učenici za izlaganje nastavnog gradiva, prikaze ilustracija kojima se olakšava razumijevanje sadržaja te povezivanje pojmova i pojava

Praktične metode (eksperiment) – metoda koja bi trebala biti najzastupljenija u nastavi Fizike. Ovom metodom aktivnog učenja učenici aktiviraju sva svoja osjetila: vid, sluh, miris, okus i opip.

Zainteresiranost učenika za fiziku (poticati i održavati interes za fiziku)

Učenicima je moguće povremeno dati otvorene projekte koje mogu samostalno realizirati izvan redovne nastave - kod kuće ili u sklopu dodatne nastave. Takvi samostalni radovi mogu biti izrazito poticajni za učenike te razviti njihove sposobnosti i znanja, njihovu znatiželju i sklonost fizici. Poticati izvrsnost kod učenika te rad s darovitim učenicima i njihovo uključivanje u razna natjecanja i projekte. U tom je smislu važna suradnja škola i istraživačkih ustanova (ako je moguće) kako bi se darovitim i zainteresiranim učenicima dala prilika za istraživački rad. Učenje i poučavanje nastavnoga predmeta Fizika, koje ima naglašen istraživački aspekt, može znatno potaknuti interes učenika za prirodne i tehničke znanosti, a posebno za fiziku.

Značaj eksperimenta u učenju i poučavanju nastavnoga predmeta Fizika

Eksperiment je krucijalan dio nastave Fizike iz više razloga: omogućuje učenicima stjecanje direktnog iskustva o fizikalnim pojavama; čini nastavu zanimljivom i zabavnom; olakšava razumijevanje i zaključivanje.
Pomoću eksperimenta učenici u nastavi dobivaju ili potvrdu ili negaciju svojih pretpostavki i sudova te im se pokazuje kako u prirodi vlada uzročno-posljedična povezanost i zakonitost. 
Ukoliko pokus izvode samostalno, uz nadzor nastavnika, učenici razvijaju svoja osjetila, opreznost, smisao za rad, organizaciju, timski rad s kolegama, strpljivost i moć opažanja. Uspjeh eksperimenta  je njihov osobni uspjeh što povećava motivaciju za učenjem i aktivnijim sudjelovanjem u nastavi.

Znanstvene metode u nastavi Fizike

Cilj nastave Fizike je razvoj sposobnosti znanstvenog razmišljanja i zaključivanja, te upoznavanje učenika s načinom stjecanja novih znanja u području prirodnih znanosti. Zato bi učenici trebali učiti o znanstvenim metodama, a ne samo o znanstvenim rezultatima. Važno je da nastava bude istraživački usmjerena.
Da bi ostvarili istraživačku usmjerenost nastava se treba provesti kroz niz strukturiranih, vođenih i usmjerenih učeničkih istraživanja. Istraživanje se najčešće izvodi pokusom. 

Zadatci u nastavi Fizike

Rješavanje zadataka je kompleksna vještina koja od učenika zahtjeva razne sposobnosti.
Radi što uspješnijeg rješavanja zadataka trebalo bi osposobiti učenike da prepoznaju problem (označe poznate veličine, uoče što se traži), prepoznaju odgovarajući fizikalni model i daju matematički opis (pisanje formule), provedu rješavanje, evaluiraju rezultat (provjere mjernu jedinicu, procijene realnost i smislenost rezultata). 
Zadatci se trebaju razlikovati prema stupnju složenosti, od jednostavnijih ka složenijima. Povremeno koristiti zadatke u kojima nije izrazito navedeno koja se fizikalna veličina traži ili dati više podataka nego li je potrebno.
Prije numeričkih zadataka poželjno je imati i konceptualne zadatke, koji ne uključuju primjenu matematičkih operacija već razumijevanje fizikalnih koncepata.

Učenici s posebnim odgojnim-obrazovnim potrebama (učenici s teškoćama i daroviti učenici)

„Djetetom i učenikom s posebnim odgojno-obrazovnim potrebama u hrvatskom se odgojno-obrazovnom sustavu smatra svako dijete koje ima teškoće u učenju, znatno veće od svojih vršnjaka, zbog čega je tom djetetu i učeniku potrebna posebna odgojno-obrazovanja podrška. Jednako tako djetetom i učenikom s posebnim odgojno-obrazovnim potrebama smatra se svako darovito dijete koje trajno postiže natprosječne rezultate uvjetovane visokim stupnjem razvijenosti pojedinih sposobnosti, osobnom motivacijom i izvanjskim poticanjem u jednome ili više područja te je takvom djetetu i učeniku, zbog toga, potrebna posebna odgojno-obrazovna podrška.“
Za učenike s teškoćama potrebno je organizirati profesionalnu podršku (stručni suradnici), programsku podršku (individualni nastavni plan i program, dopunska nastava) i materijalnu podršku (prilagodba učionica, nastavnih materijala).

Za darovite učenike organizira se dodatni rad prema sklonostima, sposobnostima i interesima i treba se pratiti njihov napredak.

Obvezni materijalno-tehnički uvjeti za izvođenje nastave Fizike

Nastava fizike nije funkcionalna bez eksperimenata. Za njezino izvođenje nužni su kabineti za fiziku.