Akademik Stanko Popović: Recenzija Nacionalnoga kurikuluma nastavnoga predmeta Fizika, prijedlog nakon javne rasprave

Akademik Stanko Popović

Redoviti profesor u trajnom zvanju, Professor emeritus

Fizički odsjek, Prirodoslovno-matematički fakultet, Sveučilište u Zagrebu

Redoviti član Hrvatske akademije znanosti i umjetnosti,
HAZU, Razred za matematičke, fizičke i kemijske znanosti

26. 03. 2018.; 01. 12. 2018.

Recenzija Nacionalnoga kurikuluma nastavnoga predmeta Fizika

• prijedlog nakon javne rasprave

• MZO, prosinac 2017.

Imam moralnu obvezu osvrnuti se na dokument Nacionalnog kurikuluma nastavnog predmeta Fizika – prijedlog nakon javne rasprave – Ministarstvo znanosti i obrazovanja RH (MZO), prosinac 2017. (Fizika 2017) i to kao dugogodišnji profesor fizike na Sveučilištu u Zagrebu (a i na gimnaziji), kao član / voditelj (Fizika)  povjerenstava za izradu Hrvatskoga nacionalnoga obrazovnog standarda i Nastavnoga plana i programa (HNOS) koji je uveden u osnovne škole 2006. (još uvijek važećega programa u osnovnoj školi), te kao osoba koja je sudjelovala u svim aktivnostima HAZU glede obrazovanja posljednjih dvadeset godina.

   MZO je na svojim mrežnim stranicama objavio, nakon javne rasprave, u prosincu 2017. prijedlog Nacionalnoga kurikuluma nastavnoga predmeta Fizika (Fizika 2017). Uvidom u taj dokument može se zaključiti da se on malo razlikuje od verzije objavljene u proljeće 2016. (Fizika 2016), kao da javna rasprava nije ni postojala. Niz argumentiranih primjedbi općega značaja na Cjelovitu kurikularnu reformu (CKR) te niz iznimno stručnih posebnih primjedbi na prijedlog Fizika 2016 sadržani su u zbornicima recenzija:

• Prilozi za raspravu o Cjelovitoj kurikularnoj reformi, urednik V. Bermanec, Sveučilište u Zagrebu 2016. (ISBN  978-953-6002-93-1; tzv. plava knjiga)
• Prilozi za raspravu o obrazovnoj i kurikulnoj reformi – kritike i vizije, Hrvatski pedagoško-književni zbor, Zagreb 2017., urednici V. Paar, N. Šetić (ISBN  978-953- 6134-71-7; tzv. crvena knjiga)

   Međutim, nova Stručna radna skupina (SRS, 2017.), koja je trebala razmotriti te recenzije, ili ih nije razmotrila ili ih uglavnom nije htjela razmotriti (između ostalih, npr. moje u plavoj i crvenoj knjizi, te recenzija akad. D. Vretenara i prof. T. Nikšić u crvenoj knjizi). U Fizici 2017 opaža se mali pomak/napredak, u odnosu na Fiziku 2016, i to u nazivlju i ključnim pojmovima, ali nedosljedno i nepotpuno, tako da i ta bitna sastavnica dokumenta ostaje neuređena. U cijelom dokumentu načinjene su manje (kozmetičke) izmjene, ali je suština ostala jednaka.

   Na mrežnim stranicama MZO-a i sada (prosinac 2018.) navodi se:

Fizika, prosinac 2017.  Recenzija – Slovenija 

Recenzija ne zahtijeva doradu dokumenta, a primjeri će biti dostupni u Metodičkom priručniku.

   Recenzent kurikuluma Fizika bio je Assoc. Prof. Robert Repnik, PhD, Head of the Department of Physics, Faculty of Natural Sciences and Mathematics, University of Maribor (travanj 2018.). Na moju recenziju kurikuluma Fizika, koju sam mu poslao, odgovorio je: „I completely understand that each expert can find positive or negative (or both at the same time) aspects of the document…”. U svojem odgovoru prof. Repniku navodim: „Physics is the exact science. There is no doubt about the interpretation of fundamental laws of Nature, e.g. the 1st law of thermodynamics, the Newton laws of motion, the concept of pressure etc.”. Prof. Repnik nije odgovorio na tu moju poruku o općeprihvaćenim interpretacijama zakonitosti u fizici.  

Ako na stranicama MZO-a piše da recenzija R. Repnika ne zahtijeva doradu kurikuluma Fizika, očito je da nisu uzete u obzir ne samo moje primjedbe na kurikul, nego i primjedbe ostalih fizičara, npr. akad. Darija Vretenatra i prof. Tamare Nikšić, FO, PMF, Zagreb. Zato u mojem osvrtu na kurikul Fizika 2017 pripremljenom prije recenzije prof. Repnika (ožujak 2018.) ne treba ništa mijenjati te taj osvrt vrijedi i u prosincu 2018., kao i nadalje.

   Zašto se i dalje tvrdoglavo zagovara i rabi izraz kurikulum, te se ne uvažava mišljenje jezikoslovaca? Zašto se i dalje primjenjuje shema: odgojno-obrazovni ishodi, razrada ishoda,
razine usvojenosti i to po domenama/konceptima? Zar su zaboravljeni pojmovi nastavna jedinica / tema / ključni pojmovi / metodička obradba…Zašto ne ishodi učenja? Očita je
neusklađenost pojedinih modela učenja Fizike; usklađene razrade ishoda (učenja) za srednje škole, za pojedine modele učenja Fizike, trebalo je vertikalno uskladiti s osnovnom školom.

   Opis nastavnoga predmeta Fizika nalazi se na stranicama 4 i 5 dokumenta Fizika 2017. Domene Fizike opisane su na stranicama 5 i 6, uz prateću (nejasnu) sliku. Odgojno-obrazovni ishodi (učenja), razrade ishoda (učenja) i razine usvojenosti (zadovoljavajuća, dobra, vrlo dobra, iznimna) nalaze se na stranicama od 7 do 89. Na kraju dokumenta Fizika 2017 nalazi se još par stranica uputa.

   Evo nekoliko neodgovarajućih/nespretnih navoda iz opisa nastavnoga predmeta Fizika: „Učenici razvijaju sposobnosti znanstvenog objašnjavanja fizičkih pojava, provođenja i vrednovanja znanstvenog eksperimenta ili istraživanja te interpretiranja znanstvenih podataka i činjenica.“

„…razvoj znanstveno-istraživačkog pristupa…“

„(Učenik) analizira, istražuje, procjenjuje, primjenjuje, vrednuje, izrađuje…“

Zar su učenici učenjem Fizike već postali znanstvenici? Čemu onda doktorat znanosti iz Fizike? Što je deklarativno, a što proceduralno znanje; što znače ti pojmovi navedeni u opisu predmeta Fizika 2017?

  Već su u HNOS-u (2006.) uvedene domene umjesto klasične podjele Fizike, i to: u 7. razredu OŠ Tijela i tvari, Međudjelovanje tijela, Energija, Unutarnja energija i toplina; u 8. razredu OŠ Električna struja, Gibanje i sila, Valovi, Svjetlost. U pojedinoj domeni bilo je razrađeno od pet do desetak tema i to po točkama: ključni pojmovi, potrebno predznanje, metodička obrada, obrazovna postignuća, pridodani sadržaji, izborni sadržaji, suodnos s drugim predmetima, rad s učenicima s posebnim potrebama, odgojni i socijalizirajući sadržaji. Domene u HNOS-u su bitno bolje osmišljene nego domene u predmetnom kurikulu Fizika 2017: A. Struktura tvari, B. Međudjelovanja, C. Gibanje, D. Energija. D. Vretenar i T. Nikšić (crvena knjiga) navode: „Naime, stječe se dojam da će nastavnik učenicima tumačiti strukturu tvari pa zatim međudjelovanja, a u međuvremenu bi se sve to nekako počelo gibati da bi se na koncu sve pretvorilo u energiju…opis domena uvedenih u predmetnome kurikulu Fizika 2017 sadrži niz proizvoljnih tvrdnji te je očito kako se radi o neuspješnome pokušaju prilagodbe loše koncipiranome kurikulu Prirodoslovlja“.

   Opis domena u Fizici 2017 trebalo bi bitno poboljšati tako da budu jasne i stručno korektne. Evo nekoliko neodgovarajućih rečenica: „U jednom smjeru (učenik) proučava na koji su način objekti iz svakodnevnog života sastavljeni od osnovnih građevnih elemenata: kako se atomi drže zajedno…“ ( Jesu li atomi tzv. građevni elementi?). „Krećući se u suprotnom smjeru, učenik proučava sastav i svojstva samih atoma. Ovaj smjer ga vodi u svijet elektrona, kvarkova, gluona i ostalih ‘čestica‘ koje se…ponašaju posve drugačije od subjekata makroskopskog svijeta“ (Razumije li učenik što znači kretanje u nekom smjeru u ovim navodima? Što/tko su to subjekti makroskopskog svijeta ? Zašto je čestica u navodnicima?). „…energija je jedna od najraširenijih fizičkih veličina…“ (Zar se fizička veličina definira/opisuje svojom tzv. raširenosti?).

   Razine usvojenosti čine oko 80 % opsega kurikula, te su iziskivale posebni napor SRS-a. Suglasan sam s mišljenjima niza stručnjaka u stručnoj raspravi (u navedenim zbornicima recenzija) da uvođenje više razina usvojenosti za jedan te isti ishod (učenja), u jednom te istom predmetu, jednostavno nema smisla. Taj dio kurikula je nelogičan, nepotreban, zbunjujući i nepopravljiv, te ga treba ispustiti. Na jednak način problematizirali su razine usvojenosti i neki članovi SRS-a za Fiziku 2016 koji su dali izdvojena mišljenja. D. Vretenar i T. Nikšić (crvena knjiga) navode: „Jedna od najslabijih točaka CKR-a jest uvođenje razina usvojenosti odgojno-obrazovnih ishoda za koje uopće nije obrazloženo čemu služe.“

   Sličan zaključak glede razina usvojenosti vrijedi i za ostale predmetne kurikule. Pridržavanje ovako zamišljenih razina usvojenosti bi iznimno (i administrativno) opteretilo nastavnike, a vrlo je upitno bi li uopće bilo poticajno za učenike. Takva metodologija izrade predmetnih kurikula, koju je nametnula Ekspertna radna skupina, nova je i eksperimentalna, a upitno je ima li je ijedna europska država. Najmanje što je trebalo učiniti s ciljem (maloga) poboljšanja kurikula jest to da su se objedinili ishodi (učenja) i razine usvojenosti. Slijedi samo nekoliko primjera zbunjujućega, nestručnoga i neodgovarajućega načina navođenja odgojno-obrazovnih ishoda (učenja) i razrada ishoda (učenja):

Koja je (uočljiva, bitna) razlika između navedenih odgojno-obrazovnih ishoda (učenja) i razrada ishoda (učenja)?

Na str. 25 i 46 (te slično i drugdje) napisano je:

Odgojno-obrazovni ishodi (učenja): Analizira termodinamičke procese i sustave.

Razrada ishoda (učenja): Analizira termodinamičke sustave i procese.

Razine usvojenosti: Prepoznaje termodinamičke sustave i procese.

Zar postoji suštinska razlika između tih triju navoda?

  Autori dokumenta očito vole glagole analizirati, konstruirati, objasniti. Nije jasno          kako se može konstruirati koncept tlaka ili objasniti silu težu. Autori vole i imenicu          pojam, npr. opisuje pojam tlaka, objašnjava pojam rada, tumači pojam snage. Zar ne               može bez imenice pojam? U nastavku slijede primjeri izdvojeni nasumce iz mnoštva bitnih jezičnih i pojmovnih nelogičnosti.

   Na osnovi velikoga broja primjera iz stručne literature, rječnika hrvatskoga, engleskoga i latinskoga jezika, pravopisa, te dominantnoga mišljenja jezikoslovaca, autori dokumenta Fizika 2017 trebali su se pridržavati i sljedećih pravila i preporuka:

• hrvatski pridjev treba tvoriti od hrvatske imenice, a ne od engleskoga pridjeva dodavanjem hrvatskoga pridjevnog nastavka; izvedenice iz latinskoga jezika ne treba mijenjati ako su se dugom uporabom prilagodile zakonitostima hrvatskoga jezika
• pridjev fizički ima izrazitu prednost pred pridjevom fizikalni
• nepotrebno je dodavati jakost ispred naziva fizičkih veličina
• naziv pad električnoga napona u suštini je besmislen; treba rabiti nazive razlika električnoga potencijala, električni napon.

   U dokumentu Fizika 2017 pridjev fizički pojavljuje se 289 puta, ali se pojavljuje i nepreporučeni pridjev fizikalni, i to 20 puta. Zanimljivo je da se pridjev fizikalni pojavljuje u svezama fizikalna situacija i fizikalna načela, ali nedosljedno. Sveza fizička situacija pojavljuje se 12 puta a sveza fizikalna situacija 9 puta. Primjerice, na str. 11-12 nalaze se sveze: fizikalna načela, fizička veličina, fizički koncept (razrada ishoda) te fizička situacija (razine usvojenosti); na str. 27: fizikalna načela, fizički koncepti, fizikalna situacija, fizička veličina (razrada ishoda) te fizička situacija, fizički model (razine usvojenosti). Na str. 11-12 u razradi ishoda se navodi: Izabire potrebne informacije i primjenjiva fizikalna načela. Kvalitativno zaključuje primjenjujući fizičke koncepte i zakone. Interpretira i primjenjuje različite prikaze fizičkih veličina. Što su to primjenjiva fizikalna načela? Što su to različiti prikazi fizičkih veličina?! Zašto realna fizikalna situacija a ne stvarna situacija?

   Autori dokumenta očito vole imenice situacija, načelo, koncept, kontekst. Evo nekoliko nejasnih/zbunjujućih primjera: Str. 11: Interpretira fizičku situaciju zadanu tekstualno (Što znači tekstualno?). Kreativno rješava zadatke u nepoznatom kontekstu i daje obrazloženja (Kakav je to zadatak u nepoznatom kontekstu ?). Str. 13: Povezuje pojavu razdvajanja električnog naboja s pojavom električne struje i napona (Zašto pojava razdvajanja a ne razdvajanje, i to raznoimenih naboja ? Električni napon, a ne napon!). Objašnjava načelo rada elektromagneta. Opisuje o čemu ovisi jakost elektromagneta (Treba: o čemu ovisi magnetsko polje elektromagneta!). Opisuje… načelo rada kompasa. Opisuje pojavu električne struje s električnom silom (Je li definirana električna sila?). Str. 14: Objašnjava načela rada ampermetra i voltmetra. Čemu nepotrebna riječ načelo? Što znače sljedeći zadatci postavljeni učeniku: Str. 11: Izrađuje pop-pop čamac. Izrađuje balon na topli zrak.  Str. 17: Izrađuje val u boci. Izrađuje fotonaponsku elektranu (Zar i elektranu?).

   Neki primjeri nelogične uporabe prijedloga:

Str. 15: odbijanje svjetlosti na uglačanim plohama  → treba: odbijanje svjetlosti od glatke plohe

Str. 31: crta i opisuje sliku predmeta nastalog odbijanjem kod ravnog zrcala → treba: crta i opisuje sliku predmeta nastalu odbijanjem svjetlosti od ravnoga zrcala (Zar predmet nastaje odbijanjem od ravnoga zrcala?)

Str. 31, 53: u susjednim stupcima: lom svjetlosti kod divergentne leće; lom svjetlosti kod rastresne leće  → treba: lom svjetlosti u rastresnoj leći

Str. 35 i 57: u susjednim stupcima: energetski spektar, energijska razina → treba: energijski spektar. Energijski se odnosi na energiju, a energetski na energetiku!

Str. 34: analizira…interferencijsku sliku na rešetki  → treba: analizira/opisuje interferencijsku sliku ostvarenu s pomoću optičke rešetke

Str. 46: plinski zakoni  → treba: zakoni za idealni plin ; jednadžba stanja plina   → treba: jednadžba stanja idealnoga plina

Str. 53: lom svjetlosti kod sabirne leće  → treba:  lom svjetlosti u sabirnoj leći

Str. 53: nastanak slike kod mikroskopa  → treba: nastanak slike u mikroskopu  

Str. 56: ogib rendgenskih zraka na kristalima  → treba: ogib rendgenskih zraka u kristalu

Str. 67: kod gibanja na kosini → treba: pri gibanju na kosini

Također se za jedinicu brzine, m/s, navodi i metar po sekundi i metar u sekundi; prijedlog: zadržati samo  metar u sekundi.

Str. 15: stvarna i prividna slika; str. 31, 53: realna i virtualna slika → Ako se rabe dva naziva za isti pojam, poželjno je na početku dokumenta navesti oba naziva, a dalje rabiti samo jedan naziv, i to na hrvatskom jeziku.

   U duhu hrvatskoga jezika nije preporučljivo pisati i govoriti s-t dijagram, v-t dijagram, s-t grafički prikaz, v-t prikaz (izostavljeno: grafički), nego dijagram s-t, dijagram v-t, grafički prikaz s-t, grafički prikaz v-t.  (analogno: ne Zagreb Grad, nego Grad Zagreb)

   Slijedi još nekoliko primjera stručne nekorektnosti.

Str. 39, 61: istražuje radioaktivni raspad s pomoću kockica

Str. 35, 57: opisuje elektron-val zarobljen u kutiji

Str. 30: povezuje putujući val i širenje energije

Str. 52: povezuje progresivni val i širenje energije

U ta dva primjera navode se dva naziva za istu vrstu vala; energija se ne širi, nego se prenosi!   

Str. 26: objašnjava pojam električnog kapaciteta energije → treba: opisuje električni kapacitet. Što je to:  električni kapacitet energije ?

Zašto relativnost simultanosti a ne relativnost istodobnosti? (str. 59)

Zašto Amperova sila, a ne Ampereova sila? (više puta)

Ne elektromotorni napon ( str. 26, 48, 71), nego električni napon.

Ne hidrostatski tlak (22 puta), nego hidrostatički tlak. Pridjev se tvori od imenice: hidrostatika. Tako bi pridjev hidrostatički bio u skladu s pridjevom elektrostatički (četiri puta), koji se i navodi u Fizici 2017, gdje je pridjev izveden od imenice: elektrostatika.

Ne tehnološki (str. 4), nego tehnologijski, gdje je pridjev izveden od imenice: tehnologija.

Ne Dopplerov učinak (sedam puta), nego Dopplerov efekt.

   U dokumentu se navodi pojam unutarnja energija (35 puta), ali i unutrašnja energija (3 puta); pridjev unutrašnja treba zamijeniti pridjevom unutarnja. U dokumentu Fizika 2017 nije provedena jasna razlika između unutarnje energije i topline, a isto je bio slučaj i u dokumentu Fizika 2016. Mislim da nije potrebno posebno naglasiti da se to odnosi na jedan od najvažnijih zakona prirode: Prvi zakon termodinamike. Npr. nestručni su navodi: istražuje pretvorbe mehaničke energije u toplinu (str. 50; ne u toplinu nego u unutarnju energiju); istražuje pretvorbe električne energije u toplinu (str. 46; ne u toplinu nego u unutarnju energiju); računa koliko se mehaničke energije pretvorilo u toplinsku energiju (str. 84; treba: pretvorilo u unutarnju energiju). Potrebno je u cijelom dokumentu dosljedno provesti Prvi zakon termodinamike: unutarnja energija sustava mijenja se ako sustav izmjenjuje toplinu i/ili rad s okolinom. Toplina je energija koja prelazi s jednoga sustava na drugi sustav.    Potrebno je sustavno navoditi: električna struja, električni napon…, a ne struja, napon…

Zašto su poluvodiči izborni ishod (AC. 3.5.)?     

      Takvih nelogičnih i nerazumljivih izreka ima i previše pa bi njihovo opsežnije navođenje iziskivalo odviše prostora. Zbog ovakvih nejasnih i nespretnih navoda, naziva,  definicija i sl. Fizika je težak predmet, koji učenici ne razumiju.

Zaključak

Na osnovi HNOS-a uveden je Nastavni plan i program (NPiP) u osnovne škole 2006. Na osmišljavanju HNOS-a sudjelovalo je 440 učitelja, nastavnika, profesora i akademika. HNOS sadrži cjelovite predmetne kurikule koje je trebalo uskladiti prema iskustvu u njihovoj desetogodišnjoj primjeni. Stoga nije bilo potrebno opet stvarati predmetne kurikule, kao da HNOS, najvažniji i najbolji projekt ostvaren u obrazovanju u RH, uopće ne postoji. Nažalost, HNOS i odgovarajući NPiP za srednju školu nije ostvaren zbog promjene politike slijedom još nerazjašnjenih razloga. Fizika 2017 se ne može uvesti u školski sustav jer obiluje pogreškama, krivim koncepcijama, nejasnim navodima i nerazumijevanjem nastavnih sadržaja te ne predstavlja koherentnu i stručno utemeljenu cjelinu.

   Metodologija izrade kurikula u obliku tablica s ishodima (učenja) i razinama usvojenosti (koje se poistovjećuju s ocjenama) neprovjerena je u praksi i neprikladna za nastavu temeljnih znanja. Ta metodologija bila je argumentirano kritizirana u širokoj javnoj raspravi te je treba napustiti. Kao orijentir treba koristiti metodologiju prihvaćenu u srednjoeuropskim državama (koje imaju vrlo uspješne obrazovne sustave, među najboljima u Europi) te ih prilagoditi uvjetima u Hrvatskoj. Ne postoji jamstvo da će podvrgavanje sustava školstva shemi ishoda (učenja) i razina usvojenosti dati bitno bolje rezultate nego postojeći sustav. Usredotočenje na ishode (učenja) i razine usvojenosti potiskuje u drugi plan bitni sadržaj: znanje koje treba biti osnova u kurikulu.

   Mnogi dijelovi teksta su teško razumljivi i nejasni (i za nastavnike i za  učenike), pa ih treba bitno revidirati. Na osnovi primjera navedenih u ovom osvrtu očito je da postoje i mnoga nepotrebna i suvišna ponavljanja što uvodi dodatnu nejasnoću. Ukupni opseg kurikula Fizike treba svesti na znatno manji opseg, po uzoru na HNOS i srednjoeuropske kurikule. U opis pojedinih tema valja uključiti pomno odabrane i promišljene sadržaje, tj. one najvažnije bez kojih uspješni nastavni rad s učenicima nije moguć.

   S obzirom na izloženo, smatram da nije moguće ostvariti temeljitu, kvalitetnu i sadržajnu doradu predloženoga dokumenata, Fizika 2017, a i ostalih predmetnih dokumenata Cjelovite kurikularne reforme, u realnom vremenu; pitam se koliki bi se trud u takvoj doradi morao uložiti.

—————————————————–

Stanko Popović, redoviti profesor u trajnom zvanju, rođen je 26. rujna 1938., Čitluk (Hrvace, Sinj), Hrvat.

Završio je gimnaziju  u Zadru 1956. Diplomirao iz eksperimentalne fizike 1961., magistrirao iz fizike čvrstog stanja 1965. (Interpretacija Debye-Scherrerovih rentgenograma grafita, mentor prof.dr.sc. K. Kranjc)  i doktorirao iz fizike 1968. (Studij mikrostrukturnih parametara polikristalnog grafita, mentor K. Kranjc), sve na Prirodoslovno matematičkom fakultetu, Zagreb (PMF).

Od 1961. radi u Institutu Ruđer Bošković, Zagreb (IRB) kao znanstveni asistent, za znanstvenog suradnika je izabran 1971., za višeg znanstvenog suradnika 1975., za znanstvenog savjetnika 1979. Od 1987. do 1997. radi kao redoviti profesor u Fizičkom odsjeku PMF i znanstveni savjetnik u IRB. Od 1997. radi u Fizičkom odsjeku PMF kao redoviti profesor u trajnom zvanju.

Vodio je predmete Osnove fizike 1 – 4, Odabrana poglavlja opće fizike, Fizika za biologe. Bio je gostujući profesor na Pedagoškom fakultetu u Osijeku (1985./86.). Na poslijediplomskom studiju je nastavnik od 1971., a sada vodi predmete Difrakcija u polikristalu i Eksperimentalna istraživanja u fizici čvrstog stanja. Voditelj je diplomskih (25), magistarskih (4) i doktorskih (8 voditelj, 4 suvoditelj) radova. Kao gostujući znanstvenik boravio je u Metallurgy Department, University of Manchester (1968./69.), Slovenska akademija vied, Bratislava (1972.), Martin Luther Universität, Halle (višekratno). Znanstveno djeluje u području kristalografije i fizike čvrstog stanja, uz primjenu rendgenske difrakcije, elektronske mikroskopije i difrakcije, te spektroskopskih tehnika. Dao je doprinos teorijskom i eksperimentalnom razvoju metoda rendgenske difrakcije i primjeni tih metoda u istraživanju procesa precipitacije u prezasićenim čvrstim otopinama metalnih slitina i faznih dijagrama metalnih oksida.

Objavio je oko 230 znanstvenih radova, od toga 200 u časopisima koje navodi Current Contents, te 15 stručnih radova (3 u Tehničkoj enciklopediji). Prema Science Citation Index, radovi su citirani oko 2500 puta. Važni su mu radovi: Unit Cell Parameter and Thermal Expansion Measurement of Single Crystals by X-ray Diffraction, Phys. Stat. Sol. A 23(1974)265; The Doping Method in Quantitative X-ray Diffraction Phase Analysis, J. Appl. Cryst. 12(1979)205; 16(1983)505; 18(1985)80;Integral Breadth Methods in Diffraction Line Broadening, J. Appl. Cryst. 29(1996)16; A Study of Al-Zn Alloys at Elevated Temperatures by X-ray Diffraction, Phys. Stat. Sol.(a)140(1993)341; Precipitation and Dissolution Phenomena in Al-Zn Alloys, Croat. Chem. Acta 72(1999)621; 82(2009)405; Structural Properties of the System m-ZrO₂ -a-Fe₂O₃ , J. Alloys Comp. 241(1996)10.

Prema Hrvatskoj znanstvenoj bibliografiji (1996. – 2005.) ubraja se među vodeće prirodoslovce u Hrvatskoj. Na znanstvenim je skupovima podnio oko 210 priopćenja, od toga 16 pozvanih predavanja (11 na međunarodnim skupovima, npr. Europski kristalografski sastanak, Ljetna škola iz kristalografije). Bio je član i predsjednik odbora za pripremu 11 domaćih i 20 međunarodnih skupova, te dva europska skupa. Bio je predsjednik Znanstvenog vijeća polja fizika na IRB-u (1980. – 1983.), delegat IRB-a u Savjetu Europskog fizikalnog društva (1983. – 1988.). Voditelj je istraživačkih projekata (od 1976.), voditelj projekta Hrvatska-SAD (od 1995). Bio je tajnik Hrvatske kristalografske zajednice (1992. – 2005.), a sada je predsjednik (od 2006.), te delegat pri prijemu iste u međunarodne udruge (1992.).

Recenzent je niza znanstvenih radova u međunarodnim časopisima, projekata, udžbenika iz fizike.

Bio je član  Vijeća za školske udžbenike Ministarstva znanosti, obrazovanja i športa (MZOŠ), voditelj Predmetnog povjerenstva MZOŠ za izradu Hrvatskog nacionalnog obrazovnog standarda iz fizike (2004-2006), te zamjenik voditelja Vijeća za nacionalni kurikul (2009). Član je Matičnog odbora za područje prirodnih znanosti, polje fizika (MZOŠ). Član je  Europskog savjeta za difrakciju u polikristalu (EPDIC, od 2001). Član je suradnik HAZU od 1992. i redoviti član HAZU  od 2004. Dobio je Nagradu grada Zagreba (1974) i Državnu godišnju nagradu (2000) za znanstveni rad, za razvoj originalnih metoda u istraživanju kristalnih tvari.

Hrvatsko nebo