1. Problemski pristop pri poučevanju fizike s spremljavo mrežnih interakcij med učenciMarko Žigart, 2016, magistrsko delo Opis: V magistrskem delu smo z analizo socialnih mrež, ki temelji na teoriji grafov, raziskali pomen interakcij med učenci za uspešno reševanje fizikalnih problemov različnih težavnosti. Uporabili smo didaktični model obrnjenega učenja, s poudarkom na skupinskem reševanju problemov. Analizirali smo vpliv pretoka informacij na uspešnost reševanja med učno šibkimi in učno močnimi učenci. Ugotovili smo, da je stopnja sodelovanja odvisna od težavnosti problema in je močneje izražena pri lažjih problemih. Pri reševanju težjih problemov se sodelovanje zgosti okrog učencev z boljšimi učnimi dosežki. Vzpostavi se poudarjen pretok informacij od učno močnejših k učno šibkejšim učencem, zaradi česar lahko slednji dosežejo boljše rezultate. Ugotovitev, da zaradi socialnih interakcij pridobijo vsi učenci in da ima skupina za uspešno reševanje boljše izhodišče kot posameznik, so v skladu z načeli sodelo-valnega učenja. Dodatno pa ugotavljamo, da je za uspešno uporabo sodobnih sodelovalnih oblik pouka potrebno v učna okolja vključiti analitična orodja za spremljanje učeče se skupine. V ta namen predlagamo vključitev informacijsko-komunikacijskih tehnologij, ki so prilagojena personalizaciji in individualizaciji pouka v smislu celostne podpore pri konstruiranju lastnega znanja. V magistrskem delu je izdelano analitično orodje, ki bi ga v prihodnosti lahko implementirati v obliki učne platforme, ki bi zagotavljala enostavnejšo in še bolj učinkovito spremljanje učencev in njihovih interakcij v skupini, hkrati pa bi učiteljem zagotavljala učinkovit prikaz rezultatov analitike in omogočala pripravo na delo v razredu.
Ključne besede: didaktika fizike, problemski pouk, obrnjeno učenje, sodelovalno učenje, analiza socialnih mrež, analitika in nove IKT, personalizacija učenja
Objavljeno v DKUM: 26.08.2016; Ogledov: 1731; Prenosov: 212
 Celotno besedilo (9,61 MB) |
2. Omejitve matematičnega modeliranja pri pouku fizike v srednji šoliMatej Forjan, 2015, doktorska disertacija Opis: Tema doktorske disertacije sodi na področje didaktike fizike. Predstavljena je teoretična analiza ključnih omejitev, ki se pojavljajo pri prenosu matematičnega modeliranja dinamičnih sistemov v pouk fizike v srednjih šolah. V želji raziskati, v kolikšni meri sedanji pouk fizike spodbuja razumevanje modelov in modeliranja, analiziramo učni načrt in tri najpogosteje uporabljene učbenike za gimnazijsko fiziko. Osredotočimo se predvsem na zastopanost posameznih faz modeliranja pri rešenih primerih v učbenikih ter na predstavitev nekaterih poenostavitev in idealizacij, ki se jih na področju srednješolske fizike pogosto poslužujemo. Pokažemo, da eden od učbenikov v večini primerov korektno in smiselno predstavi poenostavitve v tekstu, medtem ko druga dva polovice analiziranih poenostavitev ne pojasnita. Prav tako se izkaže, da velika večina rešenih primerov v vseh učbenikih eksplicitno ne izpostavlja privzetih predpostavk, na podlagi česa lahko zaključimo, da pri pouku fizike v srednji šoli pri dijakih ne razvijamo v zadostni meri občutka za privzemanje poenostavitev in idealizacij, ki pa so ključni del faze konceptualne faze modeliranja. Za vpeljevanje modeliranja dinamičnih sistemov je pomembno tudi predznanje dijakov, zato izvedemo empirično raziskavo o tem, v kolikšni meri so dijaki v gimnaziji sposobni razumeti časovni razvoj nekaterih dinamičnih sistemov s področja fizike. Rezultati raziskave pokažejo pri dijakih zelo šibko razumevanje dinamike sistemov, v katerih se nahajajo povratne vezave in to ne glede na letnik ali zaključeno oceno pri fiziki in matematiki. Pri modeliranju dinamičnih sistemov pri pouku fizike v srednji šoli naletimo tudi na omejitve, ki so posledica pomanjkljivega matematičnega znanja dijakov, saj le-ti analitičnega reševanja diferencialnih enačb ne obvladajo. Pokažemo, da je pri obravnavi enodimenzionalnih dinamičnih sistemov smiseln geometrijski pristop k reševanju diferencialnih enačb, medtem ko se pri dinamičnih sistemih višjih dimenzij matematičnim omejitvam izognemo z uporabo grafično orientiranih programov za modeliranje. Ker pri reševanju štiri in več dimenzionalnih dinamičnih sistemov lahko naletimo na probleme pri numeričnem reševanju, pokažemo tudi, kako jih presežemo. Na primeru elektrostatičnega nihala prikažemo postopek modeliranja realnega dinamičnega sistema, pri čemer posebej poudarimo posamezne faze modeliranje in način preseganja omejitev, na katere pri razvoju modela naletimo.
Ključne besede: izobraževanje, fizika, didaktika fizike, poučevanje fizike, poenostavljeni modeli, metoda modeliranja, dinamični sistemi, empirična raziskava, grafično orientirani programi za modeliranje.
Objavljeno v DKUM: 08.10.2015; Ogledov: 2004; Prenosov: 303
Celotno besedilo (19,53 MB) |
3. Učinkovitost konceptualnega pouka fizike v srednji šoliSimon Ülen, 2014, doktorska disertacija Opis: Sodobna informacijska družba od mladega človeka pričakuje, da se bo po končanem izobraževanju znal prilagajati hitrim spremembam. Pričakuje posameznika, ki bo samoiniciativen, fleksibilen, motiviran, usposobljen za reševanje problemov in sposoben sprejemanja odločitev. Posledično postaja poučevanje vedno bolj kompleksno. Tradicionalni pristopi, ki učenca več ali manj postavljajo v položaj pasivnega poslušalca, ne sledijo spremembam v sodobno razvitem svetu. V zadnjih dveh desetletjih se zelo intenzivno iščejo novi učni pristopi v poučevanju, s ciljem izboljšati učni proces. Vpeljava konceptualnega pristopa poučevanja in učenja fizike (Conceptual Learning of Science – CoLoS) je postala ob izrednem napredku informacijsko komunikacijske tehnologije toliko bolj zanimiva tudi za tiste učitelje, ki so sicer bolj naklonjeni tradicionalnim učnim pristopom v poučevanju fizike.
V obširni analizi novih učnih pristopov smo ugotovili, da je konceptualni pouk fizike že uveljavljen učni pristop, da pa še ne obstaja znanstveno preverjena raziskava o učinkovitosti konceptualnega učenja fizike v srednjih šolah. Namen raziskave je bil:
• analizirati uspešnost konceptualnega pouka fizike, podprtega z izbranimi konceptualnimi modeli (fizleti), v primerjavi s tradicionalnim frontalnim poukom fizike v srednji šoli;
• s strategijo presoje kot dodatnim mehanizmom v pedagoškem eksperimentu analizirati uspešnost konceptualnega pouka fizike v doseganju višjih taksonomskih nivojev znanja;
• preučiti vplive opazovanih faktorjev na uspešnost izbranega učnega pristopa – spol testiranih dijakov in njihova predhodna ocena iz fizike.
Doktorska disertacija je strukturirana iz dveh delov. V teoretičnem delu izpostavimo poglavitne razloge za uvedbo inovativnih didaktičnih (učnih) pristopov v sodobnem izobraževanju. Analiziramo stanje pouka fizike in naravoslovja nasploh. Posebej izpostavimo novejše rezultate mednarodnih raziskav TIMMS (Trends in International Mathematics and Science Study) in Pisa (Programme for International Student Assessment). V nadaljevanju predstavimo pregled raziskav o vlogi in pomenu sodobnih učnih pristopov pouka fizike ter raziskave na področju primerjav sodobnih učnih pristopov (podprtih z računalniškimi simulacijami) s tradicionalnimi pristopi pri pouku fizike. Nato predstavimo različne oblike pouka in metode poučevanja ter izpostavimo sodobnejše, za katere menimo, da so v luči vse hitrejšega razvoja sodobne tehnologije ustreznejše za poučevanje fizike v srednji šoli. Tradicionalni frontalni pouk fizike žal še vedno ostaja najpogostejša oblika poučevanja fizike v srednji šoli, zato ga posebej predstavljamo; obenem izpostavljamo prednosti in pa predvsem slabosti te oblike pouka fizike, na katere opozarjajo številni raziskovalci doma in po svetu, in predstavljajo osnovni motiv inovativnih projektov na področju poučevanja fizike za iskanje novih, ustreznejših učnih pristopov k poučevanju fizike. Nadalje predstavljamo tri ključne komponente, ki bi jih moral vsebovati sodobni pouk fizike: problemski pouk, IKT pri pouku fizike in eksperiment pri pouku fizike. Omenjene komponente so ključne pri konceptualnem učenju fizike, ki ga podrobno obravnavamo – podamo njegove temeljne značilnosti in predstavimo njegovo razširjenost po svetu in pri nas. V ključnem delu teoretičnega dela disertacije postavimo model konceptualnega pouka fizike v slovenski srednji šoli in predstavimo strategije presoje kot analitični mehanizem za določitev taksonomskih nivojev globin znanja. Teoretični del zaključujemo z analizo starega in prenovljenega učnega načrta fizike za srednje šole, pri čemer poudarimo bistvene razlike obeh učnih načrtov in analiziramo možnosti uvajanja konceptualnega pouka fizike z ozirom na obstoječi učni načrt. Na osnovi zgoraj predstavljenih teoretičnih izhodišč smo pripravili komplet gradiv za izvedbo pedagoškega eksperimenta, s ciljem preveriti učinkovitost konceptualnega pouka fizike v srednji šoli: učne priprave za trad
Ključne besede: izobraževanje, fizika, didaktika fizike, poučevanje fizike, učni pristopi, konceptualni pouk fizike, IKT, konceptualni modeli – fizleti, didaktični model, empirična raziskava, interaktivna e-gradiva, strategije presoje
Objavljeno v DKUM: 24.07.2014; Ogledov: 2898; Prenosov: 371
Celotno besedilo (5,16 MB) |
4. Uspešnost tradicionalnih učnih metod pri vnašanju sodobnih znanstvenih dognanj v osnovnošolski pouk fizikeRobert Repnik, 2012, doktorska disertacija Opis: V zadnjem času smo priča izredno hitremu znanstvenemu in tehnološkemu razvoju, katerega rezultat so mnoge naprave in pripomočki, ki jih uporabljamo v vsakdanjem življenju. V najrazličnejših medijih zasledimo poročila o zanimivih in pomembnih znanstvenih odkritjih, ki zanimajo tudi učence in dijake, vendar so te informacije prepogosto preveč poenostavljene, napačne ali pa prekompleksne in nerazumljive. Marsikaterega učenca tudi zanima princip delovanja sodobnih orodij, kakor na primer mobilni telefon, optični vodniki, tekočekristalni zasloni itd. Odgovore na ta vprašanja sam navadno težko poišče. Kot ena najprimernejših rešitev zato se ponuja pri pouku fizike in to že v osnovni šoli. Formalno učni načrt osnovnošolske fizike omogoča delno že v okviru temeljnih vsebin, delno pri predlaganih izbirnih vsebinah, predvsem pa v določenem obsegu vsebinsko nerazporejenih učnih ur predmeta obravnavo tematik po avtonomni izbiri učitelja, zaradi aktualizacije pouka in rasti motivacije je pri tem smiselno upoštevati tudi želje in interese učencev. Kljub temu pa opažamo, da se učitelji v šolski praksi le redko odločijo uporabiti vsebinsko nerazporejene ure za vnašanje sodobnih znanstvenih dognanj v osnovnošolski pouk fizike, večinoma so namenjene ponavljanju, dopolnjevanju že obravnavane snovi, utrjevanju in preverjanju znanja.
Pričujoča doktorska disertacija je strukturirana iz dveh delov. V teoretičnem delu obravnavamo pomembnejše zgodovinske prelomnice v razvoju znanosti in tehnologije, pomembne spremembe v razvoju didaktike in še posebej didaktike fizike, osredotočimo se na razvoj pouka fizike pri nas, podrobneje pa predstavimo evolucijo osnovnošolskega učnega načrta z vidika formalnih možnosti za vnašanje sodobnih znanstvenih dognanj v pouk fizike. Predstavimo didaktične oblike in metode ter uporabljene didaktične pristope, na katere smo se v raziskavi omejili. Predstavimo različne vrste za naravoslovje pomembnih kompetenc (ključne, generične in predmetno specifične) ter strategije presoje kot učinkovit mehanizem za določanje nivojev znanja pri pouku fizike. Na koncu postavimo strukturalni model izobraževalne fizike v osnovni šoli za vnašanje sodobnih znanstvenih dognanj v pouk fizike.
V empiričnem delu predstavimo osnovne podatke o raziskavi, v katero smo v obdobju dveh šolskih let (2009/2010 in 2010/2011) zajeli 365 učencev iz sedmih slovenskih osnovnih šol. Najprej smo ugotovili incializacijsko stanje glede stanja motivacije ter predznanje učencev na temeljnem nivoju znanja (faktografsko znanje), višjem nivoju (analiza, primerjava) ter zahtevnejšem nivoju (sklepanje, vrednotenje). Sledil je pouk določene tematike z izbranim didaktičnim pristopom. Nazadnje smo ugotovili finalno stanje v istih kategorijah ter v analizi raziskali spremembe v stanju motivacije in v napredku pri navedenih kategorijah znanja. V analizi smo prikazali izide glede na opazovane faktorje, ki smo jih pridobili z uporabo naslednjih metod: frekvenčne distribucije, mere srednjih vrednosti, variacije in normalnosti distribucije, indeks težavnosti (p %), preizkus hipoteze neodvisnosti in hipoteze enake verjetnosti (χ2 preizkus) ter z enofaktorsko in dvofaktorsko analizo variance.
Na osnovi 8 postavljenih tez smo izpeljali 35 hipotez, s katerimi smo preverili učinke eksperimentalnega faktorja na uspešnost vnašanja sodobnih znanstvenih dognanj v pouk osnovnošolske fizike. S preizkusi statistične značilnosti razlik med posameznimi didaktičnimi pristopi glede na upoštevane faktorje smo potrdili 18 zastavljenih hipotez, 17 hipotez pa ne. Najpomembnejše spoznanje pa je, da na osnovi teoretične raziskave in empiričnih rezultatov ugotavljamo, da je postavljen strukturalni model izobraževalne fizike v osnovni šoli za vnašanje sodobnih znanstvenih dognanj v pouk fizike možen in uspešen.
Ključne besede: izobraževanje, fizika, didaktika fizike, osnovna šola, pouk fizike, učne metode, učne oblike, strategije, didaktični pristopi, prenos znanstvenih dognanj, strategije presoje, testiranje, empirične raziskave, učni načrt, didaktični model, IKT
Objavljeno v DKUM: 19.09.2012; Ogledov: 3359; Prenosov: 421
Celotno besedilo (15,34 MB) |
