DIPLOMA - Razumevanje kemijskih pojmov v devetem …pefprints.pef.uni-lj.si/886/1/DIPLOMA_-_Razumevanje_kemijskih... · Študijski program: Kemija in Fizika Razumevanje kemijskih

UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA

FAKULTETA ZA MATEMATIKO IN FIZIKO FAKULTETA ZA KEMIJO IN KEMIJSKO

TEHNOLOGIJO NARAVOSLOVNOTEHNIŠKA FAKULTETA

Študijski program: Kemija in Fizika

Razumevanje kemijskih pojmov v devetem razredu osnovne šole

DIPLOMSKO DELO

Mentor: Kandidatka: S. A. Glažar Tjaša Kastelic

Ljubljana, maj, 2012

2

3

Zahvala

Za vsa prizadevanja, pomoc ter podporo

pri pisanju diplomske naloge se iskreno

zahvaljujem mentorju in svojim

najbljižnjim.

4

POVZETEK V šolskem letu 2011 – 2012 se je državnega tekmovanja iz predmeta kemije udeležilo 562 učencev devetih razredov osnovnih šol iz cele Slovenije. S pomočjo analize rešenih testov je bilo ugotovljeno učenčevo razumevanje in poznavanje kemije. Učenci si ponavadi težje predstavljajo svet, ki ga ne vidijo s prostimi očmi. V kemiji obstajajo mehanizmi, kot so modeli, ki nam submikroskopski svet lahko približajo. Zato je v uvodu v večji meri kratko predstavljen submikroskopski svet po temah, ki se jih učijo učenci v osnovnih šolah. Glede na analizo učenčevih preizkusov znanj so v jedru predstavljeni rezultati analize ter njihova interpretacija. Za zaključek so zbrana opažanja, sinteza in vrednotenje po učnih vsebinah v katerih je podano učenčevo razumevanje posameznih vsebin ter tipov nalog, ki so učencu lažje rešljive.

ABSTRACT In school year 2011-2012, 562 students in ninth grade (aged 15 years) all over Slovenia attended national competition in chemistry. From the analysis of the test results, their chemistry knowledge at different Bloom’s categories was identified. In teaching chemistry models are used for visualizing the sub-microscopic world of particles, therefore in the introduction the application of different types of models (model sets and virtual models) are presented and their application discussed. In the central part of the diploma thesis and results are presented in detail and discussed from different point of view. For the conclusion the observations and evaluation of the results according to different chemistry topics are presented.

KLJUČNE BESEDE: submikroskopski svet, razumevanje kemijskih pojmov, analiza preizkusov znanj, makro raven, submikro raven, simbolna raven in modeli.

5

KAZALO VSEBINE POVZETEK _______________________________________________________________ 4

ABSTRACT _______________________________________________________________ 4

KLJUČNE BESEDE:________________________________________________________ 4

UVOD ____________________________________________________________________ 9

1 VIZUALIZACIJSKI ELEMENTI ____________________________________________ 9

REALISTIČNE SLIKE _________________________________________________________ 9

KONVENCIONALNE SLIKE ___________________________________________________ 9

HIBRIDNE SLIKE ____________________________________________________________ 10

2 KEMIJSKE RAVNI ______________________________________________________ 11

MAKROSKOPSKA RAVEN____________________________________________________ 11

SUBMIKROSKOPSKA RAVEN ________________________________________________ 11

SIMBOLNA RAVEN __________________________________________________________ 12

MODELI ____________________________________________________________________ 12

3 MODEL STRP (SOODVISNOST TREH RAVNI NARAVOSLOVNEGA POJMA) ___ 15

4 RAVEN SUBMIKROSKOPSKE PREDSTAVITVE PRI POUKU V OSNOVNI ŠOLI _ 16

4.1 ŠESTI, SEDMI IN OSMI RAZRED OSNOVNE ŠOLE _______________________ 16 4.1.1 AGREGATNA STANJA ______________________________________________________ 16 4.1.2 PREHODI MED AGREGATNIMI STANJI _______________________________________ 18 4.1.3 ČISTA SNOV in ZMES _______________________________________________________ 20

4.2 DEVETI RAZRED OSNOVNE ŠOLE _____________________________________ 23 4.2.1 KISLINE ___________________________________________________________________ 23 4.2.2 BAZE _____________________________________________________________________ 24 4.2.3 KISIKOVE ORGANSKE SPOJINE______________________________________________ 26 4.2.4 MAŠČOBE _________________________________________________________________ 31 4.2.5 OGLJIKOVI HIDRATI _______________________________________________________ 32 4.2.6 BELJAKOVINE _____________________________________________________________ 34

EMPIRIČNI DEL - ANALIZA, SINTEZA IN VREDNOTENJE PREIZKUSOV ZNANJA_________________________________________________________________________ 36

1 NAMEN ________________________________________________________________ 36

2 VZOREC _______________________________________________________________ 36

3 ANALIZA PREIZKUSOV ZNANJ___________________________________________ 36

3.1 ANALIZA PRAVILNIH ODGOVOROV ______________________________________ 36

3.2 ANALIZA NAPAČNIH ODGOVOROV _______________________________________ 37

4 STRUKTURA ANALIZE NALOG ___________________________________________ 37

5 MREŽNI DIAGRAM ANALIZIRANEGA PREIZKUSA ZNANJ __________________ 37

ANALIZA TESTNIH NALOG ZA 9. RAZRED OSNOVNE ŠOLE __________________ 40

1.1 naloga ____________________________________________________________________ 42

1.2 naloga ____________________________________________________________________ 44

2.1 naloga ____________________________________________________________________ 47

6

2.2 naloga ____________________________________________________________________ 49

2.3 naloga ____________________________________________________________________ 51

2.4 naloga ____________________________________________________________________ 53

3.1 naloga ____________________________________________________________________ 56

3.2 naloga ____________________________________________________________________ 58

4.1 naloga ____________________________________________________________________ 61

4.2 naloga ____________________________________________________________________ 63

4.3 naloga ____________________________________________________________________ 65

5.1 naloga ____________________________________________________________________ 68

5.2 naloga ____________________________________________________________________ 70

5.3 naloga ____________________________________________________________________ 72

6. naloga _____________________________________________________________________ 75

7. naloga _____________________________________________________________________ 79

8. naloga _____________________________________________________________________ 82

9.1 naloga ____________________________________________________________________ 85

9.2 naloga ____________________________________________________________________ 87

9.3 naloga ____________________________________________________________________ 89

10.1 naloga ___________________________________________________________________ 92

10.2 naloga ___________________________________________________________________ 94

10.3 naloga ___________________________________________________________________ 96

ZAKLJUČEK _____________________________________________________________ 98

UGOTOVITVE____________________________________________________________ 98

1 TOČKE _________________________________________________________________ 98

2 KOGNITIVNE RAVNI ____________________________________________________ 98

3 VSEBINE NALOG IN NJIHOVO REŠEVANJE_______________________________ 99 3.1 TOPNOST__________________________________________________________________ 99 3.2 MASNI DELEŽ _____________________________________________________________ 99 3.3 OGLJIKOVODIKI __________________________________________________________ 100 3.4 POIMENOVANJE SPOJIN ___________________________________________________ 100 3.5 KISIKOVA DRUŽINA ORGANSKIH SPOJIN ___________________________________ 100 3.6 POVEZOVANJE DELCEV ___________________________________________________ 100 3.7 GOSTOTA ________________________________________________________________ 101 3.8 KISLINE, BAZE IN SOLI ____________________________________________________ 101

4 TIPI NALOG TER NJIHOVO REŠEVANJE __________________________________ 101 4.1 BRANJE GRAFOV _________________________________________________________ 101 4.2 KEMIJSKO RAČUNANJE ___________________________________________________ 101 4.3 IZBIRNI TIP NALOGE ______________________________________________________ 102 4.4 DOPOLNILNI TIP NALOGE _________________________________________________ 102 4.5 PROBLEMSKA NALOGA ___________________________________________________ 102 4.6 PISANJE STRUKTURNE FORMULE __________________________________________ 102

5 NAJBOLJE IN NAJSLABŠE REŠENE NALOGE ____________________________ 103

6 POVZETEK ZAKLJUČKA _______________________________________________ 103

LITERATURA ___________________________________________________________ 105

7

KAZALO PREGLEDNIC PREGLEDNICA 1 RAZLIKE MED ZMESJO IN SPOJINO. ...................................................................... 20 PREGLEDNICA 2 PREGLEDNICA PRIKAZUJE SKUPINE UČENCEV PORAZDELJENIH PO

ŠTEVILU DOSEŽENIH TOČK NA CELOTNEM PREIZKUSU ZNANJA. ............... 36 PREGLEDNICA 3 PREGLEDNICA PRIKAZUJE USPEH POSAMEZNE SKUPINE UČENCEV PO

NALOGAH. ................................................................................................................... 37 PREGLEDNICA 4 PREGLEDNICA PRIKAZUJE POVPREČEN ODSTOTEK REŠENIH NALOG

GLEDE NA KOGNITIVNO RAVEN............................................................................ 99 PREGLEDNICA 5 PREGLEDNICA PRIKAZUJE POVPREČEN ODSTOTEK REŠENIH NALOG PO

POSAMEZNIH VSEBINAH. ...................................................................................... 101 PREGLEDNICA 6 PREGLEDNICA PRIKAZUJE POVPREČEN ODSTOTEK REŠENIH NALOG PO

POSAMEZNIH TIPIH NALOG................................................................................... 102

KAZALO SLIK SLIKA 1 SLIKA PH METER (DEVETAK IDR., 2011). ________________________________________ 9 SLIKA 2 SLIKA GOVORI O PH-JU (DEVETAK IDR., 2011). ___________________________________ 9 SLIKA 3 GRAF PRIKAZUJE ODVISNOST HITROSTI OD ČASA (DEMŠAR IDR., 2009). ___________ 9 SLIKA 4 SLIKA PRIKAZUJE PORAZDELITEV ELEKTRONOV PO LUPINAH V ATOMU KLORA

(GLAŽAR IDR., 2006). ___________________________________________________________ 9 SLIKA 5 HIBRIDNA SLIKA KISA TER PORAZDELITEV DELCEV ETANOJSKE KISLINE V KISU

(DEVETAK IDR., 2011). ________________________________________________________ 10 SLIKA 6 HIBRIDNA SLIKA ČISTILA TER PORAZDELITEV DELCEV V ČISTILU (DEVETAK IDR.,

2011). ________________________________________________________________________ 10 SLIKA 7 HIBRIDNA SLIKA SOLI TER PORAZDELITEV DELCEV V NATRIJEVEM KLORIDU

(DEMŠAR IDR., 2009). _________________________________________________________ 10 SLIKA 8 PRIKAZ POVEČAVE DELCEV IZ MAKRO NIVOJA V SUBMIKRO NIVO (DEVETAK IDR.,

2010). ________________________________________________________________________ 10 SLIKA 9 KRISTALI ŽVEPLA (GLAŽAR IDR., 2006). ________________________________________ 11 SLIKA 10 VRTINEC VODE (GLAŽAR IDR., 2006). __________________________________________ 11 SLIKA 11 SLIKA PONAZARJA NA SUBMIKROSKOPSKI RAVNI PREHAJANJE SNOVI IZ TRDNEGA

AGREGATNEGA STANJA V TEKOČE AGREGATNO STANJE TER IZ TEKOČEGA AGREGATNEGA STANJA V PLINASTO AGREGATNO STANJE IN NAZAJ (GLAŽAR IDR., 2006).________________________________________________________________________ 11

SLIKA 12 SESTAVA DETERGENTA JE PONAZORJENA NA SIMBOLNI RAVNI S FORMULO DETERGENTA (DEVETAK IDR., 2011).___________________________________________ 12

SLIKA 13 SLIKA PRIKAZUJE MODEL ŽVEPLOVE KISLINE . ________________________________ 12 SLIKA 14 SLIKA PRIKAZUJE ENAČBO KEMIJSKE REAKCIJE PONAZORJENE S KALOTNIMI

MODELI (DEVETAK IDR., 2011). ________________________________________________ 13 SLIKA 15 MODELI V RAZLIČNIH OBLIKAH. MODELI SO NAREJENI V PROGRAMIG ISIS DRAW IN

CHEMSKETCH. _______________________________________________________________ 13 SLIKA 16 SLIKA PRIKAZUJE KAPLJICO VODE (MAKRO NIVO) TER MOLEKULE VODE

(SUBMIKRO NIVO) (DEMŠAR IDR., 2009).________________________________________ 13 SLIKA 17 SLIKA PRIKAZUJE FORMULO SPOJINE (SIMBOLNA RAVEN) TER DETERGENT (MAKRO

RAVEN) (DEVETAK IDR., 2011). ________________________________________________ 14 SLIKA 18 SLIKA PRIKAZUJE STRUKTURNO FORMULO (SIMBOLNA RAVEN) TER MODEL

(SUBMIKRO RAVEN) MOLEKULE KOFEINA (DEVETAK IDR., 2011). ________________ 14 SLIKA 19 SLIKA PRIKAZUJE SADEŽ ANANASA (MAKRO NIVO), RACIONALNO FORMULO

(SIMBOLNA RAVEN) TER MODEL (SUBMIKRO RAVEN) ETIL BUTANOATA, KI SE NAHAJA V ANANASU (DEVETAK IDR., 2011).____________________________________ 14

SLIKA 20 MODEL POUČEVANJA IN UČENJA KEMIJE (DEVETAK IDR., 2009). _________________ 15 SLIKA 21 SLIKA PRIKAZUJE VODO V TRDNEM AGREGATNEM STANJU TER MOLEKULE VODE

NA SUBMIKROSKOPSKI RAVNI (DEMŠAR IDR., 2009). ____________________________ 16 SLIKA 22 MOLEKULE VODE V LEDU NA SUBMIKROSKOPSKI RAVNI (GLAŽAR IDR., 2006). ___ 16 SLIKA 23 SLIKA PRIKAZUJE VODO V TEKOČEM AGREGATNEM STANJU TER MOLEKULE VODE

NA SUBMIKROSKOPSKI RAVNI (DEMŠAR IDR., 2009). ____________________________ 17 SLIKA 24 MOLEKULE VODE V TEKOČI VODI NA SUBMIKROSKOPSKI RAVNI (GLAŽAR IDR.,

2006).________________________________________________________________________ 17

8

SLIKA 25 SLIKA PRIKAZUJE MOLEKULE VODE V PLINASTEM AGREGATNEM STANJU TER MOLEKULE VODE NA SUBMIKROSKOPSKI RAVNI (DEMŠAR IDR., 2009). ________ 17

SLIKA 26 SLIKA MOLEKULE V VODNI PARI NA SUBMIKROSKOPSKI RAVNI (GLAŽAR IDR., 2006).________________________________________________________________________ 17

SLIKA 27 SLIKA PRIKAZUJE MAKROSKOPSKI PROCES PREHAJANJA SNOVI IZ TRDNEGA AGREGATNEGA STANJA V TEKOČE AGREGATNO STANJE TER IZ TEKOČEGA V PLINASTO AGREGATNO STANJE IN NAZAJ (DEMŠAR IDR., 2009). _________________ 18

SLIKA 28 SLIKA PRIKAZUJE DELITEV SNOVI NA ZMESI IN ČISTE SNOVI. ČISTE SNOVI SE DELIJO ŠE NAPREJ NA ELEMENTE (ENOATOMNE IN VEČATOMNE, KI VSEBUJEJO ENAKE VRSTE) TER NA SPOJINE (VEČ ATOMOV RAZLIČNIH ELEMENTOV, KI SE MED SEBOJ POVEZUJEJO V MOLEKULE TER IONSKE SPOJINE) (KRONHAUSER, FRAZER, 2003).________________________________________________________________________ 20

SLIKA 29 SUBMIKRO PREDSTAVITEV V MOČNI IN ŠIBKI KISLINI. _________________________ 23 SLIKA 30 SUBMIKROSKOPSKA PREDSTAVITEV DELCEV V MOČNI IN ŠIBKI BAZI.___________ 25 SLIKA 31 SLIKE PREDSTAVLJAJO PRIMERE MODELOV ALKOHOLOV.______________________ 26 SLIKA 32 SLIKA PRIKAZUJE ELIMINACIJO (ODCEP) VODE PRI REAKCIJI DVEH MOLEKUL

ALKOHOLOV. PRI TEM NASTANE ETER. _______________________________________ 26 SLIKA 33 SLIKI PRIKAZUJETA PRIMERA MODELOV MOLEKUL ETROV. ____________________ 27 SLIKA 34 SLIKE PRIKAZUJEJO PRIMERE MODELOV MOLEKUL ALDEHIDOV. _______________ 27 SLIKA 35 SLIKI PRIKAZUJETA PRIMERA MODELOV MOLEKUL KETONOV. _________________ 28 SLIKA 36 PRIMERI MODELOV MOLEKUL KETONOV. _____________________________________ 29 SLIKA 37 SLIKA PRIKAZUJE PRIMER MODELA MOLEKULE ESTRA. ________________________ 30 SLIKA 38 MODEL MOLEKULE GLICEROLA, MODEL MOLEKULE MAŠČOBNE KISLINE IN MODEL

MOLEKULE MAŠČOBE. _______________________________________________________ 31 SLIKA 39 SLIKA PRIKAZUJE DELITEV OGLJIKOVIH HIDRATOV NA MONOSAHARIDE,

DISAHARIDE IN POLISAHARIDE._______________________________________________ 32 SLIKA 40 MODEL MOLEKULE GLUKOZE, SAHAROZE IN LAKTOZE.________________________ 33 SLIKA 41 PRIMERI MODELOV MOLEKUL AMINOV. _______________________________________ 34 SLIKA 42 PRIMERA MODELOV MOLEKUL AMINOKISLIN. _________________________________ 35

9

UVOD

1 VIZUALIZACIJSKI ELEMENTI V poučevanju naravoslovja se na vseh ravneh izobraževanja pogosto uporabljajo različne vrste vizualizacije, ki omogočajo, da si učenci abstraktne naravoslovne pojme čim bolje predstavljajo in jih razumejo. Pri kemiji se uporablja vrsta vizualizacijskih elementov, kot so: slike, skice, sheme, fotografije, načrti, animacije, modeli in druga orodja (Glažar idr., 2011). Vizualizacijske elemente delimo na realistične, konvencionalne in hibridne slike (Devetak idr., 2010a).

REALISTIČNE SLIKE Med njih štejemo risbe in fotografije. (Devetak idr., 2010a) Primera:

Slika 1 Slika pH meter (Devetak idr., 2011).

Slika 2 Slika govori o pH-ju (Devetak idr., 2011).

KONVENCIONALNE SLIKE Med njih štejemo grafe, skice, sheme, zemljevide, strukturne molekule, modele molekul…( Devetak idr., 2010a).

Primera:

Slika 3 Graf prikazuje odvisnost hitrosti od časa (Demšar idr., 2009).

Slika 4 Slika prikazuje porazdelitev elektronov po lupinah v atomu klora (Glažar idr., 2006).

10

HIBRIDNE SLIKE Združujejo realističen in konvencionalen način predstavljanja nekega pojma ali pojava. Na sliki je prikazana povezava med snovjo in porazdelitvijo delcev v snovi (Devetak idr., 2010a).

Primeri:

Slika 5 Hibridna slika kisa ter porazdelitev delcev etanojske kisline v kisu (Devetak idr., 2011).

Slika 6 Hibridna slika čistila ter porazdelitev delcev v čistilu (Devetak idr., 2011).

Slika 7 Hibridna slika soli ter porazdelitev delcev v natrijevem kloridu (Demšar idr., 2009).

Za boljšo ponazoritev prehoda iz makro na submikro raven pa se zadnje čase ponekod uveljavlja tudi t.i. mezo raven (Meijer idr., 2009), kjer uporabljajo različne stopnje povečave zgradbe snovi, dokler ne pridemo na raven molekul, atomov ali ionov (Glažar idr., 2011).

Slika 8 Prikaz povečave delcev iz makro nivoja v submikro nivo (Devetak idr., 2010).

VESOLJE: svetloba in snov

OSONČJE: zvezde in planeti

ZEMLJA: ozračje, voda, tla

VODA: voda, minerali

MODELI MOLEKUL VODE

sto milijonkrat povečano




11

2 KEMIJSKE RAVNI Kemijske pojme je mogoče obravnavati na treh ravneh: makroskopski, submakroskopski in simbolni ravni (Devetak, 2005).

MAKROSKOPSKA RAVEN Makroskopska slika podaja dejansko stanje neke snovi ali nekega pojava. Pojav lahko na osnovi slike učenec bolj ali manj ustrezno opiše. Makroskopski ravni pravimo tudi vidni svet, saj lahko stvari na tej ravni vidimo s prostim očesom. Primer makroskopske ravni nam predstavljata spodnji sliki:

Slika 9 Kristali žvepla (Glažar idr., 2006).

Slika 10 Vrtinec vode (Glažar idr., 2006).

V skupino slik na makro ravni niso vštete slike končnih izdelkov v komercialni embalaži, takšni kakršno jo kupimo v trgovini (Glažar idr., 2011).

SUBMIKROSKOPSKA RAVEN Ugotovitve na makroskopski ravni, razložimo s teorijami, ki temeljijo na ravni delcev: atomov, molekul ali ionov (Johnstone, 2000). To raven delcev, poimenujemo submikroskopska raven. Ta raven je temeljna za razumevanje kemijskih pojmov, preden jih ponazorimo simbolno (Šegedin, 1999).

Slika 11 Slika ponazarja na submikroskopski ravni prehajanje snovi iz trdnega agregatnega stanja v tekoče agregatno stanje ter iz tekočega agregatnega stanja v plinasto agregatno stanje in nazaj (Glažar idr., 2006).

12

SIMBOLNA RAVEN

Za predstavitev kemijskih pojmov ali pojavov na simbolni ravni, submikroskopsko raven prevedemo v ustrezne simbole: - kemijske simbole, - formule in enačbe, - matematične enačbe, - različne shematske in grafične predstavitve (Johnstone, 2000). Simboli omogočajo enostavnejšo interpretacijo dejanskega stanja in medsebojno komunikacijo med tistimi, ki simbole poznajo in jih znajo brati (Devetak, 2005).

Slika 12 Sestava detergenta je ponazorjena na simbolni ravni s formulo detergenta (Devetak idr., 2011).

MODELI so zasnovani na podlagi ugotovitev raziskav in so pomemben učni pripomoček v naravoslovnem izobraževanju (Gilbert, 1991). Modeli so pomoč in orodje za razlago. Učenci jih morajo razumeti in jih biti sposobni uporabiti. Prav zato morajo biti modeli za učence enostavni, logično zgrajeni in razumljivi (Harrison in Treagust, 1998). Pri uporabi modelov je ključno opozoriti učence, da so to modeli delcev na submikroskopski ravni, ki niso preprosta povečava dejanskih delcev, ampak predstavljajo le njihovo vizualizacijo (Ferk-Savec in Vrtačnik, 2007). Z modeli lahko ponazarjamo tudi kemijske reakcije (Glažar idr., 2011).

Slika 13 Slika prikazuje model žveplove kisline.

13

ŽIČNI MODEL PALIČNI MODEL KROGLIČNI MODEL KALOTNI MODEL

Na sliki 14 je podan prikaz kemijske enačbe z modeli.

Slika 14 Slika prikazuje enačbo kemijske reakcije ponazorjene s kalotnimi modeli (Devetak idr., 2011). Razlikujemo kalotne, kroglične, palične in žične modele.

Slika 15 Modeli v različnih oblikah. Modeli so narejeni v programig ISIS draw in ChemSketch.

Pri poenostavljenih pojmih in pojavih lahko predstavnike med seboj kombiniramo. Na slikah od 16 do 19 so podane različne kombinacije. Na sliki 16 je podana kombinacija makro in submikro ravni.

Slika 16 Slika prikazuje kapljico vode (makro nivo) ter molekule vode (submikro nivo) (Demšar idr., 2009).

14

Na sliki 17 je podana kombinacija makro in simbolne ravni, na sliki 18 kombinacija submikro in simbolne ravni, na sliki 19 pa kombinacija vseh treh ravni: makro, submikro in simbolne ravni.

Slika 17 Slika prikazuje formulo spojine (simbolna raven) ter detergent (makro raven) (Devetak idr., 2011).

Slika 18 Slika prikazuje strukturno formulo (simbolna raven) ter model (submikro raven) molekule kofeina (Devetak idr., 2011).

Slika 19 Slika prikazuje sadež ananasa (makro nivo), racionalno formulo (simbolna raven) ter model (submikro raven) etil butanoata, ki se nahaja v ananasu (Devetak idr., 2011).

15

3 MODEL STRP (SOODVISNOST TREH RAVNI NARAVOSLOVNEGA POJMA) Na osnovi Johnsonovega trikotnega modela treh ravni kemijskih pojmov je bil oblikovan model soodvisnosti treh ravni naravoslovnega pojma (STRP), ki kompleksno povezuje tri ravni pojmov (Devetak, 2005) in predstavlja osrednji del modela učenja in poučevanja kemije (Glažar idr., 2011). STRP model pri poučevanju in učenju kemije povezuje vse tri ravni obravnave kemijskih pojmov, makro (konkretna, senzorno-eksperimentalna) raven, submikro (abstraktna, delčna) raven ter simbolno (abstraktna kemijsko-matematična) raven. Vse tri ravni se morajo v procesu učenja smiselno prekrivati, da se oblikuje ustrezen mentalni model obravnavanega pojma ali nekega pojava (Devetak in Glažar, 2007). Te povezave omogočajo učencu razvijanje logičnega mišljenja in osmišljanje pomena abstraktnih kemijskih pojmov (Devetak, 2005). Če želimo še dodatno povečati informacijsko moč slikovnega materiala, lahko to storimo tako, da na eni sliki pokažemo povezave vseh ravni (glej sliko 20) (Glažar idr., 2011).

Slika 20 Model poučevanja in učenja kemije (Devetak idr., 2009).

dejansko stanje

predstavitev dejanskega stanja

Makro- raven

Submikro- raven Simbolna-

raven

Kompleksnost kem. pojava

Izobraževalna strategija - Vizualizacijske metode - Ustrezna raba jezika

STRP model

Ustrezni mentalni model kemijskega pojma

Simbolna raven

Submikro raven

Makro raven

Raven abstraktnosti predstavitve kemijskega

pojma

Abstraktni specializirani jezik (simbolni jezik; submikrojezik) Raven kompleksnosti izražanja Konkretni znani jezik (makrojezik)

Kemijska pismenost - metavizualna kompetenca - integracija trojnosti pojmov - formalno-logične sposobnosti - zavedanje pomena kemije - večji interes poglabljanja

kemijskega znanja

KEMIJA UČITELJ UČNI MATERIAL

UČENEC

16

4 RAVEN SUBMIKROSKOPSKE PREDSTAVITVE PRI POUKU V OSNOVNI ŠOLI

Učenci spoznajo nekatere osnovne kemijske vsebine že pri naravoslovju v šestem (razlaga pojma snov in agregatnih stanj) in sedmem razredu (razlaga pojmov čista snov, zmes, element, spojina in raztopina) osnovne šole. K obravnavi in razumevanju naravoslovnih in predvsem kemijskih pojmov v veliki meri pripomorejo vizualizacijski elementi, na submikroskopski ravni, to so modeli, sheme in animacije.

4.1 ŠESTI, SEDMI IN OSMI RAZRED OSNOVNE ŠOLE

4.1.1 AGREGATNA STANJA Snov, je vse tisto (materija), kar napolni prostor, se lahko otiplje in se da obdelovati ter se pojavlja v plinasti, tekoči ali trdni obliki. Snov je sestavljena iz delcev, to so atomi, molekule in ioni. O snovi govorimo lahko šele takrat, ko je v njej zadostno število atomov, molekul ali ionov (Duden, 2008). Nekatere snovi najdemo v naravi, spet druge pridobimo s postopki v tovarnah, laboratorijih (Glažar, Pretnar, 1999). Snovi, zgrajene iz enakih delcev se razlikujejo med seboj po svojih lastnostih. Iz ogljikovih atomov sta sestavljena tako diamant, kot grafit, ki je v svinčnikih, lastnosti grafita ter diamanta pa sta popolnoma različni. V naravi je voda v obliki: ledu, tekoče vode in vodne pare, pa čeprav so molekule vode v vseh treh oblikah oz. stanjih vode. Led je trden in lahko po njem hodimo, v vodo lahko skočimo in v njej plavamo, vodni hlapi pa izhajajo iz tekoče vode (Demšar, 2009).

TRDNO AGREGATNO STANJE Oznaka: s (angleško SOLID – slovensko trdno) Primer: NaCl(s) Lastnosti: Za snovi v trdnem agregatnem stanju je značilno, da imajo stalno obliko. Delci so zelo blizu skupaj, so bolj ali manj urejeno razvrščeni in se ne morejo prosto gibati (lahko le nihajo na mestu) in so močno povezani s sosednjimi gradniki (Demšar idr., 2009).

Slika 21 Slika prikazuje vodo v trdnem agregatnem stanju ter molekule vode na submikroskopski ravni (Demšar idr., 2009).

Slika 22 Molekule vode v ledu na submikroskopski ravni (Glažar idr., 2006).

TRDNA SNOV

17

TEKOČE AGREGATNO STANJE Oznaka: l (angleško LIQUID – slovensko tekoče) Primer: H2O(l) Lastnosti: Snovi v tekočem agregatnem stanju povzamejo obliko posode v kateri so. Tekočine so skoraj nestisljive in imajo približno enako gostoto kot trdne snovi. Delci so blizu skupaj, neurejeno razvrščeni, lahko se neurejeno gibljejo drug mimo drugega in so šibko povezani (Demšar idr., 2009).

Slika 23 Slika prikazuje vodo v tekočem agregatnem stanju ter molekule vode na submikroskopski ravni (Demšar idr., 2009).

Slika 24 Molekule vode v tekoči vodi na submikroskopski ravni (Glažar idr., 2006).

PLINASTO AGREGATNO STANJE Oznaka: g (angleško GAS – slovensko plin) Primer: CO2(g) Lastnosti: Plini se razširijo po vsem prostoru v katerem so. So stisljivi in nimajo stalne gostote, imajo veliko manjšo gostoto kot tekočine. Delci v plinastem stanju so

precej narazen (10- krat bolj kot v tekočinah), se prosto in neurejeno gibljejo (več kot 100 km/h), ter niso povezani med seboj (Demšar idr., 2009).

Slika 25 Slika prikazuje molekule vode v plinastem agregatnem stanju ter molekule vode na submikroskopski ravni (Demšar idr., 2009).

Slika 26 Slika molekule v vodni pari na submikroskopski ravni (Glažar idr., 2006).

TEKOČINA

PLIN

18

4.1.2 PREHODI MED AGREGATNIMI STANJI Če trdno snov segrevamo, se pri določeni temperaturi utekočini. Ta pojav se imenuje taljenje, temperaturo, pri kateri to poteka, pa tališče snovi. Pri temperaturi tališča poteka tudi obraten proces - strjevanje. Tekočina, ki jo ohlajamo, preide v trdno snov. Ko se tekočino segreje do vrelišča, se postopoma pretvori v plin. Ta proces imenujemo izparevanje. Obraten proces izparevanja je utekočinjanje. Gre za proces, ko plin pri ohlajanju preide v tekočino (Demšar idr., 2009).

Slika 27 Slika prikazuje makroskopski proces prehajanja snovi iz trdnega agregatnega stanja v tekoče agregatno stanje ter iz tekočega v plinasto agregatno stanje in nazaj (Demšar idr., 2009).

PRIMERA NALOG 1. V katerem agregatnem stanju je snov, katere submikroskopska predstavitev je prikazana na sliki?

(Glažar idr., 2006) A V trdnem agregatnem stanju. B V tekočem agregatnem stanju. C V plinastem agregatnem stanju. Č V nobenem od zgoraj navedenih agregatnih stanj. REŠITEV: A

TRDNA SNOV TEKOČINA PLIN

TALJENJETALJENJETALJENJETALJENJE IZPAREVANJEIZPAREVANJEIZPAREVANJEIZPAREVANJE

STRJEVANJESTRJEVANJESTRJEVANJESTRJEVANJE UTEKOČINJANJEUTEKOČINJANJEUTEKOČINJANJEUTEKOČINJANJE

19

2. Poveži slike submikroskopskih predstavitev na desni strani z besedami na levi strani. trdno agregatno stanje tekoče agregatno stanje plinasto agregatno stanje (Demšar idr., 2009) REŠITEV: trdno agregatno stanje tekoče agregatno stanje plinasto agregatno stanje

20

4.1.3 ČISTA SNOV in ZMES Čiste snovi so vedno enake ne glede na to, kako smo to snov pridobili (Kornhauser, Frazer, 2003). Primeri čiste snovi so voda, ogljikov dioksid, železo, zlato in vrsta drugih. Zmesi so sestavljene iz dveh ali več čistih snovi, ki jih lahko ločimo s fizikalnimi metodami ločevanja (Duden, 2008). Primer zmesi je skupaj pomešano žveplo in železo. Slika 28 Slika prikazuje delitev snovi na zmesi in čiste snovi. Čiste snovi se delijo še naprej na elemente (enoatomne in večatomne, ki vsebujejo enake vrste) ter na spojine (več atomov različnih elementov, ki se med seboj povezujejo v molekule ter ionske spojine) (Kronhauser, Frazer, 2003). Element je čista snov, ki jo s kemijsko reakcijo ne moremo pretvoriti v enostavnejšo snov. Zgrajena je le iz ene vrste atomov (Smrdu, 2004). Spojina je čista snov sestavljena iz dveh ali več različnih elementov. Spojine nastanejo pri kemijskih reakcijah iz elementov ali drugih spojin (Smrdu, 2004). Spojine lahko s kemijsko reakcijo razgradimo v enostavnejše snovi (Kornhauser, Frazer, 2003). Molekula je delec, sestavljen iz dveh ali več enakih ali različnih atomov. Dvoatomne molekule tvorijo nekateri elementi: vodik, dušik, kisik in elementi VII skupine periodnega sistema. Fosfor tvori štiriatomne molekule, žveplo pa osematomne molekule (Smrdu, 2004). Primeri spojin, ki so zgrajene iz molekul: voda, ogljikov dioksid, amonjak, glukoza, saharoza in druge spojine. Ion je stanje atoma s presežkom oziroma primanjkljajem elektronov v elektronski ovojnici v primerjavi z atomom iz katerega je nastal. V negativno nabitem ionu je presežek elektronov glede na nevtralen atom, v pozitivno nabitem ionu pa je primanjkljaj elektronov glede na nevtralen atom. Kakšne so razlike med zmesjo in spojino?

ZMES SPOJINA Količina posamezne snovi je lahko različna (Ryan, 2000).

Količina posameznega elementa v spojini je vedno določena (Ryan, 2000).

Snovi v zmesi ohranijo svoje lastnosti. Ima drugačne lastnosti kot elementi (Ryan, 2000).

Snovi v zmesi lahko ločimo med seboj. (Ryan, 2000). Gre za fizikalni način ločevanja (Kornhauser, Fraser, 2003).

Elemente iz spojine lahko dobimo le s kemijsko reakcijo (Ryan, 2000).

Zmes ni čista snov. Spojina je čista snov. Preglednica 1 Razlike med zmesjo in spojino.

ČISTE SNOVI

ELEMENTI SPOJINE

SNOVI

ZMESI

21

___________ __________ ___________ __________ _________ __________

PRIMERI NALOG

1. Oglej si modele molekul. Na črto ob posameznem modelu zapiši formulo snovi, ki vsebuje molekule, ponazorjene z modelom (Glažar idr., 2004).

___________ __________ ___________ __________ _________ __________ Legenda: VODIK KISIK OGLJIK DUŠIK

REŠITVE:

2. Kaj ponazarja submikroskopska predstavitev delcev? (Glažar idr., 2004).

REŠITEV: D

O2 H2O NH3 N2 CO2 CH4

A Delce v zmesi dveh spojin. B Delce v vodni raztopini. C Atome spojin. D Molekule spojine.

22

3. Na shemah od A do Č so podani modeli delcev v snoveh (Glažar idr., 2004).

A B C Č Katere sheme ponazarjajo

a atome elementov: __________________

b molekule elementov: ________________

c molekule spojin: ________________

REŠITEV Katere sheme ponazarjajo

a atome elementov: __________________

b molekule elementov: _______________

c molekule spojin: ________________

A B, Č C

23

4.2 DEVETI RAZRED OSNOVNE ŠOLE Vsebina kemije v 9. razredu vključuje med drugimi vsebinami obravnavo kislin in baz, kisikove organske spojine, dušikove organske spojine in polimere. Zgradbo teh spojin lahko ponazorimo z modeli, iz katerih so razvidne določene značilnosti.

4.2.1 KISLINE V vodni raztopini kislin so oksonijevi ioni. To lahko ponazorimo s submikroskopsko sliko. Ponazorimo lahko razliko med močnimi in šibkimi kislinami. V vodnih raztopinah šibkih kislin so poleg ionov, ki nastanejo pri disociaciji molekul tudi nedisocirane molekule. Primer šibkih kislin je etanojska kislina. Pri močnih kislinah pa so v vodnih raztopinah le ioni, nedisocirane molekule so redke. Primer močnih kislin je klorovodikova kislina.

MOČNE KISLINE ŠIBKE KISLINE

LEGENDA:

LEGENDA:

Slika 29 Submikro predstavitev v močni in šibki kislini.

molekule vode acetatni ion ocetna ali etanojska kislina

hidroksidni ioni

molekule vode kloridni ion

24

PRIMERA NALOG

1. Kaj prikazuje submikroskopska predstavitev?

A Delce v vodi. B Delce v raztopini kisline. C Delce v raztopini baze. Č Delce v raztopini soli.

REŠITEV: B 2. Kaj prikazuje submikroskopska predstavitev? A Delce v vodni raztopini šibke kisline. B Delce v vodni raztopini šibke baze. C Delce v vodni raztopini močne kisline. D Delce v vodni raztopini močne baze. REŠITEV: A

4.2.2 BAZE

V vodnih raztopinah baz so hidroksidni ioni. Baze alkalijskih in zemljo alkalijskih kovin so močne baze. Primer močne baze je natrijev hidroksid, šibke pa amonjak.

V vodnih raztopinah močne baze prevladujejo ioni, le malo je nedisociranih molekul. Če raztopimo ionski kristal natrijevega hidroksida v vodi, so v vodni raztopini Na+ in OH− ioni, obdanih z molekulami vode. V vodnih raztopinah šibkih baz le malo molekul razpade na ione, zato je v tem primeru prisotnih malo ionov in veliko nedisociranih molekul baze. Če raztopimo amonjak, bo v tej raztopini malo amonijevih in hidroksilnih ionov ter več molekul amonjaka obdanih z molekulami vode (Glažar idr., 2005).

25

ŠIBKE BAZE MOČNE BAZE

LEGENDA:

LEGENDA:

Slika 30 Submikroskopska predstavitev delcev v močni in šibki bazi.

PRIMERA NALOG

1. Kaj prikazuje submikroskopska predstavitev?

A Delce v vodi. B Delce v raztopini kisline. C Delce v raztopini baze. Č Delce v raztopini soli.

REŠITEV: C 2. Kaj prikazuje submikroskopska predstavitev? A Delce v vodni raztopini šibke kisline. B Delce v vodni raztopini šibke baze. C Delce v vodni raztopini močne kisline. D Delce v vodni raztopini močne baze. REŠITEV: D

hidroksidni ioni molekule vode molekula amonjaka amonijev ion

hidroksidni ioni molekule vode natrijevi ioni

26

4.2.3 KISIKOVE ORGANSKE SPOJINE

ALKOHOL

- OH…hidroksilna skupina, - R…radikal

Slika 31 Slike predstavljajo primere modelov alkoholov. .

PRIMER NALOGE Imenuj spojino, ki jo prikazuje model?

REŠITEV: A

ETER

Etri nastanejo z eliminacijo (odcepom) vode pri reakciji dveh alkoholov, pri določenih pogojih.

H2SO4, prebitek alkohola 140 °C

Slika 32 Slika prikazuje eliminacijo (odcep) vode pri reakciji dveh molekul alkoholov. Pri tem nastane ETER.

A propan-1-ol B propan-1-on C butan-1-ol Č butan-1-on

27

-O- …etrska skupina, - R1, - R2…radikala, lahko sta različna ali enaka

Slika 33 Sliki prikazujeta primera modelov molekul etrov. .

PRIMER NALOGE Oglej si modela molekul etrov ter ju poimenuj.

_________________ ___________________ REŠITEV:

dimetil eter etil metil eter

ALDEHID

…aldehidna skupina, -R…radikal

Slika 34 Slike prikazujejo primere modelov molekul aldehidov.

LEGENDA:

H O C

C

O

H

28

PRIMER NALOGE

V katero skupino kisikovih organskih spojin spada spojina, ki jo ponazarja model?

REŠITEV: B

KETON

C

O

…ketonska skupina, - R1, - R2…radikala, lahko sta različna ali enaka

Slika 35 Sliki prikazujeta primera modelov molekul ketonov.

PRIMER NALOGE

V katero skupino kisikovih organskih spojin spada spojina, ki jo ponazarja model molekule?

REŠITEV: C

A Med alkohole. B Med aldehide. C Med ketone. Č Med etre.

A Med alkohole. B Med aldehide. C Med ketone. Č Med etre.

29

KARBOKSILNA SKUPINA

C

O

OH …karboksilna skupina, - R…radikal

Slika 36 Primeri modelov molekul ketonov.

PRIMER NALOGE

Podana sta modela molekul spojin. Imenuj ti dve spojini.

Model molekule

Ime spojine

Ime spojine (starejše poimenovanje)

REŠITEV: Model molekule

Ime spojine

metanojska kislina

etanojska kislina

Ime spojine (starejše poimenovanje)

mravljična kislina

ocetna kislina

30

ESTER

C

O

O …estrska skupina, - R1, - R2…radikala, lahko sta različna ali enaka

Slika 37 Slika prikazuje primer modela molekule estra.

PRIMER NALOGE Podan je model molekule spojine. V katero skupino spojin bi ga uvrstili?

REŠITEV: B

A Med model etra. B Med model estra. C Med model karboksilne kisline Č Med model ketona.

31

4.2.4 MAŠČOBE Maščobe uvrščamo med snovi, ki jim pravimo lipidi (gr. lipos - mast). So estri alkohola glicerola in višjih maščobnih kislin.

Slika 38 Model molekule glicerola, model molekule maščobne kisline in model molekule maščobe.

PRIMER NALOGE

V katero skupino spojin, bi uvrstili spojino, katere zgradbo ponazarja podani model?

REŠITEV: C

A Med ogljikove hidrate. B Med beljakovine. C Med maščobe. Č Med organske kisline.

32

4.2.5 OGLJIKOVI HIDRATI Ogljikove hidrate delimo na monosaharide, disaharide in polisaharide. Monosaharide gradi ena enota. Primer monosaharida je glukoza. Disaharidi so zgrajeni iz dveh monosaharidnih enot. Primer disaharida je saharoza. Polisaharidi so zgrajeni iz več monosaharidnih enot (3 ali več enot). Primer polisaharida je celuloza. V shemi je posamezna monosaharidna enota ponazorjena kot sonček, kar je primerno na nivoju osnovne šole. Na sliki 36 je podana razdelitev ogljikovih hidratov na submikroskopskem nivoju s ponazoritvijo na makro nivoju.

Slika 39 Slika prikazuje delitev ogljikovih hidratov na monosaharide, disaharide in polisaharide. (Med – http://www.sodahed.com/living/do-you-like-honey-health-benefits-of-honey/question-1626239/?link=iba&q=honey&imgurl=http://images.sodahead.com/polls/0/0/1/6/2/6/2/3/9/honey Sladkor – www.graphicshunt.com/images/sugar-13908.htm Moka – izbedda.com/2011/08/21/flour-vs-flour/ - internetni viri, dne 18.1.2012).

OGLJIKOVI HIDRATI

MONOSAHARIDI ena enota

DISAHARIDI dve enoti

POLISAHARIDI veliko enot

saharoza laktoza

škrob celuloza

glukoza fruktoza

33

Slika 40 Model molekule glukoze, saharoze in laktoze.

PRIMER NALOGE

S pomočjo učbenikov in knjig, poišči imeni ter molekulsko formulo spojin, katerih modela sta prikazana na sliki. Za modela spojin označi s križcem, ali spadajo med monosaharide, disaharide ali polisaharide. Na koncu še pripiši v katerem živilu se nahaja posamezna spojina?

Model spojine:

Ime spojine: Molekulska formula spojine:

Spojina spada v monosaharide.

Spojina spada v disaharide.

Spojina spada v polisaharide.

Živilo v katerem najdemo to spojino.

34

REŠITEV: Model spojine:

Ime spojine: SAHAROZA LAKTOZA Molekulska formula spojine:

C12H22O11

C12H22O11

Spojina spada v monosaharide.

Spojina spada v disaharide.

X X

Spojina spada v polisaharide.

Živilo v katerem najdemo to spojino.

SLADKOR MLEKO

4.2.6 BELJAKOVINE

AMINI

- NH2 …amino skupina - R …radikal

Slika 41 Primeri modelov molekul aminov.

AMINOKISLINE

V molekulah aminokislin sta amino skupina (-NH2) in karboksilna skupina (-COOH).

- NH2…amino skupina - COOH…karboksilna skupina - R…radikal

35

Slika 42 Primera modelov molekul aminokislin. PRIMERA NALOG 1. Podani so modeli spojin. Imenuj te spojine. Model spojine

Ime spojine REŠITEV: Model spojine

Ime spojine metilamin etilamin propilamin 2. V katero od naštetih skupin, bi uvrstili spojino, katere model je podan?

REŠITEV: Č

A Med ogljikove hidrate. B Med beljakovine. C Med maščobe. Č Med aminokisline.

36

EMPIRIČNI DEL - ANALIZA, SINTEZA IN VREDNOTENJE PREIZKUSOV ZNANJA

1 NAMEN Ali je kemija priljubljen predmet ali ne? Ali je kemija težka ali ne? Eden izmed kriterijev, kako priljubljen predmet je kemija, je lahko tudi tekmovanje za Preglova priznanja. Učenci, ki so vešči v kemiji ter radi sodelujejo pri tem predmetu, se tudi udeležijo tega tekmovanja. Tekmovanje je sestavljeno iz šolskega in državnega tekmovanja. Učenci, ki dosegajo določeno število točk na šolskem tekmovanju, se udeležijo državnega tekmovanja za zlato Preglovo priznanje. Pri pregledu reševanja preizkusov znanj za srebrno in zlato Preglovo priznanje smo skušali ugotoviti:

- porazdelitev učencev glede na število točk, doseženih na preizkusu znanja, - katere vsebine vključene v nalogah učenci razumejo in pri katerih imajo težave, - ugotoviti napačna razumevanja učencev.

2 VZOREC V šolskem letu 2010 – 2011 se je tekmovanja za srebrno in zlato Preglovo priznanje udeležilo 562 učencev 9. razreda osnovne šole. Ta številka predstavlja najboljše učence 9. razredov v Sloveniji, ki so dosegli ustrezno število točk na šolskem tekmovanju za bronasto Preglovo priznanje. Ti učenci so se uvrstili na državno tekmovanje ter se potegovali za srebrno in zlato Preglovo priznanje.

3 ANALIZA PREIZKUSOV ZNANJ

3.1 ANALIZA PRAVILNIH ODGOVOROV Glede na možno število točk, ki jih učenci lahko dosežejo na preizkusu znanja, so učenci razdeljeni v šest skupin. Za vpisovanje rezultatov reševanja posameznih nalog po skupinah glede na dosežke v celotnem testu je pripravljena podana preglednica.

Preglednica 2 Preglednica prikazuje skupine učencev porazdeljenih po številu doseženih točk na celotnem preizkusu znanja. Učenci so bili glede na uspeh na celotnem preizkusu razdeljeni v šest skupin (preglednica 2).

skupina 1. 2. 3. 4. 5. 6. št. točk 0 – 4 T 4,5 – 9 T 9,5 – 14 T 14,5 – 19 T 19,5 – 24 T 24,5 – 30 T

37

V preglednici 3 je za posamezno skupino učencev glede na uspeh na celotnem preizkusu znanja vnesen uspeh pri posamezni nalogi. Iz nje je razvidno, kako je posamezna skupina učencev glede na uspeh na celotnem preizkusu znanja, reševala posamezno nalogo. št. naloge

skupina

1.1 1.2 2.1 2.2 2.3 2.4 … 10.3

0 – 4 T 4,5 – 9 T

9,5 – 14 T 14,5 – 19 T 19,5 – 24 T 24,5 – 30 T

Preglednica 3 Preglednica prikazuje uspeh posamezne skupine učencev po nalogah.

3.2 ANALIZA NAPAČNIH ODGOVOROV Z analizo vsebine nalog je bilo ugotovljeno neznanje in napake učencev pri reševanju. V preizkusu znanja so tudi naloge, na katere je moral učenec odgovoriti v nekaj povedih. Pri takih nalogah so možni različni napačni odgovori. V tem primeru so bili napačni odgovori razvrščeni v vsebinske sklope glede na vrsto napak. Tako so analizirane naloge 2.3, 4.2 in 4.3. Pri teh nalogah je potrebno upoštevati, da lahko posamezen odgovor vsebuje več napak. Tako je pri analizi napačen odgovor razvrščen v več sklopov napak. Zaradi preglednosti so rezultati podani v stolpčne diagrame.

4 STRUKTURA ANALIZE NALOG Vsaka naloga je predstavljena na sledeč način:

1. besedilo naloge 2. rešitev naloge 3. kategorija znanja naloge, tip naloge ter testirani pojmi 4. tabela z analiziranimi pravilnimi odgovori po skupinah glede na reševanje celotnega

preizkusa in po nalogah 5. graf in diagram pravilnih odgovorov v odvisnosti od skupine učencev 6. tortni ali stolpčni diagram napačnih odgovorov 7. tabela napačnih odgovorov 8. sinteza in vrednotenje naloge.

5 MREŽNI DIAGRAM ANALIZIRANEGA PREIZKUSA ZNANJ Zaradi lažjega umeščanja nalog so stopnje po Bloomu združene v tri večje skupine (kognitivne ravni): 1. kognitivna raven – poznavanje in razumevanje 2. kognitivna raven – uporaba 3. kognitivna raven – analiza, sinteza in vrednotenje

38

Naloga

TESTIRANI POJMI

UVRSTITEV V UČNI NAČRT

TIP NALOGE

KATEGORIJA ZNANJA

1.1 topnost

kisline, baze in soli

branje grafov

3. kognitivna raven

1.2 masni delež


kemijsko računanje

2. kognitivna raven

2.1 položajna izomera, verižna izomera,

dvojna vez, racionalna formula

družina

ogljikovodikov

izbirni tip z

več odgovori

2. kognitivna

raven

2.2 poimenovanje spojin, dvojna vez

družina ogljikovodikov

dopolnilni tip

1. kognitivna raven

2.3 adicija broma na dvojno vez


problemska naloga

3. kognitivna raven

2.4 poimenovanje spojin


dopolnilni tip

1. kognitivna raven

3.1 strukturna formula, terciarni alkohol, razvejani alkohol

kisikova družina organskih

spojin

pisanje strukturne formule

2. kognitivna

raven 3.2 kisikove

organske spojine


spojin

dopolnilni tip

3. kognitivna

raven 4.1

topnost, gostota kisikova družina

organskih spojin

problemska

naloga

2. kognitivna

raven 4.2


organskih spojin

problemska

naloga

3. kognitivna

raven 4.3


organskih spojin

problemska

naloga

3. kognitivna

raven 5.1 alkohol, strukturna

formula kisikova družina

organskih spojin

pisanje strukturnih

formul

2. kognitivna

raven 5.2

metanojska kislina, strukturna formula


spojin

pisanje strukturne formule

2. kognitivna

raven 5.3

poimenovanje spojin, kisline


spojin

dopolnilni tip

1. kognitivna

raven 6. močna/šibka kislina,

pH, alkohol, sol


izbirni tip z

več odgovori

2. kognitivna raven

7. zgradba atoma, nastanek

ionov

povezovanje

delcev

izbirni tip

1. kognitivna raven

8. trdota vode, deževnica

kisikova družina organskih spojin

izbirni tip

2. kognitivna raven

39

Naloga

TESTIRANI POJMI

UVRSTITEV V UČNI NAČRT

TIP NALOGE

KATEGORIJA ZNANJA

9.1 polarnost

povezovanje delcev

dopolnilni tip

1. kognitivna raven

9.2 št. atomov v molekuli

povezovanje delcev

dopolnilni tip

1. kognitivna raven

9.3 vrsta vezi, kovalentna polarna vez

povezovanje

delcev

dopolnilni tip

1. kognitivna raven

10.1 prepoznavanje snovi po lastnostih


problemska

naloga

3. kognitivna raven

10.2 poimenovanje spojine


problemska naloga

1. kognitivna raven

10.3 popolno gorenje


problemska naloga

2. kognitivna raven

40

ANALIZA TESTNIH NALOG ZA 9. RAZRED OSNOVNE ŠOLE

1. S pomočjo grafa odgovori na naslednji vprašanji.

1.1 Kolikšna je topnost kalijevega nitrata pri 50 °C?

_______________________________________

1.2 Koliko odstotna je nasičena raztopina kalijevega nitrata pri 50 °C? Nasičena raztopina kalijevega nitrata je pri 50 °C ____________%.

KNO3

NH4Cl

KCl

NaCl

41

REŠITEV

1.1 Kolikšna je topnost kalijevega nitrata pri 50 °C? _______________________________________

1.2 Koliko odstotna je nasičena raztopina kalijevega nitrata pri 50 °C? Račun:

%8,43178

78

10078

78

23

3==

+

=

+

=

g

g

gg

g

mm

m

OHKNO

KNOω

Nasičena raztopina kalijevega nitrata je pri 50 °C ____________%.

78g KNO3 se raztopi na 100g vode.

43,8

42

1.1 naloga KATEGORIJA ZNANJA 3. kognitivna raven TIP NALOGE branje grafov TESTIRANI POJMI topnost skupina

št. pravilnih odgovorov po

skupinah

odstotek pravilnih odgovorov po

skupinah skupno št. učencev

po skupinah

0T – 4T 0 0,0% 2

4,5T – 9T 8 36,4% 22

9,5T – 14T 33 42,3% 78

14,5T – 19T 109 58,9% 185

19,5T – 24T 177 81,2% 218

24,5T – 30T 53 93,0% 57

Σ (vsota) 380 67,6% 562

1.1 naloga - pravilni odgovori

08

33

109

177

53

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 - 4 4,5 - 9 9,5 - 14 14,5 - 19 19,5 - 24 24,5 - 30

skupine učencev

št.

pra

viln

ih o

dg

ovo

rov

Napake učencev:

Napačni odgovori učencev - naloga 1.1

80g - 75g

80% - 78%

80 - 78

33g - 38g

ostalo

43

Napačni odgovori

št. ponovitev %

80g - 75g 134 73,6% učenci niso natančno opredelili topnosti

80% - 78% 6 3,3% učenci so rezultate zapisali z odstotki

80 – 78 10 5,5% učenci so rezultate zapisali brez enot

33g - 38g 6 3,3% učenci so graf odčitali na ordinatni osi, namesto na abscisni osi

ostalo 26 14,3%

OSTALI ODGOVORI: - 100% - 50g / 100g vode,

- topnost KNO3 pri 50°C je OHg

KNO

2

3

100

779

- visoka, dobra (8g sovi v 100g vode) - 39g KNO3 v 100g vode, 35g snovi v 100g

vode - 75g na 100g vode, 75 g v 100g vode, 70g

na 100g vode, 70g KNO3 na 100g H2O, 70g KNO3 na 100g H2O

- 80g snovi , 80g KNO3 - 80g /L

- 80vodeg

snovig

- g

g

100

78

- 34 g / 100g vode, 33g v 100g vode - 0,8g / mL - ω = 0,44 - 90g / 100g vode, 88g v 100g H2O, 89g

snovi / 100g vode

- 80g snovi / 100g vode = %8,0100

80=

- Pri 50°C se 80 g KNO3 raztopi v vodi.

Σ 182 100,0%

Odstotek napačnih odgovorov 32,4%

To nalogo je uspešno rešilo 67,6% učencev. Učenci v večini znajo odčitati podatke iz grafa, težave se pojavijo pri interpretaciji rezultata. Veliko učencev ni natančno iz grafa odčitalo podatka o topnosti. Nekateri učenci so kot rezultat napisali samo številko, brez enot, drugi pa so topnosti pripisali, da se izraža v odstotkih. Najbolje so to nalogo rešili učenci, ki so dosegli na celotnem preizkusu 19,5 – 24 točk. Pri tej nalogi je krivulja, ki jo predstavljajo pravilni odgovori pomaknjena v desno.

44

1.2 naloga KATEGORIJA ZNANJA 2. kognitivna raven TIP NALOGE kemijsko računanje TESTIRANI POJMI masni delež skupina


skupinah



po skupinah

0T – 4T 0 0,0% 2

4,5T – 9T 3 13,6% 22

9,5T – 14T 30 38,5% 78

14,5T – 19T 120 64,9% 185

19,5T – 24T 186 85,3% 218

24,5T – 30T 53 93,0% 57

Σ (vsota) 392 69,8% 562


0 3

30

120

186

53

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 - 4 4,5 - 9 9,5 - 14 14,5 - 19 19,5 - 24 24,5 - 30

skupine učencev

št.

pra

viln

ih o

dg

ovo

rov

Napake učencev:


77% - 80%

56% - 67%

45% - 55%

43%

35% - 41%

ostalo

45

Napačni odgovori

št. ponovitev %

77% - 80% 68 40,0% učenci so podali rezultat kot, toliko gramov, kolikor se je raztopilo snovi � toliko %

56% - 67% 7 4,1%

45% - 55% 12 7,1%

43% 17 10,0% učenci so nepravilno zaokrožili rezultat

35% - 41% 21 12,4%

ostalo 45 26,5%

OSTALI ODGOVORI: - učenci niso odgovarjali na to vprašanje - 780%

- %27,227

- 166,7% - 100%; 99,2%; 90%

- %89

3900

- 22%; 24,8%; 25%; 25,4%; 27%; 28%; 30% - 5%; 8%; 9%; 10%; 12,5%; 16% - 4,4% - 0,78%; 0,79%; 0,99%; 1%; 1,6%; - 0,44%; 0,45%; 0,5%

Σ 170 100,0% /


To nalogo je uspešno rešilo 69,8% učencev. Učenci poznajo formulo za izračun masnega deleža, vendar jo vsi ne razumejo in jo zato ne znajo uporabiti. Napake se pojavijo pri izračunu mase raztopine, saj tega pojma učenci ne razumejo. Masa raztopine je enaka masi topljenca (KNO3) in masi topila (H2O). Učenci so pri izračunu masnega deleža v imenovalcu upoštevali le maso vode, brez dodane mase soli. Dobili so odstotke, ki so številsko sovpadali z rezultatom iz 1.1 naloge (77%-78%).

46

a, c

2. Na osnovi racionalnih formul spojin A in B odgovori na vprašanja.

2.1 Kaj velja za spojini A in B?

a Spojini sta različni. b Spojini sta isti. c Spojini sta položajna izomera. č Spojini sta verižna izomera. Napiši pravilne odgovore: _____________

2.2 Poimenuj spojino A: ________________________________________________

2.3 Napiši enačbo kemijske reakcije, če spojina A reagira z bromom raztopljenim v diklorometanu. __________________________________________________________________

2.4 Poimenuj glavni produkt te reakcije. ______________________________

REŠITEV

2.1 Kaj velja za spojini A in B?

Napiši pravilne odgovore: _____________

2.2 Poimenuj spojino A: ________________________________________________

2.3 Napiši enačbo kemijske reakcije, če spojina A reagira z bromom raztopljenim v diklorometanu.

H C C C C C C H

H

H H H

H

H

H

H

H

H →222 / ClCHBr

H C C C C C C H

H

H H H

H

H

H

H

H

H

Br Br

__________________________________________________________________

2.4 Poimenuj glavni produkt te reakcije: ______________________________

heks-2-en

2,3-dibromoheksan

47

2.1 naloga KATEGORIJA ZNANJA 2. kognitivna raven TIP NALOGE izbirni tip z več odgovori TESTIRANI POJMI položajna izomera, verižna izomera, dvojna vez, racionalna

formula skupina


skupinah



po skupinah

0T – 4T 0 0,0% 2

4,5T – 9T 1 4,5% 22

9,5T – 14T 16 20,5% 78

14,5T – 19T 88 47,6% 185

19,5T – 24T 131 60,1% 218

24,5T – 30T 50 87,7% 57

Σ (vsota) 286 50,9% 562

Opomba: Analizirani so samo pravilni odgovori. Delno pravilni odgovori tu niso upoštevani, kot pravilni, ampak kot napačni odgovori.


0 1

16

88

131

50

-20

0

20

40

60

80

100

120

140

0 - 4 4,5 - 9 9,5 - 14 14,5 - 19 19,5 - 24 24,5 - 30

skupine učencev

št.

pra

viln

ih o

dg

ovo

rov

Napake učencev:

Napačni / delno-pravilni odgovori učencev - naloga 2.1

a

c

č

a, b

a, č

b, c

b, č

c, č

a, c, č

b, c, č

48

Odgovore učencev lahko razdelimo v tri skupine: (1) nepopolni odgovori

Nepopolni odgovori št. ponovitev %

a 5 1,8% manjka ugotovitev c

c 52 18,8% manjka ugotovitev a

skupno 57 20,6%

(2) odgovori, ki vključujejo pravilne in nepravilne odgovore

Odgovori s pravilnimi in nepravilnimi ugotovitvami

št. ponovitev %

a,b 4 1,4% ugotovitev b je nepravilna, ugotovitev a je delno pravilna

a,č 61 22,1% ugotovitev č je nepravilna, ugotovitev a je delno pravilna

b,c 102 37,0% ugotovitev b je nepravilna, ugotovitev c je delno pravilna c,č 5 1,8% ugotovitev č je nepravilna, ugotovitev c je delno pravilna a,c,č 8 2,9% ugotovitvi a in c sta pravilni, ugotovitev č je nepravilna

b,c,č 2 0,7% ugotovitev c je delno pravilna, ugotovitvi b in č sta nepravilni

skupno 182 65,9%

(3) odgovori, ki vključujejo le nepravilne odgovore

Napačni odgovori št. ponovitev %

č 5 1,8% ugotovitev č je nepravilna

b,č 32 11,6% ugotovitvi b in č sta nepravilni

skupno 37 13,4%

Odstotek delno pravilnih in napačnih odgovorov 49,1%

Opomba: delno pravilen je odgovor, če sta ločeno navedena odgovora a ali c, ali če so navedene kombinacije odgovorov, kjer sta vsebovana odgovora a ali c ali a in c. To nalogo je uspešno rešilo 50,9% učencev. Iz te naloge je razvidno, da učenci ne poznajo pravil poimenovanja dvojne vezi. Če bi učenci poimenovali vsako spojino, bi ugotovili, da spojini nista enaki. Predvidevam, da so učenci sklepali na odgovor s pomočjo molekulske formule, ki pa je za obe spojini enaka. Učenci tudi ne poznajo pojma položajna in verižna izomera. Pri položajni izomeri bi učenci morali vedeti, da se spreminja položaj dvojne vezi, medtem, ko bi morali pri verižni izomeri učeneci vedeti, da je enako število atomov v različnih spojinah razporejeno drugače, v verigi bolj ali manj razvejano. Iz rezultatov je razvidno, da je veliko učencev delno pravilno odgovorilo na vprašanje, nekateri so nalogi pripisali samo en pravilen odgovor (kar 10,1% vseh učencev), ker pa je ta odgovor le delno pravilen je štet v analizi pod nepravilne odgovore. Veliko učencev je nalogi pripisalo dva odgovora, med njima je bil eden odgovor pravilen, drug pa nepravilen. Nekateri učenci, pa so nalogi pripisali celo tri odgovore.

49

2.2 naloga KATEGORIJA ZNANJA 1. kognitivna raven TIP NALOGE dopolnilni tip TESTIRANI POJMI poimenovanje spojin, dvojna vez skupina


skupinah



po skupinah

0T – 4T 0 0,0% 2

4,5T – 9T 10 45,5% 22

9,5T – 14T 45 57,7% 78

14,5T – 19T 141 76,2% 185

19,5T – 24T 198 90,8% 218

24,5T – 30T 55 96,5% 57

Σ (vsota) 449 79,9% 562


010

45

141

198

55

0

50

100

150

200

250

0 - 4 4,5 - 9 9,5 - 14 14,5 - 19 19,5 - 24 24,5 - 30

skupine učencev

št.

pra

viln

ih o

dg

ovo

rov

Napake učencev:


heksen

heksa-2-en

heksan-2-en

hept-2-en

heks-4-en

2-metilheksan

ostalo

50

Napačni odgovori

št. ponovitev %

heksen 30 26,5% pri poimenovanju učenec ni upoštevan položaja dvojne vezi

heksa-2-en 25 22,1% pri poimenovanju je učenec dodal a (heksa-2-en)

heksan-2-en 14 12,4% pri poimenovanju je učenec dodal an (heksan-2-en)

hept-2-en 8 7,1% pri poimenovanju je učenec narobe preštel število C atomov (7 C atomov, namesto 6 C atomov)

heks-4-en 3 2,7% pri poimenovanju je učenec štel položaj dvojne vezi iz napačne smeri

2-metilheksan 4 3,5%

ostalo

29

25,7%

OSTALI ODGOVORI: - učenec na to vprašanje ni odgovarjal - heksen-2-en - heks-2-an - heksa-1-en - sept-2-en - hepten - heksan-2-ol - pent-2-en - heptan-1-ol - 2-metilhekson - heksa-4-en - heksan - heksen-2 - 2-alken - 2-metilheksen - heks-2 en - 2-hepsen - heksa-2-ol - 1,6 dimetil penten - heptan-2-en - 1-metil pent-1-in - 2 heksen - pent-2-en

Σ 113 100,0%


To nalogo je uspešno rešilo 79,9 učencev. Učenci so bili pri poimenovanju spojine A površni. Napake so tudi pri podajanju položaja dvojne vezi. Večina učencev, je položaj dvojne vezi izpustila, ali pa so podali napačen položaj dvojne vezi. Nekaj učencev se je zmotilo pri poimenovanju števnikov, namesto heksa so napisali hepta. To se je po vsej verjetnosti pojavilo zaradi podobnih imen števnikov, saj se razlikujeta le v eni črki. Učenci so pri poimenovanju spojine tudi dodajali črke, ki so bile odveč. Najpogosteje sta se vrinili črki a, v imenu heksa-2-en ter an v imenu heksan-2-en.

51

2.3 naloga KATEGORIJA ZNANJA 3. kognitivna raven TIP NALOGE problemska naloga TESTIRANI POJMI adicija broma na dvojno vez skupina


skupinah



po skupinah

0T – 4T 0 0,0% 2

4,5T – 9T 1 4,5% 22

9,5T – 14T 11 14,1% 78

14,5T – 19T 83 44,9% 185

19,5T – 24T 179 82,1% 218

24,5T – 30T 55 96,5% 57

Σ (vsota) 329 58,5% 562


0 111

83

179

55

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

200

0 - 4 4,5 - 9 9,5 - 14 14,5 - 19 19,5 - 24 24,5 - 30

skupine učencev

št.

pra

viln

ih o

dg

ovo

rov

Napake učencev:


0

20

40

60

80

100

120

napačni odgovori

št.

učen

cev,

ki

je n

apač

no

o

dg

ovo

rilo

napačni produkti

napačno zapisan

diklorometan

napačno število

ogljikovih atomov

napačen zapis broma

enačba je le

nastavljena

v produktu nastopa le 1

atom broma

učenec na to vprašanje

ni odgovoril

v reakcijo vstopa klor in

ne brom

52


napačni produkti: H, H2, Br, Br2, Cl2, H2O, HCl, HBr, CH2Cl2, BrCl, Cl2CH4, Br2CH4, CHCl, Cl2NH3, C2H2Cl4,… 114 48,9%

učenec je poleg glavnega produkta narobe navedel še druge produkte

napačno zapisan diklorometan 109 46,8% učenec je narobe zapisal diklorometan

napačno število ogljikovih atomov 36 15,5%

učenec je zapisal napačno število ogljikovih atomov – najpogosteje 5 ali 7 ogljikovih atomov

napačen zapis broma 32 13,7% učenec je narobe zapisal brom – Br, Br2

enačba je le nastavljena 25 10,7% učenec je zapisal le začetek reakcije – reaktante, ki vstopajo v reakcijo

v produktu nastopa le 1 atom broma 24 10,3%

učenec je zapisal, da po reakciji produkt vsebuje le 1 bromov atom

v reakcijo vstopa klor in ne brom 14 6,0% učenec je upošteval, da v reakcijo vstopa klor in ne brom

učenec na to vprašanje ni odgovoril 15 6,4%

učenec na to vprašanje ni odgovoril

Σ 369

OPOMBA – učenec je pri navedbi enega odgovora lahko storil več napak, zato seštevek odstotkov ni 100% ampak večji (seštevek ni 233 ponovitev ampak 369 ponovitev). To nalogo je uspešno rešilo 58,5% učencev. Učenci ne znajo pravilno pisati enačb kemijskih reakcij. Nekaj učencev je enačbo le nastavilo, napisali so le reaktante, spet drugi na to vprašanje niso niti poskušali odgovoriti. Nekateri učenci ne znajo napisati formule diklorometana. Učenci niso upoštevali pravila, da ogljikov atom lahko tvori le štiri vezi, tako so učenci napisali dikorometan kot: CH4Cl2, CH3Cl2, CHCl2 in druge formule. Tisti, ki so pri diklorometanu upoštevali, da ogljikov atom tvori štiri vezi, pa so na isti ogljikov atom napisali napačen atom drugega elementa (broma, vodika) ter tako ponovno prišli do napačnega zapisa diklorometana (CCl2Br2, CHCl2Br). Nekateri učenci tudi ne znajo zapisati formule broma, saj so jo zapisali kot atom elementa (Br), zaslediti pa je celo zapis Br2. Ugotovljeno je, da učenci ne poznajo adicijskih reakcij, natančneje adicije broma na dvojno vez, saj je bilo napisanih veliko formul napačnih produktov, nastalih poleg glavnega produkta 2,3-dibromometana. Nekateri učenci so zapisali več ogljikovih atomov kot jih je v formuli heks-2-ena, drugi so namesto broma adirali klor na dvojno vez ali pa vodikov bromid (HBr) ter v formuli produkta zapisali le en bromov atom.

53

2.4 naloga KATEGORIJA ZNANJA 1. kognitivna raven TIP NALOGE dopolnilni tip TESTIRANI POJMI poimenovanje spojin skupina


skupinah



po skupinah

0T – 4T 0 0,0% 2

4,5T – 9T 0 0,0% 22

9,5T – 14T 6 7,7% 78

14,5T – 19T 48 25,9% 185

19,5T – 24T 111 50,9% 218

24,5T – 30T 44 77,2% 57

Σ (vsota) 209 37,2% 562


0 06

48

111

44

0

20

40

60

80

100

120

0 - 4 4,5 - 9 9,5 - 14 14,5 - 19 19,5 - 24 24,5 - 30

skupine učencev

št.

pra

viln

ih o

dg

ovo

rov

Napake učencev:

Napačni odgovori učencev - naloga 2.4dibromoheksan

učenec na to vprašanje ni

odgovoril

2,3 dibromoheksan

2,3-dibromo heksan

2,3-bromoheksan

2,3 dibromo heksan

2,3 bromoheksan

1,2-dibromoheksan

ostalo

54


dibromoheksan 51 14,4% učenec ni navedel položaja broma

2,3 dibromoheksan 34 9,6% učenec pri poimenovanju ni pravilno uporabil pomišljaja

2,3-dibromo heksan 23 6,5% učenec pri poimenovanju ni pravilno uporabil presledka

2,3-bromoheksan 8 2,3% učenec pri poimenovanju ni navedel, da sta v molekuli 2 atoma broma (manjka di)

2,3 dibromo heksan 7 2,0% učenec pri poimenovanju ni pravilno uporabil pomišljaja ter ni pravilno uporabil presledka

2,3 bromoheksan 6 1,7%

učenec pri poimenovanju ni pravilno uporabil pomišljaja, ni navedel, da sta v molekuli 2 atoma broma (manjka di) ter ni pravilno uporabil presledka

1,2-dibromoheksan 5 1,4% učenec, je v formuli napačno zapisal položaj broma



ostalo 181 51,3% različni odgovori

Σ (vsota) 353 100,0%


Nalogo je uspešno rešilo 37,2%. Vrsta napačnih odgovorov je posledica napačnega zapisa enačbe kemijske reakcije v nalogi 2.3. Ime spojine dibromoheksana se piše skupaj, med številkami in imenom spojin pa se zapiše pomišljaj. Nekaj učencev ni oziroma je narobe (0,9% vseh učencev) napisalo položaj broma, vendar je vedelo, da sta vezana v spojini dva atoma broma. Poleg podanih napačnih odgovorov so učenci podali še druge odgovore, ki pa so zastopani v majhnem deležu.

55

3. Napiši strukturno formulo 2-metilpropan-2-ola in odgovori na vprašanje. 3.1 Strukturna formula 2-metilpropan-2-ola: 3.2 V katero skupino organskih spojin uvrščamo to spojino? __________________________________________________________________

REŠITEV

3.1 Strukturna formula 2-metilpropan-2-ola:

H C

H

C

C

H

H

O

H

C

H

H

H

H H

3.2 V katero skupino organskih spojin uvrščamo to spojino? __________________________________________________________________

To spojino uvrščamo v kisikovo skupino organskih spojin.

56

3.1 naloga KATEGORIJA ZNANJA 2. kognitivna raven TIP NALOGE pisanje strukturne formule TESTIRANI POJMI strukturna formula, terciarni alkohol, razvejani alkohol skupina


skupinah



po skupinah

0T – 4T 0 0,0% 2

4,5T – 9T 5 22,7% 22

9,5T – 14T 35 44,9% 78

14,5T – 19T 123 66,5% 185

19,5T – 24T 191 87,6% 218

24,5T – 30T 53 93,0% 57

Σ (vsota) 407 72,4% 562


0 5

35

123

191

53

0

50

100

150

200

250

0 - 4 4,5 - 9 9,5 - 14 14,5 - 19 19,5 - 24 24,5 - 30

skupine učencev

št.

pra

viln

ih o

dg

ovo

rov

Napake učencev:


1

2

3

4

5

57


1

79 51,0%

formula spojine ni popolnoma strukturna formula, saj je del spojine zapisan v racionalni obliki formule

2

8 5,2%

spojina je zapisana kot strukturna formula, vendar vsebuje preveč

ogljikovih atomov

3

5 3,2%

ogljikov atom tvori le 4 vezi, ne 5 vezi

4

3 1,9%

napačno zapisan položaj OH (hidroksilne) skupine

5 ostalo 60 38,7%

Σ (vsota) 155 100,0%


To nalogo je uspešno rešilo 72,4% učencev. Tisti učenci, ki so dosegli manjše število točk, ne poznajo pojma strukturna formula, ki jo ponazarja zapis v katerem navedemo vse vezi v molekuli in vključene atome (ali njihove zvrsti) s simboli. Iz take formule je neposredno razvidno, kako so atomi povezani in koliko kovalentnih vezi povezuje posamezen atom. Učenci so podajali zapise v katerih je del spojine zapisani v racionalni formuli (npr. metilna skupina v spojini), del spojine pa v strukturni formuli. Učenci iz imena spojine niso znali sklepati, koliko ogljikovih atomov je v molekuli, saj so navedli šest ogljikovih atomov namesto štiri. Pojavi pa se tudi napaka, iz katere je razvidno, da nekateri učenci ne vedo, da ogljikov atom lahko tvori le štiri vezi, ne pa pet vezi, kakor so to navedli.

CH3

C

CH3

OH

CH3

H C

H

C C C C H

H

H

C

OH

H

H

H

H

H

H HH

CH3

CH

OH

CH3

CH3

H C

H

C

C

H

H

H

C

H

O

H

H H

H

58

3.2 naloga KATEGORIJA ZNANJA 3. kognitivna raven TIP NALOGE dopolnilni tip TESTIRANI POJMI alkohol � kisikove organske spojine skupina


skupinah



po skupinah

0T – 4T 1 50,0% 2

4,5T – 9T 16 72,7% 22

9,5T – 14T 63 80,8% 78

14,5T – 19T 155 83,8% 185

19,5T – 24T 201 92,2% 218

24,5T – 30T 56 98,2% 57

Σ (vsota) 492 87,5% 562


116

63

155

201

56

0

50

100

150

200

250

0 - 4 4,5 - 9 9,5 - 14 14,5 - 19 19,5 - 24 24,5 - 30

skupine učencev

št. p

ravi

lnih

od

go

voro

v

Napake učencev:

Napačni odgovori učencev - naloga 3.2med sekundarne alkohole

v hidroksilno skupino

med ogljikovodike

med ogljikovodike, alkohole

v skupino kisikovih organskih

spojin (sekundarni alkoholi)


odgovoril

med kisikove spojine

ostalo

59


med sekundarne alkohole 20 28,6% učenec je napačno umestil alkohol

v hidroksilno skupino 13 18,6%

učenec je napačno uporabil funkcionalno skupino, saj jo je uporabil kot skupino v katero uvrščamo organske spojine

med ogljikovodike 11 15,7% učenec je uvrstil spojino v napačno skupino organskih spojin

med ogljikovodike, alkohole 4 5,7%

učenec je uvrstil spojino v napačno skupino organskih spojin in sicer med ogljikovodike in istočasno med alkohole, učenec ne razlikuje med ogljikovodiki in alkoholi

v skupino kisikovih organskih spojin (sekundarni alkoholi) 4 5,7%

učenec je pravilno umestil spojino v kisikovo organsko spojino ter napačno umestil alkohol glede na pozicijo nahajanja OH skupine

učenec na to vprašanje ni odgovoril 4 5,7% učenec na to vprašanje ni odgovoril

med kisikove spojine 3 4,3% učenec ni podal točnega odgovora

ostalo 11 15,7%

ostali odgovori: - COOH - med karboksilne skupine - sekundarne - med organske spojine - v etrsko skupino - v terciarno skupino - v ketonsko skupino - halogene - v kisikovo - med alkanale (terciarni alkoholi)

Σ (vsota) 70 100,0%


To nalogo je uspešno rešilo 87,5% učencev. Iz napačnih odgovorov je razvidno, da učenci ne razlikujejo med terciarnimi in sekundarnimi alkoholi. Sekundarni atom ogljika se veže še z dvema atomoma ogljika. Pri sekundarnih alkoholih je hidroksilna skupina vezana na sekundarni ogljikov atom. Terciarni ogljik oz. dušik je povezan s tremi atomi ogljika. Pri terciarnih alkoholih je hidroksilna skupina vezana na terciarnem atomu ogljika. Nekateri učenci, so pravilno ugotovili terciarni ogljikov atom, vendar so napačno poimenovali spojino. Pozicijo hidroksilne skupine so poimenovali tercialen in ne terciaren alkohol. Učenci ne ločijo med funkcionalnimi skupinami in skupino organskih spojin, to ima za njih enak pomen. Poleg tega pa tudi težko ločijo oziroma uvrstijo spojino v določeno skupino organskih spojin, saj je bilo kar nekaj primerov pri katerih so učenci podano spojino uvrstili med ogljikovodike namesto med kisikove organske spojine.

60

Tako sklepam zato, ker je po prelitju obeh snovi v en merilni valj, plasti B – vode 21 mL, plasti A – pentan-1-ola pa 19 mL => vidimo, da se je 1 mL pentan-1-ola raztopil v vodi.

Sklepam lahko, da se je pentan-1-ol delno raztopil v vodi. Prostornina plasti B je večja od prostornine plasti A, čeprav smo zmešali enaki prostornini vode in pentan-1-ola.

4. Imamo dva merilna valja s prostornino 40 mL. V prvega nalijemo 20 mL vode, v drugega pa 20 mL pentan-1-ola. Vodo iz prvega valja prelijemo v drugi valj z pentan-1-olom. Gostota pentan-1-ola je 0,814 g/cm3. Stanje poskusa prikazuje slika.

4.1 Katera plast predstavlja pentan-1-ol? ______________________________________ 4.2 Kaj lahko sklepaš iz rezultatov poskusa?

____________________________________________________________________

4.3 Pojasni zakaj tako sklepaš.

____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________

REŠITEV

4.1 Katera plast predstavlja pentan-1-ol? ______________________________________ 4.2 Kaj lahko sklepaš iz rezultatov poskusa?

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________ 4.3 Pojasni zakaj tako sklepaš.

____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________ ____________________________________________________________________

Pentan-1-ol predstavlja plast A.

61

4.1 naloga KATEGORIJA ZNANJA 2. kognitivna raven TIP NALOGE problemska naloga TESTIRANI POJMI topnost, gostota skupina


skupinah



po skupinah

0T – 4T 0 0,0% 2

4,5T – 9T 14 63,6% 22

9,5T – 14T 62 79,5% 78

14,5T – 19T 170 91,9% 185

19,5T – 24T 210 96,3% 218

24,5T – 30T 57 100,0% 57

Σ (vsota) 513 91,3% 562


014

62

170

210

57

0

50

100

150

200

250

0 - 4 4,5 - 9 9,5 - 14 14,5 - 19 19,5 - 24 24,5 - 30

skupine učencev

št. p

ravi

lnih

od

go

voro

v

Napake učencev:


2 plast, spodnja plast

plast B / B

učenec na to

vprašanje ni odgovoril

nobena

62


2 plast, spodnja plast 2 4,1%

plast B / B 45 91,8% učenec na to vprašanje ni odgovoril 1 2,0%

nobena 1 2,0%

učenec ne pozna gostote vode, ne zna uporabiti zakonitosti vzgona (medpredmetna povezava z fiziko)

Σ (vsota) 49 100,0%


To nalogo je pravilno rešilo 91,3% učencev. Učenci so imeli na izbiro le dve možnosti. Lahko so izbrali plast A ali plast B, zato je pri tej nalogi velika verjetnost ugibanja odgovora. To je lahko vzrok za visok delež pravilno rešenih nalog. Učenci, ki so napačno odgovorili na to vprašanje so lahko ali napačno ugibali, ali pa ne razumejo pojma gostote. Nekateri učenci niso pravilno primerjali gostot obeh tekočin med seboj. Sledi, da je možno, da učenci ne poznajo podatke o gostoti vode, saj ta ni bila podana.

63



skupinah



po skupinah

0T – 4T 0 0,0% 2

4,5T – 9T 0 0,0% 22

9,5T – 14T 8 10,3% 78

14,5T – 19T 20 10,8% 185

19,5T – 24T 51 23,4% 218

24,5T – 30T 37 64,9% 57

Σ (vsota) 116 20,6% 562


0 0

8

20

51

37

0

10

20

30

40

50

60

0 - 4 4,5 - 9 9,5 - 14 14,5 - 19 19,5 - 24 24,5 - 30

skupine učencev

št.

pra

viln

ih o

dg

ov

oro

v

Napake učencev:


0

50

100

150

200

250

300

napačni odgovori

štev

ilo

učen

cev,

ki

je n

apač

no

o

dg

ovo

rilo

gostota

se ne

meša/topi/raztaplja

polarnost

potekla je reacija

je topen

različno velike molekule


ni odgovarjal

64


gostota 282 63,2%

se ne meša/topi/raztaplja 209 46,9%

polarnost 82 18,4%

potekla je reakcija 10 2,2%

je topen 10 2,2%

različno velike molekule 5 1,1% učenec na to vprašanje ni odgovarjal 4 0,9%

Σ (vsota) 602 /

OPOMBA – učenec je pri navedbi enega odgovora lahko storil več napak, zato seštevek odstotkov ni 100% ampak večji (seštevek ni 446 ponovitev ampak 602 ponovitvi). To nalogo je uspešno rešilo 20,6% učencev. Učenci so pri odgovarjanju navedli različne napačne sklepe o poskusu. Njihovi odgovori so uvrščeni v šest skupin, ki so navedene v zgornji tabeli. Največ nepravilnih odgovorov je povezanih z gostoto, mešanjem in raztapljanjem snovi v celoti ter polarnostjo snovi.

65



skupinah



po skupinah

0T – 4T 0 0,0% 2

4,5T – 9T 0 0,0% 22

9,5T – 14T 6 7,7% 78

14,5T – 19T 14 7,6% 185

19,5T – 24T 33 15,1% 218

24,5T – 30T 33 57,9% 57

Σ (vsota) 86 15,3% 562


0 0

6

14

33 33

0

5

10

15

20

25

30

35

0 - 4 4,5 - 9 9,5 - 14 14,5 - 19 19,5 - 24 24,5 - 30

skupine učencev

št.

pra

viln

ih o

dg

ovo

rov

Napake učencev:


0

50

100

150

200

250

300

350

400

napačni odgovori

štev

ilo

učen

cev,

ki

so

nap

ačn

o o

dg

ovo

rili

gostota

se ne

meša/topi/raztaplja

polarnost

je topen

potekla je reacija


ni odgovarjal

različno velike molekule

66


gostota 347 72,9%

se ne meša/topi/raztaplja 218 45,8%

polarnost 183 38,4%

je topen 54 11,3%

potekla je reakcija 7 1,5%

različno velike molekule 1 0,2% učenec na to vprašanje ni odgovarjal 6 1,3%

Σ (vsota) 816 /

OPOMBA – učenec je pri navedbi enega odgovora lahko storil več napak, zato seštevek odstotkov ni 100% ampak večji (seštevek ni 476 ponovitev ampak 816 ponovitev). To nalogo je uspešno rešilo 15,3% učencev. Učenci so pri odgovarjanju navedli različne napačne razlage poskusa, ki jih lahko uvrstimo v sedem skupin, ki zajemajo področja kot so gostota, raztapljanje snovi v celoti, topnost (je topen) snovi ter polarnost. V naši nalogi se spojini A in B delno raztopita, zato sta v skici vidni 2 plasti. Če bi se spojini A in B raztopili popolnoma, pa nebi bilo vidnih 2 plasti, ampak 1 plast. Zato je odgovor, da se plast A topi v plasti B napačen.

67

5. Koprive v svojih žlezah na listih in steblu izdelujejo spojino A, ki povzroči poškodbo kože in pekočo bolečino, če koprivo primemo. To snov lahko v laboratoriju pripravimo z oksidacijo alkohola B, ki ima le en ogljikov atom.

5.1 Napiši strukturno formulo alkohola B.

5.2 Napiši strukturno formulo spojine A. ____________________________

5.3 Poimenuj spojino A. ___________________________________________ REŠITEV

5.1 Napiši strukturno formulo alkohola B.

H C O

H

H

H

5.2 Napiši strukturno formulo spojine A. ____________________________

5.3 Poimenuj spojino A. ___________________________________________

Mravljična ali metanojska kislina.

68

5.1 naloga KATEGORIJA ZNANJA 2. kognitivna raven TIP NALOGE strukturne formule TESTIRANI POJMI alkohol, strukturna formula skupina


skupinah



po skupinah

0T – 4T 2 100,0% 2

4,5T – 9T 12 54,5% 22

9,5T – 14T 54 69,2% 78

14,5T – 19T 163 88,1% 185

19,5T – 24T 209 95,9% 218

24,5T – 30T 56 98,2% 57

Σ (vsota) 496 88,3% 562


212

54

163

209

56

0

50

100

150

200

250

0 - 4 4,5 - 9 9,5 - 14 14,5 - 19 19,5 - 24 24,5 - 30

skupine učencev

št. p

ravi

lnih

od

go

voro

v

Napake učencev:


1

2

3

4

5

6

69


1

CH3

OH

19 28,8%

učenec ne pozna pojma strukturna formula

2

17 25,8%

učenec ne pozna lastnosti snovi, ki so navedene v nalogi

3

5 7,6%

učenec ni dobro prebral navodil oziroma naloge, saj je ta odgovor pravilen pri nalogi 5.2

4

5 7,6%

učenec ne ve, da je vez v snovi …C-O-H in ne C-H-O

5 brez odgovora 4 6,1% učenec na to vprašanje ni odgovarjal

6 ostalo 16 24,2% /

Σ (vsota) 66 100,0%


To nalogo je uspešno rešilo 88,3 % učencev. Učenci ne razlikujejo med racionalno in strukturno formulo. Težave imajo pri branju nalog, saj je učenec pri tej nalogi podal odgovor, ki je pravilen pri nalogi 5.2, pri tej nalogi pa je nepravilen. Učenci ne poznajo lastnosti snovi in niso natančni pri pisanju strukturnih formul, saj so nekateri narisali vez med C-H-O, namesto C-O-H. Iz te napake tudi sledi, da ne vedo koliko vezi lahko tvorijo posamezni atomi elementa.

H CO

O H

H C H

H

H

70

5.2 naloga KATEGORIJA ZNANJA 2. kognitivna raven TIP NALOGE pisanje strukturne formule TESTIRANI POJMI metanojska kislina, strukturna formula skupina


skupinah



po skupinah

0T – 4T 0 0,0% 2

4,5T – 9T 1 4,5% 22

9,5T – 14T 11 14,1% 78

14,5T – 19T 78 42,2% 185

19,5T – 24T 162 74,3% 218

24,5T – 30T 49 86,0% 57

Σ (vsota) 301 53,6% 562


0 111

78

162

49

0

20

40

60

80

100

120

140

160

180

0 - 4 4,5 - 9 9,5 - 14 14,5 - 19 19,5 - 24 24,5 - 30

skupine učencev

št. p

ravi

lnih

od

go

voro

v

Napake učencev:


1

2

3

4

5

6

7

71


1

H CO

H 50 19,2%

učenec je namesto karboksilne skupine narisal aldehid učenec ne ve, da poteče oksidacija do karboksilne skupine

2 H COOH

35 13,4% učenec ne loči strukturne in molekulske formule

3 H C

H

H

C

O

OH 18 6,9%

učenec je namesto metanojske kisline napisal etanojsko kislino

4 CH

3COOH

11 4,2%

učenec je namesto metanojske kisline narisal etanojsko kislino, pri tem pa ne loči strukturne in molekulske formule

5 H C

H

H

O O H

10 3,8%

vezi med atomi so narisane napačno

6

učenec na to vprašanje ni odgovarjal 14 5,4%

učenec na to vprašanje ni odgovarjal

7 ostalo 123 47,1% /

Σ (vsota) 261 100,0%


To nalogo je uspešno rešilo 53,6% učencev. Učenci ne razlikujejo med racionalno in strukturno formulo ter ne upoštevajo, da poteka oksidacija do končnega produkta, torej do metanojske kisline in ne samo do aldehida. Učenci, ne znajo pravilno označiti vezi v strukturni formuli metanojske kisline.

72

5.3 naloga KATEGORIJA ZNANJA 1. kognitivna raven TIP NALOGE dopolnilni tip TESTIRANI POJMI poimenovanje spojin, kisline skupina


skupinah



po skupinah

0T – 4T 0 0,0% 2

4,5T – 9T 9 40,9% 22

9,5T – 14T 44 56,4% 78

14,5T – 19T 138 74,6% 185

19,5T – 24T 204 93,6% 218

24,5T – 30T 56 98,2% 57

Σ (vsota) 451 80,2% 562


09

44

138

204

56

0

50

100

150

200

250

0 - 4 4,5 - 9 9,5 - 14 14,5 - 19 19,5 - 24 24,5 - 30

skupine učencev

št. p

ravi

lnih

od

go

voro

v

Napake učencev:


metanal

etanojska kislina


ni odgovoril

metanol

ostalo

73


metanal 51 45,9%

etanojska kislina 15 13,5%

metanol 7 6,3%

učenec je pri nalogi 5.2 napačno zapisal formulo in je zato spojino pri nalogi 5.3 tudi napačno poimenoval



ostalo 26 23,4% /

Σ (vsota) 111 100,0%


To nalogo je pravilno rešilo 80,2 % učencev. Učenci bolje poimenujejo znano spojino, v manjši meri pa so sposobni uporabljati pravila za poimenovanje neznanih spojin. Učenci so poimenovali snovi pri nalogi 5.3 glede na rešitve pri nalogi 5.2.

74

b, č, d

6. Kaj prikazuje shema na ravni delcev? Zaradi preglednosti molekule vode niso prikazane.

a Vodno raztopino srednje močne karboksilne kisline. b Vodno raztopino šibke karboksilne kisline. c Alkohol, ki smo mu dodali nekaj etanojske kisline. č Vodno raztopino s pH < 7. d Vodno raztopino snovi, ki ob dodatku raztopine natrijevega hidroksida tvori vodo in v

vodi topno sol. Napiši pravilne odgovore: _____________________________ REŠITEV Napiši pravilne odgovore: _____________________________

75

6. naloga KATEGORIJA ZNANJA 2. kognitivna raven TIP NALOGE izbirni tip z več odgovori TESTIRANI POJMI močna/šibka kislina, pH, alkohol, sol skupina


skupinah



po skupinah

0T – 4T 0 0,0% 2

4,5T – 9T 1 4,5% 22

9,5T – 14T 9 11,5% 78

14,5T – 19T 57 30,8% 185

19,5T – 24T 145 66,5% 218

24,5T – 30T 50 87,7% 57

Σ (vsota) 262 46,6% 562

6 naloga - pravilni odgovori

0 19

57

145

50

0

20

40

60

80

100

120

140

160

0 - 4 4,5 - 9 9,5 - 14 14,5 - 19 19,5 - 24 24,5 - 30

skupine učencev

št. p

ravi

lnih

od

go

voro

v

Napake učencev:

Napačni odgovori učencev - naloga 6

ačd

ad

bc

bcč

bč

bča

bd

b

bcčdbcd

ačacd

acčdacč

brez odg

cčdcčc

č acabčdacd čd da abčd

ac acč

acčd acd

ač ačd

ad b

bc bcč

bcčd bcd

bč bča

bd brez odg

c cč

cčd cd

č čd

d

76

Odgovore učencev lahko razdelimo v tri skupine: (1) nepopolni odgovori

Nepopolni odgovori št. ponovitev %

b 10 3,3% manjkata ugotovitvi č in d

b,č 91 30,3% manjka ugotovitev d

b, d 49 16,3% manjka ugotovitev č

č 1 0,3 % manjkata ugotovitvi b in d

č, d 5 1,7% manjka ugotovitev b

d 2 0,7% manjkata ugotovitvi b in č

skupno 156 52,0%

(2) odgovori, ki vključujejo pravilne in nepravilne odgovore

Odgovori s pravilnimi in nepravilnimi ugotovitvami

št. ponovitev %

a, č 28 9,3% ugotovitev a je nepravilna, ugotovitev č je delno pravilna

a, d 17 5,7% ugotovitev a je nepravilna, ugotovitev d je delno pravilna

a, b, č 2 0,7% ugotovitev a je nepravilna, ugotovitvi b in č sta delno pravilni

a, c, č 6 2,0% ugotovitvi a in c sta nepravilni, ugotovitev č je delno pravilna

a, c, d 5 1,7% ugotovitvi a in c sta nepravilni, ugotovitev d je delno pravilna

a, č, d 45 15,0% ugotovitev a je nepravilna, ugotovitvi č in d sta delno pravilni

a, b, č, d 1 0,3% ugotovitev a je nepravilna, ugotovitve b, č in d so pravilne

a, c, č, d 1 0,3% ugotovitvi a in c sta nepravilni, ugotovitvi č in d sta delno pravilni

b, c 6 2,0% ugotovitev c je nepravilna, ugotovitev b je delno pravilna

b, c, č 6 2,0% ugotovitev c je nepravilna, ugotovitvi b in č sta delno pravilni

b, c, d 8 2,7% ugotovitev c je nepravilna, ugotovitvi b in d sta delno pravilni

b, c, č, d 3 1,0% ugotovitev c je nepravilna, ugotovitve b, č in d so pravilne

c, č 2 0,7% ugotovitev c je nepravilna, ugotovitev č je delno pravilna

c, d 2 0,7% ugotovitev c je nepravilna, ugotovitev d je delno pravilna

c, č, d 2 0,7% ugotovitev c je nepravilna, ugotovitvi č in d sta delno pravilni

skupno 133 44,3%

(3) odgovori, ki vključujejo le nepravilne odgovore


a 3 1,0% ugotovitev a je nepravilna

a, c 4 1,3% ugotovitvi a in c sta nepravilni

c 2 0,7% ugotovitev c je nepravilna


učenec ni odgovarjal na to vprašanje

skupno 11 3,7%

77

Odstotek delno pravilnih in napačnih odgovorov 53,4% Nalogo je pravilno rešilo 46,6% učencev. Učenci, ki so podali a kot pravilni odgovor, ne ločijo šibkih in močnih kislin. Veliko težav imajo učenci pri razumevanju shem submikroskopske predstavitve delcev. Iz shem ne prepoznajo delcev spojin. Iz tega je razvidno, da učenci ne prepoznajo delec, ki ponazarja kislino. Učenci, ki niso podali odgovor č ne vedo, da je raztopina, ki ima pH < 7 kisla ter da je raztopina, ki ima pH > 7 bazična. Nekateri učenci ne poznajo nevtralizacijske reakcije.

78

7. Kako atom kalcija doseže stabilno zgradbo? A Sprejme dva protona. B Odda dva elektrona. C Sprejme šest elektronov. Č Odda dva protona.

REŠITEV B

79

7. naloga KATEGORIJA ZNANJA 1. kognitivna raven TIP NALOGE izbirni tip TESTIRANI POJMI stabilna zgradba atoma, odda/sprejme elektrone/protone skupina


skupinah



po skupinah

0T – 4T 1 50,0% 2

4,5T – 9T 13 0,0% 22

9,5T – 14T 65 83,3% 78

14,5T – 19T 161 87,0% 185

19,5T – 24T 209 95,9% 218

24,5T – 30T 57 100,0% 57

Σ (vsota) 506 90,0% 562


113

65

161

209

57

0

50

100

150

200

250

0 - 4 4,5 - 9 9,5 - 14 14,5 - 19 19,5 - 24 24,5 - 30

skupine učencev

št. p

ravi

lnih

od

go

voro

v

Napake učencev:


Č

C

A

B, C

A, C

C, Č


odgovarjal

80

Odgovori št. ponovitev %

Č 30 53,6% /

C 13 23,2% /

A 6 10,7% A – nepravilen odgovor

B, C 4 7,1% B – pravilen odgovor

A, C 1 1,8% A – nepravilen odgovor

C, Č 1 1,8% Č – nepravilen odgovor



Σ (vsota) 56 100,0% /

Odstotek napačnih odgovorov 10,0% To nalogo je uspešno rešilo 90,0% učencev. Nekateri učenci ne vedo, kako doseže atom stabilno stanje in ne vedo ali sprejeme ali odda elektrone ali protone. Iz najpogostejše napake (odgovorov A in Č) je razvidno, da del učencev ne razlikuje med delci v atomu. Ne pozna pojmov kovina in nekovina. Učenci ne znajo iz porazdelitve elektrona v atomu sklepati ali bo imel atom težnjo sprejemati ali oddajati elektrone, da bo dosegel stabilno energijsko stanje. Tudi v primeru, če bi atom sprejel šest elektronov, bi dosegel strukturo osmih elektronov. Vendar pa je tako stanje manj verjetno, saj je energijsko neugodno.

81

8. Katera trditev velja za trdoto vode? A Trdoto vode zmanjšamo s segrevanjem. B Povzročajo jo v vodi raztopljen kalcijev karbonat. C Trdota vode v naravi ni odvisna od vrste plinov raztopljenih v vodi. Č Pri segrevanju trde vode se izločita kalcijev in magnezijev hidrogenkarbonat

kot vodni kamen. D Deževnica je trda voda.

REŠITEV A

82

8. naloga KATEGORIJA ZNANJA 2. kognitivna raven TIP NALOGE izbirni tip TESTIRANI POJMI trdota vode, deževnica skupina


skupinah



po skupinah

0T – 4T 0 0,0% 2

4,5T – 9T 1 4,5% 22

9,5T – 14T 6 7,7% 78

14,5T – 19T 19 10,3% 185

19,5T – 24T 21 9,6% 218

24,5T – 30T 17 29,8% 57

Σ (vsota) 64 11,4% 562


01

6

1921

17

0

5

10

15

20

25

0 - 4 4,5 - 9 9,5 - 14 14,5 - 19 19,5 - 24 24,5 - 30

skupine učencev

št. p

ravi

lnih

od

go

voro

v

Napake učencev:


B

Č

C

D

B, Č

A, B, Č

ostalo

83


B 211 42,4% B – nepravilen odgovor

Č 185 37,1% Č – nepravilen odgovor

C 33 6,6% Č – nepravilen odgovor

D 21 4,2% D – nepravilen odgovor

B, Č 13 2,6% B – pravilen odgovor Č – nepravilen odgovor

A, B, Č 13 2,6%

A – pravilen odgovor B – nepravilen odgovor Č – nepravilen odgovor

ostalo 22 4,4% /

Σ (vsota) 498 100,0%


To nalogo je uspešno rešilo 11,4% učencev. Učenci slabo poznajo razliko med trdo in mehko vodo. Učenci ne vedo (odgovor B), da je kalcijev hidrogenkarbonat topen v vodi, kalcijev karbonat pa je topen le v vodi, v kateri je raztopljen ogljikov dioksid. To nerazumevanje se odraža tudi iz odgovora Č. Ugotovitev, da trdoto vode povzroča v vodi raztopljen kalcijev karbonat, ni pravilna. Učenci ne vedo, da plini raztopljeni v vodi vplivajo na trdoto vode ter, da je deževnica mehka voda. Ne vedo pa tudi, da se pri segrevanju kalcijev in magnezijev hidrogenkarbonat izločita kot vodni kamen, ki je kalcijev in magnezijev karbonat.

84

Molekula je NEPOLARNA.

štirje atomi

POLARNA KOVALENTNA VEZ.

9. Na sliki je strukturna formula spojine ZX3.

9.1 Kakšna je molekula glede polarnosti? ____________________________

9.2 Koliko atomov je v molekuli? ____________________

9.3 Kakšne vrste vez je med atomom X in atomom Z v molekuli? ___________________ REŠITEV 9.1 Kakšna je molekula glede polarnosti? ____________________________

9.2 Koliko atomov je v molekuli? ____________________

9.3 Kakšne vrste vez je med atomom X in atomom Z v molekuli?

_____________________________________

85

9.1 naloga KATEGORIJA ZNANJA 1. kognitivna raven TIP NALOGE dopolnilni tip TESTIRANI POJMI polarnost skupina


skupinah



po skupinah

0T – 4T 1 50,0% 2

4,5T – 9T 3 13,6% 22

9,5T – 14T 29 37,2% 78

14,5T – 19T 56 30,3% 185

19,5T – 24T 62 28,4% 218

24,5T – 30T 16 28,1% 57

Σ (vsota) 167 29,7% 562


1 3

29

5662

16

0

10

20

30

40

50

60

70

0 - 4 4,5 - 9 9,5 - 14 14,5 - 19 19,5 - 24 24,5 - 30

skupine učencev

št. p

ravi

lnih

od

go

voro

v

Napake učencev:


polarna

molekula je polarna

je polarna

polarna molekula

ostalo

86


polarna 289 73,2%

molekula je polarna 37 9,4%

je polarna 29 7,3%

polarna molekula 18 4,6%

učenec je spojini pripisal napačno polarnost

ostalo 22 5,6% /

Σ (vsota) 395 100,0%

Odstotek napačnih odgovorov 70,3% To nalogo je uspešno rešilo le 29,7% učencev. Celotna naloga je zahtevna, saj polarnost molekule ni enaka kot polarnost vezi. Molekula je zaradi svoje strukture nepolarna, posamezne vezi pa so polarne. Za učence osnovne šole je zahtevno, da povežejo polarnost vezi v molekuli s polarnostjo molekule.

87

9.2 naloga KATEGORIJA ZNANJA 1. kognitivna raven TIP NALOGE dopolnilni tip TESTIRANI POJMI št. atomov v molekuli skupina


skupinah



po skupinah

0T – 4T 1 50,0% 2

4,5T – 9T 18 81,8% 22

9,5T – 14T 69 88,5% 78

14,5T – 19T 177 95,7% 185

19,5T – 24T 210 96,3% 218

24,5T – 30T 57 100,0% 57

Σ (vsota) 532 94,7% 562


118

69

177

210

57

0

50

100

150

200

250

0 - 4 4,5 - 9 9,5 - 14 14,5 - 19 19,5 - 24 24,5 - 30

skupine učencev

št. p

ravi

lnih

od

go

voro

v

Napake učencev:


1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

88


1 3 10 33,3% učenec je preštel le X atome

2 0 6 20,0% učenec je sklepal, da v spojini ni atomov

3 24 3 10,0% učenec je preštel vse elektrone

4 2 3 10,0%

učenec je preštel le, koliko različnih atomov je v spojini

5 22 2 6,7% /

6 1 2 6,7% /

7 26 1 3,3% /

8 19 1 3,3% /

9 14 1 3,3% /

10 10 1 3,3% /

Σ (vsota) 30 100,0%


To nalogo je uspešno rešilo 94,7% učencev. Deset učencev je navedlo le tri atome, ki so vezani na centralni atom. Ostale napake so težje razložljive.

89

9.3 naloga KATEGORIJA ZNANJA 1. kognitivna raven TIP NALOGE dopolnilni tip TESTIRANI POJMI vrsta vezi, kovalentna polarna vez skupina


skupinah



po skupinah

0T – 4T 0 0,0% 2

4,5T – 9T 0 0,0% 22

9,5T – 14T 11 14,1% 78

14,5T – 19T 33 17,8% 185

19,5T – 24T 46 21,1% 218

24,5T – 30T 31 54,4% 57

Σ (vsota) 121 21,5% 562


0 0

11

33

46

31

0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

50

0 - 4 4,5 - 9 9,5 - 14 14,5 - 19 19,5 - 24 24,5 - 30

skupine učencev

št. p

ravi

lnih

od

go

voro

v

Napake učencev:


kovalentna (vez)

ionska (vez)

enojna (vez)

polarna (vez)

enojna kovalentna vez

nepolarna

nepolarna kovalentna (vez)

ostalo

90


(enojna) kovalentna (vez) 231 52,4%

ionska (vez) 93 21,1%

enojna (vez) 31 7,0%

polarna (vez) 26 5,9%

nepolarna 11 2,5%

nepolarna kovalentna (vez) 10 2,3%

ostalo 39 8,8%

Σ (vsota) 441 100,0%


Popolnoma pravilen odgovor je polarna kovalentna vez, kakor je odgovorilo 21,5% vseh učencev. Kovalentna (vez) je manj natančen, vendar delno pravilen odgovor. Tako je odgovorilo 41,1% vseh učencev. 4,6% vseh učencev, ki so napisali, da je vez polarna, pa niso dodali, da je vez kovalentna. Veliko učencev ne razlikuje med ionsko in kovalentno vezjo, saj navajajo, da je vez v molekuli ionska (16,5% vseh učencev). Nekateri učenci sicer prepoznajo, da je vez kovalentna, vendar ne razlikujejo med polarno in nepolarno (3,7% vseh učencev) vezjo.

91

CH4

METAN

CO2 in H2O

10. Spojina A je pri sobnih pogojih plin, ki gori z modrim plamenom in nastaja pri gnitju organskih snovi brez zraka. V vodi se ne raztaplja. Če ga uvajamo v raztopino broma v diklorometanu se ta ne razbarva. Razmerje med atomom X in atomom Y v molekuli spojine A je 1 : 4.

10.1 Napiši molekulsko formulo spojine A. ____________________________ 10.2 Poimenuj spojino A. _____________________ 10.3 Kaj nastane pri popolnem gorenju spojine A? ______________________ REŠITEV 10.1 Napiši molekulsko formulo spojine A. ____________________________ 10.2 Poimenuj spojino A. _____________________ 10.3 Kaj nastane pri popolnem gorenju spojine A? __________________

92

10.1 naloga KATEGORIJA ZNANJA 3. kognitivna raven TIP NALOGE problemska naloga TESTIRANI POJMI prepoznavanje snovi po lastnostih:

plin, gori z modrim plamenom, nastane pri gnitju organskih snovi brez zraka, je netopen v vodi, v bromu se ne razbarva, razmerje atomov X:Y = 1 : 4.

skupina


skupinah



po skupinah

0T – 4T 0 0,0% 2

4,5T – 9T 5 22,7% 22

9,5T – 14T 35 44,9% 78

14,5T – 19T 140 75,7% 185

19,5T – 24T 200 91,7% 218

24,5T – 30T 56 98,2% 57

Σ (vsota) 436 77,6% 562


0 5

35

140

200

56

0

50

100

150

200

250

0 - 4 4,5 - 9 9,5 - 14 14,5 - 19 19,5 - 24 24,5 - 30

skupine učencev

št.

pra

viln

ih o

dg

ovo

rov

Napake učencev:


1

2

3

4

5

6

7

93


1 NH4 , NH

3 34 27,0%

2

H C

H

H

H ali

Y

X YY

Y 13 10,3%

3 CH3OH

ali CH

4O

9 7,1%

4 C2H

5OH

7 5,6%

5 CH3 4 3,2%

učenec ne pozna lastnosti opisane snovi v nalogi oz. navodilih

6 ostalo 38 30,2% /

7 učenec na to vprašanje ni odgovarjal 21 16,7%


Σ (vsota) 126 100,0%


To nalogo je uspešno rešilo 77,6% učencev. Ti učenci so iz podatkov v nalogi razbrali, da je spojina A plin metan. Nekaj učencev (5,0% vseh učencev) je napisalo, da je opisan plin amonjak. Verjetno je pri tem vzrok podatek, da plin nastane pri gnitju. Druge napake pa so povezane s formulami kisikovih organskih spojin (2,8% vseh učencev) ter z nepoznavanjem pojmov strukturna formula ter molekulska formula, takih učencev pa je bilo 2,3%.

94

10.2 naloga KATEGORIJA ZNANJA 1. kognitivna raven TIP NALOGE problemska naloga TESTIRANI POJMI poimenovanje spojine skupina


skupinah



po skupinah

0T – 4T 0 0,0% 2

4,5T – 9T 6 27,3% 22

9,5T – 14T 35 44,9% 78

14,5T – 19T 145 78,4% 185

19,5T – 24T 204 93,6% 218

24,5T – 30T 57 100,0% 57

Σ (vsota) 447 79,5% 562


0 6

35

145

204

57

0

50

100

150

200

250

0 - 4 4,5 - 9 9,5 - 14 14,5 - 19 19,5 - 24 24,5 - 30

skupine učencev

št. p

ravi

lnih

od

go

voro

v

Napake učencev:

Napačni odgovori učencev - naloga 10.2 amonjak


odgovarjalmetanol

etanol

butan

ogljikov dioksid

butanol

amonij

ostalo

95


amonjak 29 25,2%

metanol 12 10,4%

etanol 7 6,1%

butan 5 4,3%

ogljikov dioksid 4 3,5%

butanol 3 2,6%

amonij 3 2,6%

učenec ne pozna lastnosti opisane snovi v nalogi oz. navodilih

ostalo 30 26,1%



Σ (vsota) 115 100,0%


To nalogo je uspešno rešilo 79,5% učencev. Napake, ki so se pri tem delu naloge pojavile, so povezane z napakami v prvem delu naloge. Učenci najpogosteje navajajo, da je nastal plin amonjak (5,2% vseh učencev) ali kisikova organska spojina: metanol ali etanol ali butanol (3,9% vseh učencev), druge napačne odgovore pa je navedlo manjše število učencev.

96

10.3 naloga KATEGORIJA ZNANJA 2. kognitivna raven TIP NALOGE problemska naloga TESTIRANI POJMI popolno gorenje skupina


skupinah



po skupinah

0T – 4T 0 0,0% 2

4,5T – 9T 11 50,0% 22

9,5T – 14T 51 65,4% 78

14,5T – 19T 165 89,2% 185

19,5T – 24T 212 97,2% 218

24,5T – 30T 57 100,0% 57

Σ (vsota) 496 88,3% 562


011

51

165

212

57

0

50

100

150

200

250

0 - 4 4,5 - 9 9,5 - 14 14,5 - 19 19,5 - 24 24,5 - 30

skupine učencev

št. p

ravi

lnih

od

go

voro

v

Napake učencev:



ni odgovarjalogljikov dioksid

dušik in voda

ogljikov dioksid in vodik

voda

ostalo

97


ogljikov dioksid 8 12,1% učenec je ugotovil le enega od dveh pravilnih odgovorov

dušik in voda 7 10,6%

ogljikov dioksid in vodik 6 9,1%

učenec je napačno napisal produkt reakcije, sklepam, da ne pozna pojma popolno gorenje

voda 5 7,6% učenec je ugotovil le enega od dveh pravilnih odgovorov

učenec na to vprašanje ni odgovarjal 16 24,2% učenec na to vprašanje ni odgovarjal

ostalo 24 36,4% /

Σ (vsota) 66 100,0%

Odstotek napačnih odgovorov 11,7% To nalogo je uspešno rešilo 88,3% učencev. Nekateri učenci so ugotovili le enega izmed dveh pravilnih odgovorov: ogljikov dioksid (2,5% vseh učencev) ali vodo (2,1% vseh učencev). Poleg obeh produktov gorenja učenci navajajo še odgovora: dušik (1,2% vseh učencev) ali vodik (1,1% vseh učencev).

98

ZAKLJUČEK

UGOTOVITVE

1 TOČKE

Število učencev glede na dosežene točke na preizkusu znanja

222

78

185

218

57

0

50

100

150

200

250

0 - 4 4,5 - 9 9,5 - 14 14,5 - 19 19,5 - 24 24,5 - 30

skupine učencev

št.

učec

ev p

o d

ose

žen

ih

točka

h

Največje število točk, od 30T do 24,5T je doseglo 57 učencev ali 10,1% vseh učencev, medtem ko sta najmanjše število točk, od 0T do 4T, dosegla le dva učenca ali 0,4% vseh učencev. Največ učencev se je uvrstilo v interval od 24T do 19,5T (218 učencev ali 38,8%) ter v interval od 19T do 14,5T (185 učencev ali 32,9%).

2 KOGNITIVNE RAVNI

Pravilno rešene naloge - kognitivne ravni

1.1 1.2 2.1 2.2 2.3 2.4 3.1 3.2 4.1 4.2 4.3 5.1 5.2 5.3 6 7 8 9.1 9.2 9.3 10.1 10.210.30,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%

60,0%

70,0%

80,0%

90,0%

100,0%

Naloge

Od

sto

tek

pra

viln

o r

ešen

ih

nal

og

1. kognitivna raven 2. kognitivna raven 3. kognitivna raven

99

Naloge so po težavnosti razdeljene v tri kognitivne ravni: - 1. kognitivna raven (naloge: 2.2, 2.4, 5.3, 7, 9.1, 9.2, 9.3, in 10.2) - 2. kognitivna raven (naloge: 1.2, 2.1, 3.1, 4.1, 5.1, 5.2, 6, 8, 10.3) - 3. kognitivna raven (naloge: 1.1, 2.3, 3.2, 4.2, 4.3, 10.1) Iz grafa je razvidno, da določena kognitivna raven nalog na uspeh učencev pri reševanju ni bistveno vplivala, saj so učenci naloge z enako kognitivno ravnjo različno uspešno reševali. Uspeh pri reševanju je bil odvisen predvsem od poznavanja in razumevanja obravnavanih pojmov v nalogi.

kognitivna raven

povprečen % uspešno rešenih nalog po kognitivnih ravneh

1. kognitivna raven 64,1% 2. kognitivna raven 67,7% 3. kognitivna raven 54,7% Preglednica 4 Preglednica prikazuje povprečen odstotek rešenih nalog glede na kognitivno raven. V povprečju so učenci najbolje rešili naloge, ki jim je bila dodeljena 2. kognitivna raven, malce slabše so rešili naloge, ki jim je bila dodeljena 1. kognitivna raven, najslabše pa so rešili naloge, ki jim je bila dodeljena 3. kognitivna raven.

3 VSEBINE NALOG IN NJIHOVO REŠEVANJE 3.1 TOPNOST (naloge: 1.1, 4.2, 4.3): Učencem odčitavanje grafov ne predstavlja težav. Problem se pojavi pri interpretaciji odčitanih podatkov iz grafov. Učenci ne poznajo definicije topnosti ali pa so pri svojih odgovorih nenatančni, saj svoje odgovore podajajo samo številčno, brez enot ter ne navedejo količino topila v katerem se je topljenec raztopil. Pri zahtevnejših nalogah je razvidno, da učenci ne ločijo besednih zvez se topi in se delno topi. Če se snov topi delno, pomeni, da se ne raztopi popolnoma, sta vidni dve plasti snovi. Če se snov topi, pa pomeni, da se raztopi v celoti, nastala raztopina je homogena. Učenci ponavadi ne razumejo besednih zvez in jih ne znajo razložiti. Pri sklepanju navedemo razlog, medtem ko pri razlagi podamo odgovor na vprašanje zakaj se je to zgodilo. Veliko učencev je že v sklepu razlagalo svoje teze. Učenci imajo probleme pri branju besedil problemskih nalog, saj ne znajo izluščiti bistvenih podatkov (podatki, ki jih vsebujejo naloge ter tisti podatki, ki jih potrebujejo za reševanje). Težave imajo tudi pri povezovanju podatkov in pri sklepanju. Problem pa se pojavi pri branju skic, saj niso opazili, da je pri 4 nalogi volumen spojine A 19mL, spojine B pa 21mL. 3.2 MASNI DELEŽ (naloga: 1.2): Učenci enačbo za masni delež poznajo, vendar jo pogosto ne razumejo. Mnogi učenci ne razumejo pojma masa raztopine. Masa raztopine je enaka vsoti mase topljenca in topila. Učenci imajo tudi težave pri zaokroževanju. Ne vedo, če je številka za mestom na katerega zaokrožijo od 0 do 4 zaokrožijo navzdol ter če je od 5 do 9 pa zaokrožijo navzgor.

100

3.3 OGLJIKOVODIKI (naloge:2.1, 2.3, 10.1, 10.3): Učenci imajo v večji meri probleme pri razlikovanju med molekulsko, strukturno in racionalno formulo, to je razvidno pri nalogah, kjer so morali učenci zapisali določeno vrsto formule. Ne razlikujejo tudi med položajno ter strukturno izomero. Velike težave jim povzroča tudi pisanje enačb kemijskih reakcij. Reakciji učenci pripišejo formule reaktantov, ko pa je potrebno zapisati produkte, se pogosto ustavi. Prav tako imajo velike probleme pri zapisu formul spojin iz imen spojin. Pri reševanju problemskih nalog je bilo ugotovljeno, da učenci ne znajo brati navodil, izluščiti bistva naloge, sklepati iz lastnosti snovi na snov, ki jo iščemo… Učenci s poznavanjem popolnega gorenja nimajo večjih težav, saj so to nalogo dobro rešili. Ugotovljeno je bilo, da v kolikor je učenec na prvo podvprašanje odgovoril napačno, je bil tudi odgovor na naslednja podvprašanja napačen. 3.4 POIMENOVANJE SPOJIN (naloge: 2.2, 2.4, 5.3, 10.2): Pri poimenovanju enostavnejših spojin večina učencev ni imela problemov. Pri enostavnih spojinah se kot napaka pojavi vrivanje črk, recimo –a (heksa-2-en) in –an (heksan-2-en) v besedi heks-2-en. Poimenovanje produkta adicije je bilo za učence zahtevnejše. Učenci ne vedo na katerem mestu v imenu spojine je presledek, kje pomišljaji ali kje zapisati števnik, ko je v spojini zastopanih več atomov istega elementa. Tiste spojine, ki jih učenci slišijo pri pouku večkrat si jih tudi lažje zapomnijo in jim zato ne delajo težav pri reševanju nalog (alkoholi, kisline…). Te naloge tudi bolje rešujejo. 3.5 KISIKOVA DRUŽINA ORGANSKIH SPOJIN (naloge: 3.1, 3.2, 5.1, 5.2, 8): Naloge, kjer je potrebno napisati strukturne formule so učenci dobro reševali. Napake, ki se pojavijo pri teh nalogah se navezujejo na nepoznavanje pojmov strukturna, molekulska in racionalna formula. Veliko učencev je napisalo spojino, ki je bila zahtevana, vendar niso upoštevali, da mora biti spojina v celoti napisana s strukturno formulo in ne delno z racionalno in delno s strukturno formulo. Učenci so uspešni pri prepoznavanju spojin, ki spadajo v kisikovo družino organskih spojin, le nekaj učencev ne pozna funkcionalnih skupin v spojinah, ki pripadajo kisikovi družini organskih spojin. Nekateri učenci ne vedo, da atom vodika (H) tvori le eno vez, saj so učenci zapisali razporeditev atomov v spojini kot C-H-O. Težave se pojavijo tudi pri zapisu formul iz imena spojin. Poznavanje trdote vode, povzroča učencem težave. Učenci ne vedo, da se kalcijev karbonat (apnenec) raztaplja le v vodi, v kateri je raztopljen ogljikov dioksid, ne poznajo kemijske sestave vodnega kamna ter ne ločijo trde in mehke vode. Zaslediti je, da učenci ne znajo pozorno brati navodil nalog, kar je vzrok za vrsto napačnih odgovorov. 3.6 POVEZOVANJE DELCEV (naloge: 7, 9.1, 9.2, 9.3): Najbolje so učenci rešili nalogo, ki je obravnavala porazdelitev elektronov v elektronski ovojnici. Vsebina v nalogah je bila snov osmega razreda in je bila očitno pri učencih dobro utrjena, saj so učenci naloge reševali zelo dobro (90%). Zelo velike težave pa so se pojavile pri razumevanju in razlikovanju pojmov: polarnost, nepolarnost, polarne vezi in nepolarne vezi. Učenci pri nalogah o polarnosti pri molekulah niso razlikovali med polarnostjo posamezne vezi in polarnostjo molekul. Veliko učencev ne razlikuje med vrstami vezi. Ne ločijo ionske vezi, polarne kovalentne vezi, nepolarne kovalentne vezi ali pa vedo kakšna je vez, pri zapisu vezi pa niso natančni, navedejo le, da je polarna, nepolarna, kovalentna, enojna. Večino učencev zna prešteti atome v modelu molekule (94,7%) ter razume kaj pomeni pojem atom. Nekateri učenci (5,3%) ne vedo kaj pomeni pojem atom, saj so namesto atomov

101

v spojini šteli zunanje elektrone vseh atomov v molekuli, atome ene vrste (recimo samo atome elementa X) ali pa so celo pripisali, da spojina ne vsebuje atomov. 3.7 GOSTOTA (naloga: 4.1): Učenci so nalogo zelo dobro rešili (91,3%). Na voljo sta bila le dva odgovora, tako je bila možnost ugibanja pravilnega odgovora velika. Kot druga možnost se pojavi dobro poznavanje pojma gostota pri učencih, saj so pojem gostote obravnavali tako pri kemiji, kot pri fiziki. Učenci, ki so napačno odgovorili na vprašanje so navedli, da je bolj gosta snov na vrhu ter manj gosta snov na dnu. To trditev so lahko navedli, ker niso poznali podatka o gostoti vode, saj ga naloga ni vsebovala. 3.8 KISLINE, BAZE IN SOLI (naloga: 6): Učenci imajo probleme pri branju skic, ki ponazarjajo submikroskopski svet. Iz narisanih delcev ne znajo sklepati ali je snov kislina, baza ali sol. Učenci ne razlikujejo med šibkimi in močnimi kislinami.

vsebina naloge povprečen % uspešno rešenih nalog po vsebinah gostota 91,3% kisikova družina organskih spojin 78,1% masni delež 69,8% poimenovanje spojin 69,2% ogljikovodiki 68,8% povezovanje delcev 59,0% kisline, baze in soli 46,6% topnost 34,5% Preglednica 5 Preglednica prikazuje povprečen odstotek rešenih nalog po posameznih vsebinah. Najbolje so učenci rešili naloge povezane z gostoto snovi (odstotek v povprečju znaša 91,3%), najslabše pa so rešili naloge, ki so se navezovale na topnost snovi (odstotek v povprečju znaša 34,5%).

4 TIPI NALOG TER NJIHOVO REŠEVANJE 4.1 BRANJE GRAFOV (naloga: 1.1) Učenci znajo odčitati podatke iz grafa številčno, težave se pojavijo pri interpretaciji rezultata. Učenci imajo težave pri branju abcisne (x) in oordinatne (y) osi. 4.2 KEMIJSKO RAČUNANJE (naloga: 1.2)

Učenci poznajo formulo za zapis iskanega podatka, težave se pojavijo pri uporabi formule za izračun iskanega podatka. Nekateri učenci nimajo razjasnjenih pojmov, ki nastopajo v formuli.

102

4.3 IZBIRNI TIP NALOGE (naloge: 2.1, 6, 7 in 8) Pri izbirnem tipu nalog morajo učenci sprva analizirati vsako trditev posebej. Za ta tip naloge mora učenec imeti veliko znanja, da pravilno preuči vsako trditev ter jo tako ovrže oziroma potrdi. Ker pa so trditve že zapisane, lahko učenec pri tem tipu nalog tudi ugiba pravilen odgovor. Pri izbirnem tipu nalog z več pravilnimi odgovori, so se pojavile rešitve, ki so vsebovale tako pravilne, kot napačne odgovore. 4.4 DOPOLNILNI TIP NALOGE (naloge: 2.2, 2.4, 3.2, 5.3, 9.1, 9.2 in 9.3) Dopolnilni tip naloge je vseboval naloge, kjer je moral učenec v večji meri poimenovati spojine, jih uvrstiti v določeno organsko skupino, jim določiti polarnost molekule in polarnost vezi in prešteti atome v spojini. To je tip naloge, pri katerem učenec zna oziroma ne zna odgovoriti na zastavljeno vprašanje. 4.5 PROBLEMSKA NALOGA (naloge: 2.3, 4.1, 4.2, 4.3, 10.1, 10.2 in 10.3) Pri problemski nalogi se največkrat pojavijo težave že pri samem branju besedila naloge, saj učenci ne znajo brati nalog in s tem ne znajo izluščiti bistva naloge. Tisti učenci, ki nimajo dobro razčiščenih kemijskih pojmov, lahko napačno sklepajo o odgovoru. Učenci imajo tudi probleme pri branju dodatnih skic, ki naj bi jim pri odgovoru pomagale, saj ne preučijo skic natančno ter tako podajo napačne odgovore. 4.6 PISANJE STRUKTURNE FORMULE (naloge: 3.1, 5.1 in 5.2) Učenci v veliko primerih znajo zapisati strukturne formule spojin, težava se pojavi pri razlikovanju med strukturno, molekulsko in racionalno formulo. Tako so učenci namesto celotne strukturne formule napisali delno strukturno formulo in delno racionalno formulo. Tudi pri tem tipu nalog je bilo opaziti, da učenci ne preberejo naloge dovolj natančno, saj je učenec namesto strukturne formule spojine B narisal strukturno formulo spojine A.

tip naloge povprečen % uspešno rešenih nalog po tipih nalog pisanje strukturne formule 71,4% kemijsko računanje 69,8% izbirni tip nalog 69,0% branje grafov 67,6% problemske naloge 61,6% dopolnilni tip naloge 61,5% Preglednica 6 Preglednica prikazuje povprečen odstotek rešenih nalog po posameznih tipih nalog. Učenci so v povprečju najbolje rešili tipe nalog, kjer so morali sami zapisati strukturne formule spojin (odstotek v povprečju znaša 71,4%), najslabše pa so v povprečju rešili nalogi, ki sta vsebovali problemski (odstotek v povprečju znaša 61,6%) in dopolnilni tip naloge (odstotek v povprečju znaša 61,5%).

103

5 NAJBOLJE IN NAJSLABŠE REŠENE NALOGE

Pravilno rešene naloge - najbolje in najslabše rešene naloge

1.1 1.2 2.1 2.2 2.3 2.4 3.1 3.2 4.1 4.2 4.3 5.1 5.2 5.3 6 7 8 9.1 9.2 9.310.1 10.210.30,0%

10,0%

20,0%

30,0%

40,0%

50,0%

60,0%

70,0%

80,0%

90,0%

100,0%

Naloge

Od

sto

tek

pra

viln

o r

ešen

ih

nal

og

najbolje rešene naloge

najslabše rešene naloge

ostale naloge Najbolje so učenci rešili naloge: 9.2 (Koliko atomov je v molekuli?), 4.1 (Katera plast predstavlja pentan-1-ol?), 7 (Kako atom kalcija doseže stabilno stanje?), 5.1 (Napiši strukturno formulo alkohola B.), 10.3 (Kaj nastane pri popolnem gorenju spojine A?) in 3.2 (V katero skupino organskih spojin uvrščamo to spojino). Najslabše so učenci rešili naloge: 8 (Katera trditev velja za trdoto vode?), 4.3 (Topnost.- Pojasni zakaj tako sklepaš?), 4.2 (Topnost. - Kaj lahko sklepaš iz rezultata poskusa?), in 9.3 (Povezovanje delcev. - Kakšne vrste vez je med atomom X in Z v molekuli?).

6 POVZETEK ZAKLJUČKA Skupina učencev, ki je na celotnem testu dosegli od 24,5T do 30T, so skoraj pri vseh nalogah dosegli največji odstotek pravilno rešenih nalog znotraj skupin, izjema je bila naloga 9.1, kjer je skupina učencev, ki so na celotnem testu dosegli od 19,5T do 24T dosegla največji odstotek pravilno rešenih nalog znotraj skupin. Največ učencev je na testu doseglo interval točk od 19,5T do 24T, teh je bilo 218 učencev, kar znaša 38,8% vseh učencev. Najmanj učencev pa je doseglo interval točk od 0T do 4T, to pa sta bila le dva učenca, kar znaša 0,4% vseh učencev. V povprečju so učenci najbolje rešili naloge, ki jim je bila dodeljena 2. kognitivna raven, malce slabše so rešili naloge, ki jim je bila dodeljena 1. kognitivna raven, najslabše pa so rešili naloge, ki jim je bila dodeljena 3. kognitivna raven.

104

Najbolje so učenci rešili naloge povezane z gostoto snovi (odstotek v povprečju znaša 91,3%), najslabše pa so rešili naloge, ki so se navezovale na topnost snovi (odstotek v povprečju znaša 34,5%). Učenci so v povprečju najbolje rešili tipe nalog, kjer so morali sami zapisati strukturne formule spojin (odstotek v povprečju znaša 71,4%), najslabše pa so v povprečju rešili nalogi, ki sta vsebovali problemski (odstotek v povprečju znaša 61,6%) in dopolnilni tip naloge (odstotek v povprečju znaša 61,5%).

105

LITERATURA - Bloom, B. (1970). Taksonomija ili klasifikacija obrazovnih i odgojnih ciljeva.

Kognitivno područje. Beograd, Jugoslovanski zavod za proučavanje školskih i prosvetnih pitanja.

- Demšar, A., idr. (2009). ZAKAJ se dogaja?: sile in energija: učbenik za fiziko v 8. razredu osnovne šole. Ljubljana: Rokus.

- Devetak, I. (2005). Pojasnjevanje latentnega prostora razumevanja submikroprezentacij v naravoslovju: doktorska disertacija. Ljubljana: Univerza v Ljubljani, Pedagoška fakulteta.

- Devetak, I. (2006). Eksperiment kot osnova oblikovanja celostnega razumevanja naravoslovnega pojava. V I. Devetak (ur.), J. Strgar (ur.), M. Naji, (ur.), Naravoslovje v teoriji in šolski praksi: pogledi in izkušnje (130-135). Ljubljana: Zavod RS za šolstvo.

- Devetak, I., Glažar, S. (2007). Razumevanje kemijskih pojmov na submikroskopski ravni in sposobnost vizualizacije pri dijakih, starih 16 let. V I. Devetak (ur.), Elementi vizualizacije pri pouku naravoslovja (str. 9-36). Ljubljana: Pedagoška fakulteta.

- Devetak, I., idr. (2011). PETI element 9. Učbenik za kemijo v devetem razredu osnovne šole. Ljubljana: Rokus.

- Devetak, I., Cvirn-Pavlin, T., Jamšek, S. (2010). Peti element 8, učbenik za 8. razred osnovne šole. Ljubljana: Rokus Klett.

- Devetak, I., Vogrinc, J., Glažar, S. A. (2010a). State of Matter Explanations in Slovenian Textbooks for Students Aged 6 to 14. International Journal of Environmental and Science Education, 5(2), 217-235

- Devetak, I., Glažar, S. A., Wissiak Grm, K. S. (2009). Vpliv aktivnega učenja in submikropredstavitev na znanje štirinajstletnikov o zemljo alkalijskih kovinah. V. Slovenski kemijski dnevi 2009, Maribor, 24. in 25. september 2009, Maribor: FKKT, str. 12.

- Duden (2008). (prevod in priredba Milica Kač) KEMIJA: leksikon. Tržič: Učila international.

- Ferk-Savec, V., Vrtačnik, M. (2007). Povezovanje eksperimentalnih opažanj z razlago na ravni delcev pri bodočih učiteljih kemije. V I. Devetak (ur.), Elementi vizualizacije pri pouku naravoslovja (str. 37-57). Ljubljana: Pedagoška fakulteta.

- Gilbert, S. W. (1991). Model Building and a Definition of Science. Journal of Research in Science Teaching, 28(1), 73-79.

- Glažar, S. A. in Pretnar, T. (1999). Kemija 7. Učbenik. Ljubljana: DZS.

- Glažar, S.A., idr. (2004). KEMIJA danes: učenje z nalogami: zbirka nalog zbirka nalog za 8. in 9. razred devetletne osnovne šole. Ljubljana :DZS.

- Glažar, S. A., idr (2005). MOJA prva kemija 2: kemija za 9. razred devetletne osnovne pole. Ljubljana: Modrijan.

106

- Glažar, S. A., idr. (2006). MOJA prva kemija 1: kemija za 8. razred devetletne osnovne šole. Ljubljana: Modrijan.

- Glažar, S. A., idr.: Analiza slikovnega materiala v slovenskih učbenikih za kemijo v osnovni šoli 2. del. V: Kemija v šoli in družbi, letnik 23(2011)3.

- Harrison, A. G., Treagust, D. F. (1998). Modeling and Science Lessons: Are There Better Ways to Learn With Models? School Science and mathematics, 98(8), 420-429.

- Johnstone, A. H. (2000). Teaching in Chemistry – Logical of Psyshological?.

Chemistry Education: Research and Practice in Europe, 1(1), 9-15.

- Kornhauser, A. in Frazer, M. (2003). Pogled v kemijo 8. Učbenik za osmi razred osnovne šole. Ljubljana: Cankarjeva založba.

- Meijer, M. R., Bulte, A. M. W., Pilot, A. (2009). V J. K. Gilbert, D. Treagust (ur.), Multiple Representations in Chemical Education (195-213). Springer Science+Business Media B. V.

- Ryan, L. (2000). Kemija: preproste razlage kemijskih pojavov (prevod Majda Naji) ž. Ljubljana: Tehniška založba Slovenije.

- Smrdu, A. (2004). Od atoma do molekule: učbenik za kemijo v 8. razredu devetletne osnovne šole. Ljubljana: Jutro.

- Šegedin, P. (1999). Se učitelji in učenci razumemo? Ali Kaj je element. Kemija v šoli, 11(1), 9-12

- UČNI načrt. Program osnovna šola. Kemija [Elektronski vir] / predmetna komisija

Mariza Skvarč…idr.; avtorji vsebinskega sklopa Živa narava so Barbara Vilhar…idr. – El. knjiga.- Ljubljana: Ministrstvo za šolstvo in šport: Zavod RS za šolstvo, 2011

- UČNI načrt. Program osnovna šola. Naravoslovje [Elektronski vir] / predmetna

komisija Andreja Bačnik…idr. – El. knjiga.- Ljubljana: Ministrstvo za šolstvo in šport: Zavod RS za šolstvo, 2011

- http://www.sodahed.com/living/do-you-like-honey-health-benefits-of-honey/question-1626239/?link=iba&q=honey&imgurl=http://images.sodahead.com/polls/0/0/1/6/2/6/2/3/9/honey - internetni vir, dne 18.1.2012

- www.graphicshunt.com/images/sugar-13908.htm - internetni vir, dne 18.1.2012

- izbedda.com/2011/08/21/flour-vs-flour/ - internetni vir, dne 18.1.2012

Documents

DIPLOMA - Razumevanje kemijskih pojmov v devetem …pefprints.pef.uni-lj.si/886/1/DIPLOMA_-_Razumevanje_kemijskih... · Študijski program: Kemija in Fizika Razumevanje kemijskih