Univerza v Mariboru
Fakulteta za naravoslovje in matematiko
Oddelek za fiziko
Jerneja Pavlin
ANALIZA ZNANJA O TEKOČIH KRISTALIH PRI
ŠTUDENTIH V PRVEM LETNIKU UNIVERZITETNEGA
ŠTUDIJA
MAGISTRSKO DELO
Mentorica: izr. prof. dr. Nataša Vaupotič
Somentorica: red. prof. dr. Mojca Čepič
Maribor, september 2010
I
Podatki o instituciji
Magistrsko delo je zaključek Podiplomskega študija fizike – področje izobraževanja na
Fakulteti za naravoslovje in matematiko Univerze v Mariboru. Raziskovalno delo je bilo
opravljeno na Pedagoški fakulteti Univerze v Ljubljani.
Senat Fakultete za naravoslovje in matematiko Univerze v Mariboru je 28. 5. 2010 odobril
naslov magistrskega dela Analiza znanja o tekočih kristalih pri študentih v prvem letniku
univerzitetnega študija in za mentorico imenoval izr. prof. dr. Natašo Vaupotič in za
somentorico red. prof. dr. Mojco Čepič.
Sofinancerji
Nastanek magistrskega dela je sofinanciralo Ministrstvo za visoko šolstvo, znanost in
tehnologijo.
Za podporo se zahvaljujem Fakulteti za naravoslovje in matematiko Univerze v Mariboru, v
sklopu katere je preko projekta Razvoj naravoslovnih kompetenc, ki ga financira Ministrstvo
za šolstvo in šport Republike Slovenije in Evropski socialni skladi, delno nastala slednja
raziskava.
Obenem se zahvaljujem tudi Pedagoški fakulteti Univerze v Ljubljani, v sklopu katere je
preko projekta Poučevanje in učenje zahtevnejših interdisciplinarnih fizikalnih vsebin delno
nastala slednja raziskava. Zahvala gre tudi Komisiji za spodbujanje znanstvenoraziskovalnega
in umetniškega dela Pedagoške fakultete Univerze v Ljubljani, ki mi je odobrila koriščenje
sredstev Sklada za razvoj in raziskovanje, ki sem jih porabila za plačilo kotizacije konference,
kjer sem delo predstavila.
II
Zahvala
Učenje ne more biti vedno zabava,
ne sme biti vedno tekma,
je vrednota,
je pot in cilj,
je izziv,
je napor,
ki vodi k zadovoljstvu.
(Razdevšek – Pučko, 2005)
Za vso pomoč in vzpodbude na poti izzivov in naporov tekom celotnega magistrskega študija
se iskreno zahvaljujem svoji mentorici izr. prof. dr. Nataši Vaupotič in odlični somentorici
red. prof. dr. Mojci Čepič.
Zahvaljujem se tudi doc. dr. Iztoku Devetaku za pomoč pri sestavljanju vprašalnika kot tudi
statistični obdelavi podatkov.
Posebna zahvala gre mojim najdražjim za podporo in prenašanje mojih muh.
III
Izvleček
Tekoči kristali so relativno eksotični materiali, ki imajo tako lastnosti tekočin kot trdnih snovi.
Tekoči kristali se množično uporabljajo v prikazovalnikih, telefonih, prenosnih računalnikih,
predvajalnikih mp4, idr. Čeprav so tekoči kristali zelo razširjeni v tehnologiji in pogosti tudi v
naravi, pogovori s študenti kažejo na to, da se študenti zavedajo njihovega obstoja, a zgolj in
samo to. Ker so tekoči kristali potencialna tema za vključitev v nove učne načrte kemije in
fizike za srednje šole, je bil cilj dela natančneje raziskati, kolikšno in kakšno je neformalno
pridobljeno znanje o tekočih kristalih po končanem srednješolskem izobraževanju.
V delu odgovorim na naslednja raziskovalna vprašanja: Kaj in koliko študenti vedo o tekočih
kristalih po končanem srednješolskem izobraževanju? Kakšno je znanje študentov o tekočih
kristalih glede na njihovo samooceno znanja o le-teh? Ali se znanje študentov o tekočih
kristalih statistično pomembno razlikuje glede na smer njihovega študija, spol, stratum
prebivališča, dosežke na maturi in domače intelektualno okolje?
448 študentov prvega letnika na Pedagoški fakulteti Univerze v Ljubljani je na začetku
študijskega leta 2009/10 reševalo vprašalnik, ki je vseboval 31 vprašanj. Vprašalnik je bil
razdeljen na 3 dele: I) splošni podatki, II) dosedanje osnovnošolsko in srednješolsko učenje
naravoslovja, III) poznavanje tekočih kristalov (17 vprašanj). S splošnimi podatki so bile
pridobljene informacije o spolu in starosti študenta, o vrsti končane srednje šole in uspehu na
maturi, o učnem uspehu po letnikih in o ocenah pri biologiji, kemiji in fiziki, o izobrazbi
staršev, o bivališču in o smeri študija. Z razlago študentovega osnovnošolskega in
srednješolskega učenja naravoslovja pa smo ugotavljali vrsto motivacije za učenje
naravoslovja anketiranih študentov – zunanja (zaradi drugih, dobre ocene) ali notranja (zaradi
zanimanja). Vprašanja v delu o tekočih kristalih so zadevala splošne pojme o agregatnih
stanjih snovi, nekaj osnov o tekočih kristalih, njihovih pomembnejših lastnostih in uporabi.
Rezultati kažejo, da je s tekočimi kristali seznanjenih okoli tretjina anketiranih študentov.
Študenti so v povprečju dosegli 3,6 točke od 17 možnih pri vprašanjih iz III. dela vprašalnika,
ki se nanašajo na tekoče kristale. To kaže na omejenost njihovega znanja o tekočih kristalih.
Natančnejša analiza pokaže, da je anketni vprašalnik resno rešilo le okoli 60 % študentov.
Ugotovili smo tudi, da je nekaj vprašanj, ki se nanašajo na znanje o tekočih kristalih, preveč
težkih, saj skorajda ni bilo pravilnih odgovorov. Zato smo analizirali tudi manjši vzorec
vprašalnikov, od tega samo vprašalnike resnih študentov, in se osredotočili le na izbrana
IV
vprašanja iz zadnjega dela vprašalnika. Tudi analiza na tako zmanjšanem vzorcu kaže, da je
poznavanje tekočih kristalov slabo. Študenti so v povprečju dosegli 1,7 točke od 8 možnih na
izbranih vprašanjih. Za oba vzorca (vsi in resni študenti in izbrana vprašanja) se pokaže
statistično pomembna razlika v poznavanju tekočih kristalov glede na samooceno znanja o
tekočih kristalih, spol in smer študija, ne pa glede na domače intelektualno okolje, motivacijo
za naravoslovje, dosežke na maturi in stratum prebivališča.
UDK: 532.783(043.3):378(497.4)
Ključne besede: tekoči kristali, predstave študentov, samoocena znanja, napačne predstave,
motivacija, anketni vprašalnik tipa papir-svinčnik, statistična analiza
V
Abstract
Liquid crystals are relatively exotic materials with properties of both liquids and solids. They
are used in LCD displays, phones, laptops, music players, … Even though liquid crystals are
commonly used in technology and also exist in natural systems, occasional debates with
students showed that they are aware of their existence but no more. As liquid crystals are a
potential topic to be introduced into curricula of Physics and Chemistry, the aim of the work
was to run a detailed explanation research to obtain the information on the extension of the
informally obtained knowledge about liquid crystals among students who had just finished
secondary school education.
The main purpose of the thesis is to answer the following research questions: What kind of
perceptions and the level of knowledge do students have about liquid crystal at the end of the
secondary school? Do student achievements on a liquid crystals questionnaire differ
significantly depending on their self-assessment of knowledge about liquid crystals? Do
student achievements on liquid crystals questionnaire differ significantly depending on their
field of study, gender, residence stratum, achievements on the final exams at the end of the
secondary school and home intellectual environment?
448 first-year university students at the Faculty of Education (University of Ljubljana) filled
in the paper-pencil questionnaire at the beginning of the academic year 2009/10. The
questionnaire comprised 31 items and it was divided into 3 parts: I) the general information,
II) the motivation for learning science, III) liquid crystals (17 items). From the data obtained
in the general part of the questionnaire we have got information about the student gender, age,
field of study, results on final exams at the end of the secondary school and their parents’
education. From the information on their approach to study natural science subjects in
primary and secondary school we inferred the type of motivation for learning science –
intrinsic (their own interest) and extrinsic (good grades, other people influence). In the part
connected to liquid crystals students were asked about the general concepts related to the state
of matter, two general questions related to liquid crystals and some more elaborate questions
about their properties.
The results show that 2/3 of students are not familiar with liquid crystals at all. Students on
the average achieved 3.6 points out of 17 at questions testing the knowledge about liquid
VI
crystals. This shows a rather limited knowledge. The detailed analysis showed that only 60 %
of students were serious at filling in the questionnaire. We have also found out that some
questions referring to the knowledge on liquid crystals were too difficult, since there were
almost no correct answers. So we also analyzed a smaller sample of the questionnaires,
including only the serious students and focusing only on the selected questions in the last part
of the questionnaire. The analysis of this reduced sample also shows that students’
conceptions about liquid crystals are weak. Students achieved on average only 1.7 points out
of 8 on the items testing their conception about liquid crystals. For both sample groups (all
students and only serious students and selected questions) the detailed analysis shows
statistically significant difference in the achievements on paper-pencil liquid crystal
questionnaire as regards their self-assessment, gender and the field of study but not in the case
of their home intellectual environment, motivation for learning science and the achievements
on the final exams at the end of the secondary school and the residence stratum.
UDK: 532.783(043.3):378(497.4)
Key words: liquid crystals, students' conceptions, knowledge self-assessment,
misconceptions, motivation, paper-pencil questionnaire, statistical data analysis
1
KAZALO VSEBINE
1 UVOD ............................................................................................................................3
2 TEORETIČNE OSNOVE...............................................................................................6
2.1 Vpliv motivacije na učenje naravoslovja .................................................................6
2.2 O tekočih kristalih...................................................................................................9
2.2.1 Svetloba ........................................................................................................11
2.2.2 Oko in nastanek slike.....................................................................................12
2.2.3 Polarizacija svetlobe......................................................................................14
2.2.4 Anizotropija ..................................................................................................15
2.2.5 Zgradba in lastnosti tekočih kristalov.............................................................21
2.2.6 Dvolomnost tekočih kristalov ........................................................................25
2.2.7 Vpliv ograjenosti in električnega polja na tekoči kristal .................................27
2.3 Vključenost tekočih kristalov v pouk po svetu.......................................................30
3 PROBLEM IN CILJI RAZISKAVE TER RAZISKOVALNA VPRAŠANJA...............35
3.1 Problem ................................................................................................................35
3.2 Cilji.......................................................................................................................35
3.3 Raziskovalna vprašanja .........................................................................................36
4 METODE DELA..........................................................................................................37
4.1 Pedagoška metodologija........................................................................................37
4.1.1 Izbira in velikost vzorca.................................................................................37
4.1.2 Raziskovalne metode.....................................................................................37
4.1.3 Postopki in inštrumenti zbiranja podatkov .....................................................38
4.1.4 Postopki obdelave podatkov ..........................................................................42
4.1.5 Vrsta statistike in analize ...............................................................................43
4.1.6 Uporabljena metodologija..............................................................................44
4.2 Izvedba empiričnega dela raziskave ......................................................................46
4.2.1 Priprava in izbor merskega inštrumenta .........................................................46
4.2.2 Opis spremenljivk .........................................................................................50
4.2.3 Izbor vzorca ..................................................................................................51
4.2.4 Zbiranje podatkov .........................................................................................51
4.2.5 Postopek statistične obdelave ........................................................................52
5 REZULTATI Z INTERPRETACIJO ............................................................................53
5.1 Osnovna opisna statistika ......................................................................................53
2
5.1.1 Opis vzorca ...................................................................................................53
5.1.2 Anketirani študenti in njihova motivacija za učenje naravoslovja...................55
5.1.3 Znanje o tekočih kristalih ..............................................................................57
5.2 Analiza uspešnosti študentov.................................................................................59
5.2.1 Pregled uspešnosti reševanja vseh vprašanj o tekočih kristalih.......................59
5.2.2 Pregled uspešnosti reševanja zgolj izbranih nalog o tekočih kristalih .............73
5.3 Povezave poznavanja tekočih kristalov z drugimi spremenljivkami.......................78
5.3.1 Uspeh vseh študentov pri izbranih nalogah ....................................................78
5.3.2 Uspeh resnih študentov pri izbranih nalogah..................................................83
6 SINTEZA REZULTATOV Z RAZPRAVO..................................................................88
7 ZAKLJUČKI ................................................................................................................95
7.1 Ključne ugotovitve................................................................................................95
7.2 Ideje za nadaljnje delo...........................................................................................98
8 VIRI IN LITERATURA .............................................................................................100
9 PRILOGE...................................................................................................................105
9.1 Anketni vprašalnik ..............................................................................................105
9.2 Analiza podatkov s programom SPSS .................................................................108
9.2.1 Vsi anketirani študenti in izbrane naloge......................................................108
9.2.2 Resni študenti in izbrane naloge ..................................................................116
3
UVOD Eden ključnih problemov, s katerimi se danes srečujejo učitelji v šoli, je pomanjkanje
motivacije za učenje naravoslovnih predmetov. Verjetno je eden od vzrokov za takšno stanje
dejstvo, da sta programa fizike in kemije premalo povezana z dijakovimi življenjskimi
izkušnjami in da le redko vključujeta uporabne vidike (Osborne & Collins, 2001). Zato se zdi
dijakom učenje kemije in fizike nepotrebno breme, saj niso sposobni prepoznati povezav med
abstraktnimi fizikalnimi in kemijskimi pojmi in njihovimi izkušnjami
(Bennet & Holman, 2002; Osborne & Collins, 2001).
Kako to, da dijaki niso motivirani za učenje naravoslovja? Mlajši otroci so še radovedni –
visoko motivirani, a žal motivacija z leti šolanja upada. Vzroke je treba iskati v diferenciaciji
interesov, učni samopodobi, socialnem razvoju in vplivih socialnega okolja
(Bennet & Holman, 2002; Osborne & Collins, 2001). Vplivi socialnega okolja so
motivacijske spodbude iz socialnega okolja, kjer ima veliko vlogo učitelj, učni načrti, ki pouk
na nek način posledično uokvirijo in predpisujejo zahtevnost, ter metode poučevanja, s
katerimi lahko dijake ustrezno motiviramo.
Poučevanje je učinkovito, ko zajema tako kognitivno in motivacijsko komponento. O
kognitivni komponenti govorimo, ko ima učna snov smisel, pomen, uporabnost za dijake in se
je tudi naučijo tako, da jo razumejo. Motivacijska komponenta pa zajema vidik, da je učenje
vrednota, ki širi obzorja in pomaga razumeti svet okoli sebe (Juriševič, 2005).
Ob hitrem znanstvenem in tehnološkem napredku pa so stvari v poučevanju zaostale.
Mnogokrat sta kreda in tabla še vedno najbolj pogosto uporabljena pripomočka. Žal pa so
nekatere učne metode že preveč zastarele, hkrati pa nas omejujejo še učni načrti. Iz vsega tega
sledi, da je treba razvijati spremembe učnih metod in vsebin za poučevanje fizike z
razumevanjem, pri čemer pa naj bi bili dijakom prikazani uporabni vidiki
(Shabajee & Postlethwaite, 2000). Še vedno je tako, da imajo dijaki kar nekaj znanja, ki pa ga
ne znajo uporabiti oziroma ne vidijo njegove uporabnosti za razlago sveta okoli sebe.
Raziskovalci s pedagoškimi raziskavami skušamo ugotoviti, kaj počnemo tako narobe, da je
prisotna tolikšna nemotiviranost dijakov za učenje kemije in fizike. Hkrati razvijamo nove
4
učne pristope, ki bi omogočili tako večjo motiviranost dijakov za učenje fizike in kemije kot
tudi doseganje večjega razumevanja določenih fizikalnih in kemijskih pojmov.
Zdi se, da je ena od možnih poti, ki bi trajneje motivirala dijake za pridobivanje
naravoslovnega znanja, uporaba konteksta, v katerem so fizikalni in kemijski pojmi povezani
z življenjem. Cilj takega pristopa je približati učenje pojmov izkušnjam dijakov. Tako naj bi
učenje za dijake postalo bolj pomembno (Meijer, 2005).
Dijake lahko motiviramo z vpeljavo sodobnih vsebin fizike, s katerimi se dijaki vsakodnevno
srečujejo, a še niso vključene v pouk v srednji šoli (Shabajee & Postlethwaite, 2000). V naših
učbenikih je nekaj modernih vsebin fizike sicer omenjenih, a še vedno so učbeniki polni klad,
vozičkov, tuljav ipd. Razvoj sodobne znanosti in tehnologije pa je med drugim prinesel tudi
tekoče kristale. Veliko ljudi se zaveda, da so tekoči kristali prisotni v tekočekristalnih
prikazovalnikih (LCD-jih) telefonov, prenosnih računalnikov, prenosnih glasbenih
predvajalnikov kot tudi v varilskih očalih, itd. Le redki pa vedo, da tekoči kristali obstajajo
tudi v naravnih sistemih, kot so biološke membrane, celične membrane, DNK, svila,... Tekoči
kristali so zelo razširjeni v tehnologiji in pogosti tudi v naravi, a pogovori s študenti kažejo na
to, da se študenti zavedajo njihovega obstoja, vendar zgolj in samo to.
Ker so tekoči kristali potencialna tema za vključitev v nove učne načrte kemije in fizike za
srednje šole, smo želeli natančneje raziskati nivo znanja o tekočih kristalih po končanem
srednješolskem izobraževanju pridobljeno na neformalni način. Zato smo oblikovali anketni
vprašalnik o tekočih kristalih, s katerim smo skušali poiskati čim več podatkov o znanju o
tekočih kristalih pri študentih 1. letnika Pedagoške fakultete Univerze v Ljubljani. Rezultate
predstavljamo v delu.
Struktura samega dela je v grobem sledeča. Najprej (poglavje 2) v delu opišemo sedanje
stanje motivacije za učenje naravoslovja in eno izmed možnih rešitev, to je vpeljavo sodobne
teme tekoči kristali v pouk. Sledi razlaga fizikalnih pojmov pomembnih za opis delovanja
tekočekristalnih prikazovalnikov. Ob tem že zaznamo, kateri pojmi so ključni za razumevanje
delovanja prikazovalnikov in smo jih želeli na nek način tudi želeli preveriti pri študentih, saj
je poznavanje predstav študentov o tekočih kristalih pomembno za samo izgradnjo učne enote
o tekočih kristalih. Na podlagi raziskovalnih vprašanj in pojmov pomembnih za opis
obnašanja tekočih kristalov v aplikacijah ter poznavanjem pedagoške metodologije smo
5
oblikovali anketni vprašalnik tipa papir-svinčnik. V 3. poglavju predstavim problem, cilje in
raziskovalna vprašanja, na katera smo želeli odgovoriti z analizo ankete. Metode dela so
predstavljene v 4. poglavju, nato sledijo rezultati in njihova interpretacija (poglavje 5). Zbrani
rezultati in diskusija so v 6. poglavju. Sledijo še zaključki (poglavje 7).
Rezultati pričujoče raziskave so že bili predstavljeni na XIV. simpoziju mednarodne
organizacije za naravoslovno in tehniško izobraževanje (IOSTE) (Pavlin et al., 2010). Članek
z naslovom »First Year University Students’ Conceptions about Liquid Crystals in Slovenia«
pa so po recenziji potrdili za objavo v zborniku konference. V pripravi pa je tudi
znanstvenoraziskovalni članek.
6
TEORETIČNE OSNOVE
Vpliv motivacije na učenje naravoslovja
Že desetletje se vpis na univerzitetni študij družboslovnih smeri veča in relativno zmanjšuje
na naravoslovnih in tehniških smereh. Vzrokov za to je veliko. Eden pomembnejših je, da so
se morda spremenile vrednote mladih in posledično izbira smeri izobraževanja, kariere ter
načina življenja. Mladi imajo tudi različna in nejasna pričakovanja, kaj jih čaka po končanem
izobraževanju. Svoj vpliv pa ima seveda tudi struktura gospodarstva in večanje števila
delovnih mest v storitvenih dejavnostih (Dolinšek, 2006).
Vendar si vsi, tako učitelji naravoslovja kot raziskovalci, kakor tudi šolske oblasti želijo
oblikovati take učne programe, ki bi motivirali mlade za študij naravoslovnih področij in
tehnologij. Pri tem ne gre le za programe, ki bi vzbujali trenutno navdušenje za naravoslovne
vede, temveč za stalno vzdrževanje motivov za pridobivanje naravoslovnega znanja in za
njegovo uporabo v življenju (Newmann et al., 1992; Brophy, 1998).
Že pred leti so raziskovalci opozarjali na motivacijske probleme pri pouku naravoslovja, in s
tem tudi fizike. Izkaže pa se, da med raziskovanjem v izobraževanju in procesom učenja
naravoslovja v praksi obstaja resna vrzel, saj obstoječe raziskave v naravoslovnem
izobraževanju nimajo skoraj nič ali pa zelo malo vpliva na potek poučevanja naravoslovja na
vseh ravneh izobraževanja (Gilbert, 2006). Najpomembnejši razlog za prepad med
raziskovanjem v izobraževanju in šolsko prakso je pomanjkanje znanja in spretnosti na eni
strani ter nezadostno komuniciranje med raziskovalci in učitelji praktiki na drugi strani
(Costa et al., 2000; De Jong, 2004, Ferk et al., 2007).
Raziskovalci se pogosto ne zavedajo, da ima učitelj fizike lahko v razredu dijake, ki sanjarijo,
nekatere, ki ne znajo odgovoriti na njegova preprosta vprašanja, ker ne razumejo vprašanja,
nekatere, ki ne delajo domačih nalog, ker si ne prizadevajo dovolj, nekatere, ki izberejo
naravoslovne predmete, ker je to dobro in tako naprej. Za reševanje teh problemov je nujno,
da ima učitelj korekten odnos do predmeta in uporablja učinkovite učne metode. Obenem pa
mora imeti učitelj fizike pozitiven odnos do svojega poučevanja in bi moral v največji meri
uporabljati take učne metode, ki bi dijake spodbudile k zanimanju in bi jih pripeljale do
aktivnega sodelovanja pri samem učnem procesu. Primerov za omenjeno je kar nekaj. Novi
7
učni pristopi s pomočjo vestnega učitelja pripeljejo dijake do učenja, ki je dijakom v lastnem
interesu, torej so notranje motivirani (Lam-Fat, 1977).
Obenem pa Oakes (1986) trdi, da nam rezultati uspešnosti dijakov pomagajo ovrednotiti in
spremljati kakovost učenja, saj odražajo sedanje stanje učenja in pogojev samega šolanja. Z
opisom rezultatov uspešnosti, lahko dijakom pomagamo, da izboljšajo svoje znanje na
številne načine, ali pa nezainteresirane prepričamo, da pokažejo zanimanje ali celo vzljubijo
predmet. Študije so tudi pokazale, da je razumevanje tega, čemur dijaki pripisujejo neuspeh in
nesposobnost pri dosežkih v naravoslovnih predmetih, za učitelje koristno, ko poskuša
motivirati dijake (Weiner, 1979; Hicks & Nabilah, 1998; Talib et al., 2009).
Kot že omenjeno, so interesi dijakov kritični vidiki naravoslovnega izobraževanja. Ti
psihološki koncepti so v pomoč pri motivaciji dijakov v izobraževalnem procesu
(Colletta & Chiapetta, 1994). Učitelji pa so sestavni del oblikovanja motiviranih dijakov. Če
učitelji upoštevajo interese dijakov, jih ne bodo le motivirali, ampak jim bodo v pomoč, da
postanejo naravoslovno pismeni (Ferk et al., 2007). Tu naravoslovno pismenost lahko
opredelimo kot znanje in razumevanje znanstvenih pojmov in postopkov, ki so potrebni za
sprejemanje osebnih odločitev v civilnih, kulturnih in ekonomskih zadevah (National
Academy of Sciences, 1995). Obenem pa bo poučevanje naravoslovja pridobilo večjo vlogo v
družbi in v kulturi dijakov, če bo njihovo učenje osnovano na podlagi njihovih interesov in
potreb, kar pa je rezultat učnega procesa, ki temelji na dijakovih interesih in stališčih
(Sanfeliz & Stalzer, 2003).
Teorija učenja Carla Rogersa pravi, da »pravo učenje poteka, ko dijak dojema vsebino
predmeta kot zanj pomembno« (Rogers, 1983). Po mnenju Rogersa, se bo dijak učil samo
tisto, za kar meni, da je pomembno za ohranitev ali izboljšanje njegovega stanja. Dijak, ki je
aktivni udeleženec v učnem procesu, se bo tudi počutil odgovornega za znanja pridobljena v
izobraževalnem procesu.
Raziskave (Anderman & Young, 1994) kažejo, da so razlike med spoloma pri motivaciji za
učenje naravoslovja pri učencih in so povezane z dosežki na standardiziranih preskusih znanja
naravoslovja (zunanja motivacija). Ugotovljeno je bilo tudi, da učenke kažejo manjše
zanimanje za naravoslovje, da je za njih naravoslovje dolgočasno, še posebej zato, ker se
pogosto morajo vse naučiti na pamet. Simpson in Oliver (1990) poročata, da imajo dijakinje
8
slabšo samopodobo in nižjo raven samozavesti pri dokazovanju pri naravoslovju. Po drugi
strani pa Meece in Jones (1996) nista potrdila teh rezultatov, saj sta ugotovila, da ni razlike
med dijakinjami in dijaki v zvezi z zanimanjem za učenje naravoslovja in poudarila, da je
vpliv motivacije na spol bistveno bolj zapleten kot nekateri raziskovalci skušajo pokazati. Če
gremo še dlje po izobraževalni vertikali, ugotovimo, da čeprav se število žensk v zadnjih
nekaj desetletjih v naravoslovju nenehno povečuje, še vedno zaznamo pomembne razlike med
spoloma v interesu za fiziko, saj je še vedno na fizikalnih programih vpisanih več študentov
kot študentk (Zhu, 2007).
Torej, učenci na vseh ravneh izobraževanja morajo biti motivirani, da se pričnejo učiti, a
vendar sama motivacija še ne zagotavlja ukrepanja in učenja določenih naravoslovnih
pojmov. Kako moramo priklicati motivacijo pri dijakih, da bo ta vodila k učenju in
razumevanju pomembnih naravoslovnih pojmov? Smiselno je uporabiti pristop, ki temelji na
opredelitvi konteksta in izbora pojmov, in omogoča povezovanje znanstvenih pojmov z
izkušnjami dijakov. Izbrani pristop temelji na učenju kemijskih in fizikalnih pojmov in teorij
z vidika dijakov, kar naredi učenje za dijake notranje pomembno (Gilbert, 2006;
Bulte et al., 2006). Van Oers (1998) ugotavlja, da mora biti kontekst vezan na izvajanje
aktivnosti, kar zagotavlja nenehno vzdrževanje zadovoljive ravni motivacije za nadaljevanje
dela.
Postopni razvoj naravoslovnih pojmov je ključni del učnih enot oblikovanih s pomočjo zgoraj
opisanega pristopa na opredelitvi konteksta in izbora pojmov. Pri tem je cilj izhajati iz
neformalnega in spontanega pomena izbranih pojmov, ki jih dijaki izkustveno že poznajo in
ga postopno razširiti z vključevanjem vedno bolj zahtevnih znanstvenih vidikov pojmov
(Bulte et al., 2004). Obenem pa razumevanje naravoslovnih vsebin zahteva povezanost med
različnimi naravoslovnimi vedami, ki z različnih vidikov opisujejo določen pojav v naravi.
Povezovanje teh ved postane zaradi vsebinske širine zelo kompleksna naloga, ki jo morajo
učitelji zasnovati pri svojem delu (Urbančič, 2007). Prednosti interdisciplinarnega poučevanja
se odražajo v povečanju interesa za predmet tako učiteljev, kot tudi dijakov, večja je
motiviranost za delo in boljši so rezultati, še posebej dijakov s slabšimi rezultati s preverjanj
znanja (Bolak et al., 2005). Ob tem je opazno izboljšana klima v razredu, večji interes staršev
za delo dijakov, večje zadovoljstvo učiteljev in na splošno boljši rezultati dijakov znotraj
delovnih skupin v primerjavi z dijaki, ki delajo samostojno (Flowers et al., 1999).
9
Če povzamemo, interdisciplinarno poučevanje omogoča dijakom v večji meri opravljati
naloge v skladu z zanimanjem, sposobnostmi in izkušnjami. Povezovanje vsebin omogoča
učiteljem boljšo izrabo časa, namenjenega izvajanju pouka in podrobnejši pregled vsebin
predmeta preko različnih vsebinskih vidikov.
Kako lahko motiviramo dijake upoštevajoč zgoraj napisano? Eden od načinov za doseganje
visoke ravni motivacije je z vključitvijo sodobnih tem fizike in kemije v sam pouk. Na primer,
dijaki živijo in rastejo s sodobno tehnologijo (Gerlič, 1984), uporabljajo sodobne naprave, ki
so tehnično zelo zapletene, a ne razumejo njihovega delovanja, čeprav jih to zanima
(Strnad, 2006). Po drugi strani pa vključevanje sodobnih tem zahteva: poznavanje sodobnih
tem, poznavanje učnega načrta oz. vsebin učnega načrta, v katere bi lahko sodobno temo
vključili in seveda interese dijakov (Lipovnik, 2008).
Kako lahko vzpodbudimo interes dijakov? Haüssler in Hoffmann (2002) sta predlagala 7
principov poučevanja, ki to omogočajo:
1. priložnost, da dijak zablesti,
2. povezanost vsebine z dotedanjimi izkušnjami dijakov,
3. zagotavljanje izkušnje iz prve roke,
4. spodbujanje razprave in razmišljanja o družbenem pomenu fizike,
5. povezovanje fizike z aplikacijami,
6. povezovanje fizike s človeškim telesom,
7. prikazovanje uporabnosti kvantitativne fizike.
Hkrati avtorja poročata, da se dijaki bolj zanimajo za tehnično uporabo, medtem ko znanja, v
povezavi s človeškim telesom ne kažejo nobenih razlik v interesih med spoloma
(Haüssler & Hoffmann, 2002).
O tekočih kristalih
Povezati poučevanja fizike in kemije s sodobno temo, ki združuje lastnosti in zgradbo
materiala, je lahko koristen pristop pri ustrezno izbranih primerih, ki omogočajo učenje novih
pojmov (Cussler et al., 2001). Hkrati pa poznavanje različnih vrst materialov in njihove
zgradbe omogoča zasnovo novih materialov z želenimi lastnostmi. Iskanje novih »pametnih
materialov« je zelo pomembno za napredek znanosti in tehnologije.
10
Primer »pametnih materialov« so tekoči kristali, ki se sprva zdijo eksotični materiali, vendar
so prikazovalniki s tekočimi kristali danes tako pogosti, da jih je večina ljudi sposobna
identificirati. Toda, koliko nas ve, kaj so tekoči kristali in kakšne so njihove lastnosti
(Waclawik, 2004, Vaupotič, 1996; De Gennes & Prost, 1993)?
Zasloni s tekočimi kristali so že dolgo del našega vsakdana. Že 40 let so prisotni v
prikazovalnikih na digitalnih urah in kalkulatorjih, v zadnjih letih pa so se namnožili tudi
računalniški in televizijski zasloni s to tehnologijo. Večinoma so izpodrinili tehnologijo s
katodno cevjo. Velika prednost zaslonov s tekočimi kristali je, da so ploski in zato ne zasedajo
toliko prostora, kot tisti s katodno cevjo (krajše CRT, ang. Cathode Ray Tube), kar lahko
vidimo na sliki 2.1. To je bistvenega pomena predvsem pri prenosnih računalnikih. Poleg tega
se tekočekristalni zasloni pojavljalo tudi v mobilnih telefonih, navigacijskih sistemih,
fotoaparatih in še marsikje. Vse zaslone, ki temeljijo na tehnologiji tekočih kristalov,
zaznamujemo s kratico LCD (ang. Liquid Crystal Display). Tekočih kristalov pa ne
uporabljamo le za zaslone, ampak so uporabni še v druge namene.
Slika 0.1: Razlika v velikosti LCD in CRT računalniškega monitorja je očitna
(Tomshardware, 2010).
Da bi razumeli delovanje tekočekristalnih zaslonov, potrebujemo nekaj osnovnega znanja o
svetlobi, polarizaciji svetlobe, tekočih kristalih in vplivu električnega polja na urejenost
tekočih kristalov.
11
Svetloba
Svetloba je elektromagnetno valovanje. To je transverzalno valovanje, ki ga z nihanjem
ustvarjata električno in magnetno polje. Svetlobo kot elektromagnetno valovanje v splošnem
lahko opišemo s tremi neodvisnimi parametri: intenziteto, frekvenco (ali valovno dolžino) in
polarizacijo. Polarizacija je smer ravnine, v kateri niha električno polje. Električno in
magnetno polje valujeta v smeri pravokotno eno na drugo (slika 2.2). V prostoru se
elektromagnetno valovanje širi s hitrostjo svetlobe c v smeri, pravokotni na smer električnega
in magnetnega polja. Elektromagnetno valovanje prenaša gibalno količino in energijo.
Elektromagnetno valovanje za širjenje ne potrebuje snovi.
Slika 0.2: Svetloba kot elektromagnetno valovanje (povzeto po Halliday et al., 2005), E
je
jakost električnega polja, B
je gostota magnetnega polja in c hitrost elektromagnetnega
valovanja.
Valovanje se v splošnem razširja skozi snov v vseh smereh. Širjenje valovanja ponazorimo z
valovnimi čeli, ki predstavljajo ploskev vseh sosednjih mest, kjer je v danem trenutku velikost
npr. električnega polja največja. Razdalja med sosednjimi valovnimi čeli je valovna dolžina
valovanja (slika 2.2). Pravokotnice na valovno čelo, ki jih imenujemo žarki, predstavljajo
smer širjenja valovanja. Npr. majhen točkast izvor valovanja oddaja krogelno valovanje
(slika 2.3). Pri tem so valovna čela koncentrične kroglaste ploskve. Žarki so radialni,
valovanje pa se enakomerno (izotropno) širi v vse smeri.
valovno čelo žarek
električna komponenta
magnetna komponenta
x
12
Slika 0.3: Točkast izvor valovanja
Svetlobo lahko obravnavamo tudi kot delce, pri čemer je energija shranjena v paketih. Te
pakete imenujemo fotoni, vsak foton je en kvant energije.
Oko in nastanek slike
Oko zazna svetlobo, ki pade vanj. Zgradba človeškega očesa je prikazana na sliki 2.4. V
fizikalnem smislu so pomembni deli očesa roženica, šarenica, leča in mrežnica. Šarenica
deluje kot zaslonka in regulira količino svetlobe, ki vstopa v oko. Mrežnica pokriva notranjo
plast zrkla in je na svetlobo občutljivi del očesa. Roženica in leča sta odgovorni za ostrenje
slike. Roženica je del očesa, kjer svetloba vstopa v oko, leča pa leži za šarenico in je iz
elastične snovi in zato s pomočjo ciliarne mišice spreminja krivinski radij in z njim goriščno
razdaljo.
Slika 0.4: Zgradba očesa (Optika, 2010)
žarek
valovno čelo
13
Kako nastane slika? Roženica in očesna leča zbereta svetlobo, ki se odbija od predmetov v
okolici ali jo predmet izseva, na mrežnici, ki je občutljiva na svetlobo (slika 2.5). Na njej je
kakih 100 milijonov na svetlobo občutljivih fotoreceptorjev, čepkov in paličic, ki so prek
živčnih končičev povezani med seboj in z možgani. Paličice, ki so občutljivejše, omogočajo
predvsem gledanje v mraku, čepki pa omogočajo zaznavanje barv. Poznamo tri vrste čepkov,
od katerih je ena najbolj občutljiva za rdečo svetlobo (»rdeči čepki«), druga za zeleno (»zeleni
čepki«) in tretja za modro (»modri čepki«).
Slika 0.5: Poenostavljen prikaz nastanka slike v očesu
Oko zaznava svetlobo z valovno dolžino od okoli 400 nm do okoli 700 nm. Najobčutljivejše
je pri valovni dolžini 555 nm v rumenozelenem delu spektra. Paličice so najobčutljivejše na
svetlobo valovne dolžine okrog 500 nm. Modri čepki so najobčutljivejši na svetlobo kratkih
valovnih dolžin (vrh občutljivosti je pri 425 nm). Zeleni čepki imajo vrh občutljivosti pri
530 nm, rdeči pa pri 560 nm (slika 2.6).
Ob vzburjenju pošljejo čepki signale po vidnem živcu do možganov. Signal posameznega
čepka je sorazmeren produktu jakosti in relativne občutljivosti čepka na valovno dolžino
svetlobe. Možgani nato združijo signale iz vseh vzburjenih čepkov in dobimo vtis določene
barve. Na barvni vtis vpliva kemična sestava materiala na površini, delno pa tudi struktura
površine. Barvo predmeta določa svetloba, ki se odbije od predmeta oziroma jo predmet
izseva.
predmet slika
14
Slika 0.6: Občutljivost čepkov na svetlobo določne valovne dolžine (Satcitananda, 2010) Polarizacija svetlobe
Svetloba je transverzalno valovanje, kjer niha električno polje v ravnini pravokotno na smer
širjenja valovanja (glej sliko 2.2). Ravnina, v kateri niha električno polje, je lahko ves čas
enaka, lahko se vrti, lahko pa tudi naključno spreminja. Če se ravnina, v kateri niha električno
polje, spreminja, govorimo o nepolarizirani svetlobi, če ima določeno smer, je to polarizirana
svetloba. Poznamo več vrst polarizacije svetlobe. Ko je smer polarizacije stalna, je svetloba
linearno polarizirana. V primeru, ko je smer polarizacije v vsakem trenutku določena s smerjo
vijačnice na eliptičnem valju, je to eliptično polarizirana svetloba. Pri krožno polariziranem
valovanju je smer polarizacije v vsakem trenutku določena s smerjo vijačnice na navadnem
valju.
Poznamo filtre, imenovane polarizatorji, ki nam ob vpadli nepolarizirani svetlobi prepustijo le
linearno polarizirano svetlobo, ki ima določeno smer nihanja električnega polja (slika 2.7). Če
za tak polarizator postavimo še enega z isto smerjo polarizacije, kot jo ima prvi, oba filtra
prepustita svetlobo. Če pa drugi filter zasučemo za 90 °, oba filtra skupaj svetlobe ne
prepuščata več.
relativna občutljivost
valovna dolžina (nm)
15
nepolarizirana svetloba linearno polarizirana svetlobe Slika 0.7: Polarizacija svetlobe (Iglič, 2010)
Anizotropija
Snovi, v katerih je hitrost svetlobe odvisna od smeri razširjanja in polarizacije vpadle
svetlobe, so optično anizotropne. Če pogledamo pomen protipomenke »izotropnost«
(iz gr.: »isos« – enak, iz gr.: »trope« – obrat), ugotovimo, da pojem pove, da je vrednost neke
fizikalne količine neodvisna od smeri v prostoru. Če pri nekem naravnem pojavu smer v
prostoru ni pomembna oz. poteka pojav neodvisno od smeri v prostoru, pravimo, da je
»izotropen«. Do anizotropije praviloma prihaja takrat, ko obravnavamo fizikalne pojave v
zvezi s snovjo. Ta ima zaradi notranje strukture pogosto različne lastnosti v različnih smereh.
Zamislimo si, da se nahajamo v sredini popolnoma homogene krogle in si želimo iz nje po
najkrajši poti. Prav vseeno je, v katero smer jo uberemo – vse (radialne) smeri so med seboj
enakovredne. Tak izotropni prostor je nazorno prikazan na sliki 2.8 a, pri čemer razširjenje
valovnih čel kaže na to, da je hitrost valovanja v vseh smereh prostora enaka. Če je hitrost
valovanja v eni smeri večja, v drugi pa manjša, govorimo o anizotropnem prostoru
(slika 2.8 b).
16
a) b)
Slika 0.8: a) Izotropni prostor; b) anizotropni prostor (Babič, 2009) In če bi se znašli v sredini pomaranče (glej sliko 2.9)? Še vedno bi bilo vseeno, v katero smer
ekvatorialnega prereza pomaranče se usmerimo. Razlike pa so očitne, če se usmerimo v
poljubno smer prereza vzdolž poldnevnika. Pomaranča bi bila torej za tistega, ki bi se napotil
ven iz njenega središča, anizotropno telo, saj vse poti proti pomarančni lupini ne bi bile
enakovredne. Torej je v ekvatorialnem prerezu pomaranča izotropna glede na središče
(slika 2.9 a), v prerezu vzdolž poldnevnikov (slika 2.9 b) pa anizotropna glede na isto točko
kot v prvem primeru – svoje središče (Babič, 2009).
a) b)
Slika 0.9: a) Izotropni prostor; b) anizotropni prostor (Babič, 2009)
Kako pa je s širjenjem svetlobe v anizotropnem prostoru oz. anizotropnih snoveh? Najprej
opredelimo optično os snovi. To je os, okoli katere lahko snov zavrtimo, pa se fizikalne
lastnosti ne spremenijo. V primeru, da ima snov samo eno optično os, za snov pravimo, da je
enoosna (slika 2.10). Kadar lahko snov zavrtimo okoli poljubne osi, je snov izotropna.
17
Slika 0.10: Rotacijski elipsoid ima eno optično os v smeri dolge osi
Kot primer razširjanja svetlobe v optično enoosni snovi si zamislimo razširjanje svetlobe v
pomaranči. Če se svetloba razširja vzdolž optične osi, so razmere podobne kot v izotropni
snovi (slika 2.11 a). Hitrost razširjanja valovanja je neodvisna od smeri električnega polja in s
tem polarizacije svetlobe. Če pa se svetloba razširja v smeri pravokotno na optično os (slika
2.11 b), pa vidimo, da razmere za svetlobo, ki je polarizirana v smeri optične osi, niso enake
kot za svetlobo, ki je polarizirana pravokotno na optično os. Zato se bosta ti dve valovanji
skozi pomarančo razširjali z različno hitrostjo. Izkaže se, da se skozi optično anizotropno snov
lahko razširjata samo dve linearno polarizirani valovanji, ki imata medsebojno pravokotni
polarizaciji (Born & Wolf, 2003). Zato lahko na anizotropni snovi opazujemo dvojni lom. Ob
prehodu v optično anizotropno snov se nepolariziran svetlobni curek razdeli na dva curka: t. i.
rednega in izrednega, ki imata medsebojno pravokotni polarizaciji (slika 2.12). Ker se
valovanji razširjata z različnima hitrostma, se lomita pod različnima kotoma. Ta pojav
imenujemo dvolomnost.
a) b)
Slika 0.11: a) Širjenje svetlobe v izotropni snovi; b) širjenje svetlobe v anizotropni snovi;
rdeča puščica: polarizacija v smeri optične osi; modra puščica: polarizacija pravokotna na
optično os
optična os
optična os
E
E
18
Slika 0.12: Padanja nepolarizirane svetlobe na mejno ploskev zrak – anizotropna snov
Sedaj pa si zamislimo točkasti vir svetlobe v anizotropni snovi. V anizotropni snovi se lahko
razširjata dve valovanji: eno (redno) ima krogelna valovna čela, drugo (izredno) ima
elipsoidna valovna čela (slika 2.13). Razdalja med središčem (lego svetila) in točko na
krožnici ali elipsi nam ponazarja velikost valovnega vektorja v snovi in s tem velikost
lomnega količnika za redno (nr) in izredno (ni) valovanje. S slike 2.13 vidimo, da sta obe
hitrosti razširjanja valovanja enaki, če se valovanje razširja v smeri osi x. Os x je torej optična
os. Lomni količnik za izredni val (in s tem hitrost razširjanja za izredni val) je odvisen od
smeri , v kateri se valovanje razširja. Izberimo si smer razširjanja valovanja pod kotom
glede na optično os. V tej izbrani smeri se lahko razširjata samo dve linearno polarizirani
valovanji, z različnima hitrostma in s pravokotnima polarizacijama. Valovanji v snovi
potujeta v isti smeri, na meji snov – zrak pa se lomita pod različnimi koti, saj sta se v snovi
razširjali z različnima hitrostma. Do razcepa ne pride, če se valovanje razširja v smeri optične
osi ali pravokotno na optično os. Vendar v slednjem primeru med valovanji pride do fazne
zakasnitve. Izhodno valovanje je zato v splošnem eliptično polarizirano. Poglejmo ta pojav
bolj podrobno.
zrak
anizotropna snov
vpadni nepolarizirani žarek
izredni žarek
redni žarek
19
Zamislimo si celico, v kateri je tanka plast enoosne dvolomne snovi, ki je orientirana tako, da
leži optična os v ravnini celice. Za opazovanje postavimo celico med prekrižana polarizatorja
in jo položimo na mizico mikroskopa. Vidimo svetlobo, ki pada pravokotno na celico in jo
pravokotno tudi zapušča. Ob vrtenju polarizatorjev opazimo, da je jakost prepuščene svetlobe
odvisna od kota med optično osjo in prepustno smerjo polarizatorja. Zakaj je tako? Zaradi
dvolomnosti snovi se svetlobni curek pri prehodu skozi celico v splošnem razdeli na redni in
izredni svetlobni curek, ki imata medsebojno pravokotni polarizaciji. Ker svetloba vpada
pravokotno na celico in pravokotno na optično os snovi, se redni in izredni svetlobni curek pri
prehodu krajevno ne ločita. Kljub temu pa svetlobna curka potujeta skozi snov z različnima
hitrostma. Zaradi tega nastane med njima fazna razlika, kar pomeni, da električno polje v
rednem žarku niha z določenim časovnim zamikom glede na električno polje v izrednem
žarku. Skupno električno polje zaradi fazne razlike na izhodu nima stalne smeri (slika 2.14).
Pravzaprav se vrti tako, da konica vektorske vsote električnega polja opisuje elipso
(slika 2.15). Tako namesto linearno polarizirane svetlobe, ki je vstopila v celico, dobimo na
izhodu eliptično polarizirano svetlobo (Vilfan & Muševič, 2002).
Slika 0.13: Smer širjenja svetlobe točkastega izvora v tekočem kristalu. Os x je optična os.
snov
zrak
φ
y
x
20
Slika 0.14: Potovanje svetlobe skozi dvolomno snov med prekrižanima polarizatorjema
(povzeto po Optical Birefringence, 2010)
Slika 0.15: Sestavljanje električnega polja iz redne in izredne komponente
(Vilfan & Muševič, 2002)
Fazna razlika med redno in izredno svetlobo je odvisna od razlike lomnih količnikov
∆n = ni – nr, valovne dolžine in od debeline plasti snovi. Ker se smer električnega polja v
eliptično polarizirani svetlobi vsaj kratek čas ujema s prepustno smerjo drugega polarizatorja,
ta prepuščene različne barvne komponente različno prepušča in to zaznamo kot svetlo sliko.
Ker je fazna razlika odvisna tudi od valovne dolžine svetlobe, je pri različnih kotih med
prepustno smerjo polarizatorja in optično osjo slika različno obarvana.
bela svetloba
polarizator P
analizator A
debelina celice
n1
n2
linearno polarizirana svetloba
fazni premik
komponenti električnega polja kot rezultat dvolomnosti anizotropne snovi
iE
rE
E
21
Zgradba in lastnosti tekočih kristalov
V šoli omenimo, da poznamo tri agregatna stanja snovi: trdno, tekoče in plinasto. Izkaže se,
da je med trdno in tekočo fazo pri nekaterih snoveh še množica vmesnih faz, ki jim pravimo
tekoče kristalne faze. Tekoče kristalna faza se pojavi pri organskih snoveh, sestavljenih iz
podolgovatih ali diskastih molekul, ki se lahko zložijo v stolpiče (slika 2.16). Lastnosti
tekočih kristalov so povezane z obliko molekul organske snovi, ki so lahko v tekočekristalni
fazi. Molekule tekočih kristalov povečini vsebujejo več benzenovih obročev.
Slika 0.16: Podolgovate in diskaste molekule tekočih kristalov (Fluessigkristalle, 2010) Za kar nekaj molekul je značilno togo, podolgovato jedro, ki je največkrat iz bifenila (dva
benzenova obroča). Na sliki 2.17 je skeletna formula molekule organske snovi MBBA, ki je
lahko v tekočekristalni fazi. Oblika molekule je podolgovata.
N
O
Slika 0.17: Skeletna formula molekule MBBA
Tekoče kristale delimo na več načinov. Ena delitev je na termotropne in liotropne, pri čemer
termotropni reagirajo na spremembo temperature in včasih tlaka. Pri liotropnih pa je faza
odvisna od koncentracije tekočega kristala v raztopini.
MBBA uvrščamo med termotropne tekoče kristale in je pri sobni temperaturi v
tekočekristalnem stanju videti kot motna oranžno-rjava tekočina. Kristaliziran tekoči kristal je
rjav trden kristal. Ko epruveto s tekočim kristalom segrevamo, se tekočina bistri oziroma
postaja prozorna in manj viskozna. Tudi pri tem faznem prehodu je del snovi v epruveti v
22
tekočekristalni, del pa v izotropni tekoči fazi. Na dnu ostaja motna tekočekristalna faza, ker
ima večjo gostoto kakor izotropna tekoča faza, ki je nad njim. Ko je temperatura tekočega
kristala višja od 41 °C je v epruveti tekoči kristal samo v izotropni fazi. Faze tekočega
kristala MBBA prikazuje slika 2.18.
Slika 0.18: MBBA. Od leve proti desni: tekočinska, tekočekristalna in trdna faza; MBBA
smo sintetizirali v laboratoriju Pedagoške fakultete Univerze v Ljubljani
Glede na red, ki je prisoten v tekočih kristalih, ločimo več tekočekristalnih faz, in sicer
poznamo nematike, holesterike, smektike, modre faze,… V nadaljevanju se bomo osredotočili
na nematike in holesterike, ki se večinoma uporabljajo v tehnologiji tekočekristalnih
zaslonov.
Nematiki imajo najnižjo stopnjo urejenosti. Urejene so le dolge osi molekul (slika 2.19 b).
Molekule ponazorimo z elipsoidi. Pri nematikih so molekule orientacijsko urejene, kot
prikazuje puščica na sliki 2.19 b. Molekule so pozicijsko neurejene. Pri izotropni tekočini pa
molekule niso niti orientacijsko niti pozicijsko urejene.
a) b) c)
Slika 0.19: Urejenost molekul tekočega kristala v različnih fazah; a) kristal, b) tekoči kristal
(nematik) in c) tekočina
Pri nematiku so dolge osi molekul tekočih kristalov v povprečju usmerjene vzdolž neke smeri,
ki jo imenujemo direktor ( n ) (slika 2.19 b). Težišča molekul pa so, kot v tekočini, naključno
23
razporejena po prostoru. Medmolekularne sile želijo dolge osi vseh molekul obrniti v isto
smer, termične fluktuacije pa težijo k enakomerni zastopanosti vseh možnih smeri. Zaradi
tega se vzpostavi delno urejeno stanje, kar se v tekočem kristalu kaže kot približna ureditev
dolgih osi molekul v smeri direktorja n . Smeri n , sta pri nematiku enakovredni, zato
direktor ni pravi vektor, saj določa le orientacijo, ne pa smeri. Koliko so molekule usmerjene
v smeri, ki jo kaže direktor, podaja orientacijski ureditveni parameter S. Ureditveni parameter
S je definiran kot
21 3cos ( ) 12
S t ,
kjer je kot kot med trenutno smerjo dolge osi molekule in direktorjem (slika 2.20). Tekoči
kristali imajo vrednost parametra navadno med 0,3 in 0,9. Smer direktorja ni enaka po
celotnem kristalu. Enotno urejeno območje, znotraj katerega je smer direktorja povsod enaka,
je veliko le nekaj mikrometrov. Prehodi med območji so lahko zvezni ali pa nezvezni. Če
smeri direktorja na meji med dvema območjema ne moremo določiti, govorimo o defektu v
kristalu.
Slika 0.20: Prikaz direktorja
Če nematike opazujemo pod polarizacijskim mikroskopom, opazimo značilne defekte.
Slika 2.21 prikazuje nematični tekoči kristal, kot ga vidimo pod polarizacijskim
mikroskopom. Vzorec je med dvema prekrižanima polarizatorjema. V barvastih območjih se
orientacija paličastih molekul spreminja zvezno. Barva je odvisna tudi od debeline plasti.
Črna območja so območja izotropne faze ali področja, kjer je orientacija molekul pravokotna
φ
n
24
na katerikoli polarizator (P). Po črnih potezah prepoznamo defekt. Štirje črni »žarki« so
značilni za radialni defekt.
Slika 0.21: Defekti v nematičnih tekočih kristalih (Lavrentovich, 2010) Poznamo več vrst defektov, ki so značilni za nematike. Na slikah 2.22 in 2.23 sta
predstavljena dva značilna defekta dobljena z apleti. Leva slika posamezne slike predstavlja
ureditev molekul v nematičnem tekočem kristalu. Desna slika pa prikazuje sliko tako
urejenega nematika, ki bi jo dobili, če bi ga postavili pod polarizacijski mikroskop.
Slika 0.22: Radialni defekt v nematiku (Kaučič et al., 2004)
P
P
25
Slika 0.23: Dvojni defekt (Kaučič et al., 2004)
Na koncu si oglejmo še holesterične tekoče kristale. Tudi holesteriki imajo orientacijski red
dolgega dosega, a nimajo pozicijskega reda dolgega dosega. Vendar so holesteriki sestavljeni
iz podolgovatih molekul, ki imajo kiralni center, kar vodi k zgradbi, ki jo lahko prikažemo kot
niz zelo ozkih 2-D nematiku podobnih plasti, orientacija dolgih osi pa se iz plasti v plast suče,
kot je prikazano na sliki 2.24.
Slika 0.24: Holesterni tekoči kristal (Liquid Crystals Phases, 2004)
Dvolomnost tekočih kristalov
Na sliki 2.21 smo videli, kaj opazimo, če opazujemo tekoči kristal pod polarizacijskim
mikroskopom. Kaj pa opazimo, če celico, kjer je tekoči kristal orientiran tako, da leži optična
os v ravnini celice, postavimo med prekrižana polarizatorja, jo položimo na grafoskop in
sučemo enega od polarizatorjev? Opazimo, da se ob vrtenju enega od polarizatorjev barva in
jakost prepuščene svetlobe spreminjata, če tekočekristalno celico osvetlimo z belo svetlobo.
Jakost prepuščene svetlobe je odvisna od kota med optično osjo in prepustno smerjo
polarizatorja.
26
Tekoči kristali so anizotropni in na anizotropni snovi lahko opazujemo dvojni lom. Svetlobni
curek, ki ga usmerimo na tekoči kristal, se pri potovanju skozenj razcepi na dva curka, ki sta
premaknjena (slika 2.25 in slika 2.26). Na drugi strani tekočega kristala dobimo dva curka:
rednega in izrednega (slika 2.27).
Slika 0.25: Postavitev poskusa za prikaz dvolomnosti (Vilfan & Muševič, 2002)
Slika 0.26: Izvedba poskusa za prikaz dvolomnosti
Slika 0.27: Dvojni lom svetlobnega žarka na celici s tekočim kristalom MBBA; levo: izredni
žarek; desno: redni žarek; po segrevanju celice z MBBA tekoči kristal preide v tekoče
(izotropno) stanje in opazimo le redni žarek.
vpadni žarek
redni žarek
izredni žarek vpadnaE
iE
rE
in
rn
27
Vpliv ograjenosti in električnega polja na tekoči kristal
Urejanje tekočega kristala na polimernih in drugih površinah je ključni tehnološki postopek
pri izdelavi tekočekristalnih prikazovalnikov. Pri običajnem postopku polimerno površino, ki
služi kot orientacijski sloj, podrgnemo z zelo mehkim blagom v izbrani smeri. S takim
mehanskim postopkom uredimo polimerne molekule na površini orientacijskega sloja v smeri
obdelave. Na urejeni površini polimera se tudi molekule tekočega kristala uredijo v isto smer
kot polimerne molekule. Če sta površini blizu skupaj, se molekule uredijo čez vso celico
(slika 2.28).
Slika 0.28: Mehansko urejene molekule tekočega kristala
Pomembna lastnost tekočih kristalov je njihov odziv na zunanje električno polje. Dovolj
veliko zunanje električno polje lahko orientira molekule tako, da je smer urejenosti po vsem
kristalu enaka. Posamezno molekulo obravnavamo kot inducirani električni dipol, na katerega
v zunanjem električnem polju deluje navor. Navor zavrti inducirani dipol tako, da je njegova
energija najmanjša – v smeri zunanjega polja (slika 2.29). Hkrati z zunanjim poljem pa na
ureditev molekul vpliva tudi stik s površino oziroma okolico.
Slika 0.29: Električni dipol ep v zunanjem električnem polju z jakostjo E
se zavrti v smeri
zunanjega polja.
Zamislimo si ozko in homogeno celico tekočega kristala, kjer je direktor vzporeden z robnima
ploščama celice kot na sliki 2.30. Svetloba se širi vzdolž vijačnice v obliki linearno
n
E
epep
28
polariziranega valovanja, katerega električna poljska jakost sledi smeri vzdolžnih osi molekul.
Svetloba se na nek način »prilagaja« vijačni strukturi, njena polarizacija sledi orientaciji
tekočekristalnih molekul. Posledica tega je, da ima svetloba na izstopu polarizacijo zasukano
za 90 ° glede na vstopno polarizacijo, in pride neovirano skozi polarizator na izhodni strani
celice (slika 2.31). To pomeni, da celica z zasukano nematično strukturo prepušča skoraj vso
svetlobo pri pravokotnem vpadu.
Slika 0.30: Vijačna urejenost nematskega tekočega kristala v zasukani nematični celici in
prehod svetlobe skozi takšno plast (Vilfan & Muševič, 2002)
Slika 0.31: Zasuk polarizacije pri zavitem nematiku (Muševič, 1985)
29
Celica ima na obeh notranjih površinah robnih plošč prevodno plast t. i. elektrodi (slika 2.30).
Obe robni plošči nato priključimo na električno napetost. Polje, ki se ustvari med obema
elektrodama, skuša zavrteti molekule v smeri silnic, medtem ko jih plošči zadržujeta v prvotni
smeri. Dokler je polje majhno, direktor ostaja vzporeden z elektrodama, ko pa polje doseže
kritično vrednost, se molekule zasučejo (najbolj tiste na sredini). To imenujemo
Freederickszov prehod. Nova ureditev tekočega kristala ne suče več polarizacije svetlobe, kot
je razvidno iz slike 2.32. Iz povedanega sledi, da se pod vplivom električne napetosti
spremenijo optične lastnosti celice. Molekule so se iz vijačne strukture preuredile v homogeno
strukturo. Linearno polarizirana svetloba potuje vzdolž optične osi kristala s hitrostjo rednega
žarka, njena polarizacija pa ohranja svojo smer. To pomeni, da je polarizacija izstopne
svetlobe pravokotna na smer izstopnega polarizatorja, ki svetlobo v celoti absorbira.
Tekočekristalna celica v tem primeru ne prepušča svetlobe.
Slika 0.32: Porušena vijačna urejenost pod vplivom električne napetosti med steklenima
ploščicama (Muševič, 1985)
Ko električno polje odstranimo (izklopimo), se molekule vrnejo v prvotno stanje, ker so
molekule ob površini zasidrane in potegnejo postopno v to lego še molekule v notranjosti
celice. Zasukana nematična celica prepušča svetlobo, kadar ni električnega polja, in je ne
prepušča skoraj nič, ko jo priključimo na vir električne napetosti. Pa imamo osnovo, kako
narediti črnobel zaslon.
V kolikor imamo pred zaslonom barvni filter, sestavljen iz vzdolžnih trakov iz treh osnovnih
barv (rdeče, zelene in modre), dobimo barvni zaslon (slika 2.33). Pri tem po trije grafični
elementi (rdeč, moder in zelen) predstavljajo en slikovni element. Z napetostjo vplivamo na
zasuk molekul v posameznem grafičnem elementu. S tem nadzorujemo prepuščanje svetlobe
30
skozi vsak grafični element v slikovnem elementu. Prepuščena svetloba določene barve
vzbudi ustrezne čepke v očesu, signali se prenesejo v možgane in tako dobimo vtis barve.
Slika 0.33: Delovanje enega slikovnega elementa v tekočekristalnem zaslonu (povzeto po
Merck, 2004)
Vključenost tekočih kristalov v pouk po svetu
Raziskovalci s področja izobraževanja po svetu omenjajo, da so tekočekristalni prikazovalniki
že kar nekaj časa aktualni in bi bilo smiselno predstavitev tekočih kristalov vključiti v
predavanja in vaje na dodiplomskemu študiju. O čem so izbrani avtorji premišljevali in kako
so si zamislili vključitev v pouk podajam v nadaljevanju.
Olah in Doane (1977) v članku »Experiment in the Bragg reflection of light for the
undergraduate using cholesteric liquid crystals« opišeta sipanje svetlobe na holesternih
tekočih kristalih. To sipanje je podobno sipanju žarkov x na trdnem vzorcu. Predstavljena je
preprosta eksperimentalna priprava, s katero študent lahko zazna in zabeleži svetlobni spekter.
Razložena je tudi anizotropija tekočih kristalov, katere posledica je dvolomnost.
barvni filter
ureditvena površina
ITO film
nepolarizirana bela svetloba
TFT
tekoči kristal
ITO film
polarizator
polarizator
steklo
steklo
ureditvena površina
31
Patch in Hope (1985) v članku »Preparation and Properties of Cholesteric Liquid Crystals«
ugotavljata, da vaje iz kemije na dodiplomskem študiju običajno vsebujejo eksperimente, ki
jih je mogoče uvrstiti v eno od tradicionalnih tem kemije. Tak način poučevanja kemije je
sicer enostaven, vendar za ceno veliko bolj zanimivih eksperimentov iz tako imenovanega
resničnega znanstvenega sveta. Tekoče kristale lahko celovito predstavimo, če medpredmetno
povežemo organsko kemijo in fiziko. V članku podajata recepture za sintezo treh
holesteričnih tekočih kristalov: nonanoil klorida, holesteril nonanoata in holesteril klorida. V
nadaljevanju predstavita načine za karakterizacije produktov sintez in študij lastnosti zmesi
holesternih tekočih kristalov v odvisnosti od temperature in sestave zmesi. Predstavljena
vsebina je del laboratorijskih vaj v tretjem letniku dodiplomskega naravoslovnega študija.
V članku »Liquid Crystals – The Phase of the Future« Ondris-Crawford et al. (1992) opišejo
zgodovinski potek odkrivanja spoznanj o tekočih kristalov in njihove uporabe. Opisana je
sama struktura tekočih kristalov in njihovih pomembnejših lastnosti, ki so ključne za uporabo
le-teh v tekočekristalnih prikazovalnikih. Prikazana je tudi razlaga delovanja celice z zavitim
nematikom. Na koncu avtorji podajo še razloge, zakaj je smiselno preučevati tekoče kristale.
Glavni razlog je, da so tekoči kristali material prihajajoče tehnologije.
Ciferno et al. (1995) v članku »Inexpensive electrooptic experiments on liquid crystal
display« opišejo niz enostavnih poskusov, ki jih je mogoče prikazati na predavanjih in
študentom približati znanost o tekočih kristalih. Študenti ob tem spoznajo osnovne pojme
optike, kot so razširjenje svetlobe, sipanje svetlobe in polarizacija, dvolomnost in lomni
količnik. Prikazan je tudi primer razlage delovanja tekočekristalnih prikazovalnikov in
napovedani trendi prihajajočega razvoja mikroelektronike.
Moses in Jensen (1998) v članku z naslovom »The Freedericksz transition in liquid crystals:
An undergraduate experiment for the advanced laboratory« opišeta Freederickszov prehod. V
članku avtorja opišeta smiselnost predstavitve tekočih kristalih študentom. Razložita tudi,
kakšen je prehod svetlobe skozi optično anizotropno sredstvo in prikažeta ustrezne račune.
Van Hecke et al. (2005) v članku »Synthesis and Physical Properties of Liquid Crystals: An
Interdisciplinary Experiment« ugotavljajo, da je veliko raziskovalnih vprašanj, ki se
pojavljajo na križišču biologije, kemije in fizike. Z nedavno prenovo učnega načrta na Harvey
Mudd College so študente prvega letnika vključili v uvodne laboratorijske vaje, ki ilustrirajo
sodobno naravoslovje. V članku opisana vaja na temo tekoči kristali vključuje opis priprave
32
tekočega kristala holesteril nonanoata. Razložene so tudi ključne fizikalne lastnosti tekočih
kristalov. Vse to lepo ilustrira interdisciplinarno naravo raziskav s tekočimi kristali kot tudi
aplikacij, ki izhajajo iz takih raziskav. Konkretneje članek opiše splošne lastnosti tekočih
kristalov, poda recepturo za sintezo holesteril nonanoata in razloži lomne količnike ter prikaže
meritve rednega in izrednega lomnega količnika.
V dodatku iste številke revije Journal of Chemical Education, kot je članek Van Hecke et al.,
najdemo prispevek »Experiment 7: Synthesis and characterization of liquid crystals: or when
are liquids not?«. Gradivo iz skupine interdisciplinarnih vaj opisuje eksperiment s tekočimi
kristali. Cilji vaje so: sintetizirati in očistiti znano snov, ki kaže lastnosti tekočih kristalov in
izmeriti lomni količnik mešanice tekočih kristalov. Gradivo vsebuje kratek opis tekočih
kristalov in predstavitev kemijskih tehnik uporabljenih v nekaterih kemijskih sintezah, ki
temeljijo na učinkih kislinsko-baznih reakcij, prečiščevanju s prekristalizacijo in ugotavljanju
čistosti s pomočjo določanja tališča. Za karakterizacijo tekočih kristalov je predstavljena tudi
absorpcija polarizirane svetlobe v snovi. Ker je razumevanje tega, kako polarizirana svetloba
potuje skozi snov ključno, da razumemo potek merjenj, je podan tudi kratek teoretični del o
svetlobi in polarizirani svetlobi. Prvi dan vaj naj bi študenti izvedli sintezo tekočega kristala
holesteril nonanoata, ki je podrobno opisana. Poučili pa naj bi se tudi o lastnostih anizotropnih
snovi. Drugi dan vaj naj bi se študenti osredotočili na meritve, ki jim bodo pomagale določiti
lomne količnike.
Liberko in Shearer (2000) sta se v članku »Preparation of a surface-oriented liquid crystal -
An experiment for the undergraduate organic chemistry laboratory«, za razliko od prej
omenjenih avtorjev, lotila opisa postopka sinteze nematičnega tekočega kristala MBBA in ne
holesternega. Reakcijska shema za sintezo MBBA je prikazana na sliki 2.34. Članek opisuje
postopek sinteze tekočega kristala kot tudi nekaj eksperimentov, ki ponazarjajo optične
lastnosti tekočih kristalov. Najdemo lahko opis izdelave celice, kjer uredimo molekule in jo
opazujemo med polarizatorjema (slika 2.35). Obenem je podan tudi natančen opis dogajanja
pri faznem prehodu. Poudarjena je zanimivost vaje za dodiplomske študente, ker jim
omogoča, da sintetizirajo snov, ki je dejansko uporabna še za kak poskus, in sicer omogoča
merjenje določenih fizikalnih lastnosti kot so npr. lomni količniki. Tako sinteza kot tudi
opisani eksperimenti so enostavni za izvedbo.
33
NH2
+
O
O
H
∆
N
O
+
H2O
4-butilanilin p-anisaldehid MBBA voda
Slika 0.34: Reakcijska shema za sintezo MBBA
Slika 0.35: Tekoči kristal MBBA je zaradi zanimivih optičnih lastnosti videti pod
polarizacijskim mikroskopom zelo barvit. Na spletu najdemo tudi gradivo namenjeno za pripravo eksperimentov s holesternimi tekočimi
kristali z naslovom »Preparation of cholesteyl ester liquid crystals« (Cholesteryl Ester Liquid
Crystals, 2005). V gradivu je kratek opis tekočih kristalov, pri čemer je poudarek na
termotropnih tekočih kristalih. Holesterni tekoči kristali so termotropni, in sicer spremenijo
barvo, če se jim spremeni temperatura. Obenem so občutljivi tudi na tlak. Gradivo vsebuje
delovne liste za eksperimenta, pri katerih ugotavljamo občutljivost holesternih tekočih
kristalov oz. njihovih mešanic na tlak in temperaturo.
V članku »Polarizing Filters Aren't Supposed to Do That« Evans (2008) opiše, kako lahko
študentom razložimo prehod svetlobe skozi polarizatorje. V nadaljevanju omeni, da večino
študentov zanima, kako deluje tekočekristalni prikazovalnik, zato poda tudi opis njegovega
delovanja.
34
S področja preučevanja tekočih kristalov lahko najdemo tudi nekaj zahtevnejših člankov, ki
nakazujejo smiselnost vključitve le-teh v študijski proces. Naj jih nekaj navedemo: Crawford
in Ondris-Crawford (1994) »Liquid crystal displays: molecules at work«, Moses et al. (2000)
»Magnetic birefringence in a liquid crystal: An experiment for the advanced undergraduate
laboratory«, Low (2002) »Measuring order and biaxiality«, Repnik et al. (2003) »Physics of
defects in nematic liquid crystals«, Boruah (2009) »Dynamic manipulation of a laser beam
using a liquid crystal spatial light modulator«. Crawford in Ondris-Crawford (1994) tudi
pravita, da so tekoči kristali dober medij za povezavo osnovne fizike s tehnologijo in drugimi
znanstvenimi disciplinami.
Iz nekaj predstavljenih člankov kot tudi obširnejšega pregleda obstoječega znanstveno
raziskovalnega dela ugotovimo, da se kaže težnja po vključitvi tekočih kristalov v študijski
proces. Naša želja pa je vključiti tekoče kristale ne samo v pouk na dodiplomskem študiju,
ampak nekaj vsebin o tekočih kristalih prenesti tudi v osnovne in več v srednje šole. Zato je
potrebno raziskati, kakšno je trenutno stanje poznavanja tekočih kristalov. Odločili smo se
analizirati znanje o tekočih kristalih pri študentih prvega letnika univerzitetnega študija, in
sicer takoj po zaključenem srednješolskem izobraževanju na začetku študijskega leta.
Pridobitev podatkov in analiza je ključna tema magistrskega dela. Rezultati pa bodo služili
kot osnova za nadaljnje raziskave in pripravo konkretnih poskusov, učnih ur in vsebin na vseh
stopnjah izobraževanja.
35
PROBLEM IN CILJI RAZISKAVE TER RAZISKOVALNA VPRAŠANJA
Problem
Teoretična izhodišča, ki smo jih predstavili v prejšnjem poglavju kažejo, da obstaja
raziskovalni interes za preučevanje neformalno pridobljenega znanja študentov o tekočih
kristalih. Poznavanje neformalno pridobljenega znanja o tekočih kristalih lahko služi kot
izhodišče za oblikovanje učne enote, kjer bi študentom in dijakom predstavili osnovne
značilnosti teh zanimivih materialov. Pri oblikovanju učne enote pa je prepotrebno vedeti, na
čem gradimo.
Ker nismo našli raziskav o poznavanju tekočih kristalih po koncu srednješolskega
izobraževanja, smo se lotili zasnove študije, ki naj bi pojasnila, kakšno je znanje študentov, z
interesom in brez za naravoslovje, o tekočih kristalih takoj po zaključenem srednješolskem
izobraževanju.
Cilji
Tekoči kristali so razmeroma eksotični materiali, ki imajo lastnosti tekočin in kristalov hkrati.
Imajo zanimive lastnosti za aplikacije, zato se pogosto uporabljajo v prikazovalnikih,
telefonih, prenosnih računalnikih, itd. Tekoči kristali so bogat vir za pripravo učnih enot, ki
temeljijo na opredelitvi konteksta in izbora pojmov na področju kemije in fizike
(Brown, 1983; Wright, 1973). Na žalost pa danes tekoči kristali niso omenjeni niti v učnem
načrtu kemije niti fizike za slovenske srednje šole, čeprav se v vsakdanjem življenju
množično uporabljajo (ZRSŠ, 2010).
Čeprav se študenti o tekočih kristalih ne učijo v šoli, smo pričakovali, da so pridobili nekaj
znanja o njih tekom neformalnega izobraževanja. Zato je bil glavni namen raziskave
ugotoviti, kakšne so predstave študentov univerzitetnega študija o tekočih kristalih takoj po
končanem srednješolskem izobraževanju. Želeli smo ugotoviti vpliv spola, uspeha na maturi,
stratuma prebivališča, domačega intelektualnega okolja, motivacije za učenje naravoslovja in
smeri študija na razlike v znanju o tekočih kristalih.
36
Raziskovalna vprašanja
Glede na problem in cilje študije so bila oblikovana naslednja raziskovalna vprašanja (RV):
RV1: Kakšne so predstave študentov o tekočih kristalih po končanem srednješolskem
izobraževanju?
RV2: Kakšen je bil dosežek študentov na vprašalniku o tekočih kristalih glede na njihovo
lastno oceno znanja o tekočih kristalih?
RV3: Ali so razlike v znanju o tekočih kristalih pri študentih, ki študirajo kemijo ali fiziko,
študentih drugih naravoslovnih ved in študentih družboslovja?
RV4: Ali je med študenti in študentkami kakšna razlika med dosežki na vprašalniku o tekočih
kristalih?
RV5: Ali študenti, ki so bolj motivirani, kažejo statistično pomembno boljše poznavanje
tekočih kristalov?
RV6: Ali so razlike v znanju o tekočih kristalih pri študentih povezane s stratumom
prebivališča?
RV7: Ali so razlike v znanju o tekočih kristalih pri študentih povezane z domačim
intelektualnim okoljem?
RV8: Ali so razlike v znanju o tekočih kristalih pri študentih povezane z uspehom na maturi?
37
METODE DELA
Pedagoška metodologija
Izbira in velikost vzorca
Množične pojave raziskujemo praviloma na vzorcih enot, rezultate pa lahko posplošimo na
celotne populacije. Raziskovanje pojavov na vzorcih ima praktične prednosti pred
raziskovanjem pojavov na celotnih populacijah, ki so na splošno zelo obsežne. Na ta način
namreč prihranimo veliko denarja, truda in časa ter potrebujemo manj sodelavcev. Če hočemo
priti na osnovi vzorca do čim točnejših spoznanj o celotni populaciji, moramo izbrati enote za
vzorec tako, da bo vzorec reprezentativen. Če raziskujemo neko značilnost enot celotne
populacije, bo vzorec z vidika te značilnosti čim bolj reprezentativen, čim bolj bo po strukturi
take značilnosti podoben populaciji. Vrednosti parametrov v vzorcu nam služijo kot ocene
vrednosti parametrov v osnovni populaciji.
Vzorec lahko izberemo na enostaven način slučajnostno z žrebanjem, pri čemer ima vsaka
enota osnovne populacije pri takem izboru enako možnost, enako verjetnost, da bo izbrana.
Nadomestilo za slučajnostni izbor je sistematični izbor. Pri sistematičnem vzorcu so vsi
elementi enako verjetni za izbor, vendar pa nimajo vsi elementi enake možnosti, da se
pojavijo v vseh vzorcih. Pod določenimi pogoji predstavljajo populacijo tudi neslučajnostni
vzorci. Primer neslučajnostnega vzorca je priročni vzorec. Priročni vzorec je skupina, ki nam
je dostopna in jo vzamemo kot vzorec (predstavnico) širše populacije. Posplošujemo lahko
takrat, če domnevamo, da se enote vzorca v relevantnih lastnostih ne razlikujejo od enot
populacije. Pomembna je tudi velikost vzorca; v splošnem omogoča večji vzorec natančnejšo
oceno nekega parametra (Sagadin, 2003).
Raziskovalne metode
Osnovne raziskovalne metode empiričnega pedagoškega raziskovanja po Sagadinu (1993)
glede na gnoseološki (nivo spoznavanja pedagoškega polja) in akcijsko manipulativni kriterij
(ali gre za eksperimentalne faktorje ali ne) so tri:
1. Deskriptivna metoda: proučevanje na nivoju opisovanja stanja in brez vzročnega
pojasnjevanja.
38
2. Kavzalna-neeksperimentalna metoda: proučevanje na nivoju vzročnega razlaganja
oziroma iskanje odgovorov na vprašanje »zakaj«, pri čemer torej vzročna razlaga
temelji na empiričnem preverjanju odvisnih zvez med pojavi.
3. Eksperimentalna metoda: proučevanje na nivoju vzročnega razlaganja učinkov
namernega vnašanja enega ali več eksperimentalnih dejavnikov v raziskovalno
okoliščino.
V skladu z navedeno klasifikacijo je vsaka empirična raziskava na deskriptivnem nivoju, ne
pa nujno na kavzalnem (eksplikativnem), razen eksperimentalne.
Postopki in inštrumenti zbiranja podatkov
Podatke zbiramo z različnimi tehnikami in njim prilegajočimi inštrumenti (Cencič, 2002;
Sagadin, 1993; Vogrinc, 2008; Čagran et al., 2008). Danes je uveljavljena razdelitev
raziskovalnih tehnik v dve osnovni skupini:
1. Kvantitativne tehnike
Standardizirane (strukturirane, vezane) tehnike so tiste, katerih inštrumenti prinašajo
kvantitativne podatke, torej podatke, ki so primerni za kvantitativno (statistično) obdelavo in
statistično indukcijo (sklepanje iz posameznega na splošno). Sem sodijo:
anketa (z anketnim vprašalnikom, sestavljenim iz vprašanj zaprtega tipa),
standardizirani intervju ali ustna anketa (z anketnim vprašalnikom, sestavljenim
pretežno iz vprašanj zaprtega tipa),
strukturirano (sistematično, načrtno) opazovanje (z vezanimi protokoli),
ocenjevalne lestvice,
lestvice stališč (npr. Likertovega tipa),
preizkusi (testi) znanja in
analiza dokumentov (kvantitativna analiza vsebine, zasnovana na vnaprej določenih
enotah analize).
2. Kvalitativne tehnike
Nestandardizirane (nestrukturirane, nevezane) tehnike so tiste, katerih inštrumenti prinašajo
kvalitativne podatke, torej podatke, ki so primerni za kvalitativno obdelavo. Sem sodijo:
anketa (z anketnim vprašalnikom, sestavljenim iz vprašanj odprtega tipa),
39
nestandardizirani intervju (sprotno oblikovanje vprašanj odprtega tipa),
nestrukturirano (nenačrtno) opazovanje (nevezani protokoli) in
analiza dokumentov (kvalitativna/fenomenološka analiza vsebine v funkciji
ugotavljanja pomena, smisla sporočila).
Inštrumente, ki jih potrebujemo, moramo v skladu s cilji raziskave največkrat izdelati kar
sami, lahko pa uporabimo že obstoječe (v izvirni ali prirejeni obliki) ter preizkušene, pri
čemer moramo navesti njihov izvor.
Anketa
V naši raziskavi smo uporabili kot merski inštrument anketo. Zato se temu inštrumentu v
nadaljevanju podrobneje posvetimo. Anketa pomeni v metodologiji raziskovalnega dela
postopek zbiranja podatkov, pri katerem postavljamo ustreznim osebam vprašanja, nanašajoča
se na podatke, ki jih želimo zbrati. Vprašanim osebam pravimo anketiranci, osebam, ki ankete
izvajajo, pa anketarji. Vprašujemo lahko pisno ali ustno. V prvem primeru gre za pisno
anketo, v drugem pa za ustno.
Inštrumentu ankete pravimo anketni vprašalnik ali samo vprašalnik. To velja tako za pisno
kakor za ustno anketo. Anketni vprašalnik ni standardiziran instrument. Uporabljamo ga samo
pri raziskavi, za katero ga sestavimo.
Podatke, ki jih zbiramo z anketiranjem, lahko razvrstimo po več kriterijih ali vidikih:
podatke o objektivnih dejstvih in dogajanjih s področja vzgajanja in izobraževanja
(podatki o spolu, starosti, uspehu učencev),
podatke o željah, mnenjih, stališčih in interesih anketiranih oseb (za to kategorijo gre,
če vprašamo, kaj menijo učenci o vpeljavi sodobnih vsebin v pouk fizike; o
poznavanju tekočih kristalov…).
Pri sestavljanju anketnega vprašalnika moramo upoštevati, da:
ne sprašujemo tistega, česar pri raziskavi ne potrebujemo,
anketirancev ne vprašujemo po nečem, česar sploh ne morejo vedeti in česar tudi ne
morejo iz ničesar sklepati ali od nikogar izvedeti,
40
pri vprašanjih o mnenjih in stališčih oseb moramo vnaprej zanesljivo vedeti, ali bodo
anketirane osebe sploh razumele, za kaj bo šlo, in ali nam bodo torej sploh mogle dati
uporabne odgovore,
je pri vprašanjih, ki se nanašajo, na preteklost, smiselno spraševati po podatkih, ki se
jih bodo dovolj natančno spomnili,
predvidene anketirane osebe dovolj poznamo, če hočemo preudarjati o tem, kaj od njih
lahko izvemo in česa ne.
Anketna vprašanja so lahko različno sestavljena in načini odgovarjanja nanje so lahko
različni. Po tem razlikujemo dve osnovni skupini vprašanj:
vprašanja odprtega tipa (odprta vprašanja, vprašanja s prostimi odgovori), na katera
anketiranec odgovarja tako, da sam formulira odgovore, pri pisnem anketiranju jih tudi
napiše,
vprašanja zaprtega tipa (zaprta vprašanja, vprašanja z vezanimi odgovori), kjer so
odgovori že vnaprej formulirani in v vprašalniku tudi napisani; anketiranec odgovarja
na vprašanje tako, da izbere med vnaprej navedenimi odgovori tistega, ki njemu
ustreza.
Če dovolj zanesljivo poznamo vse možne odgovore in če jih ni preveč, uporabimo načeloma
vprašanja zaprtega tipa. Drugače se odločimo za odprta vprašanja. Vsak tip anketnih vprašanj
ima svoje odlike in slabosti. Odgovori na odprta vprašanja lahko omogočijo raziskovalcu (ob
skrbnem in ustreznem odgovarjanju) izčrpnejši vpogled v tisto, po čemer vprašuje, kot pa mu
to omogočajo vnaprej pripravljeni odgovori pri vprašanjih zaprtega tipa. To velja še posebej
takrat, kadar sprašujemo po mnenjih, željah, interesih, stališčih, ko še teže dosežemo izčrpnost
možnih odgovorov kakor pri vprašanjih o objektivnih dejstvih. Vnaprej pripravljenih
odgovorov je vedno le omejeno število, pri odgovarjanju na odprta vprašanja pa te omejenosti
ni. Vendar, če anketiranec odgovori na naše vprašanje hitro in površno ter napiše preprosto
tisti odgovor, ki se ga najprej spomni, ne pa tistega, ki bi v resnici najbolj ustrezal, ne bo od
omenjene prednosti odprtih vprašanj prave koristi. Večja izčrpnost odgovorov bo le
navidezna. Pri zaprtih vprašanjih je manjša verjetnost, da bomo dobili trivialni odgovor, ki se
ga bo anketiranec slučajno spomnil, saj ga že vprašalnik spomni na več možnih odgovorov.
Če pa nobeden od vnaprej pripravljenih odgovorov anketirancu ne ustreza, pa od omenjene
prednosti zaprtega vprašanja spet ne bo koristi, saj ne bomo dobili ustreznega odgovora. Tako
nevarnost zmanjšamo, če damo možnost, da anketiranec odgovor napiše sam, če mu nobeden
41
od predloženih ne ustreza. Pri vprašanjih odprtega tipa anketiranci pogosto odgovarjajo tudi z
vidikov, ki nimajo z namenom naše raziskave nič ali vsaj ne dovolj skupnega. Že v fazi
preizkušanja anketnega vprašalnika se mora raziskovalec vprašati, kako bo vprašanja
vsebinsko in oblikovno izboljšal, da bo dobil uporabne odgovore. Z odprtimi vprašanji so
nevšečnosti še pri kategoriziranju prostih odgovorov, težave pa se pojavijo tudi zaradi
določanja kategorij odgovorov. Vse to pri zaprtih vprašanjih odpade, ker so pri teh odgovori
že vnaprej kategorizirani. Tudi odgovarjanje na odprta vprašanja je zamudnejše kot
odgovarjanje na zaprta vprašanja, pri katerih je treba le primerno označiti izbrane odgovore.
Anketno vprašanje mora biti oblikovano tako, da ga anketiranec pravilno razume in mu je
jasno, kaj od njega hočemo.
Anketni vprašalnik je pri pedagoških raziskavah med najpogosteje uporabljenimi pripomočki
za zbiranje podatkov. Primerna vsebinska zasnovanost vprašalnika je prvi in nujni pogoj, da z
vprašalnikom sploh zberemo podatke, ki jih potrebujemo. Z operativnim načrtovanjem
vsebine anketnega vprašalnika angažiramo svoje znanje o problemu, ki ga raziskujemo, in
raziskovalne sposobnosti ter metodološko znanje. Potrebno je poznati namen anketiranja
(teoretična analiza) in tehnike sestavljanja vprašanj (sestavljanje vprašalnika). Vprašanja naj
bodo jasna, nesugestivna, smiselna, primerno specifična, brez nepotrebnih nedoločenih
izrazov, primernega tipa in vrste ter primerno razporejena v anketni vprašalnik.
V posamezno raziskavo lahko vključimo enega ali več anketnih vprašalnikov. Za vsakega
moramo nadrobno določiti, po čem bomo z njim vpraševali in za kaj bomo uporabili dobljene
odgovore. Anketiranje lahko izvedemo s pomočjo anketarjev. Lahko je individualno (ustno)
ali skupinsko (pisno). Skupinsko anketiranje se deli še na nevodeno ali vodeno izpolnjevanje
vprašalnika.
V anketnih vprašalnikih pogosto zasledimo lestvice stališč, ki so merski postopki za merjenje
stališč. Dimenziji stališč sta smer in stopnja. Pri smeri ugotavljamo, ali je oseba za ali proti
nečemu, ali soglaša ali ne soglaša z nečim (če merimo samo smer, imamo samo anketni
vprašalnik in ne lestvice). Pri stopnji ugotavljamo, ali je oseba povsem za, ali le deloma za
nekaj. Po stopnji lahko stališča variirajo od popolnega soglašanja do popolnega nesoglašanja z
nečim. Lestvica stališč je lahko del ankete.
42
Glavna oblika lestvice stališč je Likertova. Likertova lestvica stališč je sestavljena iz trditve in
več stopenj strinjanja. Glavni fazi lestvice sta opredeljevanje predmeta merjenja in zbiranje
večjega števila izjav, ki izražajo stališča, ki jih želimo raziskati pri neki populaciji.
Anketiranci izrazijo stopnjo soglašanja ali nesoglašanja s trditvami po običajni petstopenjski
lestvici: Se zelo strinjam. / Se strinjam. / Mi je vseeno. / Se ne strinjam. / Se nikakor ne
strinjam. Lestvica je lahko tudi sedemstopenjska.
Pomembne značilnosti merskih inštrumentov so merske lastnosti, kot so veljavnost,
zanesljivost, objektivnost in občutljivost. Inštrument je veljaven, če res meri tisto značilnost,
za katero mislimo, da jo meri. Inštrument je zanesljiv, če se od enega merjenja do drugega ne
spreminja. Objektivnost kaže na to, koliko je v končnem rezultatu subjektivne ocene
ocenjevalca, npr. zaprta anketna vprašanja so bolj objektivna. Občutljivost pa pove, kako
majhne razlike zazna inštrument med posameznimi rezultati (Čagran et al., 2008).
Postopki obdelave podatkov
Glede na vrsto spremenljivk (atributivne, numerične) oziroma obliko podatkov (besedno,
številčno izraženi) razlikujemo dve osnovni vrsti obdelave podatkov:
Kvalitativno raziskovanje:
temelji na opisih, besedah (kakšni so pojavi, v čem se razlikujejo od drugih),
opravljamo ga na manjšem številu enot (globinska vprašanja, spraševanje po
podrobnostih).
Kvantitativno raziskovanje:
temelji na količini, številkah,
zajemamo večje množice,
opiramo se na to, koliko jih je.
Vzgojni in izobraževalni pojavi imajo kvalitativne in kvantitativne vidike. V raziskovanju je
treba o pojavih zvedeti vse, kar se da, da bi jih lahko čim bolje razložili. To pomeni, da
ugotavljamo tako količino kot tudi kakovost. Nobeno raziskovanje ni izključno kvalitativno
ali kvantitativno.
43
Vrsta statistike in analize
Podatke, ki jih dobimo z anketiranjem smo pridobili na nekem vzorcu. Rezultate pa želimo
posplošiti na celotno populacijo. Glede na težnjo po posploševanju ločimo deskriptivno in
inferenčno statistiko.
Deskriptivna statistika zajema metode analize brez težnje po posploševanju čez obseg zbranih
podatkov. Med metode uvrščamo:
frekvenčne distribucije (grafični, tabelarični prikazi),
srednje vrednosti (npr. aritmetična sredina, mediana, modus),
mere variacije (npr. standardni odklon, koeficient variacije) in
mere korelacije (npr. Pearsonov, Spearmanov koeficient korelacije).
Inferenčna statistika zajema metode sklepanja iz vzorca na populacijo. Te metode so:
parametrični statistični preizkusi (npr. t-preizkus, analiza variance) in
neparametrični statistični preizkusi (npr. χ2-preizkus, Mann-Whitnerjev U-preizkus,
Wilcoxonov preizkus).
Glede na število spremenljivk ločimo univariantno, bivariantno in multivariantno analizo.
Univariantna analiza zajema metode analize ene spremenljivke. Med te metode uvrščamo:
frekvenčne distribucije (grafični, tabelarični prikazi),
osnovna opisna statistika (npr. srednje vrednosti, mere variacije) in
neparametrični statistični preizkusi (npr. χ2-preizkus).
Bivariantna analiza zajema metode analize dveh spremenljivk. Te metode so:
analiza razlik (npr. t-preizkus, χ2-preizkus) in
analiza povezanosti (npr. Pearsonov, Spearmanov koeficient korelacije).
Multivariantna analiza zajema metode analize večjega števila spremenljivk hkrati. Ti metodi
sta:
faktorska analiza in
multivariatna analiza variance.
44
Ali bomo podatke obdelali na nivoju deskriptivne ali inferenčne statistike in pri tem analizirali
eno, dve ali več spremenljivk, je odvisno od vrste predhodnih opredelitev, in sicer namena
naše raziskave (ali gre za proučevanje posameznih pojavov, povezanosti ali razlik), vrste
podatkov oziroma spremenljivk (atributivne, numerične) ter velikosti, vrste in števila vzorcev
(velik/majhen, odvisen/neodvisen, eden/več).
Izboru statističnih metod sledi kvantitativna obdelava. Ta je lahko ročna ali računalniška s
pomočjo statističnih programov. Danes je zelo razširjena uporaba enega najstarejših paketov
SPSS (Statistical Package for the Social Sciences). Odlikuje se po precejšnjem obsegu tako
enostavnih kot najbolj kompleksnih statističnih metod in kot tak že dolgo velja za paket, ki ni
zgolj namenjen za statistične analize v družbenih znanostih (Ambrožič, 2000; Kožuh, 2000).
Uporabljena metodologija
Raziskava predstavljena v delu je neeksperimentalna opisna študija. Glede na težnjo po
posploševanju smo podatke analizirali s pomočjo deskriptivne statistike. Glede na število
spremenljivk pa smo uporabili metode tako univariantne kot tudi bivariantne analize. V
nadaljevanju bomo podrobneje opisali uporabljeno statistiko in preizkuse, ki smo jih
uporabili, in sicer χ2-preizkus, t-preizkus in analizo variance (Bratina, 2006).
Frekvenčna porazdelitev
Metodo frekvenčne porazdelitve uporabljamo za ugotavljanje pogostosti pojavljanja iste
vrednosti v nizu podatkov posamezne spremenljivke. Izražamo jo v številu pojavljanj
(frekvenci) in v odstotni vrednosti.
Aritmetična sredina (M)
Aritmetična sredina je srednja vrednost, ki jo dobimo, če vsoto vrednosti opažanj delimo s
številom opažanj. Je najbolj natančna srednja vrednost v primerih, ko imamo simetrične in
homogene porazdelitve.
Standardni odklon (deviacija) (SD)
Standardni odklon je odklon individualne vrednosti od aritmetične sredine. Npr. SD = 0,5
pomeni, da vrednosti spremenljivke odstopajo od aritmetične sredine povprečno za 0,5.
45
χ2-preizkus
χ2-preizkus je neparametrični preizkus, s katerim ugotavljamo, kako se nek empirični rezultat
(empirična frekvenca) ujema s teoretičnim pričakovanjem (teoretična frekvenca). V primeru
neparametričnega preizkusa ne vemo, za katero vrsto porazdelitve gre. χ2 je mera verjetnosti
povezanosti, ne pa stopnje povezanosti. Stopnjo povezanosti pokažejo kontingenčni
koeficienti. S χ2-preizkusom preizkušamo dve hipotezi, in sicer hipotezo enake verjetnosti in
hipotezo neodvisnosti. Pri preverjanju hipoteze enake verjetnosti ugotavljamo ali so razne
kategorije nekega pojava enako verjetne. Pri preverjanju hipoteze neodvisnosti ugotavljamo
povezanost med spremenljivkami, oziroma obstoj razlik v odvisni spremenljivki glede na
neodvisno spremenljivko. Koeficient kaže stopnjo povezanosti (kontingence) med
atributivnimi spremenljivkami. Poznamo več vrst koeficientov (npr: V-Cramerjev, C-
Pearsonov).
Faktor χ2 je merilo za statistično relevantnost dobljenih rezultatov. Večja kot je njegova
vrednost, večja je statistična relevantnost. Pomemben je tudi faktor signifikance P, ki nam
pove, ali sta dve spremenljivki statistično povezani ali ne. V primeru, ko je P > 0,05,
spremenljivki med seboj nista povezani. Če ima P vrednost med 0,001 in 0,05 govorimo o
tendenci, za vrednosti P < 0,001 pa je povezava med spremenljivkama statistično relevantna.
t-preizkus
t-preizkus je parametrični preizkus za ugotavljanje statistične značilnosti (signifikantnosti)
razlik med aritmetičnimi sredinami. Ločimo t-preizkus za neodvisne (dva ali več vzorcev z
različnimi enotami; npr: spol - dečki,deklice) in odvisne vzorce (dva ali več vzorcev z istimi
enotami; npr.: starost (leta), višina (cm), štipendija na začetku in ob koncu študija). O
statistični značilnosti razlik govorimo takrat, kadar je tveganje za zavrnitev ničelne hipoteze
5 % ali manj. t-preizkus za neodvisne vzorce je metoda za ugotavljanje razlik med
aritmetičnima sredinama neke odvisne (številske) spremenljivke v dveh neodvisnih vzorcih.
Temelj za izvajanje t-preizkusa je Levene F-preizkus predpostavke o homogenosti varianc, ki
mora biti upravičena (homogenost obstaja; tveganje za zavrnitev ničelne hipoteze je 5 % ali
več). V kolikor je tako, uporabimo izid običajnega t-preizkusa (Equal variances assumed). V
kolikor pa predpostavka o homogenosti varianc ni upravičena (tveganje za zavrnitev ničelne
hipoteze je 5 % ali manj), beremo izid aproksimativne metode (Equal variances not assumed).
t-preizkus za odvisne vzorce je metoda za ugotavljanje razlik med aritmetičnimi sredinami
46
odvisnih vzorcev. Sloni na predpostavki o obstoju povezanosti ali korelacije, oziroma na
predpostavki, da korelacijski koeficient ni enak nič.
Analiza variance (razširjeni t-preizkus) (ANOVA)
Metodo uporabljamo za ugotavljanje statistične značilnosti razlik med več kot dvema
aritmetičnima sredinama. O statistični značilnosti razlik govorimo takrat, kadar je tveganje za
zavrnitev ničelne hipoteze, ki pravi, da med aritmetičnima sredinama ni razlik, 5 % ali manj.
Kakor t-preizkus za neodvisne vzorce, sloni tudi analiza variance na predpostavki o
homogenosti varianc, ki jo preizkusimo z Levene F-preizkusom. V primerih rabe analize
variance, ko na osnovi izida Levenovega F-preizkusa homogenosti varianc ničelna hipoteza ni
upravičena, uporabimo Welchovo aproksimativno metodo (Bratina, 2003).
Izvedba empiričnega dela raziskave
Priprava in izbor merskega inštrumenta
Kot merski inštrument smo uporabili vprašalnik o tekočih kristalih tipa papir-svinčnik, ki je
imel 31 vprašanj. Študenti 1. letnika Pedagoške fakultete Univerze v Ljubljani so vprašalnik
izpolnjevali oktobra 2009. Vprašalnik je bil sestavljen iz treh delov. V splošnem delu
(slika 4.1) smo pridobili podatke o spolu in starosti študentov, o vrsti končane srednje šole,
uspehu na maturi, o ocenah pri naravoslovnih predmetih, o izobrazbi staršev ter stratumu
prebivališča.
Z drugim delom vprašalnika (slika 4.2) smo zbirali informacije o motivaciji za učenje
naravoslovnih predmetov. Želeli smo pridobiti natančnejše informacije o vrsti motivacije za
učenje biologije, kemije in fizike. Zanimalo nas je, ali so študenti notranje ali zunanje
motivirani za učenje teh predmetov. Pri notranji motivaciji smo preverjali, ali so se študenti
učili naravoslovne predmete zaradi osebnega interesa in zanimanja, pri zunanji motivacija pa,
kolikšen vpliv ima okolica nanje.
Tretji del vprašalnika (slika 4.3) je vseboval 17 vprašanj v povezavi s tekočimi kristali. Prva 4
vprašanja so bila splošna. Sledila so lažja vprašanja o tekočih kristalih in tista z zahtevanim
globljim razumevanjem in poznavanjem tekočih kristalov.
47
Slika 0.1: I. del vprašalnika: Splošni podatki
48
Slika 0.2: II. del vprašalnika: Kako bi najbolje razložili svoje dosedanje osnovnošolsko in
srednješolsko učenje naravoslovja?
49
Slika 0.3: III. del vprašalnika: Koliko veste o tekočih kristalih?
50
Opis spremenljivk
Pri analizi anketnih rezultatov smo pomembne neodvisne spremenljivke združili v 3 skupine:
demografski podatki o testirancu, učni uspeh testiranca in motiviranost testiranca za
naravoslovje. Kot pomembne spremenljivke so bile upoštevane spremenljivke navedene v
nadaljevanju, pri čemer so poleg posamezne spremenljivke navedene vrednosti, ki jih lahko
zavzame.
Demografski podatki o testirancu vključujejo naslednje neodvisne spremenljivke:
starost: leta, meseci,
spol: moški, ženski,
stopnja izobrazbe očeta: osnovna, srednja, univerzitetna,
naravoslovna izobrazba očeta: da, ne,
stopnja izobrazbe matere: osnovna, srednja, univerzitetna,
naravoslovna izobrazba matere: da, ne,
okolje: vas, manjše mesto, večje mesto,
smer študija: kemija in/ali fizika, druge naravoslovne smeri, družboslovje.
Učni uspeh testiranca smo opisali s spremenljivko:
število točk doseženih na maturi: lestvica točk od 10 do 34,
Motiviranost testiranca za naravoslovje smo pri posameznem predmetu ovrednotili s točkami
od 1 do 7. Pri tem sta se po dve vprašanji nanašali na notranjo in po dve na zunanjo
motivacijo (slika 4.2). To pomeni sledeči izbor spremenljivk in vrednosti za oceno motivacije:
ocena splošne zunanje motivacije za kemijo: 2 do 14 točk,
ocena splošne zunanje motivacije za biologijo: 2 do 14 točk,
ocena splošne zunanje motivacije za fiziko: 2 do 14 točk,
ocena splošne notranje motivacije za kemijo: 2 do 14 točk,
ocena splošne notranje motivacije za biologijo: 2 do 14 točk,
ocena splošne notranje motivacije za fiziko: 2 do 14 točk.
Uspeh testiranca na vprašalniku o poznavanja tekočih kristalov je bil naša odvisna
spremenljivka, in sicer :
uspeh na celotnem vprašalniku: od 0 do 17 točk,
uspeh pri izbranih vprašanjih: od 0 do 8 točk.
51
Izbor vzorca
Za vzorec so bili izbrani študenti prvega letnika Pedagoške fakultete Univerze v Ljubljani, ki
so glede na uspeh na maturi običajno povprečni. Anketirani študenti so specifični s tega
vidika, da so bodoči delavci v šolstvu (učitelji, defektologi, specialni pedagogi itd.), ki bodo
zagotovo imeli opravka z mladostniki željnimi znanja o sodobnih tehnologijah. Anketirani
študenti povečini nimajo posebnih preferenc do naravoslovja, ampak neko splošno izobrazbo
in širino, znotraj katere mogoče lahko najdemo tudi ščepec znanja o tekočih kristalih. Tako
dijake in študente pa zanima delovanje sodobnih pripomočkov, npr. tekočekristalnih
prikazovalnikov. Na podlagi rezultatov o neformalno pridobljenem znanju o tekočih kristalih
anketiranih študentov želimo osnovati učno enoto, ki bo vpeljala tekoče kristale v pouk
kemije in fizike na osnovni in srednji šoli, obenem pa tudi v predavanja in laboratorijske vaje
na fakulteti. Na Pedagoški fakulteti Univerze v Ljubljani načrtujemo, da bi za študente fizike
in/ali kemije pripravili predavanja in laboratorijske vaje pri predmetu Fizikalni pogled na
naravo in/ali Organska kemija. Študente drugih naravoslovno-tehniških smeri (matematika,
tehnika, računalništvo, biologija, gospodinjstvo) bi s tekočimi kristali seznanili v okviru
predmetov Fizika v naravoslovju in/ali Kemija. Za študente predšolske vzgoje in razrednega
pouka pa bi pripravili bolj splošna predavanja in laboratorijske vaje pri fizikalnih in kemijskih
vsebinah predmeta Naravoslovje.
Zbiranje podatkov
Podatki so bili zbrani z anketnim vprašalnikom o tekočih kristalih tipa papir-svinčnik.
Študenti so izpolnili vprašalnike po smereh študija oktobra 2009. Znotraj tedna dni so
vprašalnike izpolnjevali na začetku laboratorijskih vajah z namenom, da bi si zagotovili čim
številčnejši vzorec. Kot anketarji so služili asistenti na laboratorijskih vajah različnih
predmetov, povečini naravoslovnih. Anketarji so študente pozvali h korektnemu reševanju, in
sicer da odgovorijo z da ali ne, če so prepričani v odgovor, drugače pa naj obkrožijo ne vem.
Izpolnjevanje vprašalnika je bilo nevodeno.
52
Postopek statistične obdelave
V raziskavi je bila uporabljena neeksperimentalna opisna metoda. Podatki so bili analizirani s
pomočjo deskriptivne statistike, uporabili smo tudi χ2-preizkus, t-preizkus in analizo variance.
Podatke, dobljene z anketnimi vprašalniki, sem analizirala s pomočjo programa SPSS 13.0 za
Windows. Za izdelavo grafov sem uporabila računalniški program Excel.
Za ugotavljanje statistično pomembnih razlik med vplivi na poznavanje tekočih kristalov
glede na samooceno, uspeh na maturi, spol, smer študija, motivacijo, stratum prebivališča in
domače intelektualno okolje sem uporabila χ2-preizkus, t-preizkus in/ali analizo variance.
53
REZULTATI Z INTERPRETACIJO
Osnovna opisna statistika
Opis vzorca
Opis vzorca študentov je podan v tabeli 5.1. Pri stopnji izobrazbe očeta in matere smo označili
z 1 dokončano osnovno šolo, z 2 dokončano srednjo šolo in s 3 dokončano univerzo. Pri smeri
študija smo z 1 označili študente kemije in/ali fizike, z 2 študente drugih naravoslovnih ved
(biologija, gospodinjstvo, računalništvo, matematike ali tehnična področja) in s 3 študente
družbenih ved (študenti na študijskih programih razrednega pouka, predšolske vzgoje,
socialne pedagogike, specialne in rehabilitacijske pedagogike, tiflopedagogike in pedagogike
specifičnih učnih težav in likovne pedagogike).
Tabela 0.1: Demografska struktura vzorca Demografska spremenljivka Vrednost spremenljivke Odstotki Moški Ženske Spol 9,6 % 90,4 % Starost 18,9 let 5,7 mesecev 1 2 3 4 Stopnja izobrazbe očeta 8,5 % 67,7 % 21,5 % 2,3 % Da Ne Naravoslovna izobrazba očeta 80,2 % 19,8 % 1 2 3 4 Stopnja izobrazbe matere 10,5 % 57,4 % 29,4 % 2,7 % Da Ne Naravoslovna izobrazba matere 49,7 % 50,3 % Vas Manjše mesto Večje mesto Stratum prebivališča 58,6 % 25,3 % 16,1 % 1 2 3 Smer študija 15 % 16,5 % 68,5 %
V raziskavi je sodelovalo 448 študentov prvega letnika (9,6 % moških, 90,4 % žensk). V
povprečju so bili študenti stari 18,9 let in 5,7 mesecev (SD = 2,3 leta; SD = 3,5 mesecev).
15 % je bilo študentov študijskih smeri kemija in/ali fizika, 16,5 % študentov drugih
naravoslovnih ved in 68,5 % študentov družbenih ved. Anketirani študenti so pravkar končali
srednje šole in v povprečju dosegli 19,6 točk (SD = 4,3) od 34 možnih na maturi. Vzorec je
predstavljal znaten delež študentov z vasi (58,6 %). Iz manjših mest je bilo 25,3 % študentov,
54
iz večjih mest pa jih je bilo 16,1 %. Osnovna izobrazba staršev anketiranih študentov je
raznolika. 10,5 % mater je končalo osnovno šolo, 57,4 % jih je končano srednjo šolo, 29,4 %
pa univerzo. 2,7 % mater je pridobilo drugo formalno izobrazbo (višja šola). 49,7 % mater
ima nekakšno naravoslovno-matematično ali tehniško izobrazbo. 8,5 % očetov je končalo
osnovno šolo, 67,7 % srednjo šolo, 21,5 % jih ima univerzitetno izobrazbo. 2,3 % očetov je
pridobilo drugo formalno izobrazbo (višja šola). Kar 80,2 % očetov je končalo po Frascatiju
opredeljen naravoslovno-matematični ali tehniški program.
Iz zbranih podatkov ugotovimo, da je bil vzorec je bil dokaj homogen glede na starost
študentov in heterogen glede na naravoslovno izobrazbo staršev in druge demografske
spremenljivke.
Glede na uspeh na maturi je struktura v vzorec zajetih študentov prikazana na sliki 5.1. V
povprečju so študenti na maturi dosegli 19,6 točke od 34 možnih (SD = 4,3), medtem ko je
bilo povprečno število točk doseženo na spomladanskem roku mature v šolskem letu 2008/09
v Sloveniji 19,7 točke. Torej so anketirani študenti povprečni predstavniki generacije. Glede
na uspeh na maturi je bil vzorec dokaj heterogen.
0
2
4
6
8
10
12
14
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34
število točk na maturi
dele
ž št
uden
tov
[%]
Slika 0.1: Delež anketiranih študentov z določenim številom točk na maturi; navpična črta
prikazuje povprečno število točk (19,7) na spomladanskem roku mature v šolskem letu
2008/09.
55
Slika 5.2 prikazuje sestavo anketiranih študentov po smereh študija. Vprašalnik, s katerim
smo dobili informacije o poznavanju tekočih kristalov, je izpolnilo največ študentov
razrednega pouka, predšolske vzgoje, socialne pedagogike, specialne in rehabilitacijske
pedagogike, tiflopedagogike in pedagogike specifičnih učnih težav in likovne pedagogike, in
sicer skupno 68 %. Te študente bomo v delu imenovali študenti družboslovja. Delež študentov
kemije in/ali fizike je bil 15 %, delež študentov drugih naravoslovnih smeri pa 17 %. Anketni
vprašalnik so izpolnjevali naravoslovci in v večjem deležu družboslovci, ki nimajo
povečanega interesa za naravoslovje in so nekako predstavniki sodobne družbe.
15%
17%
68%
kemija in/ali fizika
druge naravoslovnesmeridružboslovje
Slika 0.2: Delež študentov po smereh študija Anketirani študenti in njihova motivacija za učenje naravoslovja
Informacije o motiviranosti študentov za učenje naravoslovnih predmetov v osnovni in srednji
šoli so bile pridobljene s pomočjo drugega dela vprašalnika, ki je predstavljen na sliki 4.2.
Zanimala nas je vrsta motivacije, in sicer koliko so študenti notranje in zunanje motivirani za
učenje biologije, kemije in fizike. Študenti so morali ovrednotiti 4 trditve. Prvi dve sta se
nanašali na zunanjo motivacijo, 3. in 4. pa na notranjo motivacijo. Študenti, ki so zapisali, da
zanje veljata trditvi: »Učil-a sem se zato, da so mi drugi (učitelji, starši) dali mir in da sem
zadovoljil-a pričakovanja svoje okolice.« in »Učil-a sem se, da me ne bi bilo sram zaradi
neznanja in da ne bi izstopal-a v negativno smer.«, so visoko zunanje motivirani. Študenti, ki
so zapisali, da zanje ne veljata trditvi: »Učil-a sem se, ker mi je pomembno, da to znam in da
dobim dobre ocene.« in »Učil-a sem se, ker me je snov zanimala in ker sem se to rad-a učil-
a.«, so notranje nemotivirani.
56
Če podrobneje pregledamo odgovore študentov, dobimo naslednje podatke, ki so
predstavljeni na sliki 5.3. Na sliki 5.3 predstavljamo delež študentov, ki so visoko zunanje in
notranje motivirani. To pomeni, da vse trditve zanje popolnoma veljajo. Kot visoko
motivirane smo opredelili študente, ki so pri posamezni trditvi obkrožili 6 ali 7 (zame
popolnoma velja). Študente, ki so obkrožili 3, 4 ali 5 (zame trditev včasih velja in včasih ne
velja), smo obravnavali kot srednje motivirane. Študente, ki so obkrožili 1 ali 2 (trditve
ovrednotili z zame zagotovo ne velja), smo opredelili kot nemotivirane.
Slika 0.3: Delež visoko motiviranih študentov za učenje naravoslovnih predmetov
Razložimo podrobneje, kaj nam povedo podatki prikazani na sliki 5.3. V povprečju se 12 %
študentov strinja s trditvama 1 in 2 iz dela vprašalnika o motivaciji, da so se učili
naravoslovne predmete (kemijo, fiziko in biologijo), da so jim drugi (učitelji, starši) dali mir
in da so zadovoljili pričakovanja svoje okolice ter da jih ni bilo sram zaradi neznanja
(slika 4.2). To kaže na to, da je le 12 % študentov močno zunanje motiviranih za učenje
naravoslovnih predmetov.
V povprečju se je 34 % študentov popolnoma strinjalo s trditvijo 3 (slika 4.2), da so se učili
naravoslovne predmete, ker jim je bilo pomembno, da to znajo (notranja motivacija) in
posledično dobijo dobre ocene. Pri tem je bil nekoliko večji delež takih študentov, ki se jim je
zdelo pomembno znanje biologije (37 %), nekoliko manjši kemije (34 %) in najmanjši delež
tistih, ki se jim zdi pomembno znanje fizike (32 %).
0
5
10
15
20
25
30
35
40
1 2 3 4
trditev
dele
ž št
uden
tov
[%]
bi
fike
57
Pri trditvi 4 (slika 4.2), ki je povezana z notranjo motivacijo študentov, se pojavi razlika pri
mnenju študentov o zanimivosti pri posameznih naravoslovnih predmetih. Pri biologiji se je
36 % študentov strinjalo, da so se učili, ker jih je snov zanimala in ker so se to radi učili.
Delež študentov, ki je trdil enako za učenje fizike, je znatno manjši, in sicer se je le 16 %
študentov fizika zdela zanimiva za učenje. Kemija je za anketirane študente manj zanimiva
kot biologija, a še vedno bolj kot fizika, saj se je 21 % strinjalo, da je kemija zanimiva za
učenje.
Zaključimo lahko, da je za več kot tretjino študentov biologija zanimiva in so notranje
motivirani za njeno učenje, medtem ko je fizika najmanj priljubljena. V povprečju je 29 %
študentov notranje motiviranih za učenje naravoslovnih predmetov, pri čemer je delež
študentov, ki so notranje motivirani za učenje fizike, najnižji.
Znanje o tekočih kristalih
Tretji del vprašalnika je zadeval poznavanje tekočih kristalov (slika 4.3). Vseboval je 17
vprašanj. Z njim smo pridobili informacije o tem, ali so in kje so študenti slišali za tekoče
kristale, podatke o samooceni znanja študentov o tekočih kristalih in informacije o
poznavanju tekočih kristalov. Pri vprašanjih, ki so zadevala poznavanje tekočih kristalov, je
bilo možno doseči 17 točk. Na podlagi poznavanja dosežkov študentov pri teh vprašanjih,
smo dobili informacijo o nivoju znanja (sliki 5.4). Vidimo, da je večina študentov dosegla
manj kot polovico točk. V povprečju so študenti dosegli 3,6 točke od 17 možnih (SD = 2,6).
13 % študentov je doseglo 0 točk.
58
0
2
4
6
8
10
12
14
16
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17
število doseženih točk
dele
ž št
uden
tov
[%]
Slika 0.4: Znanje študentov o tekočih kristalih; navpična črta prikazuje povprečni dosežek
točk (3,6); največje število točk je bilo 17.
Tekoči kristali so prisotni vsepovsod, a še vedno ne dovolj, saj je le 33 % anketiranih
študentov seznanjenih z njimi, kot tudi vidimo na sliki 5.5. 67 % anketiranih študentov pa še
ni seznanjenih s tekočimi kristali. To kaže na veliko omejenost tako šolskega znanja kot tudi
na omejeno zanimanje študentov za stvari okoli sebe. Največ študentov je za tekoče kristale
slišalo v šoli (46 %). Preko televizije je za tekoče kristale slišalo 23 % študentov, 11 % pa
preko spleta. Podrobnejše informacije o viru informacij, s katerega so študenti slišali ali
prebrali o tekočih kristalih, najdemo v tabeli 5.2 .
0
10
20
30
40
50
60
70
da ne
seznanjenost
dele
ž št
uden
tov
[%]
Slika 0.5: Seznanjenost študentov s tekočimi kristali
59
Tabela 0.2: Vir informacij o tekočih kristalih Vir Število
študentov Delež [%]
Šola 206 46 Knjige 40 9 TV 103 23 Splet 49 11 Revije 36 8 Drugo: pogovori med prijatelji, doma
14 3
Glede na to, da je s tekočimi kristali seznanjena približno tretjina študentov, ni toliko
presenetljivo, da je več kot 70 % anketiranih študentov zapisalo, da o tekočih kristalih ne ve
ničesar, kar lahko razberemo iz slike 5.6. Nihče izmed študentov ni ocenil, da veliko ve o
tekočih kristalih. 25 % študentov je svoje znanje o tekočih kristalih ocenilo kot srednje, nekaj
študentov pa ni podalo ocene svojega znanja.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
ni podatka veliko srednje nič
samoocena znanja
dele
ž št
uden
tov
[%]
Slika 0.6: Samoocena znanja o tekočih kristalih pri anketiranih študentih
Analiza uspešnosti študentov
Pregled uspešnosti reševanja vseh vprašanj o tekočih kristalih
S tretjim delom vprašalnika, smo hoteli preveriti, kaj študenti vedo o tekočih kristalih
(slika 4.3). Ta del vprašalnika je imel 17 vprašanj. V prvih treh vprašanjih smo študente
60
spraševali, ali so seznanjeni s tekočimi kristali, kje so slišali za njih in kako bi ocenili svoje
znanje o tekočih kristalih. Odgovore študentov smo predstavili v poglavju 5.1.3. Ostala
vprašanja so bila namenjena testiranju poznavanja tekočih kristalov. V nadaljevanju
predstavljamo analizo odgovorov na vprašanja 4 do 17.
Pri vprašanju 4 (slika 5.7) smo od študentov želeli, da zapišejo vsaj en izdelkov s tekočimi
kristali. Menili smo, da v poplavi tekočekristalnih zaslonov to večini študentov ne bo
problem.
4. Se morda spomnite, kje tekoče kristale uporabljamo. Navedite nekaj izdelkov. ____________________________ __________________________________________________________________________________________
Slika 0.7: Vprašanje 4: Izdelki s tekočimi kristali; možno je bilo doseči 1 točko
Kot vidimo iz rezultatov s slike 5.8 zgolj 22 % študentov pozna enega ali več izdelkov s
tekočimi kristali. Od tega se najpogosteje (v več kot 85 %) pojavlja kot odgovor LCD.
Pravilno navedeni izdelki, ki vsebujejo tekoče kristale, so bili še tekoče kristalni termometri,
varilska očala, oglasni panoji, nakit. Omenili so tudi bakterije in živa bitja. Presenetljivo kar
73 % študentov ni podalo odgovora. Izdelek, ki ne vsebuje tekočih kristalov, je zapisalo 5 %
anketiranih študentov. Po mnenju študentov akumulator, zlato, deodorant, zgoščenka, čistila,
kamnine in mila vsebujejo tekoče kristale, kar pa ni res.
61
73%
22%
5% Število študentov Delež [%] Ni odgovora 327 73 Pravilen odgovor 99 22 Nepravilen odgovor 22 5
Slika 0.8: Razporeditev odgovorov na vprašanje 4
Pri naslednjem vprašanju (vprašanje 5, slika 5.9) smo želeli izvedeti, ali študenti vedo, zaradi
katerih lastnosti so tekoči kristali uporabni. Študenti so morali izmed naštetih lastnosti
označiti tiste, ki so pomembne za njihovo uporabo v izdelkih. Pričakovali smo, da bodo v
primeru, da poznajo kak izdelek, znali povezati njegove lastnosti z lastnostmi tekočih
kristalov. Pričakovali smo, da bodo povečini prepoznali optične lastnosti – barve tekočih
kristalov in redkeje dvolomnost in električne lastnosti.
5. Zaradi katerih lastnosti so v teh izdelkih, namesto drugih snovi, uporabljeni tekoči kristali? Označite lahko več lastnosti.
optičnih lastnosti – dvolomnosti
optičnih lastnosti – barve
električnih lastnosti
magnetnih lastnosti
ker tečejo
viskoznosti
gostote
drugo: _____________________________________________
Slika 0.9: Vprašanje 5: Lastnosti tekočih kristalov; možno je bilo doseči 3 točke
Študenti so najpogosteje pravilno označili eno lastnost, in ta je bila v večini primerov optična
– barve. Eno lastnost je pravilno označilo 29 % študentov, dve pa 11 % (slika 5.10). Vse tri
lastnosti, ki so pomembne za uporabnost tekočih kristalov, je označil zelo majhen delež
študentov, le 2 % vseh. Kar 58 % študentov je označilo napačno lastnost, največkrat gostoto.
Nihče ni dopisal lastnosti, zaradi katere bi bili tekoči kristali uporabni. Kolikokrat so določeno
lastnost označili vsi študenti, je razvidno iz tabele 5.3. Presenetljivo so največkrat pravilno
označili kot pomembno lastnost tekočih kristalov dvolomnost (22 %). Pričakovano pa je
znaten delež odgovorov barve (21 %), ki močno asociirajo na tekočekristalne zaslone. 15 %
študentov je pravilno menilo, da so pomembne tudi električne lastnosti tekočih kristalov. Kar
18 % študentov meni, da so tekoči kristali zaradi gostote uporabni za aplikacije, kar pa ne
drži.
62
58%29%
11% 2%
Število Študentov
Delež [%]
Nepravilno označene lastnosti 255 58 Pravilno označena ena lastnost 131 29 Pravilno označeni dve lastnosti 51 11 Pravilno označene tri lastnost 11 2
Slika 0.10: Razporeditev odgovorov na vprašanje 5 Tabela 0.3: Lastnosti tekočih kristalov
Lastnost Število študentov
Delež [%]
Dvolomnost 98 22 Barve 95 21 Električne lastnosti 65 15 Magnetne lastnosti 40 9 Ker tečejo 38 8 Viskoznost 61 14 Gostota 82 18 Drugo: ne vem 33 7
Pri vprašanju 6 (slika 5.11) so študenti morali označiti, ali drži trditev, da je tekočekristalno
stanje eno izmed agregatnih stanj. V primeru nepoznavanja odgovora so lahko obkrožili ne
vem. Pri tem vprašanju smo pričakovali, da bodo povečini sklepali iz imena, da gre za eno
izmed agregatnih stanj snovi. Iz rezultatov na sliki 5.12 vidimo, da se je 30 % odločilo, da so
tekoči kristali eno izmed stanj snovi. 27 % študentov je obkrožilo ne in s tem povedalo, da
tekočekristalno stanje ni agregatno stanje. Pri tem se kaže omejenost predhodnega
izobraževanja, saj v osnovni kot tudi srednji šoli govorimo le o treh agregatnih stanjih. 39 %
študentov pa ni vedelo, ali je tekočekristalno stanje eno izmed agregatnih stanj.
63
5%15%
29%
51%
Ovrednotite trditev. 6. Tekočekristalno stanje je eno izmed agregatnih stanj. DA NE NE VEM Slika 0.11: Vprašanje 6: Obstoj tekočekristalnega stanja; možno je bilo doseči 1 točko
Število študentov Delež [%] Ni odgovora 19 4 Pravilen odgovor 133 30 Nepravilen odgovor 121 27 Ne vem 175 39
Slika 0.12: Razporeditev odgovorov na vprašanje 6
Pri vprašanju 7 (slika 5.13) smo želeli izvedeti, ali študenti vedo, med kakšne snovi uvrščamo
tekoče kristale. Tekoči kristali so organske snovi, saj so povečini sestavljeni iz podolgovatih
molekul, ki vsebujejo ogljikove, vodikove, kisikove atome in še nekatere. Pri tem vprašanju
nismo imeli posebnih pričakovanj, saj študenti tega ne morejo vedeti, če se kdaj niso
pozanimali ali sklepali na osnovi njihove uporabe. Naše domneve so se izkazale za
utemeljene, saj je le 15 % odstotkov študentov vedelo ali uganilo, da so tekoči kristali
organske snovi. 29 % študentov je podalo nepravilen odgovor, in so menili, da so tekoči
kristali anorganske snovi. 51 % študentov se ni moglo odločiti, ali tekoče kristale uvrstiti med
organske ali med anorganske snovi. Podrobnejše odgovore študentov lahko razberemo s
slike 5.14.
Ovrednotite trditev. 7. Tekoči kristali so anorganske snovi. DA NE NE VEM
Slika 0.13: Vprašanje 7: Umestitev tekočih kristalov med organske snovi; možno je bilo
doseči 1 točko
Število študentov Delež [%] Ni odgovora 23 5 Pravilen odgovor 68 15 Nepravilen odgovor 128 29 Ne vem 229 51
Slika 0.14: Razporeditev odgovorov na vprašanje 7
4%
30%
27%
39%
64
Liotropni tekoči kristali so ves čas prisotni v naravi. Obstoj njihove tekoče kristalne faze je
pogojen s koncentracijo. Liotropne tekoče kristale najdemo v celičnih membranah in v
ovojnicah živčnih vlaken. Pri vprašanju 8 (slika 5.15) smo študente vprašali, ali so snovi z
značilnostmi tekočih kristalov prisotne tudi v živih bitjih. Vprašanje je zelo podrobno, zato
nismo pričakovali, da bodo študenti to vedeli. Odgovori študentov so to potrdili (glej
sliko 5.16), saj je pravilni odgovor podalo 18 % študentov. Nepravilno je odgovorilo 20 %
študentov. Kar 57 % študentov pa je zapisalo, da ne vedo, ali so tekoči kristali tudi v živih
bitjih. 5 % študentov ni podalo odgovora na to vprašanje.
Ovrednotite trditev. 8. Snovi z značilnostmi tekočih kristalov so prisotne tudi v živih bitjih. DA NE NE VEM
Slika 0.15: Vprašanje 8: Prisotnost tekočih kristalih v živih bitjih; možno je bilo doseči
1 točko
Število študentov Delež [%] Ni odgovora 22 5 Pravilen odgovor 81 18 Nepravilen odgovor 88 20 Ne vem 257 57
Slika 0.16: Razporeditev odgovorov na vprašanje 8
Ali obstajajo samo tri agregatna stanja snovi? V šoli se učimo, da obstajajo tri agregatna
stanja snovi. Nekateri učitelji omenijo še plazmo kot prevladujoče agregatno stanje v vesolju.
Tu pa imamo še tekočekristalno stanje. Pri vprašanju 9 (slika 5.17) so študenti morali zapisati,
ali se strinjajo s trditvijo, da poznamo le tri agregatna stanja snovi. Pričakovali smo, da bodo
študenti kot pribito odgovorili v šoli naučeno, da poznamo tri agregatna stanja in to je to.
Študenti so velikem deležu (77 %) potrdili našo domnevo, da se »kot pijanec plota« držijo
šolske resnice, in odgovorili, da poznamo le tri agregatna stanja. Iz rezultatov (slika 5.18)
sklepamo, da je 6 % študentov malo pomislilo in zapisalo, da ne poznamo le treh agregatnih
stanj snovi. 13 % anketiranih študentov je morda vsaj malo premislilo in nato priznalo, da ne
pozna odgovora. Odgovora pa ni podalo 4 % študentov.
5%18%
20%57%
65
4% 6%
77%
13%
Ovrednotite trditev. 9. Poznamo tri agregatna stanja snovi. DA NE NE VEM
Slika 0.17: Vprašanje 9: Obstoj samo treh agregatnih stanj; možno je bilo doseči 1 točko
Število študentov Delež [%] Ni odgovora 19 4 Pravilen odgovor 27 6 Nepravilen odgovor 346 77 Ne vem 56 13
Slika 0.18: Razporeditev odgovorov na vprašanje 9
Plazma je eno od agregatnih stanj snovi in je prevladujoče agregatno stanje v vesolju.
Dejansko gre za ioniziran plin, ki prenaša delce. Pri vprašanju 10 (slika 5.19) smo pričakovali,
da bo del študentov potrdilo pravilnost trditve, da je plazma eno izmed agregatnih stanj.
Rezultati to potrjujejo (slika 5.20). 7 % študentov je prepoznalo plazmo kot agregatno stanje.
Še vedno pa je večinski delež tistih, ki ne vedo, da je plazma eno izmed agregatnih stanj, takih
je skupaj kar 88 % študentov. Odgovora ni podalo 5 % anketiranih študentov.
Ovrednotite trditev. 10. Plazma je agregatno stanje snovi. DA NE NE VEM
Slika 0.19: Vprašanje 10: Plazma kot agregatno stanje snovi; možna je bila 1 točka
Število študentov Delež [%] Ni odgovora 21 5 Pravilen odgovor 32 7 Nepravilen odgovor 203 45 Ne vem 192 43
Slika 0.20: Razporeditev odgovorov na vprašanje 10
Pri vprašanju 6 je 30 % študentov pravilno zapisalo, da je tekočekristano stanje eno izmed
stanj snovi. Presenetljivo, glede na odgovore 6. vprašanja, pa je pri 9. vprašanju zgolj 6 %
študentov zapisalo, da nimamo le treh agregatnih stanj. Na 10. vprašanje, da je plazma eno
5% 7%
45%
43%
66
izmed agregatnih stanj, je pravilno odgovorilo 7 % študentov, kar se kar ujema z rezultati
odgovorov na vprašanje 9.
Za trdno agregatno stanje je značilno, da ima snov določeno obliko in da so gradniki trdno
povezani med seboj v mrežo. S ponazarjanjem trdnega agregatnega stanja so se študenti
srečali tako v osnovni kot tudi srednji šoli. Na prvi pogled se zdi vprašanje 11 a (slika 5.21),
kjer so morali študenti s skiciranjem molekul ponazoriti trdno agregatno stanje, nadvse
preprosto. Vsi študenti, ki so se naloge lotili, so dejansko pravilno narisali skico molekul v
trdnem agregatnem stanju in teh je bilo 60 %. Kot je razvidno s slike 5.22 se kar 40 %
študentov ni lotilo risanja skice. Primeri pravilnih skic molekul v trdnem agregatnem stanju so
prikazani na sliki 5.23. Študenti so pri skici za ponazoritev molekul v trdnem agregatnem
stanju upoštevali predpisano obliko molekul. Pri predstavljenih skicah molekul v trdnem
agregatnem stanju je opaziti, da imajo narisane molekule tako pozicijsko kot tudi
orientacijsko urejenost.
11 a. S pomočjo skiciranja molekul snovi ponazorite trdno agregatno stanje.
Eno molekulo ponazorite kot .
Slika 0.21: Vprašanje 11 a: Trdno agregatno stanje; možno je bilo doseči 1 točko Število študentov Delež Ni odgovora 181 40,4 Pravilen odgovor 267 59,6 Nepravilen odgovor 0 0 Ne vem 0 0
Slika 0.22: Razporeditev odgovorov na vprašanje 11 a
Trdno stanje
40%
60%
0%
0%
67
Pravilno skicirane molekule v trdnem agregatnem stanju
Slika 0.23: Molekule v trdnem agregatnem stanju
Za tekočine je značilno, da snov zavzame obliko posode, v kateri se nahaja. Molekule
tekočine nimajo natančno določenega mesta, se pravi, da nimajo niti pozicijske niti
orientacijske urejenosti. Pri vprašanju 11 b (slika 5.24) so študenti morali ponazoriti tekoče
agregatno stanje z molekulami. Zdi se, da je ponazoritev tekočega agregatnega stanja z
molekulami nekoliko trši oreh, kot ponazoritev trdnega stanja. 42 % študentov je pravilno
ponazorilo razporeditev molekul v tekočem agregatnem stanju (slika 5.25). Spet je znaten
delež tistih študentov, ki se vprašanja sploh niso lotili, in sicer 36 %. Nepravilno je skiciralo
molekule v tekočem agregatnem stanju 22 % študentov. Primeri pravilnih in nepravilnih skic
molekul v tekočem agregatnem stanju so prikazani na sliki 5.26. Tipična napaka študentov je
bila, da so narisali molekule upoštevajoč predpisano obliko, a je bil prisoten orientacijski red,
ki ni značilen za tekočine. Množičen pojav je tudi bil, da študenti niso upoštevali predpisane
oblike za ponazoritev molekul, in so namesto elipse narisali molekulo kot krožec. Zaradi tega
nismo dobili informacije, kako so molekule orientacijsko razporejene. Kar nekaj študentov je
ponazorilo molekule v tekočem stanju podobno kot v trdnem, kar pa ni pravilno.
11 b. S pomočjo skiciranja molekul snovi ponazorite tekoče agregatno stanje.
Eno molekulo ponazorite kot .
Slika 0.24: Vprašanje 11 b: Tekoče agregatno stanje; možno je bilo doseči 1 točko
Tekoče stanje
68
36%
42%
22%0%
Število študentov Delež [%] Ni odgovora 160 36 Pravilen odgovor 190 42 Nepravilen odgovor 98 22 Ne vem 0 0
Slika 0.25: Razporeditev odgovorov na vprašanje 11 b
Pravilno skicirane molekule v tekočem agregatnem stanju
Nepravilno skicirane molekule v tekočem agregatnem stanju
Slika 0.26: Molekule v tekočem agregatnem stanju
Pri ponazoritvi tekočekristalnega stanja (vprašanje 11 c, slika 5.27) so morali biti študenti
pozorni tako na specifično orientacijsko in pozicijsko neurejenost. Pričakovano so študenti
slabše odgovarjali na to vprašanje kot na prejšnji dve (11 a in 11 b), kjer so morali ponazoriti
trdno in tekoče agregatno stanje. Pravilno je skiciralo molekule v tekočekristalnem stanju
10 % anketiranih študentov (slika 5.28). Nepravilno je molekule v tekočekristalnem stanju
skiciralo 24 % študentov. Kar 66 % študentov pa ni niti poskušalo skicirati molekul v
tekočekristalnem stanju. Primeri pravilnih in nepravilnih skic molekul v tekočekristalnem
stanju so prikazani na sliki 5.29. Opazimo, da so skice raznolike. Leva pravilna skica
prikazuje pozicijsko urejene molekule, ki so delno orientacijsko neurejene. To je značilno za
smektik A, ki ima molekule razporejene po plasteh, kot je narisano. Tako skico razporeditve
molekul v tekočem kristalu smo zasledili le pri enem študentu. Sredinska in desna skica
prikazujeta razporeditev molekul v nematiku, za katerega je značilna pozicijska neurejenost in
orientacijska urejenost. Molekule so usmerjene v neko smer. Med nepravilnimi skicami
razporeditve molekul v tekočem kristalu pa najdemo nekaj takih, kjer študenti niso upoštevali
69
predpisane oblike molekule. Opaziti je tudi nekaj skic, kjer so na vsak način želeli združiti
nekaj molekul.
11 c. S pomočjo skiciranja molekul snovi ponazorite tekočekristalno agregatno stanje.
Eno molekulo ponazorite kot .
Slika 0.27: Vprašanje 11 c: Tekočekristalno stanje; možno je bilo doseči 1 točko
Število študentov Delež [%] Ni odgovora 294 66 Pravilen odgovor 46 10 Nepravilen odgovor 108 24 Ne vem 0 0
Slika 0.28: Razporeditev odgovorov na vprašanje 11 c
Pravilno skicirane molekule v tekočekristalnem agregatnem stanju
Nepravilno skicirane molekule v tekočekristalnem agregatnem stanju
Slika 0.29: Molekule v tekočekristalnem stanju
Tekoči kristali so organske snovi in glavni elementi, ki sestavljajo organske snovi, so ogljik,
vodik in kisik. Študenti so morali pri vprašanju 12 (slika 5.30) zapisati, ali se strinjajo s
trditvijo, da so molekule tekočih kristalov običajno sestavljene iz ogljikovih, vodikovih in
kisikovih atomov. Naj spomnimo, da jih je 15 % zapisalo, da so tekoči kristali organske snovi,
torej bi moral biti delež tistih, ki prepoznajo ključne elemente v organskih snoveh, podoben.
Tekočekristalno stanje
66%10%
24%0%
70
Izkaže se, da je delež tistih študentov, ki so napisali, da se strinjajo s trditvijo, da molekule
tekočih kristalov povečini vsebujejo ogljikove, vodikove in kisikove atome nekoliko višji, in
sicer 23 %. Kot je razvidno s slike 5.31 pa kar 63 % študentov ne ve, kateri elementi
sestavljajo tekoče kristale. Nepravilno je odgovorilo 6 % študentov, odgovora pa ni podalo
8 % anketiranih študentov.
Ovrednotite trditev. 12. Molekule tekočih kristalov so običajno sestavljene iz ogljikovih, vodikovih in kisikovih
atomov. DA NE
NE
VEM
Slika 0.30: Vprašanje 12: Sestava molekul tekočih kristalov; možno je bilo doseči 1 točko
Število študentov Delež [%] Ni odgovora 38 8 Pravilen odgovor 104 23 Nepravilen odgovor 27 6 Ne vem 279 63
Slika 0.31: Razporeditev odgovorov na vprašanje 12
Molekule tekočih kristalov so običajno večje molekule z več deset atomi. Pri vprašanju 13
(slika 5.32) smo študente spraševali o številu atomov v molekulah tekočih kristalov. Osnova
za razmišljanje študentov bi lahko bila, da so organske molekule ponavadi zelo kompleksne,
saj se je s trditvijo, da imajo molekule tekočih kristalov več kot deset atomov, strinjalo 20 %
študentov. Delež teh študentov je podoben deležu študentov, ki so vedeli, da so tekoči kristali
organske snovi (15 %). Zato menimo, da so študenti uporabili zgoraj omenjeno sklepanje pri
vrednotenju trditve 13. Še vedno pa je vsaj 63 % takih, ki tega ne vedo. Odgovora ni podalo
9 % anketiranih študentov. Nepravilno pa je odgovorilo 8 % študentov. Rezultati so prikazani
na sliki 5.33.
Ovrednotite trditev. 13. Molekule tekočih kristalov so običajno večje molekule z več deset atomi. DA NE NE VEM
Slika 0.32: Vprašanje 13: Število atomov v molekuli tekočih kristalov; možno je bilo doseči 1
točko
8%
23%
6%63%
71
Število študentov Delež [%] Ni odgovora 41 9 Pravilen odgovor 91 20 Nepravilen odgovor 35 8 Ne vem 281 63
Slika 0.33: Razporeditev odgovorov na vprašanje 13
Tekoči kristali so pogosto sestavljeni iz podolgovatih molekul, povečini so sestavljeni iz več
benzenovih obročev. Pri vprašanju 14 (slika 5.34) je bil narisan model molekule tekočega
kristala. Študenti so morali zapisati, ali se strinjajo, da slika predstavlja model molekule
tekočega kristala. Samo 11 % študentov je prepoznalo v modelu molekule strukturo tekočega
kristala. 11 % anketiranih študentov je zapisalo, da na sliki ni model tekočega kristala.
Večinski delež anketiranih študentov ne pozna strukture molekul tekočih kristalov, saj je
70 % študentov zapisalo, da ne ve, kaj predstavlja slika modela. 8 % študentov sploh ni
podalo odgovora. Rezultati porazdelitve odgovorov so prikazani na sliki 5.35.
Ovrednotite trditev. 14. Model na sliki predstavlja molekulo tekočega kristala.
DA NE NE VEM
Slika 0.34: Vprašanje 14: Model tekočega kristala; možno je bilo doseči 1 točko Število študentov Delež [%] Ni odgovora 37 8 Pravilen odgovor 48 11 Nepravilen odgovor 47 11 Ne vem 316 70
Slika 0.35: Razporeditev odgovorov na vprašanje 14
Pri 15. vprašanju (slika 5.36) smo želeli preveriti, ali si študenti predstavljajo, kako so
molekule urejene v tekočekristalnem stanju. V tekočekristalnem stanju so pri določeni
9%
20%
8%63%
8%11%
11%
70%
72
temperaturi molekule snovi še vedno urejene, vendar manj kot v trdnem in bolj kot v tekočem
stanju. Zdi se nadvse logično, če sklepamo na podlagi imena. Četrtina anketiranih študentov
(natančneje 26 %) je ustrezno sklepala in podala, da je trditev pravilna. Nepravilen odgovor je
podalo 7 % anketiranih študentov. Spet je znaten delež tistih študentov, ki niso poznali
odgovora (58 %) in tistih, ki ga sploh niso podali (9 %) (slika 5.37).
Ovrednotite trditev. 15. V tekoče kristalnem stanju so pri določeni temperaturi molekule snovi še vedno urejene,
vendar manj kot v trdnem in bolj kot v tekočem stanju. DA NE
NE
VEM
Slika 0.36: Vprašanje 15: Urejenost molekul v tekočekristalnem stanju; možno je bilo doseči
1 točko Število študentov Delež [%] Ni odgovora 40 9 Pravilen odgovor 116 26 Nepravilen odgovor 29 7 Ne vem 263 58
Slika 0.37: Razporeditev odgovorov na vprašanje 15
Poznamo množico snovi, ki imajo tekočekristalne lastnosti (vprašanje 16, slika 5.38). Le 9 %
študentov se pravilno ni strinjalo s trditvijo, da poznamo le nekaj deset snovi, ki imajo tekoče
kristalne lastnosti. Na nepoznavanje tekočekristalnih snovi kaže tudi odgovor ne vem pri 73 %
študentov, kot vidimo iz rezultatov s slike 5.39. 9 % študentov je odgovorilo, da je le nekaj
snovi s tekočekristalnimi lastnostmi, kar ni pravilno. 9 % študentov ni podalo odgovora. Ovrednotite trditev. 16. Poznamo le nekaj deset snovi, ki imajo tekočekristalne lastnosti. DA NE NE VEM
Slika 0.38: Vprašanje 16: Število snovi s tekočekristalnimi lastnostmi; možno je bilo doseči 1
točko
9%
26%
7%
58%
73
9%9%
9%
73%
Število študentov Delež [%] Ni odgovora 42 9 Pravilen odgovor 39 9 Nepravilen odgovor 38 9 Ne vem 329 73
Slika 0.39: Razporeditev odgovorov na vprašanje 16
Z vprašanjem 17 (slika 5.40) smo skušali pridobiti še kakšno informacijo o poznavanju
tekočih kristalov, ki bi kazala na znanje o tekočih kristalih, ki ga z vprašanji zaprtega tipa
nismo testirali. Vprašanja 17 nismo točkovali. Študenti na omenjeno vprašanje povečini niso
odgovorili. Nekateri so naredili le črtico ali zapisali ne vem.
17. Ali morda o tekočih kristalih veste še kaj več, o čemer nismo spraševali. Ali nam to lahko napišete. ___________________________________________________________________________
Slika 0.40: Vprašanje 17
Pregled uspešnosti reševanja zgolj izbranih nalog o tekočih kristalih
Ali so dosežki študentov, ki so predstavljeni v poglavju 5.2.1, resničen odraz njihovega znanja
o tekočih kristalih? Kot že omenjeno, smo skušali pridobiti vpogled v predstave študentov
prvih letnikov o tekočih kristalih, ki so jih izoblikovali tekom neformalnega izobraževanja.
Natančnejša analiza pokaže, da je anketni vprašalnik resno rešilo 60 % študentov. Za kriterij
resnosti študentov smo vzeli Vprašanje 11 a, kjer so študenti morali skicirati molekule v
trdnem agregatnem stanju. S tako nalogo so se študenti že srečali tekom predhodnega
formalnega izobraževanja pri kemiji in fiziki. Eden izmed učnih ciljev je prav poznavanje
posameznih agregatnih stanj snovi (ZRSŠ, 2010). Vsi študenti, ki so se lotili skiciranja
molekul v trdnem agregatnem stanju, so to naredili pravilno, zato jih obravnavamo kot resne.
Obenem pa to vprašanje ni zahtevalo zgolj, da označijo ali se strinjajo s trditvijo, ampak malo
več napora. V primeru, da se študenti tega vprašanja niso lotili, smo privzeli, da so na ostala
vprašanja odgovarjali na principu ugibanja. Ugotovili smo tudi, da je nekaj vprašanj, ki se
nanašajo na znanje o tekočih kristalih, preveč težkih, saj nanje skorajda ni bilo pravilnih
odgovorov. Zato smo analizirali tudi manjši vzorec vprašalnikov, od tega samo vprašalnike
resnih študentov (N = 267), in se osredotočili le na izbrana vprašanja iz tretjega dela
anketnega vprašalnika. V nadaljevanju predstavljamo torej analizo zgolj vprašalnikov resnih
74
73%
22%
5%
70%
25%
5% 0%
študentov, saj predpostavljamo, da nam ti dajejo bolj zanesljive odgovore na zastavljena
raziskovalna vprašanja.
Z vprašanji 4 do 16 iz tretjega dela vprašalnika o poznavanju tekočih kristalov (glej sliko 4.3)
je bilo možno dobiti 17 točk. Poudariti moramo, da nismo imeli predstave, koliko študenti
poznajo tekoče kristale, zato smo v vprašalnik dali kar nekaj zelo podrobnih vprašanj
(poglavje 5.2.1). Pregled rešenih anketnih vprašalnikov kot tudi analiza vseh vprašanj sta
pokazala, da je smiselno analizirati le nekaj izbranih vprašanj. Odgovorov na izločena
vprašanja študenti ne morejo pridobiti tekom neformalnega izobraževanja, razen če se posebej
zanimajo za tekoče kristale. Zato v nadaljevanju predstavljamo analizo zgolj šestih vprašanj.
Skupno je bilo na teh vprašanjih možno doseči 8 točk. Vprašanja so povezana z izdelki s
tekočimi kristali, lastnostmi tekočih kristalov, obstojem tekočekristalnega stanja, ureditvijo
molekul v tekočih kristalih kristalov, pojavom tekočih kristalov v živih bitjih in obstojem
zgolj treh agregatnih stanj.
Pri vprašanju 4 (slika 5.7) smo od študentov želeli, da zapišejo vsaj en izdelek s tekočimi
kristali. Kot vidimo s slike 5.42 zgolj 25 % resnih študentov pozna enega ali več izdelkov s
tekočimi kristali. Od tega se najpogosteje (v več kot 80 %) pojavlja kot dogovor LCD.
Presenetljivo kar 70 % resnih študentov ni podalo odgovora. 5 % resnih študentov pa je
zapisalo izdelek, ki ne vsebuje tekočih kristalov. Za primerjavo sliki 5.41 dodajamo še tortni
diagram razporeditve odgovorov pri vseh študentih (slika 5.8). Opazimo, da ni bistvene
razlike v porazdelitvi odgovorov med resnimi študenti in vsemi.
a) b)
Slika 0.41: Razporeditev odgovorov a) resnih in b) vseh študentov na vprašanje 4
Število
študentov Delež [%]
Ni odgovora 187 70 Pravilen odgovor 66 25 Nepravilen odgovor 14 5 Ne vem 0 0
75
50%
32%
15%3%
58%29%
11% 2%
Pri vprašanju 5 (slika 5.9) so študenti so morali označiti lastnosti, ki so ključne za uporabo
tekočih kristalov v tehnologiji. Tekoči kristali se uporabljajo v tehnologiji zaradi dvolomnosti,
barv in električnih lastnosti. 32 % resnih študentov je pravilno označilo eno od lastnosti.
Najpogostejši pravilni odgovor je bil, da so pomembne optične lastnosti - barve. Dve lastnosti
je pravilno označilo15 % resnih študentov, vse tri pa pravilno označila le peščica, in sicer 3 %
resnih študentov. Podatki so razvidni s slike 5.43. Ponovno ni bistvene razlike pri razporeditvi
odgovorov na vprašanje 5 med resnimi študenti in vsemi študenti.
a) b)
Slika 0.42: Razporeditev odgovorov a) resnih in b) vseh študentov na vprašanje 5
Pri vprašanju 6 (slika 5.11) so bili študenti pozvani, da obkrožijo, ali se strinjajo s trditvijo, da
je tekočekristalno stanje eno iz med stanj snovi. 31 % resnih študentov se je zavedalo obstoja
tekočekristalnega stanja. 30 % resnih študentov je podalo nepravilni odgovor, 37 % pa jih je
priznalo, da ne ve odgovora. 2 % odstotkov študentov ni obkrožilo nobene ponujene možnosti
za ovrednotenje trditve. Zopet ni bistvene razlike v porazdelitvi odgovorov med resnimi
študenti in vsemi. Posamezni odgovori so zastopani približno tretjinsko, kar lahko kaže na
ugibanje.
Število
študentov Delež [%]
Nepravilno označene Lastnosti 136
50
Pravilno označena ena lastnost 85 32 Pravilno označeni dve lastnosti 39 15 Pravilno označene tri lastnost 7 3
76
2%
31%
30%
37%
2%21%
23%
54%
4%
30%
27%
39%
a) b)
Slika 0.43: Razporeditev odgovorov a) resnih in b) vseh študentov na vprašanje 6
Pri vprašanju 8 so študenti morali ovrednotiti trditev, da so tekoči kristali tudi v živih bitjih
(slika 5.15). 21 % resnih študentov je vedelo, da so tekoči kristali tudi v živih bitjih (glej
sliko 5.44). 23 % resnih študentov je trditev, da so snovi z značilnostmi tekočih kristalov
prisotne tudi v živih bitjih, ovrednotilo kot napačno. Več kot 50 % študentov ni vedelo, ali so
tekočekristalne snovi prisotne v živih bitjih. Trditve pa ni ovrednotilo 2 % resnih študentov. S
slike 5.44 vidimo, da je razporeditev odgovor pri vseh študentih podobna. Pri resnih študentih
je nekoliko večja zastopanost tako pravilnega kot nepravilnega odgovora. 54 % resnih
študentov je odgovorilo z ne vem.
a) b)
Slika 0.44: Razporeditev odgovorov a) resnih in b) vseh študentov na vprašanje 8
Pri vprašanju 9 (slika 5.17) so bili študenti pozvani, da zapišejo, če se strinjajo s trditvijo, da
poznamo tri agregatna stanja snovi. Eden izmed ciljev učnega načrta je, da študenti poznajo
tri agregatna stanja: trdno, tekoče in plinasto. Le 9 % resnih študentov se zaveda, da obstaja
Število
študentov Delež [%]
Ni odgovora 5 2 Pravilen Odgovor 83 31 Nepravilen Odgovor 81 30 Ne vem 98 37
Število
študentov Delež [%]
Ni odgovora 6 2 Pravilen odgovor 55 21 Nepravilen odgovor 61 23 Ne vem 145 54
5%18%
20%57%
77
2% 9%
82%
7% 5% 7%
45%
43%
več agregatnih stanj. Kar 83 % resnih študentov je prepričanih, da obstajajo zgolj 3 agregatna
stanja. Ničesar ni obkrožilo 2 % resnih študentov, za odgovor ne vem pa se je odločilo 7 %
resnih študentov. Razporeditev študentovih odgovorov je podana na sliki 5.45. Pri
porazdelitvi odgovorov resnih študentov in vseh opazimo zanimivo razliko. 83 % resnih
študentov je bilo prepričanih, da imamo samo tri agregatna stanja snovi, kot so se učili v šoli.
Med vsemi študenti pa je bilo zgolj 45 % takih, ki so menili, da poznamo le tri agregatna
stanja.
a) b) Slika 0.45: Razporeditev odgovorov a) resnih in b) vseh študentov na vprašanje 9
Pri vprašanju 11 c (slika 5.27) so študenti morali narisati skico razporeditve molekul v
tekočekristalnem stanju. Z znanjem o trdnem in tekočem kristalnem stanju je pravilno
skiciralo molekule v tekočekristalnem stanju 17 % resnih študentov (slika 5.46). Nepravilno
je razporeditev molekul v tekočekristalnem stanju ponazorilo 34 % resnih študentov. Kar
49 % resnih študentov se ni lotilo skiciranja ponazoritve molekul v tekočekristalnem stanju. S
slike 5.46 lahko vidimo razliko v porazdelitvi odgovorov med resnimi študenti in vsemi.
Same naloge se je lotil večji delež resnih študentov kot vseh. 7 % več resnih študentov kot
vseh je pravilno skiciralo molekule v tekočekristalnem stanju. Tudi delež resnih študentov, ki
so se lotili naloge, a jo rešili napačno, je za 10 % večji pri resnih študentih kot pri vseh.
Število
študentov Delež [%]
Ni odgovora 5 2 Pravilen odgovor 23 9 Nepravilen odgovor 221 83 Ne vem 18 7
78
49%
17%
34%
0%
66%10%
24%0%
a) b)
Slika 0.46: Razporeditev odgovorov a) resnih in b) vseh študentov na vprašanje 11 c
Resni študenti so v povprečju dosegli 1,7 točke (SD =1,4) od 8 možnih na predstavljenih
izbranih vprašanjih, medtem ko vsi študenti dosegli 1,5 točke (SD = 1,3).
Povezave poznavanja tekočih kristalov z drugimi spremenljivkami
Dosežki na testih znanja, kot tudi znanja o specifičnih vsebinah, so odvisni od različnih
dejavnikov (spremenljivk). V literaturi ponavadi zasledimo proučevanje razlik na poznavanju
določene vsebine glede na spol, stratum prebivališča, samooceno poznavanja vsebine, vrsto
srednje šole oz. smer študija, dosežke na predhodnem izobraževanju, domače intelektualno
okolju in motivacijo (Devetak, et al., 2009; Gerlič, 2008). Tudi sama sem se odločila
preveriti, ali obstajajo povezave med poznavanjem tekočih kristalov in zgoraj omenjenimi
spremenljivkami. Za uspeh testiranca o poznavanju tekočih kristalov sem izbrala
spremenljivko uspeh pri izbranih vprašanjih. Pri šestih izbranih vprašanjih je bilo možno
doseči največ 8 točk. Analizo sem naredila za vse študente in nato še, po izbranem kriteriju,
resne študente. Zanima nas, ali je kakšna razlika med vsemi in resnimi študenti glede na
poznavanje tekočih kristalov. Rezultate preizkusov podajam v nadaljevanju.
Uspeh vseh študentov pri izbranih nalogah
Znanje in spol
V raziskavi je sodelovalo 43 študentov (9,6 %) in 405 študentk (90,4 %). Študenti so v
povprečju dosegli 2,6 točke od 8 možnih na izbranih vprašanjih o tekočih kristalih (SD = 1,9),
medtem ko so študentke v povprečju dosegle 1,3 točke (SD = 1,2). Če obstajajo statistično
pomembne razlike med spoloma glede na znanje o tekočih kristalih, preverimo s t-
Število
študentov Delež [%]
Ni odgovora 131 49 Pravilen odgovor 45 17 Nepravilen odgovor 91 34 Ne vem 0 0
79
preizkusom. Rezultat t-preizkusa pokaže, da je predpostavka o homogenosti varianc
neupravičena (Levene F-test: F = 24,956, P = 0,000). Med aritmetičnima sredinama v številu
doseženih točk po spolu je razlika statistično značilna (t-test: t = 4,268, P = 0,000). Med
spoloma obstajajo statistično pomembne razlike v znanju o tekočih kristalih (priloga 9.2.1.1),
in sicer so študenti pokazali boljše poznavanje od študentk.
Za ilustracijo smo preverili še dosežke študentov in študentk na maturi. Študenti so na maturi
v povprečju dosegli 18,9 točk od 34 možnih (SD = 4,4), študentke pa 19,7 (SD = 4,3).
Rezultat t-preizkusa pokaže, da je predpostavka o homogenosti varianc upravičena (Levene
F-test: F = 0,028, P = 0,867). Med aritmetičnima sredinama števila doseženih točk na maturi
glede na spol ni statistično značilnih razlik (t-test: t = 1,028, P = 0,304). Med spoloma ne
obstajajo statistično pomembne razlike v številu doseženih točk na maturi. Vzroke za razliko
v poznavanju tekočih kristalov glede na spol ne gre iskati v dosežkih na maturi, pač pa se
študenti verjetno bolj zanimajo za naravoslovje in tehniko kot študentke.
Znanje in motivacija
Če želimo ugotoviti, ali obstaja statistično pomembna razlika med notranjo oziroma zunanjo
motivacijo in znanjem o tekočih kristalih, uporabimo χ2-preizkus (priloga 9.2.1.2). Iz
rezultatov χ2-preizkusa razberemo, da ne obstaja statistično pomembna razlika med različno
notranje oziroma zunanje motiviranimi študenti in poznavanjem tekočih kristalov
(χ2 = 186,247, P = 1,000; χ2 = 229,886, P = 0,948).
Znanje in uspeh na maturi
Uspeh na maturi pove, kako uspešen je bil študent na predhodnem izobraževanju. Ali obstaja
povezava med doseženim številom točk na maturi glede na uspeh pri izbranih vprašanjih o
tekočih kristalih, smo preverili s χ2-preizkusom. Iz rezultatov χ2-preizkusa (priloga 9.2.1.3)
razberemo, da ni statistično pomembnih značilnih razlik med številom doseženih točk na
maturi in znanjem o tekočih kristalih (χ2 = 145,906, P = 0,437).
80
Znanje in smer študija
V raziskavi je sodelovalo 448 študentov. Od tega je bilo 67 študentov študijske smeri kemija
in/ali fizika (15 %), 74 študentov drugih naravoslovnih smeri (biologija, gospodinjstvo,
matematika, tehnika, matematika) (16,5 %) in 307 študentov družboslovnih smeri (68,5 %).
Študenti kemije in/ali fizike so v povprečju dosegli 1,2 točke od 8 možnih na izbranih
vprašanjih (SD = 1,3). Študenti drugih naravoslovnih smeri 1,9 točke od 8 možnih (SD = 1,7),
študenti družboslovja pa so dosegli v povprečju 1,4 točke od 8 možnih (SD = 1,2). Podatki
deskriptivne statistike prikazujejo razlike med vrednostmi aritmetičnih sredin števila
doseženih točk na izbranih vprašanjih o tekočih kristalih glede na smer študija (priloga
9.2.1.4). Ali so razlike statistično pomembne, smo preverili z analizo variance. Pri tem nam
izid preizkusa homogenosti varianc (Levene F-preizkus) pokaže, da je predpostavka o
homogenosti varianc neupravičena (F = 8,825, P = 0,000). Torej uporabimo Welchovo
aproksimativno metodo analizo variance. Razlika med aritmetičnimi sredinami je statistično
značilna (F = 4,729, P = 0,009). Izkaže se, da obstajajo statistično pomembne razlike med
študenti kemije in/ali fizike in drugih naravoslovnih smeri (razlika aritmetičnih sredin je
0,656, P = 0,011). Statistično pomembnih razlik pa ni med študenti kemije in/ali fizike in
študenti družboslovnih smeri glede na znanje o tekočih kristalih (razlika aritmetičnih sredin je
0,205, P = 0,485), kot tudi med študenti drugih naravoslovnih smeri in študenti družboslovja
glede na znanje o tekočih kristalih (razlika aritmetičnih sredin je 0,451, P = 0,026).
Za ilustracijo podajamo še dosežke študentov po določenih smereh študija na maturi. Študenti
kemije in /ali fizike so na maturi dosegli najnižje število točk, in sicer 16,9 od 34 možnih
(SD = 4,0). Sledijo jim študenti drugih naravoslovnih smeri, ki so v povprečju dosegli 17,0
točke (SD = 3,2). Najbolje pa so se na maturi v povprečju odrezali študenti družboslovnih
smeri, in sicer so dosegli 19,6 točke (SD = 4,1), kar je približno ekvivalentno slovenskemu
povprečju v šolskem letu 2008/09 (M = 19,7). S pomočjo podatkov deskriptivne statistike
opazimo razlike med vrednostmi aritmetičnih sredin števila doseženih točk na maturi glede na
smer študija. Ali so razlike statistično pomembne, smo preverili z analizo variance (priloga
9.2.1.4). Izid preizkusa homogenosti varianc (Levene F-preizkus), nam pokaže, da je
predpostavka o homogenosti varianc upravičena (F = 1,351, P = 0,260). Razlika med
aritmetičnimi sredinami števila doseženih točk glede na smer študija je statistično značilna
(F = 39,060, P = 0,000). Ugotovimo, da se pojavijo statistično pomembne razlike med
številom doseženih točk na maturi pri študentih kemije in/ali fizike in študentih družboslovja
81
(razlika aritmetičnih sredin je 0,381, P = 0,000). Statistično pomembne razlike so tudi med
študenti drugih naravoslovnih smeri in študenti družboslovja (razlika aritmetičnih
sredin je 3,731, P = 0,000). Statistično pomembnih razlik v številu doseženih točk na maturi
pa ni med študenti kemije in/ali fizike in študenti drugih naravoslovnih smeri (razlika
aritmetičnih sredin = 0,083, P = 0,993).
Znanje in samoocena
437 študentov od 448 sodelujočih v raziskavi je ocenilo svoje znanje o tekočih kristalih. Od
tega jih je 109 (24,6 %) ocenilo, da je njihovo poznavanje tekočih kristalov srednje.
328 (75,1 %) pa jih je ocenilo, da o tekočih kristalih ne ve ničesar. Študenti, ki so svoje znanje
ocenili kot srednje, so v povprečju dosegli 2,2 točke od 8 možnih na izbranih vprašanjih o
tekočih kristalih (SD = 1,4). Študenti, ki so ocenili svoje znanje kot ničelno, pa so v povprečju
dosegli 1,2 točke na izbranih vprašanjih o tekočih kristalih (SD = 1,2).
Če obstajajo statistično pomembne razlike med samooceno znanja študentov o poznavanju
tekočih kristalov glede na znanje o tekočih kristalih, smo preverili s t-preizkusom. Rezultat t-
preizkusa pokaže (priloga 9.2.1.5), da je predpostavka o homogenosti varianc upravičena
(Levene F-test: F = 1,228, P = 0,268). Med aritmetičnima sredinama je razlika statistično
značilna (t-test: t = 6,775, P = 0,000), torej med študenti glede na samooceno znanja o tekočih
kristalih obstajajo statistično pomembne razlike v znanju o tekočih kristalih.
Znanje in izobrazba staršev
Starši anketiranih študentov so povečini imeli vsaj srednješolsko izobrazbo (glej tabelo 5.1).
Natančneje 8,5 % očetov anketiranih študentov je dokončalo osnovno šolo, 67,7 % očetov
anketiranih študentov je imelo dokončano srednjo šolo in 21,5 % univerzo. Drugo vrsto
izobrazbe (višja šola) ima 2,3 % očetov. Pri materah je malo drugače, saj je 29,4 % mater
dokončalo univerzo in 57,4 % srednjo šolo. Naravoslovno ali tehniško izobrazbo ima 80,2 %
očetov in 49,7 % mater. Preverili smo, ali obstaja statistično pomembna razlika v stopnji
izobrazbe posameznega starša oziroma smerjo izobrazbe glede na uspeh testiranca na izbranih
vprašanjih o tekočih kristalih. Uporabili smo χ2-preizkus. Iz tabele 5.4 vidimo, da ni
statistično pomembnih razlik med spremenljivkami v povezavi z izobrazbo staršev in znanjem
študentov o tekočih kristalih (glej tudi prilogo 9.2.1.6).
82
Spremenljivka Vrednosti spremenljivke χ2 P 1 2 3 4 Stopnja izobrazbe očeta 8,5 % 67,7 % 21,5 % 2,3 % 18,078 0,644 Da Ne Naravoslovna izobrazba očeta 80,2 % 19,8 % 39,717 0,110 1 2 3 4 Stopnja izobrazbe matere 10,5 % 57,4 % 29,4 % 2,7 % 20,374 0,850 Da Ne Naravoslovna izobrazba matere 49,7 % 50,3 % 25,007 0,916 Tabela 0.4: Korelacije med spremenljivkami povezanimi z izobrazbo staršev in uspehom
testiranca pri poznavanju tekočih kristalov
Znanje in stratum prebivališča 442 izmed 448 študentov je podalo podatke o stratumu prebivališča. Pri tem je 58,6 %
študentov iz vasi, 25,3 % iz manjših mest in 16,1 % anketiranih študentov iz večjih mest.
Študenti z vasi so v povprečju dosegli 1,4 točke od 8 možnih na izbranih vprašanjih
(SD = 1,3). Študenti iz manjših mest so dosegli v povprečju največ točk, natančneje 1,6 točke
(SD = 1,4). Študenti iz večjih mest so v povprečju dosegli 1,4 točke od 8 možnih na izbranih
vprašanjih (SD = 1,4). S pomočjo podatkov deskriptivne statistike opazimo razlike med
vrednostmi aritmetičnih sredin števila doseženih točk na izbranih vprašanjih o tekočih
kristalih glede na stratum prebivališča. Ali so razlike statistično pomembne, smo preverili z
analizo variance (priloga 9.2.1.7). Izid preizkusa homogenosti varianc (Levene F-preizkus),
nam pokaže, da je predpostavka o homogenosti varianc je upravičena (F = 0,245, P = 0,783).
Razlika med aritmetičnimi sredinami doseženega števila točk na vprašalniku o tekočih
kristalih glede na stratum prebivališča ni statistično značilna (F = 0,723, P = 0,486). Poglejmo še rezultate z mature (priloga 9.2.1.7). Študenti z vasi so na maturi v povprečju
dosegli 19,4 točke od 34 možnih (SD = 4,147), študenti iz manjših mest 19,5 (SD = 4,2) in
študenti iz večjih mest 20,8 (SD = 4,8). Ali so razlike statistično pomembne, smo preverili z
analizo variance. Izid preizkusa homogenosti varianc (Levene F-preizkus), nam pokaže, da je
predpostavka o homogenosti varianc upravičena (F = 0,394, P = 0,783). Razlika med
aritmetičnimi sredinami števila doseženih točk glede na stratum prebivališča je statistično
značilna (F = 3,017, P = 0,050). Statistično pomembne razlike v številu doseženih točk na
maturi so med študenti z vasi in večjih mest (razlika aritmetičnih sredin je 1,486, P = 0,041).
Med študenti z vasi in manjših mest ni statistično pomembnih razlik v številu doseženih točk
83
na maturi (razlika aritmetičnih sredin je 0,121, P = 0,986) kot tudi pri študentih manjših in
večjih mest (razlika aritmetičnih sredin je 1,365, P = 0,118).
Uspeh resnih študentov pri izbranih nalogah
Znanje in spol
V raziskavi je sodelovalo 28 resnih študentov (10,5 %) in 239 resnih študentk (89,5 %).
Študenti so v povprečju dosegli 3,1 točke od 8 možnih na izbranih vprašanjih o tekočih
kristalih (SD = 1,9), medtem ko so študentke v povprečju dosegle 1,5 točke (SD = 1,3). Če
obstajajo statistično pomembne razlike med spoloma glede na znanje o tekočih kristalih, smo
preverili s t-preizkusom. Rezultat t-preizkusa (priloga 9.2.2.1) pokaže, da je predpostavka o
homogenosti varianc neupravičena (Levene F-test: F = 7,839, P = 0,000). Med aritmetičnima
sredinama števila doseženih točk pri izbranih vprašanjih o tekočih kristalih glede na spol je
razlika statistično značilna (t-test: t = 4,268, P = 0,000), torej med spoloma obstaja statistično
pomembne razlike v znanju o tekočih kristalih.
Za ilustracijo smo preverili še dosežke študentov in študentk na maturi. Študenti so na maturi
v povprečju dosegli 18,6 točk od 34 možnih (SD = 3,8), študentke pa 19,9 (SD = 4,2).
Rezultat t-preizkusa pokaže, da je predpostavka o homogenosti varianc upravičena (Levene
F-test: F = 0,250, P = 0,618). Med aritmetičnima sredinama ni statistično značilnih razlik (t-
test: t = 1,437, P = 0,152), torej med spoloma ne obstajajo statistično pomembne razlike v
številu doseženih točk na maturi. Zato ne moremo vzrokov za razliko v poznavanju tekočih
kristalov glede na spol iskati v dosežkih na maturi, pač pa se študenti verjento bolj zanimajo
za naravoslovje in tehniko kot študentke.
Znanje in motivacija
Želeli smo ugotoviti, ali obstaja statistično pomembna razlika med notranjo oziroma zunanjo
motivacijo in znanjem resnih študentov o tekočih kristalih. Zato smo uporabili χ2-preizkus. Iz
rezultatov χ2-preizkusa (priloga 9.2.2.2) razberemo, da ne obstaja statistično pomembna
razlika med različno notranje oziroma zunanje motiviranimi resnimi študenti in poznavanjem
tekočih kristalov (χ2 = 186,231, P = 0,959; χ2 = 184,266, P = 0,899).
84
Znanje in uspeh na maturi
Ali obstaja statistično pomembna razlika med doseženim številom točk na maturi glede na
uspeh pri izbranih vprašanjih o tekočih kristalih, smo preverili s χ2-preizkusom. Iz rezultatov
χ2-preizkusa (priloga 9.2.2.3) razberemo, da ni statistično pomembnih značilnih razlik med
številom doseženih točk na maturi resnih študentov glede na znanje o tekočih kristalih
(χ2 = 124,465, P = 0,294).
Znanje in smer študija
V raziskavi je sodelovalo 267 resnih študentov. Od tega je bilo 46 študentov študijske smeri
kemija in/ali fizika (17,2 %), 47 študentov drugih naravoslovnih smeri (biologija,
gospodinjstvo, matematika, tehnika, matematika) (17,6 %) in 174 študentov družboslovnih
smeri (65,2 %).
Študenti kemije in/ali fizike so v povprečju dosegli 1,3 točke od 8 možnih na izbranih
vprašanjih (SD = 1,4). Študenti drugih naravoslovnih smeri 2,2 točke od 8 možnih (SD = 1,8)
in študenti družboslovja v povprečju 1,7 točke od 8 možnih (SD = 1,2). Podatki deskriptivne
statistike prikazujejo razlike med vrednostmi aritmetičnih sredin števila doseženih točk na
izbranih vprašanjih o tekočih kristalih glede na smer študija. Ali so razlike statistično
pomembne, smo preverili z analizo variance. Pri tem nam izid preizkusa homogenosti varianc
(Levene F-preizkus) pokaže, da je predpostavka o homogenosti varianc neupravičena
(F = 6,334, P = 0,002). Torej uporabimo Welchovo aproksimativno metodo analizo variance
(priloga 9.2.2.4). Razlika med aritmetičnimi sredinami je statistično značilna (F = 5,188,
P = 0,006). Izkaže se, da obstajajo statistično pomembne razlike med študenti kemije in/ali
fizike in drugih naravoslovnih smeri (razlika aritmetičnih sredin je 0,908, P = 0,005).
Statistično pomembnih razlik pa ni med študenti kemije in/ali fizike in študenti družboslovnih
smeri glede na znanje o tekočih kristalih (razlika aritmetičnih sredin je 0,341, P = 0,303).
Statistično pomembne razlike pa so tudi med študenti drugih naravoslovnih smeri in študenti
družboslovja glede na znanje o tekočih kristalih (razlika aritmetičnih sredin je 0,567,
P = 0,036).
Za ilustracijo podajamo še dosežke študentov po določenih smereh študija na maturi. Študenti
kemije in /ali fizike so na maturi dosegli najnižje število točk 16,7 od 34 možnih (SD = 3,5).
85
Sledijo jim študenti drugih naravoslovnih smeri, ki so v povprečju dosegli 17,3 točke
(SD = 3,3). Najbolje pa so se na maturi v povprečju odrezali študenti družboslovnih smeri, in
sicer so dosegli 21,1 točke (SD = 3,9), kar je nad slovenskim povprečjem v šolskem letu
2008/2009 (M = 19,7). S pomočjo podatkov deskriptivne statistike opazimo razlike med
vrednostmi aritmetičnih sredin števila doseženih točk na maturi glede na smer študija. Ali so
razlike statistično pomembne, smo preverili z analizo variance (priloge 9.2.2.4). Izid
preizkusa homogenosti varianc (Levene F-preizkus), nam pokaže, da je predpostavka o
homogenosti varianc upravičena (F = 0,498, P = 0,608). Razlika med aritmetičnimi sredinami
števila doseženih točk glede na smer študija je statistično značilna (F = 32,526; P = 0,000).
Ugotovimo, da se pojavijo statistično pomembne razlike med številom doseženih točk na
maturi pri študentih kemije in/ali fizike in študentih družboslovja (razlika aritmetičnih sredin
je 4,412, P = 0,000). Statistično pomembne razlike so tudi med študenti drugih naravoslovnih
smeri in študenti družboslovja (razlika aritmetičnih sredin je 4,412, P = 0,000). Statistično
pomembnih razlik v številu doseženih točk na maturi pa ni med študenti kemije in/ali fizike in
študenti drugih naravoslovnih smeri (razlika aritmetičnih sredin je 0,600, P = 0,755).
Znanje in samoocena
262 od 267 resnih študentov sodelujočih v raziskavi je ocenilo svoje znanje o tekočih
kristalih. Od tega jih je 71 (27,1 %) ocenilo, da je njihovo poznavanje tekočih kristalov
srednje. 191 (72,9 %) pa jih je ocenilo, da o tekočih kristalih ne ve ničesar. Resni študenti, ki
so svoje znanje ocenili kot srednje, so v povprečju dosegli 2,2 točke od 8 možnih na izbranih
vprašanjih o tekočih kristalih (SD = 1,5). Študenti, ki so ocenili svoje znanje kot ničelno, pa
so v povprečju dosegli 1,5 točke na izbranih vprašanjih o tekočih kristalih (SD = 1,3).
Če obstajajo statistično pomembne razlike med samooceno znanja študentov o poznavanju
tekočih kristalov glede na znanje o tekočih kristalih, smo preverili s t-preizkusom (priloga
9.2.2.5). Rezultat t-preizkusa pokaže, da je predpostavka o homogenosti varianc upravičena
(Levene F-test: F = 0,263, P = 0,609). Med aritmetičnima sredinama je razlika statistično
značilna (t-test: t = 3,807, P = 0,000), torej med študenti glede na samooceno znanja o tekočih
kristalih obstaja statistično pomembne razlike v znanju o tekočih kristalih.
86
Znanje in izobrazba staršev
Primerjamo še znanje ter stopnjo in smer izobrazbe staršev resnih študentov. Iz tabele 5.5
vidimo, da je 6,5 % očetov resnih anketiranih študentov dokončalo osnovno šolo, 64,8 %
očetov anketiranih študentov je imelo dokončano srednjo šolo in 25,7 % univerzo. Drugo
vrsto izobrazbe (višja šola) ima 3,1 % očetov. Pri materah je malo drugače, saj je 33,2 %
mater dokončalo univerzo in 55,1 % srednjo šolo. Naravoslovno ali tehniško izobrazbo ima
85,5 % očetov in 61,0 % mater. Preverili smo, ali obstaja statistično pomembna razlika v
stopnji izobrazbe posameznega starša oziroma smerjo izobrazbe glede na uspeh testiranca na
izbranih vprašanjih o tekočih kristalih (priloga 9.2.2.6). Uporabili smo χ2-preizkus. Iz tabele
5.5 vidimo, da ni statistično pomembnih razlik med spremenljivkami v povezavi z izobrazbo
staršev in znanjem študentov o tekočih kristalih.
Spremenljivka Vrednosti spremenljivke χ2 P 1 2 3 4 Stopnja izobrazbe očeta 6,5 % 64,8 % 25,7 % 3,1 % 12,350 0,829 Da Ne Naravoslovna izobrazba očeta 85,5 % 14,5 % 25,286 0,711 1 2 3 4 Stopnja izobrazbe matere 9,1 % 55,1 % 33,2 % 2,6 % 18,755 0,407 Da Ne Naravoslovna izobrazba matere 61,0 % 39,0% 22,988 0,816 Tabela 0.5: Korelacije med spremenljivkami povezanimi z izobrazbo staršev in uspehom
resnega testiranca pri poznavanju tekočih kristalov
Znanje in stratum prebivališča 264 izmed 267 resnih študentov je podalo podatke o stratumu prebivališča. Pri tem je 58,0 %
študentov iz vasi, 24,6 % iz manjših mest in 17,4 % resnih anketiranih študentov iz večjih
mest. Študenti z vasi so v povprečju dosegli 1,7 točke od 8 možnih na izbranih vprašanjih
(SD = 1,4). Študenti iz manjših mest so dosegli v povprečju največ točk, natančneje 1,7 točke
(SD = 1,3). Študenti iz večjih mest so v povprečju dosegli 1,7 točke od 8 možnih na izbranih
vprašanjih (SD = 1,5). S pomočjo podatkov deskriptivne statistike opazimo razlike med
vrednostmi aritmetičnih sredin števila doseženih točk na izbranih vprašanjih o tekočih
kristalih glede na stratum prebivališča. Ali so razlike statistično pomembne smo preverili z
analizo variance (priloga 9.2.2.7). Izid preizkusa homogenosti varianc (Levene F-preizkus),
nam pokaže, da je predpostavka o homogenosti varianc upravičena (F = 0,076, P = 0,927).
87
Razlika med aritmetičnimi sredinami doseženega števila točk na vprašalniku o tekočih
kristalih glede na stratum prebivališča ni statistično značilna (F = 0,044, P = 0,957).
Študenti z vasi so na maturi v povprečju dosegli 19,8 točke od 34 možnih (SD = 4,2), študenti
iz manjših mest 19,3 (SD = 4,2) in študenti iz večjih mest 20,4 (SD = 4,4). Ali so razlike
statistično pomembne, smo preverili z analizo variance. Izid preizkusa homogenosti varianc
(Levene F-preizkus), nam pokaže, da je predpostavka o homogenosti varianc upravičena
(F =0,197, P = 0,821). Razlika med aritmetičnimi sredinami števila doseženih točk glede na
stratum prebivališča ni statistično značilna (F = 0,767, P = 0,466).
88
SINTEZA REZULTATOV Z RAZPRAVO V poglavju 5 smo podrobno predstavili in analizirali rezultate anketnega vprašalnika, s
katerim smo želeli pridobiti informacije o predstavah študentov o tekočih kristalih v Sloveniji.
Predstavili smo več vrst rezultatov. Sprva smo predstavili vzorec in raven motivacije za
učenje naravoslovja pri anketiranih študentih. Sledila je predstavitev rezultatov znanja o
tekočih kristalih. Najprej predstavljamo rezultate za vse študente (N = 448) na vseh
vprašanjih, ki testirajo poznavanje tekočih kristalov (poglavje 5.2.1). Nato pa predstavljamo
dosežke resnih študentov (N = 267) na izbranih vprašanjih. Kriterij za določitev resnosti
študenta je bila pravilno rešena naloga, kjer so študenti morali z molekulami ponazoriti trdno
agregatno stanje. Na koncu smo predstavili še korelacije med uspehom vseh in resnih
študentov na izbranih vprašanjih o tekočih kristalih glede na samooceno znanja o tekočih
kristalih, spol, stratum prebivališča, domače intelektualno okolje, notranjo motivacijo,
dosežke na maturi in smer študija.
Analiza pripelje do naslednjih odgovorov (O) na raziskovalna vprašanja (RV).
RV1: Kakšne so predstave študentov o tekočih kristalih po končanem srednješolskem
izobraževanju?
O1: Študenti po srednješolskem izobraževanju o tekočih kristalih nimajo skoraj nobene
predstave.
Pričakovali smo, da bodo študenti v povprečju znali logično razmišljati in odgovoriti vsaj na 3
izmed 6 izbranih vprašanj. Konkretno smo pričakovali, da bodo znali našteti kakšen izdelek s
tekočimi kristali, povedati, da ne poznamo samo 3 agregatnih stanj in da je tekočekristalno
stanje eno izmed stanj snovi. Vendar rezultati dobljeni z analizo vprašalnikov tako vseh kot
tudi resnih študentov kažejo, da predstave študentov o tekočih kristalov skoraj ne obstajajo.
Vsi študenti so v povprečju dosegli 1,5 točke (SD = 1,3) od 8 možnih na izbranih vprašanjih,
resni študenti pa so povprečno dosegli 1,7 točke (SD = 1,4) od 8 možnih točk na 6 izbranih
vprašanjih, ki testirajo poznavanje tekočih kristalov (tabela 6.1). Izmed vseh resnih študentov
je le en študent dosegel vseh 8 točk.
Iz tabele 6.1 vidimo, da so resni študenti nekoliko boljši pri poznavanju tekočih kristalov, a
vendar ni bistvene razlike med vsemi in resnimi študenti. Resni študenti so bili uspešnejši
89
predvsem pri vprašanju 11 c, kjer je bilo treba s skico ponazoriti molekule v tekočekristalnem
stanju, in pri vprašanju 5, ki se navezuje na uporabne lastnosti tekočih kristalov. 4 % več
resnih študentov je znalo pravilno obkrožiti dve lastnosti tekočih kristalov, ki so ključne za
uporabo tekočih kristalov v aplikacijah. 7 % več resnih študentov je znalo pravilno skicirati
razporeditev molekul v tekočekristalnem stanju. Izpostavimo še presenetljivo informacijo, da
je 82 % resnih študentov prepričanih, da poznamo le tri agregatna stanja, medtem ko je delež
vseh študentov, ki pravijo, da imamo zgolj in samo 3 agregatna stanja dosti nižji, in sicer
45 %.
Delež študentov s pravilnimi odgovori [%]
Vprašanje
Vsi študenti Resni študenti Vprašanje 4 (izdelek s tekočimi kristali)
22 25
Vprašanje 5 (število lastnosti) 1 2 3
29 11 2
32 15 3
Vprašanje 6 (eno izmed stanj) 30 31 Vprašanje 8 (živa bitja) 18 21 Vprašanje 9 (ni le 3 agregatnih stanj) 7 9 Vprašanje 11 c (ponazoritev tekočekristalnega stanja)
10 17
Število doseženih točk od 8 možnih 1,5 (SD = 1,3) 1,7 (SD = 1,4) Tabela 0.1: Dosežki študentov na izbranih vprašanjih
RV2: Kakšen je bil dosežek študentov na vprašalniku o tekočih kristalih glede na njihovo
lastno oceno znanja o tekočih kristalih?
O2: Študenti so svoje znanje o tekočih kristalih ocenili zgolj kot ničelno ali srednje. Tisti, ki
so svoje znanje ocenili kot srednje, so dosegli tudi večje število točk pri poznavanju tekočih
kristalov. Povprečno število doseženih točk, ki so jih dosegli študenti, ki so svoje znanje
ocenili kot srednje, se statistično razlikuje od povprečnega število doseženih točk, ki so jih
dosegli študenti, ki so svoje znanje o tekočih kristalih ocenili kot ničelno.
Okoli tri četrtine tako vseh kot tudi resnih študentov je ocenilo, da je njihovo znanje o
tekočih kristalih zanemarljivo (tabela 6.2). Pričakovati je bilo, da bodo študenti, ki so
opredelili svoje znanje kot srednje, bolje poznali tekoče kristale kot tisti, ki so opisali svoje
90
znanje o tekočih kristalih kot ničelno. S pomočjo t-preizkusa za neodvisne vzorce smo tako
pri vseh kot tudi resnih študentih pokazali utemeljenost naših domnev in ugotovili, da so
statistično pomembne razlike pri znanju študentov, ki so ocenili svoje znanje kot srednje in
tistimi, ki so svoje znanje ocenili kot ničelno.
Samoocena znanja
Delež študentov [%]
Povprečno število točk doseženo pri poznavanju tekočih kristalov
Statistično pomembne razlike pri poznavanju tekočih kristalov glede na samooceno
Ničelno 75,1 1,2 Srednje 24,9 2,2
Vsi študenti
Veliko 0 0
da
Ničelno 72,9 1,5 Srednje 27,1 2,2
Resni študenti
Veliko 0 0
da
Tabela 0.2: Dosežki študentov z različno samooceno na izbranih vprašanjih
RV3: Ali so razlike v znanju o tekočih kristalih pri študentih, ki študirajo kemijo ali fiziko,
študentih drugih naravoslovnih ved in študentih družboslovja?
O3: Razlike v doseženem številu točk na izbranih vprašanjih o tekočih kristalih so statistično
značilne med študenti drugih naravoslovnih smeri in študenti kemije in/ali fizike, kot tudi med
študenti drugih naravoslovnih smeri in študenti družboslovja.
Tekoči kristali so tema iz naravoslovja, zato je bilo pričakovati, da bodo študenti, ki so za svoj
študij izbrali naravoslovje nekoliko boljši v poznavanju tekočih kristalov kot družboslovci
(študenti na študijskih programih razrednega pouka, predšolske vzgoje, socialne pedagogike,
specialne in rehabilitacijske pedagogike, tiflopedagogike in pedagogike specifičnih učnih
težav in likovne pedagogike). Glede na to, da dolgoletna praksa kaže, da se na študij kemije
in/ali fizike na Pedagoško fakulteto Univerze v Ljubljani vpišejo študenti, ki v povprečju na
maturi dosegajo manjše število točk kot ostali naravoslovci (matematika, računalništvo,
tehnika, biologija, gospodinjstvo), smo pričakovali, da bodo študenti drugih naravoslovnih
smeri boljši v poznavanju tekočih kristalov kot študenti kemije in/ali fizike (tabela 6.3).
91
Rezultati enosmerne analize variance potrjujejo domnevo in pokažejo, da obstajajo statistično
pomembne razlike v poznavanju tekočih kristalov pri vseh kot tudi resnih študentih drugih
naravoslovnih ved s študenti drugih smeri (kemije in/ali fizike, družboslovja). Za ponazoritev
so bili preverjeni še dosežki teh študentov na maturi ob koncu srednje šole. Študenti, ki
študirajo kemijo in/ali fiziko so v povprečju dosegli manjše število točk na maturi kot študenti
drugih naravoslovnih ved in študenti družboslovja. Študenti družboslovja so dosegli najvišje
število točk na maturi, pri čemer pa le-to ne odraža njihovega znanja naravoslovja. Obenem
rezultati dosežkov na maturi kažejo, da študenti kemije in/ali fizike niso tipični predstavniki
svoje smeri. Znano je, da se za enopredmetni študij kemije kot tudi fizike ponavadi odločijo
boljši študenti, kar pa ne velja za dvopredmetne pedagoške študije. Zato posploševanje
rezultata, da študenti drugih naravoslovnih ved vedo nekaj več o tekočih kristalih kot študenti
kemije in/ali fizike in družboslovja, ni možno.
Smer študija Delež študentov [%]
Povprečno število točk doseženih na maturi
Povprečno število točk doseženih pri poznavanju tekočih kristalov
Statistično pomembne razlike pri dosežkih na maturi glede na smer študija
Statistično pomembne razlike pri poznavanju tekočih kristalov glede na smer študija
Kemija in/ali fizika
15 16,9 1,2
Druge naravoslovne smeri
16,5 17,0 1,9
Vsi študenti
Družboslovje 68,5 19,6 1,4
da da
Kemija in/ali fizika
17,2 16,7 1,3
Druge naravoslovne smeri
17,6 17,3 2,2
Resni študenti
Družboslovje 65,2 21,1 1,7
da da
Tabela 0.3: Dosežki študentov različnih smeri študija na izbranih vprašanjih
RV4: Ali je med študenti in študentkami kakšna razlika med dosežki na vprašalniku o tekočih
kristalih?
O4: Med študentkami in študenti so statistično značilne razlike v doseženem številu točk na
izbranih vprašanjih o tekočih kristalih.
92
Tekoče kristale bi kot šolsko temo lahko uvrstili v fiziko. Obenem so tekočekristalni
prikazovalniki ena izmed sodobnih tehnologij, nad katerimi so na podlagi izkušenj rečeno v
povprečju bolj navdušeni moški. Pričakovali smo, da bodo vsi kot tudi resni študenti dosegli
večje število točk na testu znanja o tekočih kristalih kot študentke. Predvidevanje lahko
potrdimo s pomočjo rezultatov števila doseženih točk na izbranih vprašanjih o poznavanju
tekočih kristalov (tabela 6.4). Z neodvisnim t-preizkusom smo preverili tudi statistično
pomembne razlike pri poznavanju tekočih kristalov glede na spol, ki se izkažejo za
utemeljene. Čeprav so tako vsi kot tudi resni študenti na maturi dosegli slabše rezultate kot
študentke, pa se to ne odraža v poznavanju tekočih kristalov. Obenem smo s tem pokazali, da
obstajajo razlike med spoloma pri zanimanju za naravoslovje in tehniko, kar navajata tudi
Haüssler in Hoffmann (2002). Poudariti pa moramo, da je bilo v raziskavo vključenih zgolj
okoli 10 % študentov in okoli 90 % študentk, kar tudi vpliva na omejitve zaključkov naše
študije.
Povprečno število doseženih točk
Statistično pomembne Razlike
Spol Delež študentov [%]
na maturi
Pri poznavanju tekočih kristalov
na maturi glede na spol
pri poznavanju tekočih kristalov glede na spol
Moški
9,6 18,9 2,6 Vsi študenti
Ženski 90,4 19,7 1,3
ne da
Moški 10,5 18,6 3,1 Resni študenti Ženski 89,5 19,9 1,5
ne da
Tabela 0.4: Dosežki študentk in študentov na izbranih vprašanjih
RV5: Ali študenti, ki so bolj motivirani za naravoslovje, resnično kažejo statistično
pomembno boljše poznavanje tekočih kristalov?
O5: V poznavanju tekočih kristalov ni statistično pomembnih razlik med študenti, ki so
visoko notranje oziroma zunanje motivirani za učenje naravoslovje, in študenti, ki so nizko
notranje oziroma zunanje motivirani.
Pričakovati je, da visoko tako notranje kot zunanje motivirani študenti dosegajo boljše
rezultate na preizkusih znanja. Tekoči kristali pa so zelo specifična tema, zatorej nismo
pričakovali, da bodo študenti kljub visoki motivaciji za učenje naravoslovja bolje poznali
93
tekoče kristale kot nemotivirani študenti. Domnevo smo preverili s χ2-preizkusom. Izkaže se,
da ni statistične povezanosti med notranjo oziroma zunanjo motivacijo in znanjem o tekočih
kristalih vseh kot tudi resnih študentov. Zato lahko potrdimo našo domnevo, da v primeru
poznavanja tekočih kristalov motivacija za učenje naravoslovnih predmetov ne vpliva na
globlje poznavanje le-teh (glej 5.3.1.4 in 5.3.2.4).
RV6: Ali so razlike v znanju o tekočih kristalih pri študentih povezane s stratumom
prebivališča?
O6: V poznavanju tekočih kristalov glede na stratum prebivališča ni statistično pomembnih
razlike med študenti.
Stratum prebivališča v današnjih časih naj ne bi vplival na znanje, saj imamo kvalitetne
učitelje naravoslovnih predmetov po vsej Sloveniji, obenem pa ima večina slovenskih domov
tudi dostop do spleta. Pričakovali smo, da ne bo razlik v poznavanju tekočih kristalov med
študenti glede na stratum prebivališča, kar smo potrdili z rezultati enosmerne analize variance
pri vseh, kot tudi pri samo resnih študentih (tabela 6.5). Čeprav je pri vseh študentih zaznati
statistično pomembne razlike v številu doseženih točk na maturi glede na stratum
prebivališča, le-ti ne vplivajo na statistično pomembne razlike v znanju o tekočih kristalih
glede na stratum prebivališča (priloga 9.3.1.7).
Stratum prebivališča
Delež študentov [%]
Povprečno število točk doseženo na maturi
Povprečno število točk doseženo pri poznavanju tekočih kristalov
Statistično pomembne razlike pri dosežkih na maturi glede na smer študija
Statistično pomembne razlike pri poznavanju tekočih kristalov glede na smer študija
Vas 58,6 19,4 1,4 Manjše mesto
25,3 19,5 1,6 Vsi študenti
Večje mesto 16,1 20,8 1,4
da ne
Vas 58,0 19,8 1,7 Manjše mesto
24,6 19,3 1,7 Resni študenti
Večje mesto 17,4 20,4 1,7
ne ne
Tabela 0.5: Dosežki študentov z različnim stratumom prebivališča na izbranih vprašanjih
94
RV7: Ali so razlike v znanju o tekočih kristalih pri študentih povezane z domačim
intelektualnim okoljem?
O7: Med poznavanjem tekočih kristalov glede na domače intelektualno okolje ni statistično
pomembnih razlik.
Mogoče je naivno pričakovati, a načeloma naj bi raven in smer izobrazbe staršev vplivali na
interese študentov in posledično tudi na poznavanje tekočih kristalov. Toda χ2-preizkus
pokaže, da ni statistično pomembnih razlike ne pri ravni kot tudi ne smeri izobrazbe staršev
glede na znanje o tekočih kristalih pri vseh in resnih študentih.
RV8: Ali so razlike v znanju o tekočih kristalih pri študentih povezane z uspehom na maturi?
O8: Pri uspehu študenta na izbranih vprašanjih o tekočih kristalih glede na število doseženih
točk na maturi ni statistično pomembnih razlik.
V splošnem bi pričakovali, da boljši študenti več vedo. Vendar pri poznavanju tekočih
kristalov tega nismo pričakovali. Izkaže se, da študenti, ki so dosegli večje število točk na
maturi, ne poznajo bolje tekočih kristalov kot tisti, ki so dosegli manjše število točk na maturi.
χ2-preizkus pokaže, da ni statistično pomembnih razlik med uspehom na maturi in znanjem o
tekočih kristalih. Vzrok je zagotovo v specifičnosti teme.
95
ZAKLJUČKI
Ključne ugotovitve
V magistrskem delu smo natančneje raziskali neformalno pridobljeno znanje o tekočih
kristalih po končanem srednješolskem izobraževanju. Poznavanje predstav študentov o
tekočih kristalih nam bo služilo kot osnova za oblikovanje učne enote za dijake. Da bi dobili
informacije, smo anketirali 448 študentov pedagoških študijskih programov 1. letnika
Pedagoške fakultete Univerze v Ljubljani na začetku študijskega leta 2009/10, in sicer v
oktobru 2009. Vprašalnik smo sestavili iz treh delov: s prvim delom smo pridobili splošne
informacije o študentih (slika 4.1), z drugim delom podatke o vrsti motivacije za učenje
naravoslovnih predmetov (slika 4.2) in s tretjim delom podatke o poznavanju tekočih kristalov
(slika 4.3).
Ugotovili smo:
anketirani študenti so povprečni predstavniki generacije glede na rezultate na
spomladanskem roku mature v šolskem letu 2008/2009 (slika 5.1),
v anketo so bili vključeni študenti pedagoških študijskih programov s področja
naravoslovja (32 %) in v večjem deležu (68 %) študenti na študijskih programih
razrednega pouka, predšolske vzgoje, socialne pedagogike, specialne in rehabilitacijske
pedagogike, tiflopedagogike in pedagogike specifičnih učnih težav in likovne pedagogike,
ki jih v delu imenujemo študenti družboslovja (slika 5.2),
29 % študentov je notranje motiviranih za učenje naravoslovja (slika 5.3),
študenti so v povprečju dosegli 3,6 točke od 17 možnih v tretjem delu vprašalnika o
tekočih kristalih (slika 5.4),
33 % anketiranih študentov je seznanjenih s tekočimi kristali (slika 5.5) in
24 % anketiranih študentov je svoje znanje o tekočih kristalih ocenila kot srednje, ostali
kot ničelno, ali pa ga niso ocenili (slika 5.6).
Iz analize uspešnosti študentov pri poznavanju tekočih kristalov smo dobili naslednje
rezultate:
22 % študentov zna navesti izdelek s tekočimi kristali (slika 5.8),
29 % študentov pozna eno lastnost tekočih kristalov, ki je pomembna za aplikacije
(slika 5.10),
96
30 % študentov ve, da je tekočekristalno stanje eno od agregatnih stanj (slika 5.12),
26 % študentov zna opisati tekočekristalno stanje (slika 5.37),
10 % študentov zna ponazoriti razporeditev molekul v tekočekristalnem stanju (slika 5.28
in slika 5.29),
15 % študentov ve, da so tekoči kristali organske snovi (slika 5.14),
23 % študentov ve, da so v molekulah tekočih kristalih najpogosteje zastopani elementi
ogljik, vodik in kisik (slika 5.31),
20 % jih ve, da tekočekristalne molekule vsebujejo več deset atomov (slika 5.33),
konkretno sliko modela molekule tekočega kristala prepozna 11 % anketiranih študentov
(slika 5.35),
9 % študentov ve, da poznamo množico snovi s tekočekristalnimi lastnostmi (slika 5.39)
in
18 % študentov se zaveda, da so tekoči kristali tudi v živih bitjih (slika 5.16).
Ankete pa sem analizirala še tako, da sem vzorec zmanjšala. V reduciranem vzorcu so bile
upoštevane ankete, na katerih so študenti skicirali razporeditev molekul v trdnem agregatnem
stanju. Te študente sem poimenovala resni študenti. Obenem pa sem v analizi izločila nekaj
preveč težkih vprašanj o tekočih kristalih, na katera skorajda nismo dobili pravilnih
odgovorov.
Najprej sem na celotnem vzorcu poiskala korelacije med uspehom testiranca pri poznavanju
tekočih kristalov na izbranih vprašanjih glede na posamezne spremenljivke. Zanimale so me
korelacije uspeha testiranca glede na samooceno znanja, spol, stratum prebivališča, smer
študija, dosežke na maturi, domače intelektualno okolju in motivacijo. Rezultati kažejo:
med spoloma obstajajo statistično pomembne razlike v znanju o tekočih kristalih, in sicer
so študenti v povprečju dosegli večje število točk kot študentke (poglavje 5.3.1.1),
med študenti glede na samooceno znanja o tekočih kristalih obstajajo statistično
pomembne razlike v znanju o tekočih kristalih, in sicer so študenti, ki so svoje znanje
ocenili kot srednje, v povprečju dosegli večje število točk, kot tisti, ki so ga ocenili kot
ničelno (poglavje 5.3.1.5),
obstajajo statistično pomembne razlike v številu doseženih točk pri vprašalniku o tekočih
kristalih med študenti drugih naravoslovnih smeri in študenti tako kemije in/ali fizike kot
tudi družboslovja, in sicer so študenti drugih naravoslovnih smeri v povprečju dosegli
večje število točk (poglavje 5.3.1.4),
97
pri znanju o tekočih kristalih pri študentih ni statistično pomembnih razlik glede na
motivacijo (poglavje 5.3.1.2), število doseženih točk na maturi (poglavje 5.3.1.3),
spremenljivke v povezavi z izobrazbo staršev (tabela 5.4) in glede na stratum prebivališča
(poglavje 5.3.1.7).
Analiza izbranih vprašanj z vprašalnikov reduciranega vzorca pa pokaže sledeče:
vsi študenti so v povprečju dosegli 1,5 točke izmed 8 možnih na izbranih vprašanjih, resni
pa 1,7 točke (tabela 6.1),
pri deležu pravilnih odgovorov na določeno vprašanje med vsemi in resnimi študenti ni
bistvenih razlik (tabela 6.1),
razlika med vsemi in resnimi študenti se pojavi v razporeditvi odgovorov, in sicer pri
nepravilnih odgovorih, odgovoru ne vem in neodgovarjanju.
Korelacije znanja o tekočih kristalih reduciranega vzorca glede na izbrane spremenljivke so
podobne kot na celotnem vzorcu, in sicer:
statistično pomembne razlike so v uspehu testirancev na vprašalniku o tekočih kristalih
glede na samooceno znanja (poglavje 5.3.2.5, tabela 6.2), spol (poglavje 5.3.2.1, tabela
6.4) in smer študija (poglavje 5.3.2.4, tabela 6.3),
statistično pomembnih razlik ni v znanju o tekočih kristalih glede na stratum prebivališča
(poglavje 5.3.2.7, tabela 6.5), dosežke na maturi (poglavje 5.3.2.3), domače intelektualno
okolje (poglavje 5.3.2.6, tabela 5.5) in motivacijo za učenje naravoslovnih predmetov
(poglavje 5.3.2)
Glede na to, da na vzorcu vseh študentov 1. letnika Pedagoške fakultete univerze v Ljubljani
kot tudi na vzorcu resnih študentov ne dobimo bistveno različnih rezultatov o znanju o
tekočih kristalih, lahko na širšo populacijo posplošimo naslednje rezultate:
znanje o tekočih kristalih študentov 1. letnika je šibko (tabela 6.1),
spremenljivke, pri katerih se kažejo statistično pomembne razlike na dosežke na
vprašalniku o poznavanju tekočih kristalov, so smer študija, spol in samoocena znanja o
tekočih kristalih.
Študenti v povprečju vedo nekaj več o tekočih kristalih kot študentke. Tega ne moremo
posplošiti, saj naš vzorec ni bil homogen. V raziskavo je bilo zajetih 90 % študentk in le 10 %
študentov. Študenti, ki svoje znanje o tekočih kristalih ocenijo bolje, v povprečju bolje
98
poznajo tekoče kristale. Posplošiti pa ne moremo, da so študenti drugih naravoslovnih smeri
boljši pri poznavanju tekočih kristalov kot študenti kemije in/ali fizike, saj se na
dvopredmetne pedagoške študije kemije in/ali fizike na Pedagoški fakulteti Univerze v
Ljubljani v povprečju vpišejo dijaki, ki dosegajo nižje število točk na maturi od slovenskega
povprečja. Znano je, da se boljši dijaki vpišejo na enopredmetne študije kemije ali fizike,
vendar ti študenti niso bili zajeti v vzorec.
Za konec povejmo še, da smo pri pregledovanju anketnih vprašalnikov ugotovili, da
pedagoške raziskave nekaterim študentom predstavljajo nepotrebno breme in rešijo zgolj
vprašanja, ki zahtevajo, da obkrožijo enega izmed ponujenih odgovorov, vprašanj odprtega
tipa pa se sploh ne lotijo. Vendar so pedagoške raziskave nujno potrebne, če hočemo
posodobiti vsebine učnih načrtov naravoslovja. Rezultati pedagoških raziskav pa so realen
pokazatelj predznanja in zmožnosti vpeljave sodobne vsebine v pouk le, če učenci korektno
rešujejo anketne vprašalnike.
Ideje za nadaljnje delo
Informacije, pridobljene s študijo znanja o tekočih kristalih po končanem srednješolskem
izobraževanju, so zagotovo idealni temelj za gradnjo učne enote o tekočih kristalih in njeno
vpeljavo v pouk.
Na osnovi ugotovljenih predstav, ki jih imajo študenti 1. letnika o tekočih kristalih, smo na
Pedagoški fakulteti Univerze v Ljubljani že naredili osnutek učne enote za dijake
(Ziherl et al., 2010). Cilji, ki smo si jih zastavili so bili:
oblikovati interdisciplinarno učno enoto (šolsko znanje je zelo razdrobljeno in dijakom
je ponavadi težko povezati drobce v smiselno celoto),
povečati zanimanje za znanost (na splošno mladih naravoslovje ne zanima),
povezati šolsko znanje z izkušnjami dijakov (prepogosto ima šolska znanost le malo
skupnega z dijakovimi izkušnjami),
narediti učno enoto z nekaj eksperimenti (v šolskem naravoslovju manjka
eksperimentiranja, čeprav dijaki povečini radi izvajajo eksperimente).
Cilji učne enote, ki smo jo pripravili, so:
1. naučiti dijake, kaj so tekoči kristali,
99
2. predstaviti dijakom dodatno fazo oziroma agregatno stanje in
3. pokazati posebne optične lastnosti, na katerih je osnovana tekočekristalna tehnologija.
Pri osnutku učne enote smo upoštevali znanje študentov 1. letnika o tekočih kristalih, ki je
predstavljeno v tem magistrskem delu in obstoječe učne načrte za srednje šole ter skušali
izpolniti učne cilje povezane z agregatnimi stanji, dvolomnostjo in sintezo organskih snovi.
Na podlagi prvih analiz osnutka učne enote smo ugotovili, da bi temo zlahka vključili v
srednje šole. Pri kemiji bi dijaki opisali strukturo tekočih kristalov, sintetizirali tekoči kristali
in razpravljali o agregatnih stanjih. Pri fiziki pa bi tekoče kristale vključili v poglavje o optiki
(lomni količnik, polarizacija svetlobe) in jih opisali kot model za druge fizikalne sisteme.
Tako bi pri obravnavi tekočih kristalov dijaki videli potrebnost interdisciplinarnega pristopa,
saj le-ta omogoča popolno obravnavo tekočih kristalov.
Na koncu se še vprašajmo, ali raziskovanje v naravoslovnem izobraževanju predstavlja pot do
znanja naravoslovja z razumevanjem (Ferk et al., 2007)? Znanje z razumevanjem je končni
cilj te poti, toda za dosego končnega cilja se morajo potruditi tako dijaki, učitelji in
raziskovalci. Dijaki z aktivnim in korektnim sodelovanjem v učnem procesu, učitelji in
raziskovalci pa s sodelovanjem. To omogoči učiteljem, da na ustrezni ravni prenesejo z
raziskavami pridobljeno znanje v šolsko prakso. Izkušnje, ki jih učitelj pridobi pri svojem
delu v razredu, pogosto namreč niso dovolj, da bi lahko dosegli naravoslovno pismenost, ki jo
zahteva sodobna družba.
Z našim delom o vpeljavi sodobne teme tekoči kristali smo trenutno na ravni raziskav, vendar
ne smemo dopustiti, da bi ostalo zgolj pri tem.
100
VIRI IN LITERATURA Ambrožič, F. (2000). Uvod v SPSS (2. pop. in dop. izd.). Ljubljana: Fakulteta za šport, Inštitut za kineziologijo. Anderman, E. M., & Young, A. J. (1994). Motivation and strategy use in science: Individual differences and classroom effects. Journal of Research in Science Teaching, 31. Babič, V. (2009). Dvolomnost in komplementarne barve. Magistrsko delo. Ljubljana: Fakulteta za matematiko in fiziko. Bennett, J., & Holman, J. (2002). Context-based approaches to the teaching of chemistry: what are they and what are their effects? In J. K. Gilbert et al. (Eds.), Chemical Education: Towards Research-based practice. Dordrecht, the Netherlands: Kluwer Academic Press. Bolak, K., Bialach, D., & Dunphy, M. (2005). Standards-based, thematic units integrate the arts and energize students and teachers. Middle School Journal, 31 (2). Born, M., Wolf, E. (2003). Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light (7th Edition). Cambridge: University Press. Boruah, B. R. (2009). Dynamic manipulation of a laser beam using a liquid crystal spatial light modulator. American Journal of Physics, 77 (4). Bratina, T. (2003). Primer uporabe SPSS. Maribor: Pedagoška fakulteta. Bratina, T. (2006). Slovarček statističnih metod s primeri. Maribor: Pedagoška fakulteta. Brophy, J. (1998). Motivating students to learn. Boston: McGraw Hill. Brown, G. H. (1983). Liquid Crystals – The chameleon Chemicals. Journal of Chemical Education, 60 (10). Bulte, A. M. W., Westbroek, H. B., Van Rens, E. M. M., & Pilot, A. (2004). Involving students in meaningful chemistry education by adapting authentic practices. In B. Ralle & I. Eilks (Eds.), Quality in practice-oriented research in science education (Proceedings of the 17th Symposium on Chemical Education in Dortmund), 105-116. Aachen, Germany: Shaker Publishing. Bulte, A. M. W., Westbroek, H. B., De Jong, O., & Pilot, A. (2006). A research approach to designing chemistry education using authentic practices as contexts. International Journal of Science Education, 28 (9). Liquid Crystal Phases. (2004). Pridobljeno 1. 8. 2010 iz http://plc.cwru.edu/tutorial/enhanced/files/lc/phase/phase.htm Cencič, M. (2002). Pisanje in predstavljanje rezultatov raziskovalnega dela. Ljubljana: Pedagoška fakulteta. Cholesteryl Ester Liquid Crystals. (2005). Pridobljeno 1. 8. 2010 iz http://www.chymist.com/Liquid%20Crystals.pdf Ciferno, T. M., Ondris-Crawford, R. J., & Crawford G. P. (1995). Inexpensive electrooptic experiments on liquid crystal display. The physics teacher, 33. Colletta, A. T., & Chiappetta, E. L. (1994). Science Instruction in the Middle and Secondary School. New York: Macmillan Publishing. Costa, N., Marques, L., & Kempa, R. F. (2000). Science teachers.awareness of findings from educational research. Research in Science and Technology Education, 18. Cussler E. L., & Moggridge, G. D. (2001). Chemical product design. Cambridge: Cambridge University Press.
101
Crawford, G. P. & Ondris-Crawford R. J. (1994). Liquid crystal displays: molecules at work. Physics Education, 29 (5). Čagran, B., Pšunder, M., Fošnarič, S., Ladič, J. (2008). Priročnik za izdelavo diplomskega dela. 3. izpopolnjena izd. Maribor: Pedagoška fakulteta. De Gennes, P.G., & Prost, J. (1993). Physics of liquid crystals. 2nd Ed. Oxford: Clarendon Press. De Jong, O. (2004). Mind your step: bridging the research-practice gap. Australian Journal of Education in Chemistry, 64. Devetak, I., Vogrinc, J., & Glažar, S. A. (2009). Assessing 16-year-old students’ understanding of aqueous solution at submicroscopic level. Research in Science Education, 39. Devetak, I. (2005). Explaining the latent structure of understanding submicropresentations in science. Doktorska dizertacija. Ljubljana: Pedagoška fakulteta. Dolinšek, S. (2006). Some governmental measures and youth perception related to the engineering education in Slovenia. Proceedings of the XII IOSTE Symposium. Penang, Malaysia. Evans, M. (2008). Polarizing Filters Aren't Supposed to Do That. The physics teacher, 46. Ferk Savec, V., Devetak, I., Wissiak Grm, K. S. (2007). Raziskovanje v naravoslovnem izobraževanju - pot do znanja naravoslovja z razumevanjem? Akcijsko raziskovanje za dvig kvalitete pouka naravoslovnih predmetov. Ljubljana: Naravoslovnotehniška fakulteta: Pedagoška fakulteta. Flowers, N., Mertens, S. B., & Mulhall, P.F. (1999). The impact of teaming: Five research-based outcomes. Middle School Journal, 36 (5). Fluessigkristalle. (2010). Pridobljeno 23. 8. 2010 iz http://www.ipc.uni-stuttgart.de/~giesselm/AG_Giesselmann/Forschung/Fluessigkristalle/Fluessigkristalle.html Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2005). Fundamentals of Physics. United states of America: John Wiley & Sons Inc. Hicks, R., & Nabilah, A. (1998). Excellent vs. inordinate students. A Bureau of Research and Consultancy Research Report, Shah Alam: Universiti Teknologi MARA. Gerlič, I. (1984). Metodika in metodologija pouka fizike. Maribor: Pedagoška akademija. Gerlič, I. (2008). Uvod v metodologijo raziskovalnega dela. Predavanja in gradiva pri predmetu Didaktika fizike za podiplomske študente. Gilbert, J. K. (2006). On the Nature of “Context” in Chemical Education. International Journal of Science Education, 28 (9). Haüssler, P., & Hoffmann L. (2002). An intervention study to enhance girls’ interest, self-concept, and achievement in physics classes. Journal of Research in Science Teaching, 39. Iglič, A. (2010). Polarizacija sončne svetlobe. Pridobljeno 23. 8. 2010 iz http://physics.fe.uni-lj.si/members/iglic/Additional%20material/fizII_PolarizacijaSoncneSvetlobe.pdf Juriševič, M. (2005). Učna motivacija v odnosu do učenja in učne uspešnosti učencev. Doktorska disertacija. Ljubljana: Filozofska fakulteta. Juriševič, M., Devetak, I., Razdevšek-Pučko, C., & Glažar, S. A. (2008). Intrinsic motivation of pre-service primary school teachers for learning chemistry in relation to their academic achievement. International Journal of Science Education, 30.
102
Kaučič, B. , Ambrožič, M., & Kralj, S. (2004). Interference textures of defects in a thin nematic film: an applet presentation. European Journal of Physics, 25 (4). Kožuh, B. (2000). Statistične obdelave v pedagoških raziskavah. Ljubljana: Filozofska fakulteta, Oddelek za pedagogiko in andragogiko. Lam-Fat, L. (1977). Sequence and academic achievement: A review of the literature . Pridobljeno 15. 8. 2010 iz http://sunzi1.lib.hku.hk/hkjo/view/33/3300099.pdf Lavrentovich. (2010). Pridobljeno 1. 8. 2010 iz http://www.lci.kent.edu/PI/Lavrentovich.htm Liberko, C. A., Shearer, J. (2000). Preparation of the surface-oriented liquid crystal. Journal of Chemical Education, 77 (9). Liquid Crystals Phases. (2004). Pridobljeno 1. 8. 2010 iz http://plc.cwru.edu/tutorial/enhanced/files/lc/phase/phase.htm Lipovnik, S. (2008). Inovacije pri pouku fizike. Seminarska naloga. Maribor: Fakulteta za naravoslovje in matematiko. Dostopno na: www.gravitacija.som Low, R. J. (2002). Measuring order and biaxiality. European Journal of Physics, 23 (111). Moses, T., & Jensen, B. (1998). The Freedericksz transition in liquid crystals: An undergraduate experiment for the advanced laboratory. American Journal of Physics, 66 (1). Moses, T., Durall, B. and Frankowiak, G. (2000). Magnetic birefringence in a liquid crystal: An experiment for the advanced undergraduate laboratory. Americal Journal of Physics, 68 (3). Meece, J. L., & Jones, M. G. (1996). Gender differences in motivation and strategy use in science: Are girls rote learners? Journal of Research in Science Teaching, 33. Meijer, M. R., Bulte, A. M. W., & Pilot, A. (2005, August 29th - September 1st). A Conceptual Analysis of micro-macro thinking - Using structure-property relations in chemical education. Paper presented at the ESERA conference, Barcelona. Merck. (2004). Pridobljeno 23. 8. 2010 iz http://magazine.merck.de/en/Life_and_Style/LCD/LCD2.html Muševič, I. (1985). Prikazalniki s tekočimi kristali. Presek, 13 (1). National Academy of Sciences. (1995). National science education standards. Pridobljeno 30. 7. 2010 iz http://www.nap.edu/readingroom/books/nses/ Newmann, F., Wehlage, G., & Lamborn, S. (1992). The significance and sources of student engagement. In F. Newmann (Eds.), Student engagement and achievement in American secondary schools. New York: Teachers College Press. Oakes, J. (1986) Educational Indicators: A Guide for Policymakers. New Brunswick: Rutgers University, Center for Policy Research in Education. Olah, A., & Doane, J. W. (1977). Experiment in the Bragg reflection of light for the undergraduate using cholesteric liquid crystals. American Journal of Physics, 45 (5). Ondris-Crawford, R. J., Crawford, G. P., & Doane, J. W. (1992). Liquid crystals – Phase of Future. The Physics Teacher, 30. Optical Birefringence. (2010). Pridobljeno 30. 7. 2010 iz http://www.microscopyu.com/articles/polarized/birefringenceintro.html Osborne, J., & Collins, J. (2001). Pupils’ Views of the Role and Value of the Science Curriculum: a Focus group Study. International Journal of Science Education, 23 (5).
103
Optika. (2010). Pridobljeno 1. 8. 2010 iz http://www.optika-pirc.com/?menu_item=sl_zgradba Patch, G., & Hope, G. A. (1985). Preparation and Properties of Cholesteric Liquid Crystals. Journal of Chemical Education, 62. Pavlin, J., Devetak I., Glažar A. S., & Čepič, M. (2010). First Year University Students’ Conceptions about Liquid Crystals in Slovenia. The XIV IOSTE International Symposium on Socio-cultural and human values in science and technology education. Razdevšek Pučko C. (2005). Pridobljeno 1.8.2010 iz http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/upload/ESS%20-%20predstavitev%20Mojca.pdf Rennie, L. J. (1990). Student participation and motivational orientation: What do students do in science? In K., Tobin, J., Butler & B. J. Fraser (Eds.), Windows into science classrooms: Problems associated with higher-level cognitive learning (pp. 164-198). London: The Falmer Press. Repnik, R., Mathelitsch, L., Svetec, M., & Kralj, S. (2003). Physics of defects in nematic liquid crystals. European Journal of Physics, 24 (4). Rogers, C. R. (1983). Freedom to Learn. Columbus, Ohio: Charles E. Merrill Publishing. Sanfeliz, M., & Stalzer, M. (2003). Science Motivation in the Multicultural Classroom. Science Teacher, 70 (3). Sagadin, J. (1993). Poglavja iz metodologije pedagoškega raziskovanja. 2. predelana in dopolnjena izd. Ljubljana: Zavod Republike Slovenije za šolstvo in šport. Sagadin, J. (2003). Statistične metode za pedagoge. Maribor: Obzorja. Shabajee, P. & Postlethwaite, K. (2000). What happened to modern physics? School Science Review, 81 (297). Simpson, R. D., & Oliver, J. S. (1990). A summary of major influences on attitude toward and achievement in science among adolescent students. Science Education, 74. Strnad, J. (2006). O poučevanju fizike. Ljubljana: DMFA. Satcitananda. (2010). Svetloba in barve. Pridobljeno 23.8.2010 iz http://www.svetloba.satcitananda.si/ Tomshardware. (2010). Prideobljeno 1.8.2010 iz http://www.tomshardware.com/reviews/17,591-2.html Talib, O., Luan, W. S., Christirani Azhar, S., & Abdullah, N. (2009). Uncovering Malaysian Students’ Motivation to Learning Science. European Journal of Social Sciences, 8 (2). ZRSŠ. (2010). Učni načrti za fiziko. Pridobljeno 1.8.2010 iz http://www.zrss.si/default.asp?link=predmet&tip=6&pID=8&rID=99 Urbančič, M. (2007). Razvijanje razumevanja naravoslovnih problemov z uporabo interdisciplinarnega pristopa k poučevanju. Akcijsko raziskovanje za dvig kvalitete pouka naravoslovnih predmetov. Ljubljana: Naravoslovnotehniška fakulteta, Pedagoška fakulteta. Van Hecke, G. R., Karukstis, K. K., Li, H., Hendargo, H. C., Cosand, A. J., & Marja, M. (2005). Synthesis and Physical Properties of Liquid Crystals: An Interdisciplinary Experiment. Journal of Chemical Education, 82 (9). Van Oers, B. (1998). From context to contextualization. Learning and instruction, 8. Vaupotič, N. (1996). Tekočekristalni zasloni. Fizika v šoli, 2 (1). Vilfan, M., & Muševič, I. (2002). Tekoči kristali. Ljubljana: DMFA – založništvo. Vogrinc, J. (2008). Kvalitativno raziskovanje na pedagoškem področju. Ljubljana: Pedagoška fakulteta.
104
Waclawik, E. R., Ford, M. J., Hale, P.S., Shapter, J. G., & Voelcker, N. H. (2004). Liquid Crystal Displays: Fabrication and Measurement of a Twisted Nematic Liquid-Crystal Cell. Journal of Chemical Education, 81 (6). Weiner, B. (1979). A theory of motivation from some classroom experiences. Journal of Educational Psychology, 71. Wright, J. J. (1973). Optics Experiments with Nematic Liquid Crystals. American Journal of Physics, 41(2). Zhu, Z. (2007). Learning content, physics self-efficacy, and female students' physics course-taking. International Education Journal, 8 (2). Ziherl, S., Pavlin, J., Susman, K., Glažar, S. A., Čepič, M., & Vaupotič, N. (2010). A Teaching unit about liquid crystals. The XIV IOSTE International Symposium on Socio-cultural and human values in science and technology education.
105
PRILOGE
Anketni vprašalnik
I. DEL (splošni podatki)
1. Spol:
M
Ž
2. Starost: let
in
mesecev
3. Katero smer srednje šole ste zaključili?
4. Koliko točk ste dosegli na maturi?
točk Kolikokrat ste opravljali maturo?
krat
5. Na katerem izpitnem roku ste maturo opravili?
pomladanski
jesenski
6. Katera izbirna predmeta ste opravljali na maturi ?
in
7. Kakšen uspeh ste dosegli v srednji šoli? Napišite številčne ocene.
1. letnik 2. letnik 3. letnik 4. letnik Matura splošen učni uspeh Št. točk: Biologija Ocena: Kemija Ocena: Fizika Ocena:
8. Najvišja dokončana šola:
mati:
dokončana osnovna šola
dokončana srednja šola; katera smer:
dokončana univerza; katera smer
drugo:
oče:
dokončana osnovna šola
dokončana srednja šola; katera smer:
dokončana univerza; katera smer:
drugo:
VPRAŠALNIK ZA ŠTUDENTE PEDAGOŠKE FAKULTETE O TEKOČIH KRISTALIH (TK) Navodilo za izpolnjevanje: Pred seboj imate vprašalnik, s katerim želimo izvedeti več o vaših pogledih na srednješolsko naravoslovje. Vaša naloga je, da skrbno preberete vprašanja, temeljito razmislite in iskreno odgovorite. Nekatera vprašanja zahtevajo pisni odgovor, pri nekaterih trditvah pa obkrožite številko na sedem-stopenjski odgovorni lestvici (vedno obkrožite le eno oceno z lestvice), obkrožite ali se strinjate ali ne s trditvami oz. naredite križec, v kvadratek pred ustreznim odgovorom. Sodelovanje pri izpolnjevanju vprašalnika v nobenem primeru ne vpliva na vaše ocene pri naravoslovju, saj je anonimen. Zanimajo nas vaše izkušnje in vaše mnenje o učenju naravoslovja in poznavanju tekočih kristalov. Zato je najbolj pomembno, da poskušate biti v svojih odgovorih čim bolj natančni, da odgovarjate tako, kot resnično mislite oz. mislite, da je trditev prava oz. napačna. Če odgovora ne poznate obkrožite ne vem. Zagotavljamo vam popolno zaupnost podatkov. Vprašalnik vsebuje skupno 31 vprašanj. Izpolnjevanje vprašalnika časovno NI omejeno, zato si vzemite dovolj časa in ga v miru izpolnite.
106
11. Kje imate stalno bivališče?
na vasi
v manjšem mestu
v večjem mestu 10. Katera študijska smer ste letos?
Tehnika in
matematika
Biologija in
kemija
Fizika in kemija
Razredni
pouk
Socialna pedagogika
Tehnika in
računalništvo
Biologija in
gospodinjstvo
Fizika in
matematika
Predšolska vzgoja
Specialna in
rehabilitacijska pedagogika
Tehnika in
fizika
Kemija in
gospodinjstvo
Fizika in
računalništvo
Tiflopedagogika in
pedagogika specifičnih učnih težav
Računalništvo
in matematika
Likovna pedagogika
II. DEL (Kako bi najbolje razložili svoje dosedanje osnovnošolsko in srednješolsko učenje naravoslovja?)
zame zagotovo ne velja
včasih velja, včasih
ne velja
zame zagotovo
velja
pri biologiji 1 2 3 4 5 6 7 pri fiziki 1 2 3 4 5 6 7
1. Učil-a sem se zato, da so mi drugi (učitelji, starši) dali mir in da sem zadovoljil-a pričakovanja svoje okolice. pri kemiji 1 2 3 4 5 6 7
pri biologiji 1 2 3 4 5 6 7 pri fiziki 1 2 3 4 5 6 7 2. Učil-a sem se, da me ne bi bilo sram zaradi
neznanja in da ne bi izstopal-a v negativno smer. pri kemiji 1 2 3 4 5 6 7 pri biologiji 1 2 3 4 5 6 7 pri fiziki 1 2 3 4 5 6 7 3. Učil-a sem se, ker mi je pomembno, da to znam in
da dobim dobre ocene. pri kemiji 1 2 3 4 5 6 7 pri biologiji 1 2 3 4 5 6 7 pri fiziki 1 2 3 4 5 6 7 4. Učil-a sem se, ker me je snov zanimala in ker sem
se to rad-a učil-a. pri kemiji 1 2 3 4 5 6 7 III. DEL (Koliko veste o tekočih kristalih?)
1. Ali ste seznanjeni s tekočimi kristali?
DA
NE 2. Kje ste slišali o njih, če je bil odgovor na prejšnje vprašanje pritrdilen?
šola
knjige
TV
splet
revije
drugo:
3. Ocenite, koliko veste o tekočih kristalih?
veliko
srednje
ničesar 4. Se morda spomnite, kje tekoče kristale uporabljamo. Navedite nekaj izdelkov. ____________________________ __________________________________________________________________________________________
107
5. Zaradi katerih lastnosti so v teh izdelkih, namesto drugih snovi, uporabljeni tekoči kristali? Označite lahko več lastnosti.
optičnih lastnosti – dvolomnosti
optičnih lastnosti – barve
električnih lastnosti
magnetnih lastnosti
ker tečejo
viskoznosti
gostote
drugo: _____________________________________________ Ovrednotite trditve. 6. Tekoče kristalno stanje je eno iz med agregatnih stanj. DA NE NE VEM 7. Tekoči kristali so anorganske snovi. DA NE NE VEM 8. Snovi z značilnostmi tekočih kristalov so prisotne tudi v živih bitjih. DA NE NE VEM 9. Poznamo tri agregatna stanja snovi. DA NE NE VEM 10. Plazma je agregatno stanje snovi. DA NE NE VEM
9. S pomočjo skiciranja molekul snovi ponazori a) trdno, b) tekoče in c) tekoče-kristalno stanje. Eno molekulo ponazori kot .
Trdno stanje Tekoče stanje Tekočekristalno stanje
Ovrednotite trditve. 12. Molekule tekočih kristalov so običajno sestavljene iz ogljikovih, vodikovih in kisikovih
atomov. DA NE
NE
VEM
13. Molekule tekočih kristalov so običajno večje molekule z več deset atomi. DA NE NE
VEM
14. Model na sliki predstavlja molekulo tekočega kristala.
DA NE NE
VEM
15. V tekoče kristalnem stanju so pri določeni temperaturi molekule snovi še vedno urejene,
vendar manj kot v trdnem in bolj kot v tekočem stanju. DA NE
NE
VEM
16. Poznamo le nekaj deset snovi, ki imajo tekoče kristalne lastnosti. DA NE NE
VEM
17. Ali morda o tekočih kristalih veste še kaj več, o čemer nismo spraševali. Ali nam to lahko napišete. __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ Najlepša hvala za sodelovanje.
108
Analiza podatkov s programom SPSS
Tabele, ki so zbrane v tem poglavju, dopolnjujejo rezultate povezav poznavanja tekočih
kristalov z drugimi spremenljivkami, ki so prikazane v poglavju 5.3. Podatki, ki sem jih
uporabila, so v tabelah obarvani rumeno.
Vsi anketirani študenti in izbrane naloge
Znanje in spol Group Statistics
spol N Mean Std.
Deviation Std. Error
Mean Znanje_TK
1 43 2,58 1,867 ,285
2 405 1,34 1,229 ,061 Independent Samples Test
Levene's Test for Equality of
Variances t-test for Equality of Means 95%
Confidence Interval of the
Difference
F Sig. T Df
Sig. (2-
tailed) Mean
Difference Std. Error Difference Lower Upper
Equal variances assumed
24,953 ,000 5,949 446 ,000 1,243 ,209 ,832 1,654 znanje_TK
Equal variances not assumed
4,268 45,944 ,000 1,243 ,291 ,657 1,829
Dosežki na maturi glede na spol Group Statistics
Spol N Mean Std. Deviation Std. Error
Mean št.točk_matura 1 38 18,92 4,414 ,716 2 373 19,67 4,265 ,221
109
Independent Samples Test
Levene's Test for
Equality of Variances t-test for Equality of Means
95% Confidence
Interval of the Difference
F Sig. T Df
Sig. (2-
tailed) Mean
Difference Std. Error Difference Lower Upper
Equal variances assumed
,028 ,867 1,028 409 ,304 -,749 ,729 -2,181 ,683 št.točk_matura
Equal variances not assumed
-1,000 44,334 ,323 -,749 ,749 -2,259 ,761
Znanje in motivacija Case Processing Summary
Cases Valid Missing Total
N Percent N Percent N Percent zun_mot * znanje_TK 448 100,0% 0 ,0% 448 100,0% not_mot * znanje_TK 447 99,8% 1 ,2% 448 100,0%
Zunanja motivacija Chi-Square Tests
Value df Asymp. Sig. (2-sided) Pearson Chi-Square 320,764(a) 266 ,012 Likelihood Ratio 229,586 266 ,948 Linear-by-Linear Association ,003 1 ,955 N of Valid Cases
448
a 289 cells (92,6%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,00. Notranja motivacija Chi-Square Tests
Value df Asymp. Sig. (2-sided) Pearson Chi-Square 263,028(a) 266 ,540 Likelihood Ratio 186,247 266 1,000 Linear-by-Linear Association ,633 1 ,426 N of Valid Cases
447
a 287 cells (92,0%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,00.
110
Znanje in uspeh na maturi Case Processing Summary
Cases Valid Missing Total
N Percent N Percent N Percent št.točk_matura * znanje_TK 411 91,7% 37 8,3% 448 100,0%
Chi-Square Tests
Value df Asymp. Sig.
(2-sided) Pearson Chi-Square 163,202(a) 161 ,437 Likelihood Ratio 145,906 161 ,797 Linear-by-Linear Association ,024 1 ,878
N of Valid Cases 411
a 164 cells (85,4%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,00.
Znanje in smer študija Descriptives znanje_TK
95% Confidence Interval for Mean
N Mean Std. Deviation Std. Error Lower Bound Upper Bound Minimum Maximum 1 67 1,21 1,320 ,161 ,89 1,53 0 5 2 74 1,86 1,723 ,200 1,47 2,26 0 8 3 307 1,41 1,237 ,071 1,27 1,55 0 6 Total 448 1,46 1,352 ,064 1,33 1,58 0 8
Test of Homogeneity of Variances znanje_TK
Levene Statistic df1 df2 Sig. 8,825 2 445 ,000
Robust Tests of Equality of Means znanje_TK
Statistic(a) df1 df2 Sig. Welch 3,303 2 118,620 ,040
a Asymptotically F distributed.
111
ANOVA znanje_TK
Sum of Squares Df Mean Square F Sig. Between Groups 17,008 2 8,504 4,729 ,009 Within Groups 800,186 445 1,798 Total 817,194 447
Multiple Comparisons Dependent Variable: znanje_TK Tukey HSD
(I) smer_studija (J) smer_studija Mean Difference (I-J) Std. Error Sig. 95% Confidence Interval 1 2 -,656(*) ,226 ,011 -1,19 -,12 3 -,205 ,181 ,495 -,63 ,22 2 1 ,656(*) ,226 ,011 ,12 1,19 3 ,451(*) ,174 ,026 ,04 ,86 3 1 ,205 ,181 ,495 -,22 ,63 2 -,451(*) ,174 ,026 -,86 -,04
* The mean difference is significant at the .05 level. znanje_TK Tukey HSD
Subset for alpha = .05 Smer_studija N 1 2 1 67 1,21 3 307 1,41 1,41 2 74 1,86 Sig. ,546 ,055
Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 94,649. b The group sizes are unequal. The harmonic mean of the group sizes is used. Type I error levels are not guaranteed. Število točk na maturi glede na smer študija Descriptives št.točk_matura
95% Confidence Interval for Mean
N Mean Std. Deviation Std. Error Lower Bound Upper Bound Minimum Maximum 1 53 16,89 4,046 ,556 15,77 18,00 11 34 2 67 16,97 3,181 ,389 16,19 17,75 10 24 3 291 20,70 4,060 ,238 20,23 21,17 11 34 Total 411 19,60 4,279 ,211 19,19 20,02 10 34
Test of Homogeneity of Variances št.točk_matura
Levene Statistic df1 df2 Sig.
1,351 2 408 ,260
112
ANOVA št.točk_matura
Sum of
Squares df Mean Square F Sig. Between Groups 1206,309 2 603,154 39,060 ,000 Within Groups 6300,251 408 15,442 Total 7506,560 410
Multiple Comparisons Dependent Variable: št.točk_matura Tukey HSD
(I) smer_studija (J) smer_studija Mean Difference (I-J) Std. Error Sig. 95% Confidence Interval 2 -,083 ,722 ,993 -1,78 1,62 1 3 -3,814(*) ,587 ,000 -5,19 -2,43
2 1 ,083 ,722 ,993 -1,62 1,78 3 -3,731(*) ,532 ,000 -4,98 -2,48 1 3,814(*) ,587 ,000 2,43 5,19 3 2 3,731(*) ,532 ,000 2,48 4,98
* The mean difference is significant at the .05 level. št.točk_matura Tukey HSD
Subset for alpha = .05 smer_studija N 1 2 1 53 16,89 2 67 16,97 3 291 20,70 Sig. ,990 1,000
Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 80,581. b The group sizes are unequal. The harmonic mean of the group sizes is used. Type I error levels are not guaranteed.
Znanje in samoocena T test
ocena študenta koliko zna o TK_1:veliko; 2:srednje; 3:nič N Mean Std. Deviation
Std. Error Mean
znanje_TK 2 109 2,18 1,415 ,136 3 328 1,22 1,242 ,069
113
Independent Samples Test
Levene's Test for Equality of
Variances t-test for Equality of Means 95%
Confidence Interval of the
Difference
F Sig. t df
Sig. (2-
tailed) Mean
Difference Std. Error Difference Lower Upper
Equal variances assumed
1,228 ,268 6,775 435 ,000 ,964 ,142 ,684 1,244 znanje_TK
Equal variances not assumed
6,346 166,718 ,000 ,964 ,152 ,664 1,264
Znanje in izobrazba staršev Statistics
mati_raven_izo mati_vrsta_fras
cati oče_raven_
izo oce_vrsta_fras
cati Valid 446 348 437 328 N Missing 2 100 11 120
Chi-Square Tests_oce_raven
Value df Asymp. Sig.
(2-sided) Pearson Chi-Square 21,523(a) 21 ,427 Likelihood Ratio 18,078 21 ,644 Linear-by-Linear Association ,158 1 ,691
N of Valid Cases 437
a 18 cells (56,3%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,02. Chi-Square Tests_oce_vrsta
Value df Asymp. Sig.
(2-sided) Pearson Chi-Square 36,140(a) 30 ,204 Likelihood Ratio 39,717 30 ,110 Linear-by-Linear Association ,514 1 ,473
N of Valid Cases 328
a 30 cells (71,4%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,05.
114
Chi-Square Tests_mati_raven
Value df Asymp. Sig.
(2-sided) Pearson Chi-Square 23,218(a) 28 ,722 Likelihood Ratio 20,374 28 ,850 Linear-by-Linear Association 3,028 1 ,082
N of Valid Cases 446
a 26 cells (65,0%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,00. Chi-Square Tests_mati_vrsta
Value df Asymp. Sig.
(2-sided) Pearson Chi-Square 25,742(a) 36 ,897 Likelihood Ratio 25,007 36 ,916 Linear-by-Linear Association ,007 1 ,934
N of Valid Cases 348
a 31 cells (63,3%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,01.
Znanje in stratum prebivališča Descriptives znanje_TK
95% Confidence Interval for Mean
N Mean Std. Deviation Std. Error Lower Bound Upper Bound Minimum Maximum 1 259 1,42 1,346 ,084 1,26 1,59 0 8 2 112 1,59 1,359 ,128 1,33 1,84 0 6 3 71 1,38 1,367 ,162 1,06 1,70 0 5 Total 442 1,46 1,352 ,064 1,33 1,59 0 8
Test of Homogeneity of Variances znanje_TK
Levene Statistic df1 df2 Sig.
,245 2 439 ,783 ANOVA znanje_TK
Sum of
Squares df Mean Square F Sig. Between Groups 2,646 2 1,323 ,723 ,486 Within Groups 803,121 439 1,829 Total 805,767 441
115
Multiple Comparisons Dependent Variable: znanje_TK Tukey HSD
(I) bivalisce
(J) bivalisce
Mean Difference (I-J)
Std. Error Sig. 95% Confidence Interval
2 -,165 ,153 ,530 -,52 ,20 1 3 ,044 ,181 ,967 -,38 ,47
2 1 ,165 ,153 ,530 -,20 ,52 3 ,209 ,205 ,565 -,27 ,69 1 -,044 ,181 ,967 -,47 ,38 3 2 -,209 ,205 ,565 -,69 ,27
znanje_TK Tukey HSD
Subset for alpha =
.05
bivalisce N 1 3 71 1,38 1 259 1,42 2 112 1,59 Sig. ,481
Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 111,632. b The group sizes are unequal. The harmonic mean of the group sizes is used. Type I error levels are not guaranteed. Število točk na maturi glede na stratum prebivališča Descriptives št.točk_matura
95% Confidence Interval for Mean
N Mean Std. Deviation Std. Error Lower Bound Upper Bound Minimum Maximum 1 243 19,35 4,147 ,266 18,83 19,87 10 34 2 104 19,47 4,210 ,413 18,65 20,29 11 34 3 61 20,84 4,838 ,619 19,60 22,08 11 34 Total 408 19,60 4,293 ,213 19,19 20,02 10 34
Test of Homogeneity of Variances št.točk_matura
Levene Statistic df1 df2 Sig.
,933 2 405 ,394
116
ANOVA št.točk_matura
Sum of
Squares df Mean Square F Sig. Between Groups 110,135 2 55,067 3,017 ,050 Within Groups 7391,542 405 18,251 Total 7501,676 407
Multiple Comparisons Dependent Variable: št.točk_matura Tukey HSD
(I) bivalisce (J) bivalisce Mean Difference (I-J) Std. Error Sig. 95% Confidence Interval 2 -,121 ,501 ,968 -1,30 1,06 1 3 -1,486(*) ,612 ,041 -2,93 -,05
2 1 ,121 ,501 ,968 -1,06 1,30 3 -1,365 ,689 ,118 -2,99 ,26 1 1,486(*) ,612 ,041 ,05 2,93 3 2 1,365 ,689 ,118 -,26 2,99
* The mean difference is significant at the .05 level. št.točk_matura Tukey HSD
Subset for alpha = .05 bivalisce N 1 2 1 243 19,35 2 104 19,47 19,47 3 61 20,84 Sig. ,978 ,064
Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 99,588. b The group sizes are unequal. The harmonic mean of the group sizes is used. Type I error levels are not guaranteed. Resni študenti in izbrane naloge
Znanje in spol Group Statistics
spol N Mean Std. Deviation Std. Error Mean znanje_TK 1 28 3,11 1,853 ,350 2 239 1,54 1,256 ,081
117
Independent Samples Test
Levene's Test for Equality of
Variances t-test for Equality of Means 95% Confidence
Interval of the Difference
F Sig. t Df
Sig. (2-
tailed) Mean
Difference Std. Error Difference Lower Upper
Equal variances assumed
7,839 ,005 5,889 265 ,000 1,563 ,265 1,041 2,086 znanje_TK
Equal variances not assumed
4,349 29,975 ,000 1,563 ,359 ,829 2,297
Group Statistics
spol N Mean Std. Deviation Std. Error Mean št.točk_matura 1 25 18,64 3,807 ,761 2 220 19,91 4,222 ,285
Independent Samples Test
Levene's Test for
Equality of Variances t-test for Equality of Means
95% Confidence
Interval of the Difference
F Sig. t df
Sig. (2-
tailed) Mean
Difference Std. Error Difference Lower Upper
Equal variances assumed
,250 ,618 1,437 243 ,152 -1,269 ,883 -3,008 ,470 št.točk_matura
Equal variances not assumed
1,561 31,113 ,129 -1,269 ,813 -2,927 ,388
Znanje in motivacija Case Processing Summary
Cases Valid Missing Total
N Percent N Percent N Percent zun_mot * znanje_TK 267 100,0% 0 ,0% 267 100,0% not_mot * znanje_TK 266 99,6% 1 ,4% 267 100,0%
118
Zunanja motivacija Chi-Square Tests
Value df Asymp. Sig. (2-sided) Pearson Chi-Square 214,564(a) 210 ,400 Likelihood Ratio 184,266 210 ,899 Linear-by-Linear Association ,158 1 ,691 N of Valid Cases
267
a 241 cells (95,6%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,00. Notranja motivacija Chi-Square Tests
Value df Asymp. Sig. (2-sided) Pearson Chi-Square 215,462(a) 216 ,498 Likelihood Ratio 181,315 216 ,959 Linear-by-Linear Association 1,065 1 ,302 N of Valid Cases
266
a 255 cells (98,5%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,00.
Znanje in uspeh na maturi Chi-Square Tests
Value df Asymp. Sig. (2-sided) Pearson Chi-Square 127,919(a) 120 ,294 Likelihood Ratio 124,465 120 ,372 Linear-by-Linear Association ,010 1 ,919 N of Valid Cases
245
a 137 cells (93,2%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,00.
Znanje in smer študija Descriptives znanje_TK
95% Confidence Interval for Mean
N Mean Std. Deviation Std. Error Lower Bound
Upper Bound Minimum Maximum
1 46 1,33 1,399 ,206 ,91 1,74 0 5 2 47 2,23 1,820 ,266 1,70 2,77 0 8 3 174 1,67 1,246 ,094 1,48 1,85 0 5 Total 267 1,71 1,411 ,086 1,54 1,88 0 8
119
Test of Homogeneity of Variances znanje_TK
Levene Statistic df1 df2 Sig.
6,334 2 264 ,002 Robust Tests of Equality of Means znanje_TK Statistic(a) df1 df2 Sig. Welch 3,615 2 78,485 ,031
a Asymptotically F distributed. ANOVA znanje_TK
Sum of
Squares df Mean Square F Sig. Between Groups 20,013 2 10,006 5,188 ,006 Within Groups 509,201 264 1,929 Total 529,213 266
Multiple Comparisons Dependent Variable: znanje_TK Tukey HSD
(I) smer_studija (J) smer_studija Mean Difference (I-J) Std. Error Sig. 95% Confidence Interval 2 -,908(*) ,288 ,005 -1,59 -,23 1 3 -,341 ,230 ,303 -,88 ,20
2 1 ,908(*) ,288 ,005 ,23 1,59 3 ,567(*) ,228 ,036 ,03 1,11 1 ,341 ,230 ,303 -,20 ,88 3 2 -,567(*) ,228 ,036 -1,11 -,03
* The mean difference is significant at the .05 level. znanje_TK Tukey HSD
Subset for alpha = .05 smer_studija N 1 2 1 46 1,33 3 174 1,67 1,67 2 47 2,23 Sig. ,363 ,062
Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 61,522. b The group sizes are unequal. The harmonic mean of the group sizes is used. Type I error levels are not guaranteed.
120
Število doseženih točk na maturi glede na smer študija Descriptives št.točk_matura
95% Confidence Interval for Mean
N Mean Std. Deviation Std. Error Lower Bound Upper Bound Minimum Maximum 1 37 16,70 3,463 ,569 15,55 17,86 11 25 2 43 17,30 3,313 ,505 16,28 18,32 11 24 3 165 21,12 3,894 ,303 20,52 21,71 11 31 Total 245 19,78 4,192 ,268 19,25 20,31 11 31
Test of Homogeneity of Variances št.točk_matura
Levene Statistic df1 df2 Sig.
,498 2 242 ,608 ANOVA št.točk_matura
Sum of
Squares df Mean Square F Sig. Between Groups 908,486 2 454,243 32,526 ,000 Within Groups 3379,612 242 13,965 Total 4288,098 244
Multiple Comparisons Dependent Variable: št.točk_matura Tukey HSD
(I) smer_studija (J) smer_studija Mean Difference (I-J) Std. Error Sig. 95% Confidence Interval 2 -,600 ,838 ,755 -2,58 1,38 1 3 -4,412(*) ,680 ,000 -6,02 -2,81
2 1 ,600 ,838 ,755 -1,38 2,58 3 -3,813(*) ,640 ,000 -5,32 -2,30 1 4,412(*) ,680 ,000 2,81 6,02 3 2 3,813(*) ,640 ,000 2,30 5,32
* The mean difference is significant at the .05 level.
121
št.točk_matura Tukey HSD
Subset for alpha = .05 smer_studija N 1 2 1 37 16,70 2 43 17,30 3 165 21,12 Sig. ,686 1,000
Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 53,245. b The group sizes are unequal. The harmonic mean of the group sizes is used. Type I error levels are not guaranteed.
Znanje in samoocena Group Statistics
ocena študenta koliko zna o TK_1:veliko; 2:srednje; 3:nič N Mean Std. Deviation
Std. Error Mean
znanje_TK 2 71 2,23 1,485 ,176 3 191 1,50 1,333 ,096
Independent Samples Test
Levene's Test for
Equality of Variances t-test for Equality of Means
95% Confidence Interval of the
Difference
F Sig. t df
Sig. (2-
tailed) Mean
Difference Std. Error Difference Lower Upper
Equal variances assumed
,263 ,609 3,807 260 ,000 ,728 ,191 ,351 1,105 znanje_TK
Equal variances not assumed
3,623 114,442 ,000 ,728 ,201 ,330 1,126
122
Znanje in izobrazba staršev Case Processing Summary
Cases Valid Missing Total
N Percent N Percent N Percent mati_raven_izo * znanje_TK 265 99,3% 2 ,7% 267 100,0%
mati_vrsta_frascati * znanje_TK 213 79,8% 54 20,2% 267 100,0%
oče_raven_izo * znanje_TK 261 97,8% 6 2,2% 267 100,0%
oce_vrsta_frascati * znanje_TK 200 74,9% 67 25,1% 267 100,0%
Chi-Square Tests oce_raven_izo
Value df Asymp. Sig. (2-sided) Pearson Chi-Square 10,736(a) 18 ,905 Likelihood Ratio 12,350 18 ,829 Linear-by-Linear Association ,124 1 ,724 N of Valid Cases
261
a 17 cells (60,7%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,03. Chi-Square Tests oce_vrsta_frascati
Value df Asymp. Sig. (2-sided) Pearson Chi-Square 20,919(a) 30 ,890 Likelihood Ratio 25,286 30 ,711 Linear-by-Linear Association ,021 1 ,884 N of Valid Cases
200
a 31 cells (73,8%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,05. Chi-Square Tests mati_raven_izo
Value df Asymp. Sig. (2-sided) Pearson Chi-Square 18,389(a) 18 ,430 Likelihood Ratio 18,755 18 ,407 Linear-by-Linear Association 3,382 1 ,066 N of Valid Cases
265
a 15 cells (53,6%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,03.
123
Chi-Square Tests mati_vrsta_frascati
Value df Asymp. Sig. (2-sided) Pearson Chi-Square 22,811(a) 30 ,823 Likelihood Ratio 22,988 30 ,816 Linear-by-Linear Association ,103 1 ,749 N of Valid Cases
213
a 25 cells (59,5%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,08.
Znanje in stratum prebivališča Descriptives znanje_TK
95% Confidence Interval for Mean
N Mean Std. Deviation Std. Error Lower Bound Upper Bound Minimum Maximum 1 153 1,72 1,421 ,115 1,49 1,95 0 8 2 65 1,72 1,341 ,166 1,39 2,06 0 5 3 46 1,65 1,479 ,218 1,21 2,09 0 5 Total 264 1,71 1,407 ,087 1,54 1,88 0 8
Test of Homogeneity of Variances znanje_TK
Levene Statistic df1 df2 Sig.
,076 2 261 ,927 ANOVA znanje_TK
Sum of
Squares df Mean Square F Sig. Between Groups ,176 2 ,088 ,044 ,957 Within Groups 520,365 261 1,994 Total 520,542 263
Multiple Comparisons Dependent Variable: znanje_TK Tukey HSD
(I) bivalisce (J) bivalisce Mean Difference (I-J) Std. Error Sig. 95% Confidence Interval 2 -,004 ,209 1,000 -,50 ,49 1 3 ,067 ,237 ,957 -,49 ,63
2 1 ,004 ,209 1,000 -,49 ,50 3 ,071 ,272 ,963 -,57 ,71 1 -,067 ,237 ,957 -,63 ,49 3 2 -,071 ,272 ,963 -,71 ,57
124
znanje_TK Tukey HSD
Subset for alpha =
.05
bivalisce N 1 3 46 1,65 1 153 1,72 2 65 1,72 Sig. ,953
Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 68,713. b The group sizes are unequal. The harmonic mean of the group sizes is used. Type I error levels are not guaranteed. Število doseženih točk na maturi glede na stratum prebivališča Descriptives št.točk_matura
95% Confidence Interval for Mean
N Mean Std. Deviation Std. Error Lower Bound Upper Bound Minimum Maximum 1 142 19,82 4,159 ,349 19,13 20,51 11 31 2 63 19,33 4,162 ,524 18,29 20,38 11 28 3 39 20,38 4,428 ,709 18,95 21,82 11 28 Total 244 19,79 4,199 ,269 19,26 20,32 11 31
Test of Homogeneity of Variances št.točk_matura
Levene Statistic df1 df2 Sig.
,197 2 241 ,821 ANOVA št.točk_matura
Sum of
Squares df Mean Square F Sig. Between Groups 27,089 2 13,544 ,767 ,466 Within Groups 4257,829 241 17,667 Total 4284,918 243
125
Multiple Comparisons Dependent Variable: št.točk_matura Tukey HSD
(I) bivalisce (J) bivalisce
Mean Difference
(I-J) Std. Error Sig. 95% Confidence Interval 2 ,491 ,636 ,721 -1,01 1,99 1 3 -,561 ,760 ,741 -2,35 1,23
2 1 -,491 ,636 ,721 -1,99 1,01 3 -1,051 ,856 ,438 -3,07 ,97 1 ,561 ,760 ,741 -1,23 2,35 3 2 1,051 ,856 ,438 -,97 3,07
št.točk_matura Tukey HSD
Subset for alpha =
.05
bivalisce N 1 2 63 19,33 1 142 19,82 3 39 20,38 Sig. ,348
Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 61,784. b The group sizes are unequal. The harmonic mean of the group sizes is used. Type I error levels are not guaranteed.
126
I Z J A V A
Podpisana Jerneja Pavlin izjavljam, da sem magistrsko delo z naslovom Analiza znanja o
tekočih kristalih pri študentih v prvem letniku univerzitetnega študija izdelala sama, prispevki
drugih so posebej označeni, uporabljeni viri in literatura so korektno navedeni.
Maribor, 6. september 2010