ZBIRKA UČILA ZA FIZIKU
- Uvod
- Katalog učila
- Katalog pokusa
- Biblioteka uputa
- Stara učila
- Opisi pokusa
- Predavanje na konferenciji
Važno je znati što imamo i kako to čuvamo!
Zabrinjavajuća je činjenica da institucije koje financiraju opremanje škola i kabineta nemaju nikakve podatke o opremljenosti tih kabineta. Tako, primjerice, neka bi škola mogla imati 100 dinamometara, a niti jedan uteg, ili 50 optičkih klupa, a niti jednu prizmu ili leću i nitko u sustavu financiranja i praćenja rada ne bi to uočio. Najčešće se učila i pribor za fiziku ne vode u inventurnim listama škole, a ni škola od predmetnog nastavnika ne zahtijeva popis inventara za pokuse.
Za ozbiljan rad s pokusima potrebno je da kabinet ili zbirka za fiziku imaju ova 2 kataloga:
- Katalog učila, pribora, instrumenata i materijala
- Katalog pokusa
Pojedini nastavnici fizike s entuzijazmom izvode pokuse, ali se osim njih nitko drugi ne snalazi u "njihovom" kabinetu i zbirci. Pribor je u stanju tzv. “stvaralačkog nereda”. To je osobito izazovno za mladog nastavnika koji dolazi na mjesto starijeg kolege ili kolegice.
Druga dimenzija nesređenih kabineta je novčana vrijednost pribora. Naime, u trenutku nabave i traženja sredstava ravnatelji koji odobravaju trošak s podozrenjem gledaju na cijenu jer ne vide značaj izvođenja nastave s pokusima. A kada se oprema jednom nabavi s njom se postupa kao bezvrijednom starudijom.
Katalog učila
Ima više načina kako izraditi popis učila za fiziku. Ovdje je primjer jednostavnog popisa kako je to napravljeno za jednu srednju školu (Gimnazija Sesvete - Zagreb). Nastavnici u toj školi tada (2003. g.) su smatrali da nemaju dovoljno pribora za izvođenje pokusa pa je ravnatelj tražio da stručnjaci izvana (!!?) izrade popis inventara. Na temelju tog popisa i procjene ustanovljeno je da bi nabavna cijena svega što kabinet već ima prelazila 100.000 kuna. Ukratko, odnos prema opremi u kabinetu ovisi o predmetnom nastavniku. Ako nastavnik nema sklonost izvođenju pokusa ili nije vješt, ili jednostavno ne zna, pribor i uređaji će za takvog nastavnika biti bezvrijedni, pa će učila "skupljati prašinu" u kabinetu.
Katalog učila može biti manje ili više dataljan.
Za katalog koji će služiti svrsi, a to je snalaženje u zbirci, održavanje oštećenih predmeta, planiranje nabavke novih učila, itd. dobro je svaki predmet označiti inventarskim brojem. Taj se broj može napisati na naljepnici i zalijepiti ili ispisati lak-bojom izravno na uređaju. Ako se uz broj doda i crtični ili QR kôd onda je i godišnja inventura znatno olakšana. Ovdje je primjer označavanja uređaja.
Što sve može sadržavati jedna kartica inventara.
Najvažnija stavka kartice inventara je fotografija (ili niz fotografija) po kojoj će se uređaj prepoznati u zbirci. Pri snimanju je dobro imati neutralnu pozadinu i dobru rasvjetu. Na fotografiji se kasnije mogu u nekom programu za obradu slika upisati nazivi pojedinih dijelova uređaja. Najbolje je u izradu kataloga uključiti zainteresirane, tehnički spretne učenike vješte u fotografiranju i web-dizajnu. Danas mnogi učenici imaju “pametne” telefone s odličnim fotoaparatima kojima inače, da ne bi morali prepisivati, snimaju zapise s ploče, s platna za projekcije i pokuse na katedri. Taj se foto materijal može iskoristiti u izradi kataloga. Ovdje je primjer kartice kataloga inventara.
Katalog pokusa je mnogo složeniji projekt. Naime jedna kartica takvog kataloga mogla bi sadržavati više razina podataka: Ovdje je primjer jednostavne kartice kataloga pokusa za pokus o Arhimedovom zakonu. Kartica pokusa u digitalnom obliku može biti dopunjena s više poveznica koje vode na članke, udžbenike, videoisječke, itd. Posebno se mogu istaknuti metodičke upute za nastavnika, zatim upute za sastavljanje pribora, ili se može staviti oznaka zahtjevnosti vremena za postav i izvođenje. Danas većina nastavnika i učenika vlada računalnim programima za obradu teksta, slika i video materijala, i kada gotovo svaki učenik može telefonom snimiti izvedeni pokus, ovakav katalog ne bi trebao predstavljati problem. On može biti vrijedan izvor brojnih podataka pa biti čak i dopuna postojećim udžbenicima. Izrada kataloga može biti dugoročni projekt postupne izrade u koji se mogu uključiti učenici različitih sklonosti i koji na web stranicama škole može odražavati izvrsnost obrazovne ustanove. Važan skup informacija čini biblioteka uputa isporučenih s kupljenim uređajem. Česta je navika da se nakon par upotreba nekog uređaja zanemari čuvanje uputa za nekoga tko će doći poslije nas. Brojni su primjeri učila koja se ne koriste jer su upute izgubljene a pribor rasparen i razbacan po kabinetu. Zaista ne bi trebalo biti teško odrediti jedan registrator ili mapu i u nju pohranjivati svaku uputu (jamstveni list, račun, itd.) Posebno je to važno za stara učila (koja nikako nisu zastarjela). A zašto ne bi stara učila stavili u muzej? U Hrvatskoj ima dosta škola koje posjeduju vrijedne zbirke učila i instrumenata za nastavu fizike nabavljanih od stredine 19. stoljeća do danas. Nastavnici u tim školama često stara učila čuvaju kao muzejske primjerke u vitrinama kao dio kulturne baštine. Naše je geslo "Učila općenito mogu biti stara, ali nisu zastarjela" Posebno se to odnosi na učila za fiziku.
Zatim je potrebno brojevima ili slovima označiti ormare, odnosno vitrine u kojima se predmeti čuvaju, a za veće ormare oznake treba staviti i na police, pa čak i policu podijeliti na lijevu i desnu stranu. To je potrebno radi snalaženja u zbirci jer će i katalog učila i katalog pokusa sadržavati oznaku mjesta gdje se pojedini predmet čuva.
Podrazumijeva se da nakon upotrebe predmete treba vraćati na njihova pripadajuća mjesta u zbirci.
Katalog pokusa
Biblioteka uputa
Stara učila
Ovdje bismo željeli istaknuti da učila, iako stara, u većini
slučajeva načelno ne mogu biti zastarjela. Često se za stara učila smatra da ih treba staviti u "muzej". I na prvi pogled zaista se čini logičnim da se stari vrijedni predmeti odlažu u muzeje. Međutim, kada su u pitanju učila
to nema puno smisla.
A, zašto učilo ne bi moglo biti zastarjelo?
Kako bi, primjerice, moglo zastarjeti Savartovo zvono
(slika gore), kojim se pokazuje rezonancija zvuka u šupljini
čije dimenzije odgovaraju frekvenciji zvona? Zamislite taj instrument
stavljen u muzej! Bilo bi to slično muzeju gramofonskih ploča. Naime,
ploče bi mogli gledati i diviti se njihovim omotima ali ono bitno ne bismo
doživjeli, odnosno čuli. Tek stavljanjem ploče na gramofon čujemo glazbu i doživimo
pravu vrijednost ploče. Stara učila su između ostalog i predmeti umjetničkog obrta. Ona su
lijepa po svojoj izradi i plemenitim materijalima od kojih su izrađena
(drvo s politurom, mjed premazana šelakom, staklo, itd.). A
takozvana "nova" učila uglavnom su kopije tih starih dobro
promišljenih učila, pri čemu su kod novih oni plemeniti
materijali zamijenjeni jeftinijim, pa je tako staklo zamijenjeno
pleksiglasom, mjed aluminijem, drvo plastikom itd.
Jednostavno zato jer svako učilo, na osobit način čuva onaj fizikalni zakon ili načelo koje se njime pokazuje, a prirodni zakoni po svojoj biti ne mogu zastarjeti.
Isto je s našim Savartovim zvonom koje smo uzeli za
primjer. Premda staro, ono nije zastarjelo, i pohranjivanje u muzej
moglo bi pobuditi pogrešan zaključak da je postalo nepotrebno i neprikladno za nastavu.
Zato stara učila treba održavati i pokazivati ih tijekom nastave. Tako
će nastavnik osim ilustracije samog gradiva moći čak naglasiti njihovu
starost, a učenici će naučiti da se prema tim predmetima treba odnositi
s poštovanjem.
Dvořákovi rezonatori pobuđeni tonom odgovarajuće frekvencije
Opisi pokusa - primjeri
Učenicima se može predložiti ovaj jednostavan pokus za ilustraciju strujanja uslijed temeraturnog gradijenta. Od pribora i materijala potrebno je: Propeler izrežemo od limenke gaziranog napitka, obzirom da je taj aluminijski lim vrlo tanak može se limenka probiti nožem i rezati škarama. U sredini, pomoću tupe olovke, npravimo malo udubljenje koje služi kao ležaj za iglu. Upalimo obje lučice i vrtnja počinje! Često se kao konceptualni zadatak postavlja pitanje: “U kojem smjeru će se nastaviti gibanje kuglice po kružnoj putanji nakon presanka djelovanja centripetalne sile?” Opširniji opis možete vidjeti u članku. Par glazbenih vilica s rezonantnim kutijama služi za izvođenje pokusa iz područja titranja i valova zvuka. Opis pokusa možete vidjeti u članku Glazbene vilice. Primičemo li magnet zatvorenom metalnom prstenu mijenja se magnetski tok kroz plohu omeđenu prstenom. Ta promjena toka uzrokuje induciranje struje u prstenu, i ta struja proizvodi magnetsko polje. Smjer tog magnetskog polja suprotan je smjeru polja magneta koji prmičemo, pa se sučeljavaju istoimeni polovi i dolazi do odbijanja. Kada magnet udaljavamo od prstena smjer induciranog magnetskog polja jednak je smjeru polja magneta, pa se sučeljavaju suprotni polovi i dolazi do privlačenja. Ako je prsten razrezan nema ni privlačenja ni odbijanja. Uređaj na slici ima dva aluminijska prstena (cijeli i prerezani) koji se mogu lako pomicati na okretnom postolju. Prerez na jednom prstenu je uzak i neuočljiv pa učenike iznenadi zašto na tom prstenu nema reakcije. Objašnjenje o predznaku promjene toka možete vidjeti u članku. Prandtlov stolac služi za pokuse iz područja rotacije krutih tijela (moment tromosti, sačuvanje kutne količine gibanja) Opis pokusa možete vidjeti u članku o kutnoj količini gibanja. Zašto se mačka uvijek dočeka na noge? Mnoge škole posjeduju ovaj uređaj kojim se mogu ilustrirati tzv. plinski zakoni (Boyle-Mariotte, Charles, Guy-Lussac). Uređaj spada u dobra ruska učila koja su se nekada uvozila iz SSSR-a. Opis svih pokusa koji se njime izvode možete preuzeti ovdje u pdf formatu. Mnoge škole posjeduju ovaj uređaj kojim se mogu pokazati brojni pokusi iz optike, a posebno valne. Uređaj spada u dobra ruska učila koja su se nekada uvozila iz SSSR-a. Opis svih pokusa koji se njime izvode možete preuzeti ovdje u pdf formatu. Pokus vodljivosti kudelje uslijed visokog napona? Možemo li objasniti kako dolazi do stvaranja nosioca naboja u kudelji koji
omogućuju neutraliziranje elektroskopa.
Jednostavan toplinski stroj
Centripetalna sila
Ovim jednostavnim pokusom može dobiti zorni pokaz odgovora na to pitanje. Plastični tanjur svojom će stjenkom omogućiti kružno gibanje čelične kuglice koju treba gurnuti uz obod tanjura. Ulogu centripetalne sile vrši pritisak stjenke na kuglicu pa se njena putanja savija u kružnicu. Brzina se mijenja samo po smjeru a iznos zbog malog trenja ostaje približno isti.
Međutim, izrežemo li škarama jedan kružni isječak kuglica na tom dijelu više neće biti izložena centripetalnoj sili pa ćemo moći pokusom utvrditi u kojem smjeru oastavlja gibanje nakon što napusti tanjur.
Glazbene vilice
Lentzovo pravilo
Prandtlov stolac
Uređaj za plinske zakone (PVT-uređaj)
Optička klupa
Razapnemo običnu uzicu od kudelje ("špagu") između elektroskopa i metalne kugle na izoliranom stalku, tako da duljina uzice bude oko 3 do 5 m. Naravno uzica cijelom svojom duljinom mora visjeti u zraku ne dodirujući okolne predmete. Sad na kuglu na stalku nanesemo naboj sa štapa natrljanog vunom. Pričekamo neko vrijeme (oko 10 sekundi) i elektroskop na drugom kraju uzice počet će se nabijati. Zatim izbijemo elektroskop i zamolimo pomoćnika da uhvati rukom sredinu uzice. Ponovno nabijanje kugle sada neće elektrizirati elektroskop. Zaključujemo da tvar koju nismo ubrajali u vodiče postaje vodljiva ako je napon dovoljno visok.
Lorenzova sila na naboj u magnetskom polju.
Čestice otopljenog hipermangana pokazuju smjer gibanja iona.
U plitku kadicu (na slici je poklopac od kutije) ulijemo blagu otopinu solne kiseline koja služi kao elektrolit galvanskog članka. Limene elektrode od bakra i cinka povežemo žicom i potopimo u elektrolit. Između elektroda počinje teći struja čiji smjer možemo učiniti vidljivim ako u sredinu između njih stavimo zrnce kristala hipermangana. Tako obojena tekućina pokazuje gibanje.
Prinesemo li sada trajni magnet ili neki elektromagnet tako da silnice magnetskog polja prolaze okomito na smjer gibanja iona, doći će do savijanja putanje u kružnicu (kao na slici). Zaključujemo da se putanja naboja savija u kružnicu, tj. da Lorenzova sila djeluje kao centripetalna.
Predavanje na konferenciji
Prijedlog o izradi kataloga zbirke učila i kataloga pokusa prikazan je na Konferenciji o nastavi fizike održanoj u Aleksincu 28.-30. ožujka, 2025.
Predavanje je ilustrirano PowerPoint prezentacijom. ⇩
Ograničeno na 20 minuta izlaganja iznio sam ideju o uključivanju učenika u projekt. Snimak izlaganja dostupan je kao YouTube video: ⇩
.
Predavanje prati i članak u zborniku Konferencije.
