Search

Transformacija obrazovnog sustava polazi od dvije ključne komponente: reduciranja izbora tema koje djeca uče te razvoja metoda s naglaskom na istraživačku i problemski orijentiranu nastavu uz što više izvanučioničke nastave. Fizičari trebaju prirediti sadržaje prikladne za učenje od rane dobi. No, koje teme su važne? Odgovor je jasan – to su aktualne teme vezane uz razvoj znanosti i tehnologije. Ako se priča gradi oko takvih, uzbudljivih, intrigantnih i u pravilu još u potpunosti nerazjašnjenih tema, interes učenika je znatno veći. Primjer takve teme, koja je stavljena na margine aktualnog obrazovnog sustava, a predstavlja ogroman potencijal u razvoju novih tehnologija je fenomen supravodljivosti.

Microwave absorption measurements in magnetic fields from 0 up to 16 T were used to determine the temperature range of superconducting fluctuations above the superconducting critical temperature Tc in YBa2Cu3O7−δ. Measurements were performed on deeply underdoped, slightly underdoped, and overdoped single crystals. The temperature range of the superconducting fluctuations above Tc is determined by an experimental method which is free from arbitrary assumptions about subtracting the nonsuperconducting contributions to the total measured signal and/or theoretical models to extract the unknown parameters. The superconducting fluctuations are detected in the ab plane, and c-axis conductivity, by identifying the onset temperature T′. Within the sensitivity of the method, this fluctuation regime is found only within a fairly narrow region above Tc. Its width increases from 7 K in the overdoped sample (Tc=89 K) to, at most, 23 K in the deeply underdoped sample (Tc=57 K), so that T′ falls well below the pseudogap temperature T∗. Implications of these findings are discussed in the context of other experimental probes of superconducting fluctuations in the cuprates.

Temperature and magnetic field dependent measurements of the microwave surface impedance in the novel superconductor LaO_0.9F_0.1FeAs reveal a very large upper critical field (\Bc2~$\approx 56$T) and a large value of the depinning frequency (f_0 \approx 6GHz) together with the measured effective penetration depth, \lambda_eff=200 \pm 50$nm, our results indicate a stark similarity between this system and the high-T_c superconducting cuprates.

We have performed 75As nuclear magnetic resonance measurements on aligned powders of the new LaFeAsO0:9F0:1 superconductor. In the normal state, we find a strong temperature dependence of the spin shift and Korringa behavior of the spin lattice relaxation rate. In the superconducting state, we find evidence for line nodes in the superconducting gap and spin-singlet pairing. Our measurements reveal a strong anisotropy of the spin lattice relaxation rate, which suggests that superconducting vortices contribute to the relaxation rate when the field is parallel to the c axis but not for the perpendicular direction.

Ru(1-x)SnxSr2EuCu2O8 and Ru(1-x)SnxSr2GdCu2O8 have been comprehensively studied by microwave and dc resistivity and magnetoresistivity and by the Hall measurements. The ruthenium magnetic ordering temperature Tm is considerably reduced with increasing Sn content. However, doping with Sn leads to only slight reduction of the superconducting critical temperature Tc accompanied with the increase of the upper critical field Bc2, indicating an increased disorder in the system and a reduced scattering length of the conducting holes in CuO2 layers. In spite of the increased scattering rate, the normal state resistivity and the Hall resistivity are reduced with respect to the pure compound, due to the increased number of itinerant holes in CuO2 layers, which represent the main conductivity channel. Most of the electrons in RuO2 layers are presumably localized, but the observed negative magnetoresistance and the extraordinary Hall e® ; ; ; ect lead to the conclusion that there exists a small number of itinerant electrons in RuO2 layers that exhibit colossal magnetoresistance.

Field and temperature microwave measurements have been carried out on MgB2 thin film grown on Al2O3 substrate. The analysis reveals the mean field coherence length xi_{MF} in the mixed state and a temperature independent anisotropy ratio gamma_{MF} = xi_{MF}^{ab} / xi_{MF}^c approximately 2. At the superconducting transition, the scaling of the fluctuation conductivity yields the Ginzburg-Landau coherence length with a different anisotropy ratio gamma_{GL} = 2.8, also temperature independent., Comment: submitted to PRL

We have performed ac susceptibility, thermopower, dc resistance and microwave measurements on RuSr_2EuCu_2O_8. This compound has recently been shown to display the coexistence of both superconducting and magnetic order. We find clear evidence of changes in the dc and microwave resistance near the magnetic ordering temperature (132 K). The intergranular effects were separated from the intragranular effects by performing microwave measurements on a sintered ceramic sample as well as on a powder sample dispersed in an epoxy resin. We show that the data can be interpreted in terms of the normal-state resistivity being dominated by the CuO_2 layers with exchange coupling to the Ru moments in the RuO_2 layers. Furthermore, most of the normal-state semiconductor-like upturn in the microwave resistance is found to arise from intergranular transport. The data in the superconducting state can be consistently interpreted in terms of intergranular weak-links and an intragranular spontaneous vortex phase due to the ferromagnetic component of the magnetization arising from the RuO_2 planes.

The microwave response of a thin film of high temperature superconductor YBa2Cu3O7 - δ was measured for a wide region of temperatures and magnetic fields. From the measured complex frequency shift, the complex conductivity was calculated. The model for effective conductivity in the mixed state was fitted to the complex conductivity data and the values of upper critical fields Bc2(T) and depinning frequencies ω0 (T) have been obtained as fitted parameters., Mjerili smo mikrovalni odziv tankog filma visokotemperaturnog supravodiča YBa2Cu3O7−δ u širokom području temperatura i magnetskih polja. Iz izmjerenog kompleksnog frekventnog pomaka izračunali smo kompleksnu vodljivost. Numeričkom prilagodbom modela efektivne vodljivosti u miješanom stanju odredili smo vrijednosti gornjeg kritičnog polja Bc2 (T) i frekvencije opuštanja ω0(T).

Tema klimatskih promjena u školskom obrazovanju, a naročito u nastavi fizike, zastupljena je minimalno u odnosu na njenu važnost. Fizika kao eksperimentalna znanost mora učenicima ponuditi eksperimentalni pristup toj temi kako bi samostalno došli do opažanja i time bolje razumjeli klimu na globalnoj razini. Ovaj rad temelji se na korištenju micro:bita u kombinaciji s vanjskim senzorima, kao jednostavnog mjernog instrumenta. Mikroračunala, posebice micro:bit, imaju brojne prednosti i mogućnost brze implementacije u nastavni proces. Ovakvi pokusi omogućavaju učenje programiranja i uvid u principe rada suvremenih mjernih uređaja. Rad je osmišljen kao uputa nastavnicima za uvođenje teme klimatskih promjena u nastavu fizike. Kao središnja aktivnost odabran je učinak staklenika kao jedna od najvažnijih tema u kontekstu proučavanja klimatskih promjena. Uz osnovne principe učinka staklenika, dane su upute za kodove potrebne za programiranje micro:bitova, primjeri pokusa koje je moguće uvesti u nastavu s pojašnjenjima, primjerima mjerenja i analize podataka, motivacijskim pitanjima i popratnim materijalima za učenike. The topic of climate change in school education, and especially in the teaching of physics, is represented minimally in relation to its importance. Physics, as an experimental science, must offer students an experimental approach to the subject in order to independently come to observations and thereby better understand the climate on a global scale. This work is based on the use of the micro:bit, in combination with external sensors, as a simple measuring instrument. Microcomputers, especially micro:bit, have numerous advantages and the possibility of quick implementation in the teaching process. Such experiments enable learning programming and insight into the principles of operation of modern measuring devices. The thesis is designed as an instruction for teachers to introduce the topic of climate change into physics classes. As a central activity, the greenhouse effect was chosen as one of the most important topics in the context of studying climate change. In addition to the basic principles of the greenhouse effect, there are instructions for the codes needed to program the micro: bits, examples of experiments that can be introduced into classes with explanations, examples of measurement and data analysis, motivational questions and accompanying materials for students.

Fizikalni pokus treba biti dio svakog sata fizike. Postavlja se pitanje koje pokuse izabrati, koja je za to potrebna oprema i koliko vremena treba nastavniku za pripremu. Mikroračunala poput micro:bita omogućavaju relativno brzu konstrukciju pokusa u kome se koriste njegovi interni ili vanjski senzori. U ovom radu su dane smjernice za izvođenje nekoliko pokusa koji su vezani uz temu valova u fizici. Slično se može izvesti u brojnim drugim područjima fizike. Pri tome se uči osnove programiranja i upravljanje sa senzorima, prijenos i obrada podataka. Osim toga ideja je i učiniti fiziku zanimljiviju učenicima, potaknuti ih da samostalno istražuju kroz projekte, ali i izvode grupna istraživanja vezana uz važne teme današnjice. A physics experiment should be part of every physics lesson. The question arises as to which tests to choose, what equipment is needed and how much time the teacher needs to prepare. Microcomputers like the micro:bit enable relatively fast construction of experiments using its internal or external sensors. In this thesis, guidelines are given for performing several experiments related to the topic of waves in physics. The same can bed one in many other areas of physics. In doing so, several subject are connecter interdisciplinary, for example, physics with computer science and mathematics. In doing so, the basic of programming and sensor management, dana transmission and processing are learned. In addition, the idea is to make physics more interesting to students, to encourage them to independently research through projects, but also to carry out group research related to important topics of today.

Postoje brojne mogućnosti upotrebe mikroračunala u nastavi fizike čime se uvode novi elementi u izvedbu fizikalnih pokusa te se povezuju STEM područja. U radu demonstriramo upotrebu micro:bit uređaja u konstrukciji vremenskih vrata koja se mogu implementirati u nizu fizikalnih pokusa. Prikazano je nekoliko izvedbi vremenskih vrata koja su primjerena za uključivanje u nastavu fizike u osnovnoj i srednjoj školi te za samostalni rad i interaktivno upoznavanje sa fizikalnim konceptima kao što su: vrijeme, put, brzina, ubrzanje, frekvencija i sila. Analizom dobivenih rezultata ukazujemo na prednosti i nedostatke pojedinih izvedba i dajemo sugestije za uključivanje u nastavu fizike. There are numerous possibilities of using microcomputers in physics teaching, which introduces new elements in the performance of physical experiments and connects STEM fields. In this thesis, we demonstrate the use of micro:bit device in the construction of time gates that can be implemented in a series of physical experiments. Several designs of time gates are shown, which are suitable for inclusion in physics classes in primary and secondary schools and for independent work and interactive learning of physical concepts such as: time, path, speed, acceleration, frequency, and force. By analyzing the obtained results, we indicate the advantages and disadvantages of individual time gate performances and we give suggestions for inclusion in physics classes.

U modernim laboratorijima u atomskoj fizici, podatci se kontinuirano prikupljaju i bilježe. Zbog utjecaja koji temperatura i drugi atmosferski uvjeti imaju na vrlo osjetljive eksperimente, na primjer, optičke atomske satove [1], nužno je mjeriti i bilježiti ove parametre kako bi se postigla rekordna točnost mjerenja vremena koji ovakvi satovi omogućuju. U ovom radu je opisana izrada sustava za automatizirano, kontinuirano mjerenje, bilježenje i interaktivno prikazivanje parametara u Laboratoriju za hladne atome na Institutu za fiziku. Mjerenja su bazirana na Labjack i Pico uređajima. Ostvareno je kontinuirano mjerenje i bilježenje temperature na više točaka u laboratoriju. Most između mjerenja na uređajima i spremanja podataka u bazu baziran je na programskom jeziku Python. Podaci će se spremati u InfluxDB bazu podataka, te se mogu prikazivati interaktivno i u stvarnom vremenu. Ovaj postav služit će za daljnju nadogradnju i priključivanje novih mjernih instrumenata čiji će se podaci moći obrađivati, spremati i nadograđivati kako bude potrebno za vrijeme trajanja eksperimenta. In modern laboratories in atomic physics, data is continuously collected and logged. Due to the influence that temperature and other atmospheric conditions have on very sensitive experiments, for example, on optical atomic clocks, it is necessary to measure and log these parameters in order to achieve the record accuracy of time measurements that such clocks allow. This thesis describes the development of a system for automated, continuous measurement, logging and interactive display of parameters in the Laboratory for Cold Atoms at the Institute of Physics. Measurements are based on Labjack and Pico devices. Continuous measurement and logging of temperature at several points in the laboratory was achieved. The bridge between measuring on devices and saving data to a database is based on the Python programming language. The data will be stored in a InfluxDB database and can be displayed interactively and in real time. This setup will be used for further upgrading and connection of new measuring instruments whose data will be able to be processed, logged and upgraded as needed during the experiment.

Danas, u suvremenom obrazovanju koje stavlja naglasak na znanja i vještine za nova zanimanja 21. stoljeća, nastava fizike ima sve veći utjecaj i značaj. U ovome se radu naglasak stavlja na rano učenje fizike, već u nižim razredima osnovne škole. Brojna istraživanja pokazuju da je susretanje djece sa STEM područjima (prirodoslovlje, tehnologija, inženjerstvo i matematika) bitno za njihov daljnji interes i motivaciju prema tim područjima. Djeca su u ranoj dobi jako znatiželjna, postavljaju puno pitanja te je tada pravi trenutak da im se predstave poticajni fizikalni koncepti. Ključan segment u nastavi fizike je pokus. Pokusi u nastavi fizike omogućuju djeci samostalno istraživanje te kod djece potiču maštovitost, razvijanje kritičkog razmišljanja i zaključavanja. Isto tako, u suvremenoj nastavi fizike dobro je implementirati primjere iz svakodnevnog života koji pobuđuju dodatni interes za fiziku. Sport je praktična aktivnost u kojoj se primjenjuju brojne fizikalne zakonitosti. Kako bi ih bolje razumjeli, postoje dvije opcije: jedna je detaljno istraživati - mjeriti gibanja i druge fizikalne pojave u sportu, a druga je osmisliti i izvoditi pokuse kojima bi se prikazale pojedine zakonitosti koje se primjenjuju u sportu. U radu se obrađuje nekoliko odabranih i prilagođenih primjera koji se mogu implementirati u kurikulum u osnovnoj školi, ponajviše u razrednoj nastavi. Today, in modern education that places emphasis on knowledge and skills for new occupations of the 21st century, the teaching of physics has an increasing influence and importance. In this thesis, the emphasis is placed on early learning of physics, already in the lower grades of primary school. Numerous studies show that meeting children with STEM areas (science, technology, engineering and mathematics) is essential for their further interest and motivation towards these areas. Children at an early age are very curious, they ask a lot of questions and then it is the right time to introduce them to stimulating physical concepts. A key segment in physics teaching is experimentation. Experiments in physics teaching enable children to explore independently and encourage children's imagination, development of critical thinking and reasoning. Likewise, in modern physics teaching it is good to implement examples from everyday life that arouse additional interest in physics. Sport is a practical activity in which a number of physical laws are applied. To better understand them, there are two options, one is to investigate in detail - to measure movements and other physical phenomena in sports, and the other is to design and perform experiments to show the individual laws applied in sports. This thesis deals with several selected and adapted examples that can be implemented in the curriculum in primary school, mostly in the classroom teaching.

Istraživački usmjerena nastava fizike potiče razvoj znanstvenog razmišljanja i zaključivanja. Učenici kroz istraživački usmjerenu nastavu razvijaju kritičko mišljenje, aktivno sudjeluju u nastavi te stječu znanja o samoj prirodi znanosti. Veliku ulogu u istraživački usmjerenoj nastavi fizike predstavlja pokus. Pokus, osim što nastavu čini zanimljivijom i zabavnijom, pruža izravno iskustvo učenicima o fizičkim pojavama. Pomoću pokusa učenici upoznavaju i istražuju nove pojave, te uz pokus uočavaju zakonitosti i testiraju hipoteze. Pri samom izvođenju pokusa kvantitativno se mjere fizičke veličine pri čemu pomažu mjerni instrumenti. Micro:bit kao suvremeno mikroračunalo može zamijeniti veći broj instrumenata i tako riješiti problem nedostatka opreme za izvođenje pokusa. Upoznavanje fizike na zabavan, kreativan i interdisciplinaran način uz korištenje tehnologije uvedeno je pomoću STEM pristupa obrazovanju. Research-oriented teaching of physics encourages the development of scientific thinking and reasoning. Through research-oriented teaching, students develop critical thinking, actively participate in teaching, and acquire knowledge about the very nature of science. Experiment plays a major role in research-oriented teaching of physics. The experiment, in addition to making teaching more interesting and fun, provides students with a direct experience of physical phenomena. With the help of the experiment, students get to know new phenomena, research about the phenomena, and with the experiment they notice the laws and test the hypotheses. During the experiment, physical quantities are measured quantitatively with the help of measuring instruments. Micro:bit as a modern microcomputer can replace a larger number of instruments and thus solve the problem of lack of equipment for performing experiments. Getting to know physics in a fun, creative and interdisciplinary way with the use of technology was introduced using the STEM approach to education.

Rad i energija su među ključnim konceptima u fizici i predstavljaju izazov u nastavi fizike u osnovnoj i srednjoj školi. Suvremeni pristup učenju fizike baziran je na učenicima zanimljivim pokusima i aktivnostima iz svakodnevnog života. U ovom radu izabran je konkretan primjer, olimpijski sportovi koji su izvrsna podloga za proučavanje koncepata rada i energije. Sport općenito je učenicima zanimljiv, a okvir u kojem se uči kako primjenom fizikalnih znanja poboljšati sportske rezultate predstavlja dodanu motivaciju u učenju fizike. U ovom radu kroz primjere iz konkretnih olimpijskih sportova i fizikalne pokuse dani su okviri kako ovaj pristup implementirati u okviru postojećih kurikuluma nastave fizike. Work and energy are among the key concepts in physics and present a challenge in physics education in primary and secondary schools. Modern approach to learning physics is based on interesting experiments and everyday activities which are interesting to students. In this work, specific example was chosen, Olympic sports which are a excellent base for studying concepts of work and energy. Sports in general are interesting to students, and the framework in which they study how to enhance sports results by applying physics knowledge presents additional motivation in physics learning. In this work, through examples from specific Olympic sports and physics experiments, frameworks are given on how to implement this approach within the given physics curricula.

Jedan od ključnih faktora koji utječu na kvalitetu učenja fizike na daljinu je motivacija učenika. Motivacija je već dulje tema istraživanja u kontekstu suvremenog obrazovanja. Kada govorimo o nastavi fizike, istraživano je utječu li upravo pokusi na motivaciju učenika. Pokusi iz fizike značajno utječu na motivaciju i mogu se primijeniti u nekoliko kognitivno motivacijskih tehnika poučavanja poput jednostavnih pokusa, problemskih i paradoksalnih pokusa, pokusa koje možemo primijeniti u svakodnevnom životu i dr. Za motivaciju učenika značajni su jednostavni fizikalni pokusi, koji ne iziskuju velika sredstva i ujedno otvaraju široki kreativan prostor za nastavnike. No istraživanje među hrvatskim nastavnicima fizike je pokazalo da preko 50 % nastavnika nije uspjelo motivirati učenike izvođenjem pokusa na daljinu. Svjetska istraživanja prikazana u ovom radu pokazala su da postoji niz metoda kako pokus učiniti zanimljivim, odnosno povećati motivaciju učenika, pri čemu se posebno ističe učinak jednostavnih pokusa. To otvara prostor unaprjeđenju nastave fizike u Hrvatskoj. One of the key factors influencing the quality of distance learning in physics is student motivation. Motivation has long been a research topic in the context of modern education. When we talk about teaching physics, it has been investigated whether experiments influence students' motivation. Experiments in physics significantly affect motivation and can be applied in several cognitively motivational teaching techniques such as simple experiments, problem and paradoxical experiments, experiments that we can apply in everyday life, etc. Simple physical experiments are important for motivating students, which do not require large funds and at the same time open a wide creative space for teachers. However, research among Croatian physics teachers has shown that over 50% of teachers have failed to motivate students by conducting distance experiments. Other research presented in this paper has shown that there are a number of methods to make the experiment interesting, i.e. to increase student motivation, with special emphasis on the effect of simple experiments. This opens space for the improvement of physics teaching in Croatia.

Nastava fizike, kao jedno od temeljnih STEM područja, u suvremenom obrazovanju ima sve veći značaj. U ovome radu stavljamo naglasak na rano učenje fizike, osobito koncepte sile. Upoznavanjem djece s konceptima prirodnih znanosti u razrednoj nastavi, dajemo mogućnosti za istraživanje, postavljanje raznih pitanja. Mnoga istraživanja pokazuju da je rano upoznavanje djece sa STEM područjem ključno za njihovo daljnje napredovanje i usmjeravanje ka tim područjima. Nastava fizike u središtu ima fizikalni pokus, koji nam omogućuje zanimljiviji pristup učenicima, te mogućnost njihovog samostalnog istraživanja. Djeca u ranoj dobi su znatiželjna, postavljaju pitanja, stoga trebamo iskoristiti to razdoblje da ih izložimo zanimljivim konceptima sile i potaknemo suradnju i istraživanja. U sklopu ovoga rada pokazujemo kako fiziku možemo uvesti već u razrednoj nastavi kroz koncept sile. Ako se djeca s njima nisu prije susrela, iste pokuse bi bilo dobro izvoditi u okviru odgovarajućih tema u kurikulumu fizike. Physics teaching, as one of the fundamental STEM fields, has an increasing importance in modern education. In this diploma thesis we put emphasis on early learning of physics, especially the concepts of force. By introducing children to the concepts of natural sciences in lower elementary school teaching, we provide opportunities for inquiry and asking questions. Great deal of studies demonstrate that early introducing children to the STEM field is crucial to their further progress and guidance towards these areas. Physics teaching has a physical experiment as its focus, which allows more interesting approach to students, and the possibility for their independent research. Children at an early age are curious and ask questions, therefore, we should use this period to expose them to interesting concepts of force and encourage their collaboration and research. In this diploma thesis we show how physics can be introduced in lower elementary school already, through the concept of force. If children have not encountered them before, the same experiments would be good to perform within the framework of appropriate topics in the physics curriculum.

Mobitel sa svojim mogućnostima različitih aplikacija i upotrebe različitih senzora otvara brojne mogućnosti primjene u nastavi, posebice kao mjernog instrumenta. Pokazuje se da je izvedba pokusa s mobitelom učenicima zanimljiva. No isto tako zanimljivi su im i dobro koncipirani istraživački pokusi bez mobitela. U radu su dani primjeri upotrebe mobitela kao mjernih instrumenata u proučavanju gibanja. Zaključak je da se mobitel može koristiti u nastavi fizike ali treba biti umjeren u njegovoj primjeni. Učenici moraju osim s mobitelom izvesti dovoljno pokusa, analiza i grafičkih prikaza podataka bez mobitela kako bi savladali osnove analize i prikaza podataka. S druge strane korištenjem mobitela otvaraju se mogućnosti za složenije pokuse i istraživanja u okviru istraživački orijentirane nastave. The mobile phone with its possibilities of different applications and the use of different sensors opens up numerous possibilities for application in teaching, especially as a measuring instrument. It turns out that the performance of the experiment with a mobile phone is interesting for students. But they are also interested in well-designed research experiments without mobile phones. The paper gives examples of the use of mobile phones as measuring instruments in the study of motion. The conclusion is that the mobile phone can be used in physics teaching, but it should be moderate in its application. In addition to the mobile phone, students must perform sufficient experiments, analyzes and graphical representations of data without the mobile phone in order to master the basics of data analysis and data display. On the other hand, the use of mobile phones opens up opportunities for more complex experiments and research within research-oriented teaching.

U suvremenom obrazovanju, nastava fizike kao jedno od temeljnih STEM područja ima sve veći značaj. Ključna pitanja danas su kako učenike aktivno uključiti u nastavni proces, zainteresirati ih za fiziku i potaknuti dalje u smjeru STEM područja koja su okosnica zanimanja 21. stoljeća. O upotrebi mikroračunala u nastavi se već dugo razmišlja, no tek je prije 5 godina, konstrukcijom posebno dizajniranog mikroračunala BBC micro:bit, za potrebe obrazovanja u Europskoj uniji, došlo do masovne primjene u školama. Paralelno tome razvijaju se ideje i metode kako ih uključiti u nastavu pojedinih predmeta. Nastava fizike, koja u središtu ima fizikalni pokus, logično je mjesto implementacije mikroračunala. Micro:bit otvara mogućnost razvoja brojnih istraživačkih ideja u nastavi fizike uz relativno male troškove. Upotrebom micro:bit uređaja kao mjernog instrumenta u fizikalnom pokusu, uz mogućnost prikupljanja i bežičnog slanja podataka, učenike uvodimo u istraživački proces. Premda je preciznost mjerenja manja nego s profesionalnom opremom, ona je dovoljna za detekciju i analizu fizikalnih pojava. Micro:bitom izmjereni podaci prenose se na računalo, te se ovisno o razini obrazovanja na kojoj se tema obrađuje, mogu izvoditi jednostavne i složene analize i fizikalna modeliranja. Moglo bi se reći da je micro:bit i prvi korak u smjeru razvoja i dizajna novih uređaja ili visokotehnoloških proizvoda. U obrazovanju 21. stoljeća važno je da se učenici praktično upoznaju s tim procesom. In modern education, the teaching of physics as one of the fundamental STEM areas is of increasing importance. The key questions today are how to actively involve students in the teaching process, increase their interest in physics and encourage them further in the direction of STEM areas that are the backbone of 21st century occupations. The use of microcomputers in teaching has been considered for a long time, but only 5 years ago the construction of a specially designed microcomputer BBC Micro:bit for the needs of education in the European Union led to mass application in schools. In parallel, ideas and methods are being developed on how to include them in the teaching of individual subjects. Teaching physics, which has a physical experiment at its center, is the logical place to implement microcomputers. Micro:bit opens the possibility of developing numerous research ideas in physics teaching at relatively low cost. By using micro:bit as a measuring instrument in a physical experiment with the possibility of collecting and sending data wirelessly, we introduce students to the research process. Although the measurement accuracy is lower than with professional equipment, it is sufficient for the detection and analysis of physical phenomena. Micro:bit-measured data are transferred to a computer and, depending on the level of education at which the topic is covered, simple and complex analyzes and physical modeling can be performed. It could be said that micro:bit is also the first step in the direction of development and design of new devices or high-tech products. In 21st century education, it is important that students become practically familiar with this process.

Istraživanja u kontekstu praćenja klimatskih promjena, procesa u okolišu i druge primjene pored ostalog imaju potrebu sustavnih mjerenja brzine i smjera strujanja zraka. U ovom radu dan je prikaz postupka konstrukcije ultrazvučnog anemometra namijenjenog takvoj primjeni; za izradu anemometra odabrana je Arduino platforma. Za kalibraciju anemometra korišten je jednostavan zračni tunel koji je omogućavao brzine do 2.7m/s. Izrađeni uređaj pokazao se funkcionalan, premda preciznost mjerenja nije adekvatna za praktičnu primjenu. Objasnjena su poboljšanja u metodi detekcije, kao i u kalibraciji, kojima bi se moglo poboljšati preciznost uređaja. Research in the context of monitoring climate change, environmental processes, and other applications, among other things, needs systematic measurements of air velocity and direction. In this paper, the construction procedure of an ultrasonic anemometer intended for such use is presented; the Arduino platform has been chosen for the construction purposes. A simple wind tunnel providing wind speeds up to 2.7m/s has been used to calibrate the anemometer. The designed device proved to be functional, although its measurement precision is inadequate for practical use. Improvements in detection method, as well as those in calibration, that would improve the device precision are explained.

U današnje vrijeme, u kojem tehnologija i prirodoslovne znanosti, među njima i fizika, napreduju nevjerojatnom brzinom, javlja se potreba da suvremena nastava Fizike prati taj razvoj. Za tu je svrhu bilo potrebno uvesti novi nastavni oblik koji bi ispunio uvjete suvremene nastave Fizike i rezultirao razvojem razumijevanja fizike kao znanstvene discipline. Metoda, koja je pritom razvijena, naziva se interaktivna istraživački usmjerena nastava Fizike čiji je glavni cilj potaknuti intelektualni angažman učenika i prikazati znanstveni karakter fizike. Istraživanja pokazuju da su temelji razvoja znanosti i tehnologije u 21. stoljeću kreativnost i inovativnost. Primjenom interaktivne istraživački usmjerene nastave Fizike kao glavnog oblika nastave pokazalo se da se ti temelji mogu kvalitetno razviti, a s obzirom da se većina današnjih i budućih tehnologija i uređaja zasniva na konceptualnome razumijevanju pojma valova, ovaj je rad usmjeren na glavne učeničke poteškoće vezane uz mehaničke valove i načine njihova rješavanja. In this world, in which technology and science, including physics, are advancing at an incredible pace, the need for a modern continuation of Physics is emerging to accompany this development. For this intent, it was necessary to explore new teaching forms that would meet the requirements of modern teaching of Physics and result in a different understanding of physics as a scientific discipline. The method that has been developed is called an interactive research-oriented teaching of Physics that aims to inspire the intellectual engagement of the students and outline the scientific nature of physics. Research say that creativity and innovation are the base of science and technology in 21st century. It has been affirmed that, by using an interactive research-oriented teaching of Physics as a main method, innovation and creativity can be properly developed, and considering that most of today's and future technologies and devices are based on conceptual understanding of the concept of the waves, this paper is looking back at the main student's difficulties related to mechanical waves and ways to resolve them.

Istraživanja su pokazala da postoje brojne učeničke miskoncepcije o temperaturi i toplini. Miskoncepcije se mogu ispraviti korištenjem prikladnih interaktivnih metoda na nastavi fizike. U ovom radu ukratko je opisana istraživačka nastava fizike, te interaktivna metoda izvođenja pokusa koja je korisna za uočavanje učeničkih prethodnih znanja i predodžba o fizikalnim pojavama, te ispravljanje miskoncepcija metodom kognitivnog konflikta. Definirani su koncepti temperature i topline, te toplinsko širenje i prijenos topline, na način koji je učenicima predstavljen u njihovom obrazovanju. Opisani su načini pojave miskoncepcija i vrste miskoncepcije. Detaljno su opisane učeničke miskoncepcije o temperaturi, toplini i prijenosu topline. U radu su opisani pokusi pomoću kojih se mogu ispraviti neke miskoncepcije o temperaturi i toplini. U izradi pokusa koristi se pribor koji je dostupan svima, kako bi se pokusi mogli izvoditi na nastavi fizike kada nema dovoljno pribora i kako bi ih učenici mogli izvoditi kod kuće. Research has shown that there are numerous student misconceptions about temperature and heat. Misconceptions can be corrected by using appropriate interactive methods in physics teaching. This work briefly describes the research teaching of physics, as well as an interactive method of performing experiments that is useful for identifying students' prior knowledge and ideas about physical phenomena, and correcting misconceptions by the method of cognitive conflict. The concepts of temperature and heat, as well as thermal expansion and heat transfer, have been defined in a way that is presented to students in their education. Ways of occurrence of misconception and types of misconception are described. Student misconceptions about temperature, heat and heat transfer are described in detail. The paper describes experiments that can correct some misconceptions about temperature and heat. Materials that are use din described experiments are accessible to everyone so that the experiments can be performed in physics classes when there are not enough materials and that students can perform them at home.

Tema ovog rada je rano učenje s naglaskom na fiziku. Tijekom 20. stoljeća prevladavalo je mišljenje da su djeca u vrtiću premlada za upoznavanje s konceptima prirodnih znanosti i da se u tim godinama trebaju samo igrati. Brojna istraživanja s početkom 21. stoljeća pokazuju da je upoznavanje djece s konceptima prirodnih znanosti, tehnologije, inženjerstva i matematike (STEM) ključno za njihovo daljnje napredovanje i usmjeravanje prema tim područjima. Kada govorimo o fizici, zainteresirati djecu za fiziku u višim razredima osnovne škole ili u srednjoj školi je jako teško. Tada više ne postavljaju pitanja, ne istražuju. Djeca u ranoj dobi su znatiželjna, postavljaju pitanja, izvode pokuse. Stoga je to pravo razdoblje da ih se izloži zanimljivim fizikalnim konceptima i potakne na suradnju i istraživanja. Kako se u ranoj dobi najintenzivnije stvaraju trajne kognitivne veze u mozgu, ovakav pristup stvara temelje na kojima se puno kvalitetnije mogu graditi daljnja znanja u STEM područjima. U okviru ovog rada dan je prikaz nekih iskustava uvođenja ranog učenja fizike u svijetu te je osmišljena i izvedena radionica pod nazivom „Gledajmo zvuk, slušajmo svjetlost“. Razvoj ideja i programa ključan je za edukaciju odgajatelja i učitelja kako bi samostalno mogli uvoditi ovakve sadržaje u nastavu. The subject of this diploma thesis is early learning with an emphasis on physics. During the 20th century, the opinion was that children in kindergarten were too young to get acquainted with the concepts of natural sciences and that they should only play in those years. Numerous researches at the beginning of the 21st century show that introducing children with the concepts of natural sciences, technology, engineering and mathematics (STEM) is key to their further advancement and orientation towards the area. When talking about physics, making children interest in physics in elementary or secondary school is very difficult. They no longer ask questions, they do not investigate. Children at an early age are curious, ask questions, perform experiments. This is the right time for them to be exposed to interesting physical concepts and to encourage cooperation and research. Since the most intense forms of permanent brain connections are at an early age, such an approach creates the basis for building more knowledge in STEM areas much better. Within this thesis, we present some of the experiences of introducing early learning of physics in the world, and a workshop called "Let's See the Sound, Listen to the Light" has been designed and performed. The development of ideas and programs is crucial for educating kindergarten educators and teachers to introduce such content into teaching.

Suvremeno obrazovanje usmjeruje se prema znanjima i vještinama 21. stoljeća pri čemu okosnicu čine STEM područja. Fizika je jedno od temeljnih prirodoslovnih područja i djeca ju trebaju učiti već od rane dobi usporedo s matematikom i drugim STEM područjima. U pozadini učenja fizike je razvoj kognitivnih sposobnosti djece i znanstvenog razmišljanja. Mehanizam zaključivanja u znanosti je znanstvena metoda. U prirodoslovlju, centralni dio znanstvene metode je pokus, odnosno promatranje i kvantitativno mjerenje prirodnih procesa. Ključni alat pri tome je mjerni instrument. Stoga se djeca u okviru nastave fizike i drugih prirodoslovnih predmeta trebaju upoznati sa što više mjernih instrumenata i njihovoj primjeni u okviru znanstvene metode. Micro:bit je suvremeno računalo razvijeno za potrebe obrazovanja koje zahvaljujući jednostavnosti upotrebe, niskoj cijeni i brojnim opcijama proširenja otvara potpuno nove mogućnosti uvođenja mjernog instrumenta u nastavu fizike. U ovom radu ćemo prikazati nekoliko konkretnih primjera korištenja micro:bita kao mjernog instrumenta u nastavi fizike. Kreativnošću nastavnika i učenika, mogućnosti daljnjih izvedbi mjernih instrumenata temeljenih na micro:bitu su praktički neograničene. Physics is one of the fundamental natural sciences and children need to learn it from an early age alongside mathematics and other STEM areas. In the background of learning physics is the development of cognitive abilities of children and scientific thinking. The mechanism of conclusion in science is the scientific method. In natural science the central part of the scientific method is the experiment, i.e. the observation and quantitative measurement of natural processes. The key tool is the measuring instrument. In physics teaching and teaching in other natural sciences children should be familiar with as many measuring instruments as possible and their application within the scientific method. Micro:bit is a modern computer developed for education purposes and its ease of use, low price and numerous expansion options opens up completely new possibilities of introducing a measuring instrument in the teaching of physics. In this thesis we will present several concrete examples of using micro:bit as a measuring instrument in physics teaching. The creativity of teachers and students, the possibilities for further performance of micro:bit based measuring instruments are virtually unlimited.

Istraživanja u svijetu pokazuju da učenici u većini ne razumiju neke od ključnih tema iz fizike koje su temelj suvremenih tehnologija. Jedna od tih važnih tema su električni strujni krugovi. Zato je potrebno uvesti nove metode u nastavu fizike. U radu se diskutira o upotrebi pokusa i analogija u nastavi fizike te koliko takav pristup pridonosi boljem razumijevanju i uklanjanju konceptualnih poteškoća kod učenika. Razmatraju se i nedostatci pri korištenju analogija te na što sve treba obratiti pažnju prilikom njihove upotrebe. Pomoću analogije vodenih krugova demonstriraju se neka fizikalna svojstva strujnih krugova čime se bolje nastoji razjasniti ova učenicima vrlo apstraktna tema. Sukladno trendovima u svijetu, u izradi pokusa se koriste priručni materijali, a osim u školi učenici ih mogu izvoditi kod kuće kao dio projektne nastave. Research conducted worldwide shows that the majority of students is unable to understand some of the key topics in physics, which are the basis of modern technology. One these topics are electric current circuits. With this in mind, it is necessary to implement new teaching methods in physics classrooms. This thesis discusses the use of experiments and analogy when teaching physics and the extent to which this approach contributes to student’s comprehension and removes conceptual difficulties. Furthermore, the insufficiencies of the analogy approach are discussed along with the issues that require closer attention if this approach is used. Some physical properties of electric circuits are demonstrated using the analogy of water circles, facilitating the comprehension of this abstract topic. Following the universal trends, everyday materials are used when conducting the experiments. Moreover, students can conduct them at home in form of projects.

Istaknuta je uloga i važnost pokusa u nastavi fizike kao i koraci koji nastavnicima mogu olakšati njihovo izvođenje. Predstavljene su neke strategije koje mogu olakšati nošenje sa situacijama kad se izvođenje pokusa ne odvija kako je planirano. Na temelju četiri pravila naivne fizike ulazi se u diskusiju o utjecaju kognitivnih pristranosti na teorije kvantne fizike. Zašto kvantna mehanika krši naše urođeno razumijevanje kako bi svijet trebao funkcionirati. Kada djeci treba o tome početi pričati? U vrtiću, razrednoj nastavi ili na fakultetu? U obrazovanju 20. stoljeću vladalo je mišljenje da se suvremena znanja ne mogu učiti bez starih teorija kao temelja. U fizici je to dovelo do toga da većina učenika, osim nekolicine na sveučilištu, nikada ne stekne znanja i vještine na razini današnjih znanja i tehnologija. Obrazovanje 21. stoljeća kreće od novih principa, da se priča gradi oko današnjih problema i tehnologija i s time se kreće već od najranije dobi, najkasnije od 4. godine života. U ovom radu ćemo prikazati nekoliko primjera kako koncepte kvantne fizike možemo demonstrirati učenicima. The essential role of experiments in the process of teaching physics has been demonstrated, as well as some of the steps that can facilitate their performance for the teachers. Several strategies have been presented for situations when the experiments do not function according to plan. On the basis of the four rules of naïve physics, the influence of cognitive bias on the theories of quantum physics is discussed. Why do the quantum mechanics go against our innate understanding of the manner in which the world should function? When should we start presenting it to children? In kindergarten, primary school or at university? During the 20th century the prevailing opinion was that new knowledge cannot be taught without being based on old theories. In physics, as a result of this, apart from a small number of students at the university level, most of them never acquire knowledge and skills at the level of contemporary knowledge and technology. In the 21st century education system, the starting point are new principles, building the story up around contemporary problems and technologies from the earliest age, 4th year of life at the latest. This thesis will provide several examples of demonstrating the concepts of quantum physics to students.

Tijekom istraživački usmjerene nastave fizike javljaju se mnoge poteškoće zbog kojih velik broj nastavnika ne ostvari osnovni dio sata fizike, a to je pokus, koji kod učenika potiče kreativnost, razvija kritičko razmišljanje i zaključivanje. Problemi vrlo često nastaju zbog nedostatka laboratorijske opreme te zbog nedostatka novca za opremanje kabineta. Zbog navedenog mnogi nastavnici preskaču konkretna mjerenja na osnovu kojih učenici mogu praktično potvrditi zakone fizike, ali kako je težnja suvremene nastave znanje iza kojeg slijedi razumijevanje, pokuse nikako nije poželjno preskakati. Danas, u doba izrazito povoljne potrošačke elektronike, možemo iskoristiti uređaje iz okoline kako bi na jednostavan i jeftin način analizirali i pojasnili fizičke pojave. Pojava novih generacija mikrokontrolera, kao što je micro:bit uređaj, omogućava njihovu širu primjenu u obrazovanju, osobito kao alat koji možemo iskoristiti za demonstraciju pokusa u nastavi fizike. Također, takvu nastavu nužno je potkrijepiti samostalnim učeničkim projektima koji su oblik samostalnoga istraživačkog rada, u kojem učenici razvijaju različite sposobnosti. Ovim diplomskim radom istaknut će se mogućnosti primjene mikrokontrolera, točnije micro:bit uređaja, u okviru projektne nastave gdje učenik konstruira odabrani demonstracijski pokus iz fizike. Rezultat ovog diplomskom rada detaljna je uputa nastavnicima kako implementirati ovakav pristup izvođenju nastave fizike. During inquiry-based physics teaching there are many difficulties for which a large number of teachers do not achieve the core part of the physics class, which is the experiment that encourages creativity in students, develops critical thinking and conclusion. Problems are very common due to the lack of laboratory equipment and the lack of money to equip the cabinet. Because of this, many teachers skip practical measurements where students, based on them, can practically validate the laws of physics, but as the aspiration of contemporary teaching is knowledge which is followed by understanding, the experiments are certainly not desirable to skip. Today, at a time of extremely favorable consumer electronics, we can make use of devices from the environment to analyze and clarify physical phenomena in a simple and inexpensive way. The emergence of new generations of microcontrollers, such as the micro:bit device, enables their wider application in education, particularly as a component that we can use to demonstrate experiments in physics teaching. Also, such teaching is necessary to support with independent student projects that are a form of independent research work, in which students develop different abilities. This graduate thesis will highlight the possibilities of using a microcontroller, namely micro:bit device, within the project-based learning where the student constructs a selected demonstration experiment from physics. The result of this graduate thesis is a detailed instruction for teachers to implement such an approach to teaching physics.

Ovaj rad se bavi problematikom nastave fizike diskutirajući probleme u savladavanju sadržaja iz područja elektriciteta. U njemu su predstavljene suvremene metode kojima bi se mogla unaprijediti nastava u tom području. Obrađeno je osam demonstracijskih pokusa. Njihova je svrha prikazati zanimljivu primjenu fizikalnih pojava, pobuditi znatiželju i potaknuti učenike na promišljanje. Svi pokusi su složeni od predmeta iz kućanstva i njihova izvedba nije zahtjevna. Oni se osim u svrhu demonstriranja fizikalnih pojava mogu upotrijebiti u okviru suvremene, istraživački orijentirane nastave. Učenike treba poticati da postavljaju pitanja i sami osmišljavaju načine na koje da traže odgovore. This thesis discusses some problems which may occur when teaching physics, specifically in the field of electricity. It presents modern methods that could be used to improve teaching in this field, and help students overcome any issues they might face. Eight demonstration experiments were analyzed. These experiments, simple and not demanding to make, were conducted using some household items. The purpose of these experiments was to show the interesting application of physical phenomena, stimulate curiosity and encourage students to think.

Kroz povijest bili smo svjedoci nekoliko tehnoloških supernova. Kroz prošlo stoljeće jedna od tih, možemo reći najpoznatijih i najraširenijih, bila je i izum mobitela. Kako je vrijeme odmicalo, proizvođači su osim utrke jedni s drugima, vodili i utrku s vremenom. Modeli su se lansirali sve češće, bili su boljih performansi, ali i većih dimenzija. Napretkom tehnologije trend porasta veličine se uspio preokrenuti. Sličnu situaciju već smo doživjeli i sa računalima. Sjetimo se primjera IBM-a 360 koji je, primjerice, korišten u NASA-inim misijama - računalo je bilo veličine jedne sobe. U današnje vrijeme izrazitih tehnoloških promjena i računalnog napretka svjedoci smo sve veće optimizacije. S jedne strane imamo velika poboljšanja u izvedbi računala i njihovih performansi, a s druge strane izazov da u isto vrijeme to postignemo na što manjoj elektronskoj pločici – npr. veličine ljudske šake.Kako vrijeme odmiče, imamo sve veći interes za računala. Nastavnici fizike (ali i ostalih predmeta) dužni su pratiti tehnološke promjene te približiti fizikalne koncepte pomoću računala na sve dostupne načine, te konstantno osmišljavati nove. Iste misli vodile su i izumitelje računala Raspberry Pi (RPi) kojima ćemo se baviti u ovom radu. U njemu, nakon kratkog uvoda o samom računalu Raspberry Pi, dano je nekoliko osnovnih načela koja bi se trebalo pridržavati kako bi uspješno integrirali računalo u nastavu. U glavnom dijelu rada razraditi ćemo (nekoliko) primjera mogućnosti primjene RPi uređaja u nastavi, i na kraju izvesti zaključak koliko je jednostavno realizirati ovaj princip rada u učionicama, te koje pozitivne učinke na kompetencije korisnika on donosi. Throughout history we have witnessed several technological supernovas. Through the past century one of these, we can say the most famous and the most widespread, was the invention of cell phones. As time went by, the producers, apart from racing with each other, ran the race with time. The models were launched more and more frequently, they had better performance, but also larger dimensions. By advancing technology, the trend in size growth has been reversed. We've already had an analogous situation with computers. Let's remember the examples of IBM 360 that was, for example, used in NASA's missions - the computer was one size of a room. In today's time of marked technological change and computer progress we are witnessing increasing optimization. On the one hand, we have great improvements in computer performance, on the other hand, it is a challenge to attain it at the same time on the smallest electronic board - for example the size of a human hand. As time moves, we have an increasing interest in computers. Physics teachers (as well as teachers of the other subjects) are required to keep track of technological changes and bring physics concepts closer to the computer in all available ways, and constantly devise new ones. The same thoughts also ran by computer inventors of the Raspberry Pi (RPi), which we will deal with in this paper. In it, after a brief introduction to the Raspberry Pi computer itself, there are several basic principles that should be followed to successfully integrate the computer into teaching. In the main part of the paper, we will elaborate (a few) examples of the application of RPi units in teaching, and finally conclude how easy it is to apply this principle in the classroom and what positive effects the user's competences it will bring.

Fizika je prirodna znanost i temelji se na pokusu. Uloga pokusa u nastavi fizike je ogromna. Najvažnija uloga pokusa je motivirati učenike i zainteresirati ih za određenu temu. Izvođenje pokusa u nastavi fizike uvelike pridonosi kvalitetnijem znanju i razumijevanju fizikalnih sadržaja. U ovom radu dajemo neke primjere u temi harmonijski oscilator, kako razvoj digitalnih tehnologija omogućava još veću kreativnost i inventivnost u osmišljavanju demonstracijskih pokusa uz mogućnost prikupljanja kvantitativnih podataka uz relativno nisku cijenu. Physics is a science based on the experiment. The role of experiments in teaching physics is enormous. The most important role of the experiment is to motivate students and interest them for a specific topic. Performing experiments in teaching physics greatly contributes to better quality knowledge and understanding of physical content. In this work, we give some examples in the subject harmonic oscillator how development of digital technologies allows us for even greater creativity and inventiveness in the design of demonstration experiments with the ability to collect quantitative data at a relatively low cost.

Tema ovog rada je terenska nastava fizike. U radu se diskutira o ulozi terenske nastave u suvremenom obrazovanju. Terenska nastava može pojačati vezu između onog što učenici čuju na satu i vide uživo. Učenike se može angažirati da obrade podatke ili napišu rad na temelju iskustva s terenske nastave. Terenska nastava pobuđuje znatiželju, a sjećanja im pomažu održati informacije duže dulje vremena u memoriji. U razredu je prijenos znanja učenicima većinski fokusiran na slušanje. Terenska nastava fokus stavlja na vizualno povezivanje s pojedinim temama, što se pokazuje učinkovito u sjecanju kvalitetnijih znanja. Preduvjet da bi terenska nastava bila učinkovita je edukacija nastavnika. Zato je cilj ovog rada je dati prikaz terenske nastave fizike u Tehničkom muzeju s temom elektromagnetska indukcija. Istraživanja u svijetu pokazuju da je elektromagnetska indukcija učenicima teško razumljiva, odnosno da su prisutne brojne miskoncepcije. Potrebno je razvijati metode kojima bi se unaprijedilo razumijevanje teorijskih i eksperimentalnih koncepata vezanih uz induciranu elektromotornu silu i induciranu struju, električnu energiju, magnetski tok te u konačnici Faradayev zakon elektromagnetske indukcije. The topic of this diploma thesis is field education in physics. The paper discusses the role of field education in modern education. Field teaching can strengthen the link between what the students hear in school classes and live experience. Students can be motivated to analyze data or write work based on on-field experience. Field teaching increases curiosity, and memories from a field trip help them keep information for a long time in memory. In the classroom, the transfer of knowledge to students is mostly focused on listening. Field teaching focuses on visual connectivity with particular topics, which is shown to be effective in getting better knowledge. Prerequisite for effective field teaching is teacher education. That is why the aim of this thesis is to provide a filed education in physics teaching at the Technical Museum with the theme of electromagnetic induction. Studies in the world show that electromagnetic induction is difficult for students to understand, that is, there are numerous misconceptions. There is a need to develop methods to improve the understanding of theoretical and experimental concepts related to induced electromotive force and induced current, electricity, magnetic flux and ultimately Faraday's electromagnetic induction law.

Zainteresiranost učenika za prirodne znanosti i pohađanje prirodoznanstvenih fakulteta sve je manja. Učenici nastavu smatraju suhoparnom i dosadnom. Nisu upoznati sa stvarnom slikom suvremene znanosti što vodi ka odbacivanju znanosti kao nešto što im ne treba u životu.U ovom radu pokazano je kako terenska nastava u sklopu istraživački usmjerene nastave može pomoći probuditi interes kod učenika. Konkretno se istražuje kako pomoću veze Keplerovih zakona s Newtonovim općim zakonom gravitacije izračunati masu planeta u Sunčevom sustavu. Posebno je zanimljivo što se terenska nastava odvija u zvjezdarnici, koristi se teleskop visoke razlučivosti što je nešto što učenici rijetko susreću u obrazovanju. Student interest in science and a higher science education is decreasing. The science class is considered boring and uninteresting. Students are left unaware of the realistic image of a modern science which leads to them rejecting science as something they do not need in life. This thesis explores how out-of-classroom teaching as a part of inquiry-based learning helps to provoke interest in science. Specifically, we explore how to use Kepler's Laws of motion combined with Newton's general theory of gravity to calculate the mass of a planet in the Solar system. What is especially interesting for students is that they will come in contact with an observatory equipped with a high-resolution telescope, something that they rarely encounter in their education.

Obrazovni sustav u Republici Hrvatskoj još uvijek je koncipiran na učenju u učionici. Promjenom kurikuluma, teži se tome da se sustav unaprijedi izlaskom iz učionice i da se učenicima omogući obrazovanje koje će moći primijeniti u svakodnevnom životu. Nastavnicima će biti dana veća autonomija te će samim time biti kreativniji u radu koji podrazumijeva i organiziranje posjeta institucijama u okviru terenske nastave. Posjet znanstvenom laboratoriju, mjestu gdje znanstvenici istražuju, može biti izuzetno je vrijedan dio suvremenog znanstvenog (STEM) obrazovanja učenika. Na konkretnom primjeru dva vrhunska istraživačka laboratorija u Zagrebu pokazano je što djeca mogu naučiti i koji su elementi i metode dostupni u izvedbi ovakvog oblika nastave. The education system in the Republic of Croatia is still conceived for learning in the classroom. By changing the curriculum, the aim is to improve the system by going out of the classroom and enabling the students to apply the education they will be able to apply in their daily lives. Teachers will be given greater autonomy and will be more creative in the work that implies organizing visits to institutions within field teaching. Visit to a scientific laboratory, a place where scientists explore, can be an extremely valuable part of the contemporary scientific (STEM) education of students. In a concrete example of the two top research laboratories in Zagreb we have shown what children can learn and which elements and methods are available in the performance of this type of teaching.

21. stoljeće donijelo je nove izazove svim razinama obrazovnih sustava. Kada govorimo o reformi školstva, često se naglasak stavlja na pogrešna pitanja kao što su specifični sadržaji ili satnice pojedinih predmeta. Brzi razvoj znanosti i dostupnost informacija putem interneta postavlja drugačije zadatke obrazovnom sustavu. Naglasak se stavlja na metode učenja i njihovu učinkovitost u stjecanju trajnih i praktičnih znanja. Ključna komponenta pri tome je nastavnik koji mora biti dobro obrazovan i motiviran da se uhvati s novim obrazovnim izazovima. Ovaj rad je zamišljen kao doprinos u tom smjeru. Cilj rada je predstaviti neke praktične koncepte u odabranoj temi iz nastave fizike (tlak) s naglaskom na upotrebu pokusa u okviru projektne ili istraživačke nastave. 21. century brought a new challenge to all levels of the educational system. When we talk about the change of education, often the emphasis is put on the wrong questions, such as the specific content or time schedule of particular courses. The rapid development of science and the availability of information through the internet, sets the different tasks on the education system. Emphasis is placed on learning methods and their effectiveness in the acquisition of long-term and practical knowledge. A key component is a teacher, who must be well educated and motivated to catch up with the new educational challenges. The role of this work is a contribution in this direction. The aim of this work is to present some practical concepts in the selected topic in physics teaching (the pressure) with an emphasis on the use of demonstration experiments in the framework of the project or the research teaching methods.

U okviru rada diskutiraju se metode izvedbe nastave fizike koje bi trebale rezultirati boljim razumijevanjem nastavnih sadržaja i stjecanjem trajnih znanja. Pri tome je ključan fizikalni pokus kao središnji element nastavnog sata fizike. Na primjeru teme o pretvorbi energije temeljene na zakonu očuvanja energije, daje se pregled odabranih demonstracijskih pokusa kojima bi se mogli postići navedeni ciljevi. In this work, methods of performing physical teaching are discussed, which should result in a better understanding of teaching content and the acquisition of persistent knowledge. The physical experiment has a key role as the central element of the physics teaching. In an example of energy-based transformation topic, an overview of selected demonstration experiments is provided to achieve these goals.

Ovaj rad pokazuje mogućnosti osmišljavanja projektne nastave koja povezuje znanja iz različitih područja kao što su matematika, fizika i programiranja s prirodnim pojavama. Uloga projektne nastave je upravo da se učenik stavi u središte nastavnog procesa te da ga se zainteresira za osnovnoškolsku i srednjoškolsku nastavu primjenjujući nova znanja na problemima iz svakodnevnog života. Odabrani problem u slučaju ovog rada je specifičan, to su prirodne pojave u kršu – špilje – za koje smo postavili pitanje imaju li prirodnu fraktalnost. Fraktalna dimenzija kao rezultat analize prirodne pojave je kvantitativni podatak koji može imati veliku važnost, ne samo radi utvrđivanja fraktalnosti (a time i kvantitativna mjera razine kompleksnosti) dane pojave već ona može biti indikator različitih geoloških, hidroloških i fizikalnih procesa koji su utjecali na razvoj špilja. Metoda se može primijeniti i na druge pojave u kršu poput mreže vodenih tokova, distribucije ponikvi itd. Nešto od toga je u svijetu publicirano u znanstvenoj literaturi pa uvođenjem učenika u tu tematiku zapravo ih uvodimo u aktualnu znanstvenu metodu, odnosno učimo ih neke od temeljnih koncepata znanstvenog istraživanja: izbor metode, izbor pojave koja se proučava, analiza i interpretacija. U tom kontekstu ovakav projektni zadatak može imati i širi okvir. Uloga ovog rada je i da nastavniku pokaže da znanstvena analiza kompleksnih pojava u prirodi ne mora biti toliko složena da ju uz odgovarajuće alate ne može predstaviti učeniku. This work shows the possibilities for designing project-based learning that connects knowledge of mathematics, physics and programming with natural phenomena. The role of project-based learning is to increase the student interest in the theme by applying new knowledge to real problems. Selected problem in this work is specific, these are natural phenomena in karst - caves - which we asked the question about their natural fractality. Fractal dimension as a result of the analysis of natural phenomena is quantitative information that can have great importance, not only to determine fractality (and thus a quantitative measure of the level of complexity) of a given phenomena but it can be an indicator of various geological, hydrological and physical processes that influenced the development of the cave . The method can be applied to other phenomena in the karst. Some studies (not related to Croatia) were published in the scientific literature. Introducing students to this topic actually introduce them into the current scientific method, or teach them some of the basic concepts of scientific research: methods of investigation, selection of phenomena under study, analysis and interpretation. In this context, this project task can have a broader framework. The role of this work is that the teachers can understand that scientific analysis of complex phenomena in nature does not have to be so complex and it can be with the proper tools presented to students.

Da bi se projektna nastava uvela u hrvatske škole, potrebno je sustavno i kontinuirano educirati nastavnike. Ovaj diplomski rad predstavlja doprinos u tom smjeru. Prirodne znanosti, odnosno fizika temeljene su na pokusu, odnosno promatranju prirodnih pojava. Izbor odgovarajućeg seta demonstracijskih pokusa može biti okosnica projektne nastave kroz koju se učenici upoznaju s određenim područjem fizike, u ovom radu s mehanikom fluida. Dobro odabrani pokusi, čiji ishodi često nisu u skladu s intuicijom učenika, mogu biti izvrsna motivacija za izvedbu projektnog zadatka. Uz to, ono što se ovim radom želi istaknuti je da za takav oblik nastave nije potrebna skupa oprema. Uz izvrsno educiranog nastavnika i zanimljivo definiranu temu projekta, troškovi opreme potrebne za izvedbu ovakvog oblika nastave ne moraju odstupati od cijene izvedbe klasične nastave.

Kvaliteta nastave fizike u školama od ključne je važnosti jer ona ne samo da treba dati temelje u razumijevanju osnovnih prirodnih pojava ključne za sve prirodne znanosti, već treba kroz fizikalni način razmišljanja učeniku dati alate i vještine koje može primijeniti u svakom segmentu života. Nastavnici i stručnjaci u svijetu neprestano rade na razvoju tehnika i metoda učenja fizike. Cilj novog nacionalnog kurikuluma trebao bi biti prijenos najboljih svjetskih iskustava u sve školske predmete. Tradicionalni oblici nastave, koji su učenicima često teški i nerazumljivi, mijenjaju se (često i do 50% kao u skandinavskim zemljama) s različitim oblicima projektne ili terenske nastave bazirane na istraživanju i individualnom pristupu. Osnovni alat za promjenu tih koncepata u nastavi fizike je pokus. Fizika je prirodna znanost temeljena na pokusu. Pokus u nastavi fizike kod djece potiče kreativnost, razvijaju kritičko razmišljanje i zaključivanje. Ovim radom u odabranoj temi Bernoullijeva jednadžba, želi se pokazati da se jednostavnim pokusima mogu na zanimljiv način prikazati bitna fizikalna svojstva. Ovi primjeri mogu biti sastavni dio nekog budućeg kataloga fizikalnih pokusa koji bi uz odgovarajuću edukaciju i motiviranje nastavnika bio okosnica moderne nastave fizike. The quality of teaching physics in schools is crucial because it contributes not only to the understanding the basic natural phenomena that are important for all the natural sciences, but also gives student through a physical way of thinking the tools and skills that can be applied in every aspect of life. Teachers and experts in the world are constantly working to develop techniques and methods of teaching physics. The aim of the new Croatian national curriculum should be a transfer of the world's best experiences in all school subjects. Traditional forms of teaching, that are often heavy and obscure to sudents, are replaced (often up to 50% as in the Scandinavian countries) with various forms of project based learning that is based on research and individual approach. The main tool to change these concepts in physics is experiment. Physics is a natural science based on experiments. The experiment in physics teaching encourages creativity, develop critical thinking and reasoning. This work in the chosen topic of Bernoulli equation will show that simple experiments can be an interesting way to display important physical concepts. These examples may be part of a future catalog of physical experiments that can become with proper training and motivation of teachers, the backbone of modern physics teaching.

Prenoseći neka svjetska iskustva, u ovom slučaju iskustva učitelja na području Kalifornije, SAD, razmotrena je uloga terenske nastave u nastavi fizike. Definirani su koncepti osnovnih motivacija koje pokreću učitelje za održavanje terenske nastave fizike, razjašnjena je važnost održavanje terenske nastave i njena primjena u nastavi fizike. Niz tih okvira mogao bi se primijeniti i na izvedbu terenske nastave u Hrvatskoj. Uz to dan je pregled pravila za održavanje terenske nastave u Hrvatskoj. U nastavku je osmišljen i opisan i primjer provođenja terenske nastave, koja se sastoji od posjete Memorijalnim prostorijama Andrije Mohorovičića (Geofizički odsjek PMF-a u Zagrebu) tijekom koje učenici na vrlo zanimljiv i interaktivan način upoznaju instrumente o čijoj funkcionalnosti su učili u školi te doživljavaju primjenu fizike u svijetu koji nas okružuje iz prve ruke. Posjet se nadopunjuje interaktivnim, odnosno projektno usmjerenim izvođenjem dvaju pokusa provedenih u prostorijama Fizičkog odsjeka. Kroz pokuse učenici usvajaju bitne koncepte i stječu direktno iskustvo o načinu rada barometra i seizmografa. To se postiže na način da učenici pomoću uobičajenih materijala izrađuju jednostavne barometre i seizmografe te ispituju način na koji funkcioniraju u realnom okruženju.

Sastavni dio ovog diplomskog rada jesu dva DVD-a čiji sadržaj čine video zapisi dvanaest pokusa iz mehanike. Naime, na četvrtoj godini studija sa kolegom sam se odvažio na snimanje pokusa koje ću sam izvoditi. Iz svega gore navedenoga, možemo reći da se radi o učeničkim pokusima. Sama ideja o snimanju pokusa, koje sam u potpunosti sam osmislio, jest želja da se isti distribuiraju odnosno na najprikladniji, najjednostavniji i najpristupačniji način učine dostupnima kako učenicima općenito tako i učiteljima i profesorima kao sastavni dio nastave. Pokus fiziku učenicima čini zanimljivijom i motivira ih da postavljaju pitanja i traže odgovore. No, međutim, prema postojećoj nastavnoj koncepciji koja danas prevladava u školstvu, fizika je svedena na puki teorijski predmet sa matematičkim formulama i daleko je od onoga što bi učenici željeli da se radi na satovima fizike. Po mome mišljenju, to nisu samo puke želje učenika nego i potencijalni minimumi koji bi se trebali ispunjavati u izvođenju nastave.