Univerza v Mariboru

Fakulteta za naravoslovje in matematiko

Oddelek za fiziko

Jerneja Pavlin

ANALIZA ZNANJA O TEKOČIH KRISTALIH PRI

ŠTUDENTIH V PRVEM LETNIKU UNIVERZITETNEGA

ŠTUDIJA

MAGISTRSKO DELO

Mentorica: izr. prof. dr. Nataša Vaupotič

Somentorica: red. prof. dr. Mojca Čepič

Maribor, september 2010

I

Podatki o instituciji

Magistrsko delo je zaključek Podiplomskega študija fizike – področje izobraževanja na

Fakulteti za naravoslovje in matematiko Univerze v Mariboru. Raziskovalno delo je bilo

opravljeno na Pedagoški fakulteti Univerze v Ljubljani.

Senat Fakultete za naravoslovje in matematiko Univerze v Mariboru je 28. 5. 2010 odobril

naslov magistrskega dela Analiza znanja o tekočih kristalih pri študentih v prvem letniku

univerzitetnega študija in za mentorico imenoval izr. prof. dr. Natašo Vaupotič in za

somentorico red. prof. dr. Mojco Čepič.

Sofinancerji

Nastanek magistrskega dela je sofinanciralo Ministrstvo za visoko šolstvo, znanost in

tehnologijo.

Za podporo se zahvaljujem Fakulteti za naravoslovje in matematiko Univerze v Mariboru, v

sklopu katere je preko projekta Razvoj naravoslovnih kompetenc, ki ga financira Ministrstvo

za šolstvo in šport Republike Slovenije in Evropski socialni skladi, delno nastala slednja

raziskava.

Obenem se zahvaljujem tudi Pedagoški fakulteti Univerze v Ljubljani, v sklopu katere je

preko projekta Poučevanje in učenje zahtevnejših interdisciplinarnih fizikalnih vsebin delno

nastala slednja raziskava. Zahvala gre tudi Komisiji za spodbujanje znanstvenoraziskovalnega

in umetniškega dela Pedagoške fakultete Univerze v Ljubljani, ki mi je odobrila koriščenje

sredstev Sklada za razvoj in raziskovanje, ki sem jih porabila za plačilo kotizacije konference,

kjer sem delo predstavila.

II

Zahvala

Učenje ne more biti vedno zabava,

ne sme biti vedno tekma,

je vrednota,

je pot in cilj,

je izziv,

je napor,

ki vodi k zadovoljstvu.

(Razdevšek – Pučko, 2005)

Za vso pomoč in vzpodbude na poti izzivov in naporov tekom celotnega magistrskega študija

se iskreno zahvaljujem svoji mentorici izr. prof. dr. Nataši Vaupotič in odlični somentorici

red. prof. dr. Mojci Čepič.

Zahvaljujem se tudi doc. dr. Iztoku Devetaku za pomoč pri sestavljanju vprašalnika kot tudi

statistični obdelavi podatkov.

Posebna zahvala gre mojim najdražjim za podporo in prenašanje mojih muh.

III

Izvleček

Tekoči kristali so relativno eksotični materiali, ki imajo tako lastnosti tekočin kot trdnih snovi.

Tekoči kristali se množično uporabljajo v prikazovalnikih, telefonih, prenosnih računalnikih,

predvajalnikih mp4, idr. Čeprav so tekoči kristali zelo razširjeni v tehnologiji in pogosti tudi v

naravi, pogovori s študenti kažejo na to, da se študenti zavedajo njihovega obstoja, a zgolj in

samo to. Ker so tekoči kristali potencialna tema za vključitev v nove učne načrte kemije in

fizike za srednje šole, je bil cilj dela natančneje raziskati, kolikšno in kakšno je neformalno

pridobljeno znanje o tekočih kristalih po končanem srednješolskem izobraževanju.

V delu odgovorim na naslednja raziskovalna vprašanja: Kaj in koliko študenti vedo o tekočih

kristalih po končanem srednješolskem izobraževanju? Kakšno je znanje študentov o tekočih

kristalih glede na njihovo samooceno znanja o le-teh? Ali se znanje študentov o tekočih

kristalih statistično pomembno razlikuje glede na smer njihovega študija, spol, stratum

prebivališča, dosežke na maturi in domače intelektualno okolje?

448 študentov prvega letnika na Pedagoški fakulteti Univerze v Ljubljani je na začetku

študijskega leta 2009/10 reševalo vprašalnik, ki je vseboval 31 vprašanj. Vprašalnik je bil

razdeljen na 3 dele: I) splošni podatki, II) dosedanje osnovnošolsko in srednješolsko učenje

naravoslovja, III) poznavanje tekočih kristalov (17 vprašanj). S splošnimi podatki so bile

pridobljene informacije o spolu in starosti študenta, o vrsti končane srednje šole in uspehu na

maturi, o učnem uspehu po letnikih in o ocenah pri biologiji, kemiji in fiziki, o izobrazbi

staršev, o bivališču in o smeri študija. Z razlago študentovega osnovnošolskega in

srednješolskega učenja naravoslovja pa smo ugotavljali vrsto motivacije za učenje

naravoslovja anketiranih študentov – zunanja (zaradi drugih, dobre ocene) ali notranja (zaradi

zanimanja). Vprašanja v delu o tekočih kristalih so zadevala splošne pojme o agregatnih

stanjih snovi, nekaj osnov o tekočih kristalih, njihovih pomembnejših lastnostih in uporabi.

Rezultati kažejo, da je s tekočimi kristali seznanjenih okoli tretjina anketiranih študentov.

Študenti so v povprečju dosegli 3,6 točke od 17 možnih pri vprašanjih iz III. dela vprašalnika,

ki se nanašajo na tekoče kristale. To kaže na omejenost njihovega znanja o tekočih kristalih.

Natančnejša analiza pokaže, da je anketni vprašalnik resno rešilo le okoli 60 % študentov.

Ugotovili smo tudi, da je nekaj vprašanj, ki se nanašajo na znanje o tekočih kristalih, preveč

težkih, saj skorajda ni bilo pravilnih odgovorov. Zato smo analizirali tudi manjši vzorec

vprašalnikov, od tega samo vprašalnike resnih študentov, in se osredotočili le na izbrana

IV

vprašanja iz zadnjega dela vprašalnika. Tudi analiza na tako zmanjšanem vzorcu kaže, da je

poznavanje tekočih kristalov slabo. Študenti so v povprečju dosegli 1,7 točke od 8 možnih na

izbranih vprašanjih. Za oba vzorca (vsi in resni študenti in izbrana vprašanja) se pokaže

statistično pomembna razlika v poznavanju tekočih kristalov glede na samooceno znanja o

tekočih kristalih, spol in smer študija, ne pa glede na domače intelektualno okolje, motivacijo

za naravoslovje, dosežke na maturi in stratum prebivališča.

UDK: 532.783(043.3):378(497.4)

Ključne besede: tekoči kristali, predstave študentov, samoocena znanja, napačne predstave,

motivacija, anketni vprašalnik tipa papir-svinčnik, statistična analiza

V

Abstract

Liquid crystals are relatively exotic materials with properties of both liquids and solids. They

are used in LCD displays, phones, laptops, music players, … Even though liquid crystals are

commonly used in technology and also exist in natural systems, occasional debates with

students showed that they are aware of their existence but no more. As liquid crystals are a

potential topic to be introduced into curricula of Physics and Chemistry, the aim of the work

was to run a detailed explanation research to obtain the information on the extension of the

informally obtained knowledge about liquid crystals among students who had just finished

secondary school education.

The main purpose of the thesis is to answer the following research questions: What kind of

perceptions and the level of knowledge do students have about liquid crystal at the end of the

secondary school? Do student achievements on a liquid crystals questionnaire differ

significantly depending on their self-assessment of knowledge about liquid crystals? Do

student achievements on liquid crystals questionnaire differ significantly depending on their

field of study, gender, residence stratum, achievements on the final exams at the end of the

secondary school and home intellectual environment?

448 first-year university students at the Faculty of Education (University of Ljubljana) filled

in the paper-pencil questionnaire at the beginning of the academic year 2009/10. The

questionnaire comprised 31 items and it was divided into 3 parts: I) the general information,

II) the motivation for learning science, III) liquid crystals (17 items). From the data obtained

in the general part of the questionnaire we have got information about the student gender, age,

field of study, results on final exams at the end of the secondary school and their parents’

education. From the information on their approach to study natural science subjects in

primary and secondary school we inferred the type of motivation for learning science –

intrinsic (their own interest) and extrinsic (good grades, other people influence). In the part

connected to liquid crystals students were asked about the general concepts related to the state

of matter, two general questions related to liquid crystals and some more elaborate questions

about their properties.

The results show that 2/3 of students are not familiar with liquid crystals at all. Students on

the average achieved 3.6 points out of 17 at questions testing the knowledge about liquid

VI

crystals. This shows a rather limited knowledge. The detailed analysis showed that only 60 %

of students were serious at filling in the questionnaire. We have also found out that some

questions referring to the knowledge on liquid crystals were too difficult, since there were

almost no correct answers. So we also analyzed a smaller sample of the questionnaires,

including only the serious students and focusing only on the selected questions in the last part

of the questionnaire. The analysis of this reduced sample also shows that students’

conceptions about liquid crystals are weak. Students achieved on average only 1.7 points out

of 8 on the items testing their conception about liquid crystals. For both sample groups (all

students and only serious students and selected questions) the detailed analysis shows

statistically significant difference in the achievements on paper-pencil liquid crystal

questionnaire as regards their self-assessment, gender and the field of study but not in the case

of their home intellectual environment, motivation for learning science and the achievements

on the final exams at the end of the secondary school and the residence stratum.

UDK: 532.783(043.3):378(497.4)

Key words: liquid crystals, students' conceptions, knowledge self-assessment,

misconceptions, motivation, paper-pencil questionnaire, statistical data analysis

1

KAZALO VSEBINE

1 UVOD ............................................................................................................................3

2 TEORETIČNE OSNOVE...............................................................................................6

2.1 Vpliv motivacije na učenje naravoslovja .................................................................6

2.2 O tekočih kristalih...................................................................................................9

2.2.1 Svetloba ........................................................................................................11

2.2.2 Oko in nastanek slike.....................................................................................12

2.2.3 Polarizacija svetlobe......................................................................................14

2.2.4 Anizotropija ..................................................................................................15

2.2.5 Zgradba in lastnosti tekočih kristalov.............................................................21

2.2.6 Dvolomnost tekočih kristalov ........................................................................25

2.2.7 Vpliv ograjenosti in električnega polja na tekoči kristal .................................27

2.3 Vključenost tekočih kristalov v pouk po svetu.......................................................30

3 PROBLEM IN CILJI RAZISKAVE TER RAZISKOVALNA VPRAŠANJA...............35

3.1 Problem ................................................................................................................35

3.2 Cilji.......................................................................................................................35

3.3 Raziskovalna vprašanja .........................................................................................36

4 METODE DELA..........................................................................................................37

4.1 Pedagoška metodologija........................................................................................37

4.1.1 Izbira in velikost vzorca.................................................................................37

4.1.2 Raziskovalne metode.....................................................................................37

4.1.3 Postopki in inštrumenti zbiranja podatkov .....................................................38

4.1.4 Postopki obdelave podatkov ..........................................................................42

4.1.5 Vrsta statistike in analize ...............................................................................43

4.1.6 Uporabljena metodologija..............................................................................44

4.2 Izvedba empiričnega dela raziskave ......................................................................46

4.2.1 Priprava in izbor merskega inštrumenta .........................................................46

4.2.2 Opis spremenljivk .........................................................................................50

4.2.3 Izbor vzorca ..................................................................................................51

4.2.4 Zbiranje podatkov .........................................................................................51

4.2.5 Postopek statistične obdelave ........................................................................52

5 REZULTATI Z INTERPRETACIJO ............................................................................53

5.1 Osnovna opisna statistika ......................................................................................53

2

5.1.1 Opis vzorca ...................................................................................................53

5.1.2 Anketirani študenti in njihova motivacija za učenje naravoslovja...................55

5.1.3 Znanje o tekočih kristalih ..............................................................................57

5.2 Analiza uspešnosti študentov.................................................................................59

5.2.1 Pregled uspešnosti reševanja vseh vprašanj o tekočih kristalih.......................59

5.2.2 Pregled uspešnosti reševanja zgolj izbranih nalog o tekočih kristalih .............73

5.3 Povezave poznavanja tekočih kristalov z drugimi spremenljivkami.......................78

5.3.1 Uspeh vseh študentov pri izbranih nalogah ....................................................78

5.3.2 Uspeh resnih študentov pri izbranih nalogah..................................................83

6 SINTEZA REZULTATOV Z RAZPRAVO..................................................................88

7 ZAKLJUČKI ................................................................................................................95

7.1 Ključne ugotovitve................................................................................................95

7.2 Ideje za nadaljnje delo...........................................................................................98

8 VIRI IN LITERATURA .............................................................................................100

9 PRILOGE...................................................................................................................105

9.1 Anketni vprašalnik ..............................................................................................105

9.2 Analiza podatkov s programom SPSS .................................................................108

9.2.1 Vsi anketirani študenti in izbrane naloge......................................................108

9.2.2 Resni študenti in izbrane naloge ..................................................................116

3

UVOD Eden ključnih problemov, s katerimi se danes srečujejo učitelji v šoli, je pomanjkanje

motivacije za učenje naravoslovnih predmetov. Verjetno je eden od vzrokov za takšno stanje

dejstvo, da sta programa fizike in kemije premalo povezana z dijakovimi življenjskimi

izkušnjami in da le redko vključujeta uporabne vidike (Osborne & Collins, 2001). Zato se zdi

dijakom učenje kemije in fizike nepotrebno breme, saj niso sposobni prepoznati povezav med

abstraktnimi fizikalnimi in kemijskimi pojmi in njihovimi izkušnjami

(Bennet & Holman, 2002; Osborne & Collins, 2001).

Kako to, da dijaki niso motivirani za učenje naravoslovja? Mlajši otroci so še radovedni –

visoko motivirani, a žal motivacija z leti šolanja upada. Vzroke je treba iskati v diferenciaciji

interesov, učni samopodobi, socialnem razvoju in vplivih socialnega okolja

(Bennet & Holman, 2002; Osborne & Collins, 2001). Vplivi socialnega okolja so

motivacijske spodbude iz socialnega okolja, kjer ima veliko vlogo učitelj, učni načrti, ki pouk

na nek način posledično uokvirijo in predpisujejo zahtevnost, ter metode poučevanja, s

katerimi lahko dijake ustrezno motiviramo.

Poučevanje je učinkovito, ko zajema tako kognitivno in motivacijsko komponento. O

kognitivni komponenti govorimo, ko ima učna snov smisel, pomen, uporabnost za dijake in se

je tudi naučijo tako, da jo razumejo. Motivacijska komponenta pa zajema vidik, da je učenje

vrednota, ki širi obzorja in pomaga razumeti svet okoli sebe (Juriševič, 2005).

Ob hitrem znanstvenem in tehnološkem napredku pa so stvari v poučevanju zaostale.

Mnogokrat sta kreda in tabla še vedno najbolj pogosto uporabljena pripomočka. Žal pa so

nekatere učne metode že preveč zastarele, hkrati pa nas omejujejo še učni načrti. Iz vsega tega

sledi, da je treba razvijati spremembe učnih metod in vsebin za poučevanje fizike z

razumevanjem, pri čemer pa naj bi bili dijakom prikazani uporabni vidiki

(Shabajee & Postlethwaite, 2000). Še vedno je tako, da imajo dijaki kar nekaj znanja, ki pa ga

ne znajo uporabiti oziroma ne vidijo njegove uporabnosti za razlago sveta okoli sebe.

Raziskovalci s pedagoškimi raziskavami skušamo ugotoviti, kaj počnemo tako narobe, da je

prisotna tolikšna nemotiviranost dijakov za učenje kemije in fizike. Hkrati razvijamo nove

4

učne pristope, ki bi omogočili tako večjo motiviranost dijakov za učenje fizike in kemije kot

tudi doseganje večjega razumevanja določenih fizikalnih in kemijskih pojmov.

Zdi se, da je ena od možnih poti, ki bi trajneje motivirala dijake za pridobivanje

naravoslovnega znanja, uporaba konteksta, v katerem so fizikalni in kemijski pojmi povezani

z življenjem. Cilj takega pristopa je približati učenje pojmov izkušnjam dijakov. Tako naj bi

učenje za dijake postalo bolj pomembno (Meijer, 2005).

Dijake lahko motiviramo z vpeljavo sodobnih vsebin fizike, s katerimi se dijaki vsakodnevno

srečujejo, a še niso vključene v pouk v srednji šoli (Shabajee & Postlethwaite, 2000). V naših

učbenikih je nekaj modernih vsebin fizike sicer omenjenih, a še vedno so učbeniki polni klad,

vozičkov, tuljav ipd. Razvoj sodobne znanosti in tehnologije pa je med drugim prinesel tudi

tekoče kristale. Veliko ljudi se zaveda, da so tekoči kristali prisotni v tekočekristalnih

prikazovalnikih (LCD-jih) telefonov, prenosnih računalnikov, prenosnih glasbenih

predvajalnikov kot tudi v varilskih očalih, itd. Le redki pa vedo, da tekoči kristali obstajajo

tudi v naravnih sistemih, kot so biološke membrane, celične membrane, DNK, svila,... Tekoči

kristali so zelo razširjeni v tehnologiji in pogosti tudi v naravi, a pogovori s študenti kažejo na

to, da se študenti zavedajo njihovega obstoja, vendar zgolj in samo to.

Ker so tekoči kristali potencialna tema za vključitev v nove učne načrte kemije in fizike za

srednje šole, smo želeli natančneje raziskati nivo znanja o tekočih kristalih po končanem

srednješolskem izobraževanju pridobljeno na neformalni način. Zato smo oblikovali anketni

vprašalnik o tekočih kristalih, s katerim smo skušali poiskati čim več podatkov o znanju o

tekočih kristalih pri študentih 1. letnika Pedagoške fakultete Univerze v Ljubljani. Rezultate

predstavljamo v delu.

Struktura samega dela je v grobem sledeča. Najprej (poglavje 2) v delu opišemo sedanje

stanje motivacije za učenje naravoslovja in eno izmed možnih rešitev, to je vpeljavo sodobne

teme tekoči kristali v pouk. Sledi razlaga fizikalnih pojmov pomembnih za opis delovanja

tekočekristalnih prikazovalnikov. Ob tem že zaznamo, kateri pojmi so ključni za razumevanje

delovanja prikazovalnikov in smo jih želeli na nek način tudi želeli preveriti pri študentih, saj

je poznavanje predstav študentov o tekočih kristalih pomembno za samo izgradnjo učne enote

o tekočih kristalih. Na podlagi raziskovalnih vprašanj in pojmov pomembnih za opis

obnašanja tekočih kristalov v aplikacijah ter poznavanjem pedagoške metodologije smo

5

oblikovali anketni vprašalnik tipa papir-svinčnik. V 3. poglavju predstavim problem, cilje in

raziskovalna vprašanja, na katera smo želeli odgovoriti z analizo ankete. Metode dela so

predstavljene v 4. poglavju, nato sledijo rezultati in njihova interpretacija (poglavje 5). Zbrani

rezultati in diskusija so v 6. poglavju. Sledijo še zaključki (poglavje 7).

Rezultati pričujoče raziskave so že bili predstavljeni na XIV. simpoziju mednarodne

organizacije za naravoslovno in tehniško izobraževanje (IOSTE) (Pavlin et al., 2010). Članek

z naslovom »First Year University Students’ Conceptions about Liquid Crystals in Slovenia«

pa so po recenziji potrdili za objavo v zborniku konference. V pripravi pa je tudi

znanstvenoraziskovalni članek.

6

TEORETIČNE OSNOVE

Vpliv motivacije na učenje naravoslovja

Že desetletje se vpis na univerzitetni študij družboslovnih smeri veča in relativno zmanjšuje

na naravoslovnih in tehniških smereh. Vzrokov za to je veliko. Eden pomembnejših je, da so

se morda spremenile vrednote mladih in posledično izbira smeri izobraževanja, kariere ter

načina življenja. Mladi imajo tudi različna in nejasna pričakovanja, kaj jih čaka po končanem

izobraževanju. Svoj vpliv pa ima seveda tudi struktura gospodarstva in večanje števila

delovnih mest v storitvenih dejavnostih (Dolinšek, 2006).

Vendar si vsi, tako učitelji naravoslovja kot raziskovalci, kakor tudi šolske oblasti želijo

oblikovati take učne programe, ki bi motivirali mlade za študij naravoslovnih področij in

tehnologij. Pri tem ne gre le za programe, ki bi vzbujali trenutno navdušenje za naravoslovne

vede, temveč za stalno vzdrževanje motivov za pridobivanje naravoslovnega znanja in za

njegovo uporabo v življenju (Newmann et al., 1992; Brophy, 1998).

Že pred leti so raziskovalci opozarjali na motivacijske probleme pri pouku naravoslovja, in s

tem tudi fizike. Izkaže pa se, da med raziskovanjem v izobraževanju in procesom učenja

naravoslovja v praksi obstaja resna vrzel, saj obstoječe raziskave v naravoslovnem

izobraževanju nimajo skoraj nič ali pa zelo malo vpliva na potek poučevanja naravoslovja na

vseh ravneh izobraževanja (Gilbert, 2006). Najpomembnejši razlog za prepad med

raziskovanjem v izobraževanju in šolsko prakso je pomanjkanje znanja in spretnosti na eni

strani ter nezadostno komuniciranje med raziskovalci in učitelji praktiki na drugi strani

(Costa et al., 2000; De Jong, 2004, Ferk et al., 2007).

Raziskovalci se pogosto ne zavedajo, da ima učitelj fizike lahko v razredu dijake, ki sanjarijo,

nekatere, ki ne znajo odgovoriti na njegova preprosta vprašanja, ker ne razumejo vprašanja,

nekatere, ki ne delajo domačih nalog, ker si ne prizadevajo dovolj, nekatere, ki izberejo

naravoslovne predmete, ker je to dobro in tako naprej. Za reševanje teh problemov je nujno,

da ima učitelj korekten odnos do predmeta in uporablja učinkovite učne metode. Obenem pa

mora imeti učitelj fizike pozitiven odnos do svojega poučevanja in bi moral v največji meri

uporabljati take učne metode, ki bi dijake spodbudile k zanimanju in bi jih pripeljale do

aktivnega sodelovanja pri samem učnem procesu. Primerov za omenjeno je kar nekaj. Novi

7

učni pristopi s pomočjo vestnega učitelja pripeljejo dijake do učenja, ki je dijakom v lastnem

interesu, torej so notranje motivirani (Lam-Fat, 1977).

Obenem pa Oakes (1986) trdi, da nam rezultati uspešnosti dijakov pomagajo ovrednotiti in

spremljati kakovost učenja, saj odražajo sedanje stanje učenja in pogojev samega šolanja. Z

opisom rezultatov uspešnosti, lahko dijakom pomagamo, da izboljšajo svoje znanje na

številne načine, ali pa nezainteresirane prepričamo, da pokažejo zanimanje ali celo vzljubijo

predmet. Študije so tudi pokazale, da je razumevanje tega, čemur dijaki pripisujejo neuspeh in

nesposobnost pri dosežkih v naravoslovnih predmetih, za učitelje koristno, ko poskuša

motivirati dijake (Weiner, 1979; Hicks & Nabilah, 1998; Talib et al., 2009).

Kot že omenjeno, so interesi dijakov kritični vidiki naravoslovnega izobraževanja. Ti

psihološki koncepti so v pomoč pri motivaciji dijakov v izobraževalnem procesu

(Colletta & Chiapetta, 1994). Učitelji pa so sestavni del oblikovanja motiviranih dijakov. Če

učitelji upoštevajo interese dijakov, jih ne bodo le motivirali, ampak jim bodo v pomoč, da

postanejo naravoslovno pismeni (Ferk et al., 2007). Tu naravoslovno pismenost lahko

opredelimo kot znanje in razumevanje znanstvenih pojmov in postopkov, ki so potrebni za

sprejemanje osebnih odločitev v civilnih, kulturnih in ekonomskih zadevah (National

Academy of Sciences, 1995). Obenem pa bo poučevanje naravoslovja pridobilo večjo vlogo v

družbi in v kulturi dijakov, če bo njihovo učenje osnovano na podlagi njihovih interesov in

potreb, kar pa je rezultat učnega procesa, ki temelji na dijakovih interesih in stališčih

(Sanfeliz & Stalzer, 2003).

Teorija učenja Carla Rogersa pravi, da »pravo učenje poteka, ko dijak dojema vsebino

predmeta kot zanj pomembno« (Rogers, 1983). Po mnenju Rogersa, se bo dijak učil samo

tisto, za kar meni, da je pomembno za ohranitev ali izboljšanje njegovega stanja. Dijak, ki je

aktivni udeleženec v učnem procesu, se bo tudi počutil odgovornega za znanja pridobljena v

izobraževalnem procesu.

Raziskave (Anderman & Young, 1994) kažejo, da so razlike med spoloma pri motivaciji za

učenje naravoslovja pri učencih in so povezane z dosežki na standardiziranih preskusih znanja

naravoslovja (zunanja motivacija). Ugotovljeno je bilo tudi, da učenke kažejo manjše

zanimanje za naravoslovje, da je za njih naravoslovje dolgočasno, še posebej zato, ker se

pogosto morajo vse naučiti na pamet. Simpson in Oliver (1990) poročata, da imajo dijakinje

8

slabšo samopodobo in nižjo raven samozavesti pri dokazovanju pri naravoslovju. Po drugi

strani pa Meece in Jones (1996) nista potrdila teh rezultatov, saj sta ugotovila, da ni razlike

med dijakinjami in dijaki v zvezi z zanimanjem za učenje naravoslovja in poudarila, da je

vpliv motivacije na spol bistveno bolj zapleten kot nekateri raziskovalci skušajo pokazati. Če

gremo še dlje po izobraževalni vertikali, ugotovimo, da čeprav se število žensk v zadnjih

nekaj desetletjih v naravoslovju nenehno povečuje, še vedno zaznamo pomembne razlike med

spoloma v interesu za fiziko, saj je še vedno na fizikalnih programih vpisanih več študentov

kot študentk (Zhu, 2007).

Torej, učenci na vseh ravneh izobraževanja morajo biti motivirani, da se pričnejo učiti, a

vendar sama motivacija še ne zagotavlja ukrepanja in učenja določenih naravoslovnih

pojmov. Kako moramo priklicati motivacijo pri dijakih, da bo ta vodila k učenju in

razumevanju pomembnih naravoslovnih pojmov? Smiselno je uporabiti pristop, ki temelji na

opredelitvi konteksta in izbora pojmov, in omogoča povezovanje znanstvenih pojmov z

izkušnjami dijakov. Izbrani pristop temelji na učenju kemijskih in fizikalnih pojmov in teorij

z vidika dijakov, kar naredi učenje za dijake notranje pomembno (Gilbert, 2006;

Bulte et al., 2006). Van Oers (1998) ugotavlja, da mora biti kontekst vezan na izvajanje

aktivnosti, kar zagotavlja nenehno vzdrževanje zadovoljive ravni motivacije za nadaljevanje

dela.

Postopni razvoj naravoslovnih pojmov je ključni del učnih enot oblikovanih s pomočjo zgoraj

opisanega pristopa na opredelitvi konteksta in izbora pojmov. Pri tem je cilj izhajati iz

neformalnega in spontanega pomena izbranih pojmov, ki jih dijaki izkustveno že poznajo in

ga postopno razširiti z vključevanjem vedno bolj zahtevnih znanstvenih vidikov pojmov

(Bulte et al., 2004). Obenem pa razumevanje naravoslovnih vsebin zahteva povezanost med

različnimi naravoslovnimi vedami, ki z različnih vidikov opisujejo določen pojav v naravi.

Povezovanje teh ved postane zaradi vsebinske širine zelo kompleksna naloga, ki jo morajo

učitelji zasnovati pri svojem delu (Urbančič, 2007). Prednosti interdisciplinarnega poučevanja

se odražajo v povečanju interesa za predmet tako učiteljev, kot tudi dijakov, večja je

motiviranost za delo in boljši so rezultati, še posebej dijakov s slabšimi rezultati s preverjanj

znanja (Bolak et al., 2005). Ob tem je opazno izboljšana klima v razredu, večji interes staršev

za delo dijakov, večje zadovoljstvo učiteljev in na splošno boljši rezultati dijakov znotraj

delovnih skupin v primerjavi z dijaki, ki delajo samostojno (Flowers et al., 1999).

9

Če povzamemo, interdisciplinarno poučevanje omogoča dijakom v večji meri opravljati

naloge v skladu z zanimanjem, sposobnostmi in izkušnjami. Povezovanje vsebin omogoča

učiteljem boljšo izrabo časa, namenjenega izvajanju pouka in podrobnejši pregled vsebin

predmeta preko različnih vsebinskih vidikov.

Kako lahko motiviramo dijake upoštevajoč zgoraj napisano? Eden od načinov za doseganje

visoke ravni motivacije je z vključitvijo sodobnih tem fizike in kemije v sam pouk. Na primer,

dijaki živijo in rastejo s sodobno tehnologijo (Gerlič, 1984), uporabljajo sodobne naprave, ki

so tehnično zelo zapletene, a ne razumejo njihovega delovanja, čeprav jih to zanima

(Strnad, 2006). Po drugi strani pa vključevanje sodobnih tem zahteva: poznavanje sodobnih

tem, poznavanje učnega načrta oz. vsebin učnega načrta, v katere bi lahko sodobno temo

vključili in seveda interese dijakov (Lipovnik, 2008).

Kako lahko vzpodbudimo interes dijakov? Haüssler in Hoffmann (2002) sta predlagala 7

principov poučevanja, ki to omogočajo:

1. priložnost, da dijak zablesti,

2. povezanost vsebine z dotedanjimi izkušnjami dijakov,

3. zagotavljanje izkušnje iz prve roke,

4. spodbujanje razprave in razmišljanja o družbenem pomenu fizike,

5. povezovanje fizike z aplikacijami,

6. povezovanje fizike s človeškim telesom,

7. prikazovanje uporabnosti kvantitativne fizike.

Hkrati avtorja poročata, da se dijaki bolj zanimajo za tehnično uporabo, medtem ko znanja, v

povezavi s človeškim telesom ne kažejo nobenih razlik v interesih med spoloma

(Haüssler & Hoffmann, 2002).

O tekočih kristalih

Povezati poučevanja fizike in kemije s sodobno temo, ki združuje lastnosti in zgradbo

materiala, je lahko koristen pristop pri ustrezno izbranih primerih, ki omogočajo učenje novih

pojmov (Cussler et al., 2001). Hkrati pa poznavanje različnih vrst materialov in njihove

zgradbe omogoča zasnovo novih materialov z želenimi lastnostmi. Iskanje novih »pametnih

materialov« je zelo pomembno za napredek znanosti in tehnologije.

10

Primer »pametnih materialov« so tekoči kristali, ki se sprva zdijo eksotični materiali, vendar

so prikazovalniki s tekočimi kristali danes tako pogosti, da jih je večina ljudi sposobna

identificirati. Toda, koliko nas ve, kaj so tekoči kristali in kakšne so njihove lastnosti

(Waclawik, 2004, Vaupotič, 1996; De Gennes & Prost, 1993)?

Zasloni s tekočimi kristali so že dolgo del našega vsakdana. Že 40 let so prisotni v

prikazovalnikih na digitalnih urah in kalkulatorjih, v zadnjih letih pa so se namnožili tudi

računalniški in televizijski zasloni s to tehnologijo. Večinoma so izpodrinili tehnologijo s

katodno cevjo. Velika prednost zaslonov s tekočimi kristali je, da so ploski in zato ne zasedajo

toliko prostora, kot tisti s katodno cevjo (krajše CRT, ang. Cathode Ray Tube), kar lahko

vidimo na sliki 2.1. To je bistvenega pomena predvsem pri prenosnih računalnikih. Poleg tega

se tekočekristalni zasloni pojavljalo tudi v mobilnih telefonih, navigacijskih sistemih,

fotoaparatih in še marsikje. Vse zaslone, ki temeljijo na tehnologiji tekočih kristalov,

zaznamujemo s kratico LCD (ang. Liquid Crystal Display). Tekočih kristalov pa ne

uporabljamo le za zaslone, ampak so uporabni še v druge namene.

Slika 0.1: Razlika v velikosti LCD in CRT računalniškega monitorja je očitna

(Tomshardware, 2010).

Da bi razumeli delovanje tekočekristalnih zaslonov, potrebujemo nekaj osnovnega znanja o

svetlobi, polarizaciji svetlobe, tekočih kristalih in vplivu električnega polja na urejenost

tekočih kristalov.

11

Svetloba

Svetloba je elektromagnetno valovanje. To je transverzalno valovanje, ki ga z nihanjem

ustvarjata električno in magnetno polje. Svetlobo kot elektromagnetno valovanje v splošnem

lahko opišemo s tremi neodvisnimi parametri: intenziteto, frekvenco (ali valovno dolžino) in

polarizacijo. Polarizacija je smer ravnine, v kateri niha električno polje. Električno in

magnetno polje valujeta v smeri pravokotno eno na drugo (slika 2.2). V prostoru se

elektromagnetno valovanje širi s hitrostjo svetlobe c v smeri, pravokotni na smer električnega

in magnetnega polja. Elektromagnetno valovanje prenaša gibalno količino in energijo.

Elektromagnetno valovanje za širjenje ne potrebuje snovi.

Slika 0.2: Svetloba kot elektromagnetno valovanje (povzeto po Halliday et al., 2005), E

je

jakost električnega polja, B

je gostota magnetnega polja in c hitrost elektromagnetnega

valovanja.

Valovanje se v splošnem razširja skozi snov v vseh smereh. Širjenje valovanja ponazorimo z

valovnimi čeli, ki predstavljajo ploskev vseh sosednjih mest, kjer je v danem trenutku velikost

npr. električnega polja največja. Razdalja med sosednjimi valovnimi čeli je valovna dolžina

valovanja (slika 2.2). Pravokotnice na valovno čelo, ki jih imenujemo žarki, predstavljajo

smer širjenja valovanja. Npr. majhen točkast izvor valovanja oddaja krogelno valovanje

(slika 2.3). Pri tem so valovna čela koncentrične kroglaste ploskve. Žarki so radialni,

valovanje pa se enakomerno (izotropno) širi v vse smeri.

valovno čelo žarek

električna komponenta

magnetna komponenta

x

12

Slika 0.3: Točkast izvor valovanja

Svetlobo lahko obravnavamo tudi kot delce, pri čemer je energija shranjena v paketih. Te

pakete imenujemo fotoni, vsak foton je en kvant energije.

Oko in nastanek slike

Oko zazna svetlobo, ki pade vanj. Zgradba človeškega očesa je prikazana na sliki 2.4. V

fizikalnem smislu so pomembni deli očesa roženica, šarenica, leča in mrežnica. Šarenica

deluje kot zaslonka in regulira količino svetlobe, ki vstopa v oko. Mrežnica pokriva notranjo

plast zrkla in je na svetlobo občutljivi del očesa. Roženica in leča sta odgovorni za ostrenje

slike. Roženica je del očesa, kjer svetloba vstopa v oko, leča pa leži za šarenico in je iz

elastične snovi in zato s pomočjo ciliarne mišice spreminja krivinski radij in z njim goriščno

razdaljo.

Slika 0.4: Zgradba očesa (Optika, 2010)

žarek

valovno čelo

13

Kako nastane slika? Roženica in očesna leča zbereta svetlobo, ki se odbija od predmetov v

okolici ali jo predmet izseva, na mrežnici, ki je občutljiva na svetlobo (slika 2.5). Na njej je

kakih 100 milijonov na svetlobo občutljivih fotoreceptorjev, čepkov in paličic, ki so prek

živčnih končičev povezani med seboj in z možgani. Paličice, ki so občutljivejše, omogočajo

predvsem gledanje v mraku, čepki pa omogočajo zaznavanje barv. Poznamo tri vrste čepkov,

od katerih je ena najbolj občutljiva za rdečo svetlobo (»rdeči čepki«), druga za zeleno (»zeleni

čepki«) in tretja za modro (»modri čepki«).

Slika 0.5: Poenostavljen prikaz nastanka slike v očesu

Oko zaznava svetlobo z valovno dolžino od okoli 400 nm do okoli 700 nm. Najobčutljivejše

je pri valovni dolžini 555 nm v rumenozelenem delu spektra. Paličice so najobčutljivejše na

svetlobo valovne dolžine okrog 500 nm. Modri čepki so najobčutljivejši na svetlobo kratkih

valovnih dolžin (vrh občutljivosti je pri 425 nm). Zeleni čepki imajo vrh občutljivosti pri

530 nm, rdeči pa pri 560 nm (slika 2.6).

Ob vzburjenju pošljejo čepki signale po vidnem živcu do možganov. Signal posameznega

čepka je sorazmeren produktu jakosti in relativne občutljivosti čepka na valovno dolžino

svetlobe. Možgani nato združijo signale iz vseh vzburjenih čepkov in dobimo vtis določene

barve. Na barvni vtis vpliva kemična sestava materiala na površini, delno pa tudi struktura

površine. Barvo predmeta določa svetloba, ki se odbije od predmeta oziroma jo predmet

izseva.

predmet slika

14

Slika 0.6: Občutljivost čepkov na svetlobo določne valovne dolžine (Satcitananda, 2010) Polarizacija svetlobe

Svetloba je transverzalno valovanje, kjer niha električno polje v ravnini pravokotno na smer

širjenja valovanja (glej sliko 2.2). Ravnina, v kateri niha električno polje, je lahko ves čas

enaka, lahko se vrti, lahko pa tudi naključno spreminja. Če se ravnina, v kateri niha električno

polje, spreminja, govorimo o nepolarizirani svetlobi, če ima določeno smer, je to polarizirana

svetloba. Poznamo več vrst polarizacije svetlobe. Ko je smer polarizacije stalna, je svetloba

linearno polarizirana. V primeru, ko je smer polarizacije v vsakem trenutku določena s smerjo

vijačnice na eliptičnem valju, je to eliptično polarizirana svetloba. Pri krožno polariziranem

valovanju je smer polarizacije v vsakem trenutku določena s smerjo vijačnice na navadnem

valju.

Poznamo filtre, imenovane polarizatorji, ki nam ob vpadli nepolarizirani svetlobi prepustijo le

linearno polarizirano svetlobo, ki ima določeno smer nihanja električnega polja (slika 2.7). Če

za tak polarizator postavimo še enega z isto smerjo polarizacije, kot jo ima prvi, oba filtra

prepustita svetlobo. Če pa drugi filter zasučemo za 90 °, oba filtra skupaj svetlobe ne

prepuščata več.

relativna občutljivost

valovna dolžina (nm)

15

nepolarizirana svetloba linearno polarizirana svetlobe Slika 0.7: Polarizacija svetlobe (Iglič, 2010)

Anizotropija

Snovi, v katerih je hitrost svetlobe odvisna od smeri razširjanja in polarizacije vpadle

svetlobe, so optično anizotropne. Če pogledamo pomen protipomenke »izotropnost«

(iz gr.: »isos« – enak, iz gr.: »trope« – obrat), ugotovimo, da pojem pove, da je vrednost neke

fizikalne količine neodvisna od smeri v prostoru. Če pri nekem naravnem pojavu smer v

prostoru ni pomembna oz. poteka pojav neodvisno od smeri v prostoru, pravimo, da je

»izotropen«. Do anizotropije praviloma prihaja takrat, ko obravnavamo fizikalne pojave v

zvezi s snovjo. Ta ima zaradi notranje strukture pogosto različne lastnosti v različnih smereh.

Zamislimo si, da se nahajamo v sredini popolnoma homogene krogle in si želimo iz nje po

najkrajši poti. Prav vseeno je, v katero smer jo uberemo – vse (radialne) smeri so med seboj

enakovredne. Tak izotropni prostor je nazorno prikazan na sliki 2.8 a, pri čemer razširjenje

valovnih čel kaže na to, da je hitrost valovanja v vseh smereh prostora enaka. Če je hitrost

valovanja v eni smeri večja, v drugi pa manjša, govorimo o anizotropnem prostoru

(slika 2.8 b).

16

a) b)

Slika 0.8: a) Izotropni prostor; b) anizotropni prostor (Babič, 2009) In če bi se znašli v sredini pomaranče (glej sliko 2.9)? Še vedno bi bilo vseeno, v katero smer

ekvatorialnega prereza pomaranče se usmerimo. Razlike pa so očitne, če se usmerimo v

poljubno smer prereza vzdolž poldnevnika. Pomaranča bi bila torej za tistega, ki bi se napotil

ven iz njenega središča, anizotropno telo, saj vse poti proti pomarančni lupini ne bi bile

enakovredne. Torej je v ekvatorialnem prerezu pomaranča izotropna glede na središče

(slika 2.9 a), v prerezu vzdolž poldnevnikov (slika 2.9 b) pa anizotropna glede na isto točko

kot v prvem primeru – svoje središče (Babič, 2009).

a) b)

Slika 0.9: a) Izotropni prostor; b) anizotropni prostor (Babič, 2009)

Kako pa je s širjenjem svetlobe v anizotropnem prostoru oz. anizotropnih snoveh? Najprej

opredelimo optično os snovi. To je os, okoli katere lahko snov zavrtimo, pa se fizikalne

lastnosti ne spremenijo. V primeru, da ima snov samo eno optično os, za snov pravimo, da je

enoosna (slika 2.10). Kadar lahko snov zavrtimo okoli poljubne osi, je snov izotropna.

17

Slika 0.10: Rotacijski elipsoid ima eno optično os v smeri dolge osi

Kot primer razširjanja svetlobe v optično enoosni snovi si zamislimo razširjanje svetlobe v

pomaranči. Če se svetloba razširja vzdolž optične osi, so razmere podobne kot v izotropni

snovi (slika 2.11 a). Hitrost razširjanja valovanja je neodvisna od smeri električnega polja in s

tem polarizacije svetlobe. Če pa se svetloba razširja v smeri pravokotno na optično os (slika

2.11 b), pa vidimo, da razmere za svetlobo, ki je polarizirana v smeri optične osi, niso enake

kot za svetlobo, ki je polarizirana pravokotno na optično os. Zato se bosta ti dve valovanji

skozi pomarančo razširjali z različno hitrostjo. Izkaže se, da se skozi optično anizotropno snov

lahko razširjata samo dve linearno polarizirani valovanji, ki imata medsebojno pravokotni

polarizaciji (Born & Wolf, 2003). Zato lahko na anizotropni snovi opazujemo dvojni lom. Ob

prehodu v optično anizotropno snov se nepolariziran svetlobni curek razdeli na dva curka: t. i.

rednega in izrednega, ki imata medsebojno pravokotni polarizaciji (slika 2.12). Ker se

valovanji razširjata z različnima hitrostma, se lomita pod različnima kotoma. Ta pojav

imenujemo dvolomnost.

a) b)

Slika 0.11: a) Širjenje svetlobe v izotropni snovi; b) širjenje svetlobe v anizotropni snovi;

rdeča puščica: polarizacija v smeri optične osi; modra puščica: polarizacija pravokotna na

optično os

optična os

optična os

E

E

18

Slika 0.12: Padanja nepolarizirane svetlobe na mejno ploskev zrak – anizotropna snov

Sedaj pa si zamislimo točkasti vir svetlobe v anizotropni snovi. V anizotropni snovi se lahko

razširjata dve valovanji: eno (redno) ima krogelna valovna čela, drugo (izredno) ima

elipsoidna valovna čela (slika 2.13). Razdalja med središčem (lego svetila) in točko na

krožnici ali elipsi nam ponazarja velikost valovnega vektorja v snovi in s tem velikost

lomnega količnika za redno (nr) in izredno (ni) valovanje. S slike 2.13 vidimo, da sta obe

hitrosti razširjanja valovanja enaki, če se valovanje razširja v smeri osi x. Os x je torej optična

os. Lomni količnik za izredni val (in s tem hitrost razširjanja za izredni val) je odvisen od

smeri , v kateri se valovanje razširja. Izberimo si smer razširjanja valovanja pod kotom

glede na optično os. V tej izbrani smeri se lahko razširjata samo dve linearno polarizirani

valovanji, z različnima hitrostma in s pravokotnima polarizacijama. Valovanji v snovi

potujeta v isti smeri, na meji snov – zrak pa se lomita pod različnimi koti, saj sta se v snovi

razširjali z različnima hitrostma. Do razcepa ne pride, če se valovanje razširja v smeri optične

osi ali pravokotno na optično os. Vendar v slednjem primeru med valovanji pride do fazne

zakasnitve. Izhodno valovanje je zato v splošnem eliptično polarizirano. Poglejmo ta pojav

bolj podrobno.

zrak

anizotropna snov

vpadni nepolarizirani žarek

izredni žarek

redni žarek

19

Zamislimo si celico, v kateri je tanka plast enoosne dvolomne snovi, ki je orientirana tako, da

leži optična os v ravnini celice. Za opazovanje postavimo celico med prekrižana polarizatorja

in jo položimo na mizico mikroskopa. Vidimo svetlobo, ki pada pravokotno na celico in jo

pravokotno tudi zapušča. Ob vrtenju polarizatorjev opazimo, da je jakost prepuščene svetlobe

odvisna od kota med optično osjo in prepustno smerjo polarizatorja. Zakaj je tako? Zaradi

dvolomnosti snovi se svetlobni curek pri prehodu skozi celico v splošnem razdeli na redni in

izredni svetlobni curek, ki imata medsebojno pravokotni polarizaciji. Ker svetloba vpada

pravokotno na celico in pravokotno na optično os snovi, se redni in izredni svetlobni curek pri

prehodu krajevno ne ločita. Kljub temu pa svetlobna curka potujeta skozi snov z različnima

hitrostma. Zaradi tega nastane med njima fazna razlika, kar pomeni, da električno polje v

rednem žarku niha z določenim časovnim zamikom glede na električno polje v izrednem

žarku. Skupno električno polje zaradi fazne razlike na izhodu nima stalne smeri (slika 2.14).

Pravzaprav se vrti tako, da konica vektorske vsote električnega polja opisuje elipso

(slika 2.15). Tako namesto linearno polarizirane svetlobe, ki je vstopila v celico, dobimo na

izhodu eliptično polarizirano svetlobo (Vilfan & Muševič, 2002).

Slika 0.13: Smer širjenja svetlobe točkastega izvora v tekočem kristalu. Os x je optična os.

snov

zrak

φ

y

x

20

Slika 0.14: Potovanje svetlobe skozi dvolomno snov med prekrižanima polarizatorjema

(povzeto po Optical Birefringence, 2010)

Slika 0.15: Sestavljanje električnega polja iz redne in izredne komponente

(Vilfan & Muševič, 2002)

Fazna razlika med redno in izredno svetlobo je odvisna od razlike lomnih količnikov

∆n = ni – nr, valovne dolžine in od debeline plasti snovi. Ker se smer električnega polja v

eliptično polarizirani svetlobi vsaj kratek čas ujema s prepustno smerjo drugega polarizatorja,

ta prepuščene različne barvne komponente različno prepušča in to zaznamo kot svetlo sliko.

Ker je fazna razlika odvisna tudi od valovne dolžine svetlobe, je pri različnih kotih med

prepustno smerjo polarizatorja in optično osjo slika različno obarvana.

bela svetloba

polarizator P

analizator A

debelina celice

n1

n2

linearno polarizirana svetloba

fazni premik

komponenti električnega polja kot rezultat dvolomnosti anizotropne snovi

iE

rE

E

21

Zgradba in lastnosti tekočih kristalov

V šoli omenimo, da poznamo tri agregatna stanja snovi: trdno, tekoče in plinasto. Izkaže se,

da je med trdno in tekočo fazo pri nekaterih snoveh še množica vmesnih faz, ki jim pravimo

tekoče kristalne faze. Tekoče kristalna faza se pojavi pri organskih snoveh, sestavljenih iz

podolgovatih ali diskastih molekul, ki se lahko zložijo v stolpiče (slika 2.16). Lastnosti

tekočih kristalov so povezane z obliko molekul organske snovi, ki so lahko v tekočekristalni

fazi. Molekule tekočih kristalov povečini vsebujejo več benzenovih obročev.

Slika 0.16: Podolgovate in diskaste molekule tekočih kristalov (Fluessigkristalle, 2010) Za kar nekaj molekul je značilno togo, podolgovato jedro, ki je največkrat iz bifenila (dva

benzenova obroča). Na sliki 2.17 je skeletna formula molekule organske snovi MBBA, ki je

lahko v tekočekristalni fazi. Oblika molekule je podolgovata.

N

O

Slika 0.17: Skeletna formula molekule MBBA

Tekoče kristale delimo na več načinov. Ena delitev je na termotropne in liotropne, pri čemer

termotropni reagirajo na spremembo temperature in včasih tlaka. Pri liotropnih pa je faza

odvisna od koncentracije tekočega kristala v raztopini.

MBBA uvrščamo med termotropne tekoče kristale in je pri sobni temperaturi v

tekočekristalnem stanju videti kot motna oranžno-rjava tekočina. Kristaliziran tekoči kristal je

rjav trden kristal. Ko epruveto s tekočim kristalom segrevamo, se tekočina bistri oziroma

postaja prozorna in manj viskozna. Tudi pri tem faznem prehodu je del snovi v epruveti v

22

tekočekristalni, del pa v izotropni tekoči fazi. Na dnu ostaja motna tekočekristalna faza, ker

ima večjo gostoto kakor izotropna tekoča faza, ki je nad njim. Ko je temperatura tekočega

kristala višja od 41 °C je v epruveti tekoči kristal samo v izotropni fazi. Faze tekočega

kristala MBBA prikazuje slika 2.18.

Slika 0.18: MBBA. Od leve proti desni: tekočinska, tekočekristalna in trdna faza; MBBA

smo sintetizirali v laboratoriju Pedagoške fakultete Univerze v Ljubljani

Glede na red, ki je prisoten v tekočih kristalih, ločimo več tekočekristalnih faz, in sicer

poznamo nematike, holesterike, smektike, modre faze,… V nadaljevanju se bomo osredotočili

na nematike in holesterike, ki se večinoma uporabljajo v tehnologiji tekočekristalnih

zaslonov.

Nematiki imajo najnižjo stopnjo urejenosti. Urejene so le dolge osi molekul (slika 2.19 b).

Molekule ponazorimo z elipsoidi. Pri nematikih so molekule orientacijsko urejene, kot

prikazuje puščica na sliki 2.19 b. Molekule so pozicijsko neurejene. Pri izotropni tekočini pa

molekule niso niti orientacijsko niti pozicijsko urejene.

a) b) c)

Slika 0.19: Urejenost molekul tekočega kristala v različnih fazah; a) kristal, b) tekoči kristal

(nematik) in c) tekočina

Pri nematiku so dolge osi molekul tekočih kristalov v povprečju usmerjene vzdolž neke smeri,

ki jo imenujemo direktor ( n ) (slika 2.19 b). Težišča molekul pa so, kot v tekočini, naključno

23

razporejena po prostoru. Medmolekularne sile želijo dolge osi vseh molekul obrniti v isto

smer, termične fluktuacije pa težijo k enakomerni zastopanosti vseh možnih smeri. Zaradi

tega se vzpostavi delno urejeno stanje, kar se v tekočem kristalu kaže kot približna ureditev

dolgih osi molekul v smeri direktorja n . Smeri n , sta pri nematiku enakovredni, zato

direktor ni pravi vektor, saj določa le orientacijo, ne pa smeri. Koliko so molekule usmerjene

v smeri, ki jo kaže direktor, podaja orientacijski ureditveni parameter S. Ureditveni parameter

S je definiran kot

21 3cos ( ) 12

S t ,

kjer je kot kot med trenutno smerjo dolge osi molekule in direktorjem (slika 2.20). Tekoči

kristali imajo vrednost parametra navadno med 0,3 in 0,9. Smer direktorja ni enaka po

celotnem kristalu. Enotno urejeno območje, znotraj katerega je smer direktorja povsod enaka,

je veliko le nekaj mikrometrov. Prehodi med območji so lahko zvezni ali pa nezvezni. Če

smeri direktorja na meji med dvema območjema ne moremo določiti, govorimo o defektu v

kristalu.

Slika 0.20: Prikaz direktorja

Če nematike opazujemo pod polarizacijskim mikroskopom, opazimo značilne defekte.

Slika 2.21 prikazuje nematični tekoči kristal, kot ga vidimo pod polarizacijskim

mikroskopom. Vzorec je med dvema prekrižanima polarizatorjema. V barvastih območjih se

orientacija paličastih molekul spreminja zvezno. Barva je odvisna tudi od debeline plasti.

Črna območja so območja izotropne faze ali področja, kjer je orientacija molekul pravokotna

φ

n

24

na katerikoli polarizator (P). Po črnih potezah prepoznamo defekt. Štirje črni »žarki« so

značilni za radialni defekt.

Slika 0.21: Defekti v nematičnih tekočih kristalih (Lavrentovich, 2010) Poznamo več vrst defektov, ki so značilni za nematike. Na slikah 2.22 in 2.23 sta

predstavljena dva značilna defekta dobljena z apleti. Leva slika posamezne slike predstavlja

ureditev molekul v nematičnem tekočem kristalu. Desna slika pa prikazuje sliko tako

urejenega nematika, ki bi jo dobili, če bi ga postavili pod polarizacijski mikroskop.

Slika 0.22: Radialni defekt v nematiku (Kaučič et al., 2004)

P

P

25

Slika 0.23: Dvojni defekt (Kaučič et al., 2004)

Na koncu si oglejmo še holesterične tekoče kristale. Tudi holesteriki imajo orientacijski red

dolgega dosega, a nimajo pozicijskega reda dolgega dosega. Vendar so holesteriki sestavljeni

iz podolgovatih molekul, ki imajo kiralni center, kar vodi k zgradbi, ki jo lahko prikažemo kot

niz zelo ozkih 2-D nematiku podobnih plasti, orientacija dolgih osi pa se iz plasti v plast suče,

kot je prikazano na sliki 2.24.

Slika 0.24: Holesterni tekoči kristal (Liquid Crystals Phases, 2004)

Dvolomnost tekočih kristalov

Na sliki 2.21 smo videli, kaj opazimo, če opazujemo tekoči kristal pod polarizacijskim

mikroskopom. Kaj pa opazimo, če celico, kjer je tekoči kristal orientiran tako, da leži optična

os v ravnini celice, postavimo med prekrižana polarizatorja, jo položimo na grafoskop in

sučemo enega od polarizatorjev? Opazimo, da se ob vrtenju enega od polarizatorjev barva in

jakost prepuščene svetlobe spreminjata, če tekočekristalno celico osvetlimo z belo svetlobo.

Jakost prepuščene svetlobe je odvisna od kota med optično osjo in prepustno smerjo

polarizatorja.

26

Tekoči kristali so anizotropni in na anizotropni snovi lahko opazujemo dvojni lom. Svetlobni

curek, ki ga usmerimo na tekoči kristal, se pri potovanju skozenj razcepi na dva curka, ki sta

premaknjena (slika 2.25 in slika 2.26). Na drugi strani tekočega kristala dobimo dva curka:

rednega in izrednega (slika 2.27).

Slika 0.25: Postavitev poskusa za prikaz dvolomnosti (Vilfan & Muševič, 2002)

Slika 0.26: Izvedba poskusa za prikaz dvolomnosti

Slika 0.27: Dvojni lom svetlobnega žarka na celici s tekočim kristalom MBBA; levo: izredni

žarek; desno: redni žarek; po segrevanju celice z MBBA tekoči kristal preide v tekoče

(izotropno) stanje in opazimo le redni žarek.

vpadni žarek

redni žarek

izredni žarek vpadnaE

iE

rE

in

rn

27

Vpliv ograjenosti in električnega polja na tekoči kristal

Urejanje tekočega kristala na polimernih in drugih površinah je ključni tehnološki postopek

pri izdelavi tekočekristalnih prikazovalnikov. Pri običajnem postopku polimerno površino, ki

služi kot orientacijski sloj, podrgnemo z zelo mehkim blagom v izbrani smeri. S takim

mehanskim postopkom uredimo polimerne molekule na površini orientacijskega sloja v smeri

obdelave. Na urejeni površini polimera se tudi molekule tekočega kristala uredijo v isto smer

kot polimerne molekule. Če sta površini blizu skupaj, se molekule uredijo čez vso celico

(slika 2.28).

Slika 0.28: Mehansko urejene molekule tekočega kristala

Pomembna lastnost tekočih kristalov je njihov odziv na zunanje električno polje. Dovolj

veliko zunanje električno polje lahko orientira molekule tako, da je smer urejenosti po vsem

kristalu enaka. Posamezno molekulo obravnavamo kot inducirani električni dipol, na katerega

v zunanjem električnem polju deluje navor. Navor zavrti inducirani dipol tako, da je njegova

energija najmanjša – v smeri zunanjega polja (slika 2.29). Hkrati z zunanjim poljem pa na

ureditev molekul vpliva tudi stik s površino oziroma okolico.

Slika 0.29: Električni dipol ep v zunanjem električnem polju z jakostjo E

se zavrti v smeri

zunanjega polja.

Zamislimo si ozko in homogeno celico tekočega kristala, kjer je direktor vzporeden z robnima

ploščama celice kot na sliki 2.30. Svetloba se širi vzdolž vijačnice v obliki linearno

n

E

epep

28

polariziranega valovanja, katerega električna poljska jakost sledi smeri vzdolžnih osi molekul.

Svetloba se na nek način »prilagaja« vijačni strukturi, njena polarizacija sledi orientaciji

tekočekristalnih molekul. Posledica tega je, da ima svetloba na izstopu polarizacijo zasukano

za 90 ° glede na vstopno polarizacijo, in pride neovirano skozi polarizator na izhodni strani

celice (slika 2.31). To pomeni, da celica z zasukano nematično strukturo prepušča skoraj vso

svetlobo pri pravokotnem vpadu.

Slika 0.30: Vijačna urejenost nematskega tekočega kristala v zasukani nematični celici in

prehod svetlobe skozi takšno plast (Vilfan & Muševič, 2002)

Slika 0.31: Zasuk polarizacije pri zavitem nematiku (Muševič, 1985)

29

Celica ima na obeh notranjih površinah robnih plošč prevodno plast t. i. elektrodi (slika 2.30).

Obe robni plošči nato priključimo na električno napetost. Polje, ki se ustvari med obema

elektrodama, skuša zavrteti molekule v smeri silnic, medtem ko jih plošči zadržujeta v prvotni

smeri. Dokler je polje majhno, direktor ostaja vzporeden z elektrodama, ko pa polje doseže

kritično vrednost, se molekule zasučejo (najbolj tiste na sredini). To imenujemo

Freederickszov prehod. Nova ureditev tekočega kristala ne suče več polarizacije svetlobe, kot

je razvidno iz slike 2.32. Iz povedanega sledi, da se pod vplivom električne napetosti

spremenijo optične lastnosti celice. Molekule so se iz vijačne strukture preuredile v homogeno

strukturo. Linearno polarizirana svetloba potuje vzdolž optične osi kristala s hitrostjo rednega

žarka, njena polarizacija pa ohranja svojo smer. To pomeni, da je polarizacija izstopne

svetlobe pravokotna na smer izstopnega polarizatorja, ki svetlobo v celoti absorbira.

Tekočekristalna celica v tem primeru ne prepušča svetlobe.

Slika 0.32: Porušena vijačna urejenost pod vplivom električne napetosti med steklenima

ploščicama (Muševič, 1985)

Ko električno polje odstranimo (izklopimo), se molekule vrnejo v prvotno stanje, ker so

molekule ob površini zasidrane in potegnejo postopno v to lego še molekule v notranjosti

celice. Zasukana nematična celica prepušča svetlobo, kadar ni električnega polja, in je ne

prepušča skoraj nič, ko jo priključimo na vir električne napetosti. Pa imamo osnovo, kako

narediti črnobel zaslon.

V kolikor imamo pred zaslonom barvni filter, sestavljen iz vzdolžnih trakov iz treh osnovnih

barv (rdeče, zelene in modre), dobimo barvni zaslon (slika 2.33). Pri tem po trije grafični

elementi (rdeč, moder in zelen) predstavljajo en slikovni element. Z napetostjo vplivamo na

zasuk molekul v posameznem grafičnem elementu. S tem nadzorujemo prepuščanje svetlobe

30

skozi vsak grafični element v slikovnem elementu. Prepuščena svetloba določene barve

vzbudi ustrezne čepke v očesu, signali se prenesejo v možgane in tako dobimo vtis barve.

Slika 0.33: Delovanje enega slikovnega elementa v tekočekristalnem zaslonu (povzeto po

Merck, 2004)

Vključenost tekočih kristalov v pouk po svetu

Raziskovalci s področja izobraževanja po svetu omenjajo, da so tekočekristalni prikazovalniki

že kar nekaj časa aktualni in bi bilo smiselno predstavitev tekočih kristalov vključiti v

predavanja in vaje na dodiplomskemu študiju. O čem so izbrani avtorji premišljevali in kako

so si zamislili vključitev v pouk podajam v nadaljevanju.

Olah in Doane (1977) v članku »Experiment in the Bragg reflection of light for the

undergraduate using cholesteric liquid crystals« opišeta sipanje svetlobe na holesternih

tekočih kristalih. To sipanje je podobno sipanju žarkov x na trdnem vzorcu. Predstavljena je

preprosta eksperimentalna priprava, s katero študent lahko zazna in zabeleži svetlobni spekter.

Razložena je tudi anizotropija tekočih kristalov, katere posledica je dvolomnost.

barvni filter

ureditvena površina

ITO film

nepolarizirana bela svetloba

TFT

tekoči kristal

ITO film

polarizator

polarizator

steklo

steklo

ureditvena površina

31

Patch in Hope (1985) v članku »Preparation and Properties of Cholesteric Liquid Crystals«

ugotavljata, da vaje iz kemije na dodiplomskem študiju običajno vsebujejo eksperimente, ki

jih je mogoče uvrstiti v eno od tradicionalnih tem kemije. Tak način poučevanja kemije je

sicer enostaven, vendar za ceno veliko bolj zanimivih eksperimentov iz tako imenovanega

resničnega znanstvenega sveta. Tekoče kristale lahko celovito predstavimo, če medpredmetno

povežemo organsko kemijo in fiziko. V članku podajata recepture za sintezo treh

holesteričnih tekočih kristalov: nonanoil klorida, holesteril nonanoata in holesteril klorida. V

nadaljevanju predstavita načine za karakterizacije produktov sintez in študij lastnosti zmesi

holesternih tekočih kristalov v odvisnosti od temperature in sestave zmesi. Predstavljena

vsebina je del laboratorijskih vaj v tretjem letniku dodiplomskega naravoslovnega študija.

V članku »Liquid Crystals – The Phase of the Future« Ondris-Crawford et al. (1992) opišejo

zgodovinski potek odkrivanja spoznanj o tekočih kristalov in njihove uporabe. Opisana je

sama struktura tekočih kristalov in njihovih pomembnejših lastnosti, ki so ključne za uporabo

le-teh v tekočekristalnih prikazovalnikih. Prikazana je tudi razlaga delovanja celice z zavitim

nematikom. Na koncu avtorji podajo še razloge, zakaj je smiselno preučevati tekoče kristale.

Glavni razlog je, da so tekoči kristali material prihajajoče tehnologije.

Ciferno et al. (1995) v članku »Inexpensive electrooptic experiments on liquid crystal

display« opišejo niz enostavnih poskusov, ki jih je mogoče prikazati na predavanjih in

študentom približati znanost o tekočih kristalih. Študenti ob tem spoznajo osnovne pojme

optike, kot so razširjenje svetlobe, sipanje svetlobe in polarizacija, dvolomnost in lomni

količnik. Prikazan je tudi primer razlage delovanja tekočekristalnih prikazovalnikov in

napovedani trendi prihajajočega razvoja mikroelektronike.

Moses in Jensen (1998) v članku z naslovom »The Freedericksz transition in liquid crystals:

An undergraduate experiment for the advanced laboratory« opišeta Freederickszov prehod. V

članku avtorja opišeta smiselnost predstavitve tekočih kristalih študentom. Razložita tudi,

kakšen je prehod svetlobe skozi optično anizotropno sredstvo in prikažeta ustrezne račune.

Van Hecke et al. (2005) v članku »Synthesis and Physical Properties of Liquid Crystals: An

Interdisciplinary Experiment« ugotavljajo, da je veliko raziskovalnih vprašanj, ki se

pojavljajo na križišču biologije, kemije in fizike. Z nedavno prenovo učnega načrta na Harvey

Mudd College so študente prvega letnika vključili v uvodne laboratorijske vaje, ki ilustrirajo

sodobno naravoslovje. V članku opisana vaja na temo tekoči kristali vključuje opis priprave

32

tekočega kristala holesteril nonanoata. Razložene so tudi ključne fizikalne lastnosti tekočih

kristalov. Vse to lepo ilustrira interdisciplinarno naravo raziskav s tekočimi kristali kot tudi

aplikacij, ki izhajajo iz takih raziskav. Konkretneje članek opiše splošne lastnosti tekočih

kristalov, poda recepturo za sintezo holesteril nonanoata in razloži lomne količnike ter prikaže

meritve rednega in izrednega lomnega količnika.

V dodatku iste številke revije Journal of Chemical Education, kot je članek Van Hecke et al.,

najdemo prispevek »Experiment 7: Synthesis and characterization of liquid crystals: or when

are liquids not?«. Gradivo iz skupine interdisciplinarnih vaj opisuje eksperiment s tekočimi

kristali. Cilji vaje so: sintetizirati in očistiti znano snov, ki kaže lastnosti tekočih kristalov in

izmeriti lomni količnik mešanice tekočih kristalov. Gradivo vsebuje kratek opis tekočih

kristalov in predstavitev kemijskih tehnik uporabljenih v nekaterih kemijskih sintezah, ki

temeljijo na učinkih kislinsko-baznih reakcij, prečiščevanju s prekristalizacijo in ugotavljanju

čistosti s pomočjo določanja tališča. Za karakterizacijo tekočih kristalov je predstavljena tudi

absorpcija polarizirane svetlobe v snovi. Ker je razumevanje tega, kako polarizirana svetloba

potuje skozi snov ključno, da razumemo potek merjenj, je podan tudi kratek teoretični del o

svetlobi in polarizirani svetlobi. Prvi dan vaj naj bi študenti izvedli sintezo tekočega kristala

holesteril nonanoata, ki je podrobno opisana. Poučili pa naj bi se tudi o lastnostih anizotropnih

snovi. Drugi dan vaj naj bi se študenti osredotočili na meritve, ki jim bodo pomagale določiti

lomne količnike.

Liberko in Shearer (2000) sta se v članku »Preparation of a surface-oriented liquid crystal -

An experiment for the undergraduate organic chemistry laboratory«, za razliko od prej

omenjenih avtorjev, lotila opisa postopka sinteze nematičnega tekočega kristala MBBA in ne

holesternega. Reakcijska shema za sintezo MBBA je prikazana na sliki 2.34. Članek opisuje

postopek sinteze tekočega kristala kot tudi nekaj eksperimentov, ki ponazarjajo optične

lastnosti tekočih kristalov. Najdemo lahko opis izdelave celice, kjer uredimo molekule in jo

opazujemo med polarizatorjema (slika 2.35). Obenem je podan tudi natančen opis dogajanja

pri faznem prehodu. Poudarjena je zanimivost vaje za dodiplomske študente, ker jim

omogoča, da sintetizirajo snov, ki je dejansko uporabna še za kak poskus, in sicer omogoča

merjenje določenih fizikalnih lastnosti kot so npr. lomni količniki. Tako sinteza kot tudi

opisani eksperimenti so enostavni za izvedbo.

33

NH2

+

O

O

H

∆

N

O

+

H2O

4-butilanilin p-anisaldehid MBBA voda

Slika 0.34: Reakcijska shema za sintezo MBBA

Slika 0.35: Tekoči kristal MBBA je zaradi zanimivih optičnih lastnosti videti pod

polarizacijskim mikroskopom zelo barvit. Na spletu najdemo tudi gradivo namenjeno za pripravo eksperimentov s holesternimi tekočimi

kristali z naslovom »Preparation of cholesteyl ester liquid crystals« (Cholesteryl Ester Liquid

Crystals, 2005). V gradivu je kratek opis tekočih kristalov, pri čemer je poudarek na

termotropnih tekočih kristalih. Holesterni tekoči kristali so termotropni, in sicer spremenijo

barvo, če se jim spremeni temperatura. Obenem so občutljivi tudi na tlak. Gradivo vsebuje

delovne liste za eksperimenta, pri katerih ugotavljamo občutljivost holesternih tekočih

kristalov oz. njihovih mešanic na tlak in temperaturo.

V članku »Polarizing Filters Aren't Supposed to Do That« Evans (2008) opiše, kako lahko

študentom razložimo prehod svetlobe skozi polarizatorje. V nadaljevanju omeni, da večino

študentov zanima, kako deluje tekočekristalni prikazovalnik, zato poda tudi opis njegovega

delovanja.

34

S področja preučevanja tekočih kristalov lahko najdemo tudi nekaj zahtevnejših člankov, ki

nakazujejo smiselnost vključitve le-teh v študijski proces. Naj jih nekaj navedemo: Crawford

in Ondris-Crawford (1994) »Liquid crystal displays: molecules at work«, Moses et al. (2000)

»Magnetic birefringence in a liquid crystal: An experiment for the advanced undergraduate

laboratory«, Low (2002) »Measuring order and biaxiality«, Repnik et al. (2003) »Physics of

defects in nematic liquid crystals«, Boruah (2009) »Dynamic manipulation of a laser beam

using a liquid crystal spatial light modulator«. Crawford in Ondris-Crawford (1994) tudi

pravita, da so tekoči kristali dober medij za povezavo osnovne fizike s tehnologijo in drugimi

znanstvenimi disciplinami.

Iz nekaj predstavljenih člankov kot tudi obširnejšega pregleda obstoječega znanstveno

raziskovalnega dela ugotovimo, da se kaže težnja po vključitvi tekočih kristalov v študijski

proces. Naša želja pa je vključiti tekoče kristale ne samo v pouk na dodiplomskem študiju,

ampak nekaj vsebin o tekočih kristalih prenesti tudi v osnovne in več v srednje šole. Zato je

potrebno raziskati, kakšno je trenutno stanje poznavanja tekočih kristalov. Odločili smo se

analizirati znanje o tekočih kristalih pri študentih prvega letnika univerzitetnega študija, in

sicer takoj po zaključenem srednješolskem izobraževanju na začetku študijskega leta.

Pridobitev podatkov in analiza je ključna tema magistrskega dela. Rezultati pa bodo služili

kot osnova za nadaljnje raziskave in pripravo konkretnih poskusov, učnih ur in vsebin na vseh

stopnjah izobraževanja.

35

PROBLEM IN CILJI RAZISKAVE TER RAZISKOVALNA VPRAŠANJA

Problem

Teoretična izhodišča, ki smo jih predstavili v prejšnjem poglavju kažejo, da obstaja

raziskovalni interes za preučevanje neformalno pridobljenega znanja študentov o tekočih

kristalih. Poznavanje neformalno pridobljenega znanja o tekočih kristalih lahko služi kot

izhodišče za oblikovanje učne enote, kjer bi študentom in dijakom predstavili osnovne

značilnosti teh zanimivih materialov. Pri oblikovanju učne enote pa je prepotrebno vedeti, na

čem gradimo.

Ker nismo našli raziskav o poznavanju tekočih kristalih po koncu srednješolskega

izobraževanja, smo se lotili zasnove študije, ki naj bi pojasnila, kakšno je znanje študentov, z

interesom in brez za naravoslovje, o tekočih kristalih takoj po zaključenem srednješolskem

izobraževanju.

Cilji

Tekoči kristali so razmeroma eksotični materiali, ki imajo lastnosti tekočin in kristalov hkrati.

Imajo zanimive lastnosti za aplikacije, zato se pogosto uporabljajo v prikazovalnikih,

telefonih, prenosnih računalnikih, itd. Tekoči kristali so bogat vir za pripravo učnih enot, ki

temeljijo na opredelitvi konteksta in izbora pojmov na področju kemije in fizike

(Brown, 1983; Wright, 1973). Na žalost pa danes tekoči kristali niso omenjeni niti v učnem

načrtu kemije niti fizike za slovenske srednje šole, čeprav se v vsakdanjem življenju

množično uporabljajo (ZRSŠ, 2010).

Čeprav se študenti o tekočih kristalih ne učijo v šoli, smo pričakovali, da so pridobili nekaj

znanja o njih tekom neformalnega izobraževanja. Zato je bil glavni namen raziskave

ugotoviti, kakšne so predstave študentov univerzitetnega študija o tekočih kristalih takoj po

končanem srednješolskem izobraževanju. Želeli smo ugotoviti vpliv spola, uspeha na maturi,

stratuma prebivališča, domačega intelektualnega okolja, motivacije za učenje naravoslovja in

smeri študija na razlike v znanju o tekočih kristalih.

36

Raziskovalna vprašanja

Glede na problem in cilje študije so bila oblikovana naslednja raziskovalna vprašanja (RV):

RV1: Kakšne so predstave študentov o tekočih kristalih po končanem srednješolskem

izobraževanju?

RV2: Kakšen je bil dosežek študentov na vprašalniku o tekočih kristalih glede na njihovo

lastno oceno znanja o tekočih kristalih?

RV3: Ali so razlike v znanju o tekočih kristalih pri študentih, ki študirajo kemijo ali fiziko,

študentih drugih naravoslovnih ved in študentih družboslovja?

RV4: Ali je med študenti in študentkami kakšna razlika med dosežki na vprašalniku o tekočih

kristalih?

RV5: Ali študenti, ki so bolj motivirani, kažejo statistično pomembno boljše poznavanje

tekočih kristalov?

RV6: Ali so razlike v znanju o tekočih kristalih pri študentih povezane s stratumom

prebivališča?

RV7: Ali so razlike v znanju o tekočih kristalih pri študentih povezane z domačim

intelektualnim okoljem?

RV8: Ali so razlike v znanju o tekočih kristalih pri študentih povezane z uspehom na maturi?

37

METODE DELA

Pedagoška metodologija

Izbira in velikost vzorca

Množične pojave raziskujemo praviloma na vzorcih enot, rezultate pa lahko posplošimo na

celotne populacije. Raziskovanje pojavov na vzorcih ima praktične prednosti pred

raziskovanjem pojavov na celotnih populacijah, ki so na splošno zelo obsežne. Na ta način

namreč prihranimo veliko denarja, truda in časa ter potrebujemo manj sodelavcev. Če hočemo

priti na osnovi vzorca do čim točnejših spoznanj o celotni populaciji, moramo izbrati enote za

vzorec tako, da bo vzorec reprezentativen. Če raziskujemo neko značilnost enot celotne

populacije, bo vzorec z vidika te značilnosti čim bolj reprezentativen, čim bolj bo po strukturi

take značilnosti podoben populaciji. Vrednosti parametrov v vzorcu nam služijo kot ocene

vrednosti parametrov v osnovni populaciji.

Vzorec lahko izberemo na enostaven način slučajnostno z žrebanjem, pri čemer ima vsaka

enota osnovne populacije pri takem izboru enako možnost, enako verjetnost, da bo izbrana.

Nadomestilo za slučajnostni izbor je sistematični izbor. Pri sistematičnem vzorcu so vsi

elementi enako verjetni za izbor, vendar pa nimajo vsi elementi enake možnosti, da se

pojavijo v vseh vzorcih. Pod določenimi pogoji predstavljajo populacijo tudi neslučajnostni

vzorci. Primer neslučajnostnega vzorca je priročni vzorec. Priročni vzorec je skupina, ki nam

je dostopna in jo vzamemo kot vzorec (predstavnico) širše populacije. Posplošujemo lahko

takrat, če domnevamo, da se enote vzorca v relevantnih lastnostih ne razlikujejo od enot

populacije. Pomembna je tudi velikost vzorca; v splošnem omogoča večji vzorec natančnejšo

oceno nekega parametra (Sagadin, 2003).

Raziskovalne metode

Osnovne raziskovalne metode empiričnega pedagoškega raziskovanja po Sagadinu (1993)

glede na gnoseološki (nivo spoznavanja pedagoškega polja) in akcijsko manipulativni kriterij

(ali gre za eksperimentalne faktorje ali ne) so tri:

1. Deskriptivna metoda: proučevanje na nivoju opisovanja stanja in brez vzročnega

pojasnjevanja.

38

2. Kavzalna-neeksperimentalna metoda: proučevanje na nivoju vzročnega razlaganja

oziroma iskanje odgovorov na vprašanje »zakaj«, pri čemer torej vzročna razlaga

temelji na empiričnem preverjanju odvisnih zvez med pojavi.

3. Eksperimentalna metoda: proučevanje na nivoju vzročnega razlaganja učinkov

namernega vnašanja enega ali več eksperimentalnih dejavnikov v raziskovalno

okoliščino.

V skladu z navedeno klasifikacijo je vsaka empirična raziskava na deskriptivnem nivoju, ne

pa nujno na kavzalnem (eksplikativnem), razen eksperimentalne.

Postopki in inštrumenti zbiranja podatkov

Podatke zbiramo z različnimi tehnikami in njim prilegajočimi inštrumenti (Cencič, 2002;

Sagadin, 1993; Vogrinc, 2008; Čagran et al., 2008). Danes je uveljavljena razdelitev

raziskovalnih tehnik v dve osnovni skupini:

1. Kvantitativne tehnike

Standardizirane (strukturirane, vezane) tehnike so tiste, katerih inštrumenti prinašajo

kvantitativne podatke, torej podatke, ki so primerni za kvantitativno (statistično) obdelavo in

statistično indukcijo (sklepanje iz posameznega na splošno). Sem sodijo:

anketa (z anketnim vprašalnikom, sestavljenim iz vprašanj zaprtega tipa),

standardizirani intervju ali ustna anketa (z anketnim vprašalnikom, sestavljenim

pretežno iz vprašanj zaprtega tipa),

strukturirano (sistematično, načrtno) opazovanje (z vezanimi protokoli),

ocenjevalne lestvice,

lestvice stališč (npr. Likertovega tipa),

preizkusi (testi) znanja in

analiza dokumentov (kvantitativna analiza vsebine, zasnovana na vnaprej določenih

enotah analize).

2. Kvalitativne tehnike

Nestandardizirane (nestrukturirane, nevezane) tehnike so tiste, katerih inštrumenti prinašajo

kvalitativne podatke, torej podatke, ki so primerni za kvalitativno obdelavo. Sem sodijo:

anketa (z anketnim vprašalnikom, sestavljenim iz vprašanj odprtega tipa),

39

nestandardizirani intervju (sprotno oblikovanje vprašanj odprtega tipa),

nestrukturirano (nenačrtno) opazovanje (nevezani protokoli) in

analiza dokumentov (kvalitativna/fenomenološka analiza vsebine v funkciji

ugotavljanja pomena, smisla sporočila).

Inštrumente, ki jih potrebujemo, moramo v skladu s cilji raziskave največkrat izdelati kar

sami, lahko pa uporabimo že obstoječe (v izvirni ali prirejeni obliki) ter preizkušene, pri

čemer moramo navesti njihov izvor.

Anketa

V naši raziskavi smo uporabili kot merski inštrument anketo. Zato se temu inštrumentu v

nadaljevanju podrobneje posvetimo. Anketa pomeni v metodologiji raziskovalnega dela

postopek zbiranja podatkov, pri katerem postavljamo ustreznim osebam vprašanja, nanašajoča

se na podatke, ki jih želimo zbrati. Vprašanim osebam pravimo anketiranci, osebam, ki ankete

izvajajo, pa anketarji. Vprašujemo lahko pisno ali ustno. V prvem primeru gre za pisno

anketo, v drugem pa za ustno.

Inštrumentu ankete pravimo anketni vprašalnik ali samo vprašalnik. To velja tako za pisno

kakor za ustno anketo. Anketni vprašalnik ni standardiziran instrument. Uporabljamo ga samo

pri raziskavi, za katero ga sestavimo.

Podatke, ki jih zbiramo z anketiranjem, lahko razvrstimo po več kriterijih ali vidikih:

podatke o objektivnih dejstvih in dogajanjih s področja vzgajanja in izobraževanja

(podatki o spolu, starosti, uspehu učencev),

podatke o željah, mnenjih, stališčih in interesih anketiranih oseb (za to kategorijo gre,

če vprašamo, kaj menijo učenci o vpeljavi sodobnih vsebin v pouk fizike; o

poznavanju tekočih kristalov…).

Pri sestavljanju anketnega vprašalnika moramo upoštevati, da:

ne sprašujemo tistega, česar pri raziskavi ne potrebujemo,

anketirancev ne vprašujemo po nečem, česar sploh ne morejo vedeti in česar tudi ne

morejo iz ničesar sklepati ali od nikogar izvedeti,

40

pri vprašanjih o mnenjih in stališčih oseb moramo vnaprej zanesljivo vedeti, ali bodo

anketirane osebe sploh razumele, za kaj bo šlo, in ali nam bodo torej sploh mogle dati

uporabne odgovore,

je pri vprašanjih, ki se nanašajo, na preteklost, smiselno spraševati po podatkih, ki se

jih bodo dovolj natančno spomnili,

predvidene anketirane osebe dovolj poznamo, če hočemo preudarjati o tem, kaj od njih

lahko izvemo in česa ne.

Anketna vprašanja so lahko različno sestavljena in načini odgovarjanja nanje so lahko

različni. Po tem razlikujemo dve osnovni skupini vprašanj:

vprašanja odprtega tipa (odprta vprašanja, vprašanja s prostimi odgovori), na katera

anketiranec odgovarja tako, da sam formulira odgovore, pri pisnem anketiranju jih tudi

napiše,

vprašanja zaprtega tipa (zaprta vprašanja, vprašanja z vezanimi odgovori), kjer so

odgovori že vnaprej formulirani in v vprašalniku tudi napisani; anketiranec odgovarja

na vprašanje tako, da izbere med vnaprej navedenimi odgovori tistega, ki njemu

ustreza.

Če dovolj zanesljivo poznamo vse možne odgovore in če jih ni preveč, uporabimo načeloma

vprašanja zaprtega tipa. Drugače se odločimo za odprta vprašanja. Vsak tip anketnih vprašanj

ima svoje odlike in slabosti. Odgovori na odprta vprašanja lahko omogočijo raziskovalcu (ob

skrbnem in ustreznem odgovarjanju) izčrpnejši vpogled v tisto, po čemer vprašuje, kot pa mu

to omogočajo vnaprej pripravljeni odgovori pri vprašanjih zaprtega tipa. To velja še posebej

takrat, kadar sprašujemo po mnenjih, željah, interesih, stališčih, ko še teže dosežemo izčrpnost

možnih odgovorov kakor pri vprašanjih o objektivnih dejstvih. Vnaprej pripravljenih

odgovorov je vedno le omejeno število, pri odgovarjanju na odprta vprašanja pa te omejenosti

ni. Vendar, če anketiranec odgovori na naše vprašanje hitro in površno ter napiše preprosto

tisti odgovor, ki se ga najprej spomni, ne pa tistega, ki bi v resnici najbolj ustrezal, ne bo od

omenjene prednosti odprtih vprašanj prave koristi. Večja izčrpnost odgovorov bo le

navidezna. Pri zaprtih vprašanjih je manjša verjetnost, da bomo dobili trivialni odgovor, ki se

ga bo anketiranec slučajno spomnil, saj ga že vprašalnik spomni na več možnih odgovorov.

Če pa nobeden od vnaprej pripravljenih odgovorov anketirancu ne ustreza, pa od omenjene

prednosti zaprtega vprašanja spet ne bo koristi, saj ne bomo dobili ustreznega odgovora. Tako

nevarnost zmanjšamo, če damo možnost, da anketiranec odgovor napiše sam, če mu nobeden

41

od predloženih ne ustreza. Pri vprašanjih odprtega tipa anketiranci pogosto odgovarjajo tudi z

vidikov, ki nimajo z namenom naše raziskave nič ali vsaj ne dovolj skupnega. Že v fazi

preizkušanja anketnega vprašalnika se mora raziskovalec vprašati, kako bo vprašanja

vsebinsko in oblikovno izboljšal, da bo dobil uporabne odgovore. Z odprtimi vprašanji so

nevšečnosti še pri kategoriziranju prostih odgovorov, težave pa se pojavijo tudi zaradi

določanja kategorij odgovorov. Vse to pri zaprtih vprašanjih odpade, ker so pri teh odgovori

že vnaprej kategorizirani. Tudi odgovarjanje na odprta vprašanja je zamudnejše kot

odgovarjanje na zaprta vprašanja, pri katerih je treba le primerno označiti izbrane odgovore.

Anketno vprašanje mora biti oblikovano tako, da ga anketiranec pravilno razume in mu je

jasno, kaj od njega hočemo.

Anketni vprašalnik je pri pedagoških raziskavah med najpogosteje uporabljenimi pripomočki

za zbiranje podatkov. Primerna vsebinska zasnovanost vprašalnika je prvi in nujni pogoj, da z

vprašalnikom sploh zberemo podatke, ki jih potrebujemo. Z operativnim načrtovanjem

vsebine anketnega vprašalnika angažiramo svoje znanje o problemu, ki ga raziskujemo, in

raziskovalne sposobnosti ter metodološko znanje. Potrebno je poznati namen anketiranja

(teoretična analiza) in tehnike sestavljanja vprašanj (sestavljanje vprašalnika). Vprašanja naj

bodo jasna, nesugestivna, smiselna, primerno specifična, brez nepotrebnih nedoločenih

izrazov, primernega tipa in vrste ter primerno razporejena v anketni vprašalnik.

V posamezno raziskavo lahko vključimo enega ali več anketnih vprašalnikov. Za vsakega

moramo nadrobno določiti, po čem bomo z njim vpraševali in za kaj bomo uporabili dobljene

odgovore. Anketiranje lahko izvedemo s pomočjo anketarjev. Lahko je individualno (ustno)

ali skupinsko (pisno). Skupinsko anketiranje se deli še na nevodeno ali vodeno izpolnjevanje

vprašalnika.

V anketnih vprašalnikih pogosto zasledimo lestvice stališč, ki so merski postopki za merjenje

stališč. Dimenziji stališč sta smer in stopnja. Pri smeri ugotavljamo, ali je oseba za ali proti

nečemu, ali soglaša ali ne soglaša z nečim (če merimo samo smer, imamo samo anketni

vprašalnik in ne lestvice). Pri stopnji ugotavljamo, ali je oseba povsem za, ali le deloma za

nekaj. Po stopnji lahko stališča variirajo od popolnega soglašanja do popolnega nesoglašanja z

nečim. Lestvica stališč je lahko del ankete.

42

Glavna oblika lestvice stališč je Likertova. Likertova lestvica stališč je sestavljena iz trditve in

več stopenj strinjanja. Glavni fazi lestvice sta opredeljevanje predmeta merjenja in zbiranje

večjega števila izjav, ki izražajo stališča, ki jih želimo raziskati pri neki populaciji.

Anketiranci izrazijo stopnjo soglašanja ali nesoglašanja s trditvami po običajni petstopenjski

lestvici: Se zelo strinjam. / Se strinjam. / Mi je vseeno. / Se ne strinjam. / Se nikakor ne

strinjam. Lestvica je lahko tudi sedemstopenjska.

Pomembne značilnosti merskih inštrumentov so merske lastnosti, kot so veljavnost,

zanesljivost, objektivnost in občutljivost. Inštrument je veljaven, če res meri tisto značilnost,

za katero mislimo, da jo meri. Inštrument je zanesljiv, če se od enega merjenja do drugega ne

spreminja. Objektivnost kaže na to, koliko je v končnem rezultatu subjektivne ocene

ocenjevalca, npr. zaprta anketna vprašanja so bolj objektivna. Občutljivost pa pove, kako

majhne razlike zazna inštrument med posameznimi rezultati (Čagran et al., 2008).

Postopki obdelave podatkov

Glede na vrsto spremenljivk (atributivne, numerične) oziroma obliko podatkov (besedno,

številčno izraženi) razlikujemo dve osnovni vrsti obdelave podatkov:

Kvalitativno raziskovanje:

temelji na opisih, besedah (kakšni so pojavi, v čem se razlikujejo od drugih),

opravljamo ga na manjšem številu enot (globinska vprašanja, spraševanje po

podrobnostih).

Kvantitativno raziskovanje:

temelji na količini, številkah,

zajemamo večje množice,

opiramo se na to, koliko jih je.

Vzgojni in izobraževalni pojavi imajo kvalitativne in kvantitativne vidike. V raziskovanju je

treba o pojavih zvedeti vse, kar se da, da bi jih lahko čim bolje razložili. To pomeni, da

ugotavljamo tako količino kot tudi kakovost. Nobeno raziskovanje ni izključno kvalitativno

ali kvantitativno.

43

Vrsta statistike in analize

Podatke, ki jih dobimo z anketiranjem smo pridobili na nekem vzorcu. Rezultate pa želimo

posplošiti na celotno populacijo. Glede na težnjo po posploševanju ločimo deskriptivno in

inferenčno statistiko.

Deskriptivna statistika zajema metode analize brez težnje po posploševanju čez obseg zbranih

podatkov. Med metode uvrščamo:

frekvenčne distribucije (grafični, tabelarični prikazi),

srednje vrednosti (npr. aritmetična sredina, mediana, modus),

mere variacije (npr. standardni odklon, koeficient variacije) in

mere korelacije (npr. Pearsonov, Spearmanov koeficient korelacije).

Inferenčna statistika zajema metode sklepanja iz vzorca na populacijo. Te metode so:

parametrični statistični preizkusi (npr. t-preizkus, analiza variance) in

neparametrični statistični preizkusi (npr. χ2-preizkus, Mann-Whitnerjev U-preizkus,

Wilcoxonov preizkus).

Glede na število spremenljivk ločimo univariantno, bivariantno in multivariantno analizo.

Univariantna analiza zajema metode analize ene spremenljivke. Med te metode uvrščamo:

frekvenčne distribucije (grafični, tabelarični prikazi),

osnovna opisna statistika (npr. srednje vrednosti, mere variacije) in

neparametrični statistični preizkusi (npr. χ2-preizkus).

Bivariantna analiza zajema metode analize dveh spremenljivk. Te metode so:

analiza razlik (npr. t-preizkus, χ2-preizkus) in

analiza povezanosti (npr. Pearsonov, Spearmanov koeficient korelacije).

Multivariantna analiza zajema metode analize večjega števila spremenljivk hkrati. Ti metodi

sta:

faktorska analiza in

multivariatna analiza variance.

44

Ali bomo podatke obdelali na nivoju deskriptivne ali inferenčne statistike in pri tem analizirali

eno, dve ali več spremenljivk, je odvisno od vrste predhodnih opredelitev, in sicer namena

naše raziskave (ali gre za proučevanje posameznih pojavov, povezanosti ali razlik), vrste

podatkov oziroma spremenljivk (atributivne, numerične) ter velikosti, vrste in števila vzorcev

(velik/majhen, odvisen/neodvisen, eden/več).

Izboru statističnih metod sledi kvantitativna obdelava. Ta je lahko ročna ali računalniška s

pomočjo statističnih programov. Danes je zelo razširjena uporaba enega najstarejših paketov

SPSS (Statistical Package for the Social Sciences). Odlikuje se po precejšnjem obsegu tako

enostavnih kot najbolj kompleksnih statističnih metod in kot tak že dolgo velja za paket, ki ni

zgolj namenjen za statistične analize v družbenih znanostih (Ambrožič, 2000; Kožuh, 2000).

Uporabljena metodologija

Raziskava predstavljena v delu je neeksperimentalna opisna študija. Glede na težnjo po

posploševanju smo podatke analizirali s pomočjo deskriptivne statistike. Glede na število

spremenljivk pa smo uporabili metode tako univariantne kot tudi bivariantne analize. V

nadaljevanju bomo podrobneje opisali uporabljeno statistiko in preizkuse, ki smo jih

uporabili, in sicer χ2-preizkus, t-preizkus in analizo variance (Bratina, 2006).

Frekvenčna porazdelitev

Metodo frekvenčne porazdelitve uporabljamo za ugotavljanje pogostosti pojavljanja iste

vrednosti v nizu podatkov posamezne spremenljivke. Izražamo jo v številu pojavljanj

(frekvenci) in v odstotni vrednosti.

Aritmetična sredina (M)

Aritmetična sredina je srednja vrednost, ki jo dobimo, če vsoto vrednosti opažanj delimo s

številom opažanj. Je najbolj natančna srednja vrednost v primerih, ko imamo simetrične in

homogene porazdelitve.

Standardni odklon (deviacija) (SD)

Standardni odklon je odklon individualne vrednosti od aritmetične sredine. Npr. SD = 0,5

pomeni, da vrednosti spremenljivke odstopajo od aritmetične sredine povprečno za 0,5.

45

χ2-preizkus

χ2-preizkus je neparametrični preizkus, s katerim ugotavljamo, kako se nek empirični rezultat

(empirična frekvenca) ujema s teoretičnim pričakovanjem (teoretična frekvenca). V primeru

neparametričnega preizkusa ne vemo, za katero vrsto porazdelitve gre. χ2 je mera verjetnosti

povezanosti, ne pa stopnje povezanosti. Stopnjo povezanosti pokažejo kontingenčni

koeficienti. S χ2-preizkusom preizkušamo dve hipotezi, in sicer hipotezo enake verjetnosti in

hipotezo neodvisnosti. Pri preverjanju hipoteze enake verjetnosti ugotavljamo ali so razne

kategorije nekega pojava enako verjetne. Pri preverjanju hipoteze neodvisnosti ugotavljamo

povezanost med spremenljivkami, oziroma obstoj razlik v odvisni spremenljivki glede na

neodvisno spremenljivko. Koeficient kaže stopnjo povezanosti (kontingence) med

atributivnimi spremenljivkami. Poznamo več vrst koeficientov (npr: V-Cramerjev, C-

Pearsonov).

Faktor χ2 je merilo za statistično relevantnost dobljenih rezultatov. Večja kot je njegova

vrednost, večja je statistična relevantnost. Pomemben je tudi faktor signifikance P, ki nam

pove, ali sta dve spremenljivki statistično povezani ali ne. V primeru, ko je P > 0,05,

spremenljivki med seboj nista povezani. Če ima P vrednost med 0,001 in 0,05 govorimo o

tendenci, za vrednosti P < 0,001 pa je povezava med spremenljivkama statistično relevantna.

t-preizkus

t-preizkus je parametrični preizkus za ugotavljanje statistične značilnosti (signifikantnosti)

razlik med aritmetičnimi sredinami. Ločimo t-preizkus za neodvisne (dva ali več vzorcev z

različnimi enotami; npr: spol - dečki,deklice) in odvisne vzorce (dva ali več vzorcev z istimi

enotami; npr.: starost (leta), višina (cm), štipendija na začetku in ob koncu študija). O

statistični značilnosti razlik govorimo takrat, kadar je tveganje za zavrnitev ničelne hipoteze

5 % ali manj. t-preizkus za neodvisne vzorce je metoda za ugotavljanje razlik med

aritmetičnima sredinama neke odvisne (številske) spremenljivke v dveh neodvisnih vzorcih.

Temelj za izvajanje t-preizkusa je Levene F-preizkus predpostavke o homogenosti varianc, ki

mora biti upravičena (homogenost obstaja; tveganje za zavrnitev ničelne hipoteze je 5 % ali

več). V kolikor je tako, uporabimo izid običajnega t-preizkusa (Equal variances assumed). V

kolikor pa predpostavka o homogenosti varianc ni upravičena (tveganje za zavrnitev ničelne

hipoteze je 5 % ali manj), beremo izid aproksimativne metode (Equal variances not assumed).

t-preizkus za odvisne vzorce je metoda za ugotavljanje razlik med aritmetičnimi sredinami

46

odvisnih vzorcev. Sloni na predpostavki o obstoju povezanosti ali korelacije, oziroma na

predpostavki, da korelacijski koeficient ni enak nič.

Analiza variance (razširjeni t-preizkus) (ANOVA)

Metodo uporabljamo za ugotavljanje statistične značilnosti razlik med več kot dvema

aritmetičnima sredinama. O statistični značilnosti razlik govorimo takrat, kadar je tveganje za

zavrnitev ničelne hipoteze, ki pravi, da med aritmetičnima sredinama ni razlik, 5 % ali manj.

Kakor t-preizkus za neodvisne vzorce, sloni tudi analiza variance na predpostavki o

homogenosti varianc, ki jo preizkusimo z Levene F-preizkusom. V primerih rabe analize

variance, ko na osnovi izida Levenovega F-preizkusa homogenosti varianc ničelna hipoteza ni

upravičena, uporabimo Welchovo aproksimativno metodo (Bratina, 2003).

Izvedba empiričnega dela raziskave

Priprava in izbor merskega inštrumenta

Kot merski inštrument smo uporabili vprašalnik o tekočih kristalih tipa papir-svinčnik, ki je

imel 31 vprašanj. Študenti 1. letnika Pedagoške fakultete Univerze v Ljubljani so vprašalnik

izpolnjevali oktobra 2009. Vprašalnik je bil sestavljen iz treh delov. V splošnem delu

(slika 4.1) smo pridobili podatke o spolu in starosti študentov, o vrsti končane srednje šole,

uspehu na maturi, o ocenah pri naravoslovnih predmetih, o izobrazbi staršev ter stratumu

prebivališča.

Z drugim delom vprašalnika (slika 4.2) smo zbirali informacije o motivaciji za učenje

naravoslovnih predmetov. Želeli smo pridobiti natančnejše informacije o vrsti motivacije za

učenje biologije, kemije in fizike. Zanimalo nas je, ali so študenti notranje ali zunanje

motivirani za učenje teh predmetov. Pri notranji motivaciji smo preverjali, ali so se študenti

učili naravoslovne predmete zaradi osebnega interesa in zanimanja, pri zunanji motivacija pa,

kolikšen vpliv ima okolica nanje.

Tretji del vprašalnika (slika 4.3) je vseboval 17 vprašanj v povezavi s tekočimi kristali. Prva 4

vprašanja so bila splošna. Sledila so lažja vprašanja o tekočih kristalih in tista z zahtevanim

globljim razumevanjem in poznavanjem tekočih kristalov.

47

Slika 0.1: I. del vprašalnika: Splošni podatki

48

Slika 0.2: II. del vprašalnika: Kako bi najbolje razložili svoje dosedanje osnovnošolsko in

srednješolsko učenje naravoslovja?

49

Slika 0.3: III. del vprašalnika: Koliko veste o tekočih kristalih?

50

Opis spremenljivk

Pri analizi anketnih rezultatov smo pomembne neodvisne spremenljivke združili v 3 skupine:

demografski podatki o testirancu, učni uspeh testiranca in motiviranost testiranca za

naravoslovje. Kot pomembne spremenljivke so bile upoštevane spremenljivke navedene v

nadaljevanju, pri čemer so poleg posamezne spremenljivke navedene vrednosti, ki jih lahko

zavzame.

Demografski podatki o testirancu vključujejo naslednje neodvisne spremenljivke:

starost: leta, meseci,

spol: moški, ženski,

stopnja izobrazbe očeta: osnovna, srednja, univerzitetna,

naravoslovna izobrazba očeta: da, ne,

stopnja izobrazbe matere: osnovna, srednja, univerzitetna,

naravoslovna izobrazba matere: da, ne,

okolje: vas, manjše mesto, večje mesto,

smer študija: kemija in/ali fizika, druge naravoslovne smeri, družboslovje.

Učni uspeh testiranca smo opisali s spremenljivko:

število točk doseženih na maturi: lestvica točk od 10 do 34,

Motiviranost testiranca za naravoslovje smo pri posameznem predmetu ovrednotili s točkami

od 1 do 7. Pri tem sta se po dve vprašanji nanašali na notranjo in po dve na zunanjo

motivacijo (slika 4.2). To pomeni sledeči izbor spremenljivk in vrednosti za oceno motivacije:

ocena splošne zunanje motivacije za kemijo: 2 do 14 točk,

ocena splošne zunanje motivacije za biologijo: 2 do 14 točk,

ocena splošne zunanje motivacije za fiziko: 2 do 14 točk,

ocena splošne notranje motivacije za kemijo: 2 do 14 točk,

ocena splošne notranje motivacije za biologijo: 2 do 14 točk,

ocena splošne notranje motivacije za fiziko: 2 do 14 točk.

Uspeh testiranca na vprašalniku o poznavanja tekočih kristalov je bil naša odvisna

spremenljivka, in sicer :

uspeh na celotnem vprašalniku: od 0 do 17 točk,

uspeh pri izbranih vprašanjih: od 0 do 8 točk.

51

Izbor vzorca

Za vzorec so bili izbrani študenti prvega letnika Pedagoške fakultete Univerze v Ljubljani, ki

so glede na uspeh na maturi običajno povprečni. Anketirani študenti so specifični s tega

vidika, da so bodoči delavci v šolstvu (učitelji, defektologi, specialni pedagogi itd.), ki bodo

zagotovo imeli opravka z mladostniki željnimi znanja o sodobnih tehnologijah. Anketirani

študenti povečini nimajo posebnih preferenc do naravoslovja, ampak neko splošno izobrazbo

in širino, znotraj katere mogoče lahko najdemo tudi ščepec znanja o tekočih kristalih. Tako

dijake in študente pa zanima delovanje sodobnih pripomočkov, npr. tekočekristalnih

prikazovalnikov. Na podlagi rezultatov o neformalno pridobljenem znanju o tekočih kristalih

anketiranih študentov želimo osnovati učno enoto, ki bo vpeljala tekoče kristale v pouk

kemije in fizike na osnovni in srednji šoli, obenem pa tudi v predavanja in laboratorijske vaje

na fakulteti. Na Pedagoški fakulteti Univerze v Ljubljani načrtujemo, da bi za študente fizike

in/ali kemije pripravili predavanja in laboratorijske vaje pri predmetu Fizikalni pogled na

naravo in/ali Organska kemija. Študente drugih naravoslovno-tehniških smeri (matematika,

tehnika, računalništvo, biologija, gospodinjstvo) bi s tekočimi kristali seznanili v okviru

predmetov Fizika v naravoslovju in/ali Kemija. Za študente predšolske vzgoje in razrednega

pouka pa bi pripravili bolj splošna predavanja in laboratorijske vaje pri fizikalnih in kemijskih

vsebinah predmeta Naravoslovje.

Zbiranje podatkov

Podatki so bili zbrani z anketnim vprašalnikom o tekočih kristalih tipa papir-svinčnik.

Študenti so izpolnili vprašalnike po smereh študija oktobra 2009. Znotraj tedna dni so

vprašalnike izpolnjevali na začetku laboratorijskih vajah z namenom, da bi si zagotovili čim

številčnejši vzorec. Kot anketarji so služili asistenti na laboratorijskih vajah različnih

predmetov, povečini naravoslovnih. Anketarji so študente pozvali h korektnemu reševanju, in

sicer da odgovorijo z da ali ne, če so prepričani v odgovor, drugače pa naj obkrožijo ne vem.

Izpolnjevanje vprašalnika je bilo nevodeno.

52

Postopek statistične obdelave

V raziskavi je bila uporabljena neeksperimentalna opisna metoda. Podatki so bili analizirani s

pomočjo deskriptivne statistike, uporabili smo tudi χ2-preizkus, t-preizkus in analizo variance.

Podatke, dobljene z anketnimi vprašalniki, sem analizirala s pomočjo programa SPSS 13.0 za

Windows. Za izdelavo grafov sem uporabila računalniški program Excel.

Za ugotavljanje statistično pomembnih razlik med vplivi na poznavanje tekočih kristalov

glede na samooceno, uspeh na maturi, spol, smer študija, motivacijo, stratum prebivališča in

domače intelektualno okolje sem uporabila χ2-preizkus, t-preizkus in/ali analizo variance.

53

REZULTATI Z INTERPRETACIJO

Osnovna opisna statistika

Opis vzorca

Opis vzorca študentov je podan v tabeli 5.1. Pri stopnji izobrazbe očeta in matere smo označili

z 1 dokončano osnovno šolo, z 2 dokončano srednjo šolo in s 3 dokončano univerzo. Pri smeri

študija smo z 1 označili študente kemije in/ali fizike, z 2 študente drugih naravoslovnih ved

(biologija, gospodinjstvo, računalništvo, matematike ali tehnična področja) in s 3 študente

družbenih ved (študenti na študijskih programih razrednega pouka, predšolske vzgoje,

socialne pedagogike, specialne in rehabilitacijske pedagogike, tiflopedagogike in pedagogike

specifičnih učnih težav in likovne pedagogike).

Tabela 0.1: Demografska struktura vzorca Demografska spremenljivka Vrednost spremenljivke Odstotki Moški Ženske Spol 9,6 % 90,4 % Starost 18,9 let 5,7 mesecev 1 2 3 4 Stopnja izobrazbe očeta 8,5 % 67,7 % 21,5 % 2,3 % Da Ne Naravoslovna izobrazba očeta 80,2 % 19,8 % 1 2 3 4 Stopnja izobrazbe matere 10,5 % 57,4 % 29,4 % 2,7 % Da Ne Naravoslovna izobrazba matere 49,7 % 50,3 % Vas Manjše mesto Večje mesto Stratum prebivališča 58,6 % 25,3 % 16,1 % 1 2 3 Smer študija 15 % 16,5 % 68,5 %

V raziskavi je sodelovalo 448 študentov prvega letnika (9,6 % moških, 90,4 % žensk). V

povprečju so bili študenti stari 18,9 let in 5,7 mesecev (SD = 2,3 leta; SD = 3,5 mesecev).

15 % je bilo študentov študijskih smeri kemija in/ali fizika, 16,5 % študentov drugih

naravoslovnih ved in 68,5 % študentov družbenih ved. Anketirani študenti so pravkar končali

srednje šole in v povprečju dosegli 19,6 točk (SD = 4,3) od 34 možnih na maturi. Vzorec je

predstavljal znaten delež študentov z vasi (58,6 %). Iz manjših mest je bilo 25,3 % študentov,

54

iz večjih mest pa jih je bilo 16,1 %. Osnovna izobrazba staršev anketiranih študentov je

raznolika. 10,5 % mater je končalo osnovno šolo, 57,4 % jih je končano srednjo šolo, 29,4 %

pa univerzo. 2,7 % mater je pridobilo drugo formalno izobrazbo (višja šola). 49,7 % mater

ima nekakšno naravoslovno-matematično ali tehniško izobrazbo. 8,5 % očetov je končalo

osnovno šolo, 67,7 % srednjo šolo, 21,5 % jih ima univerzitetno izobrazbo. 2,3 % očetov je

pridobilo drugo formalno izobrazbo (višja šola). Kar 80,2 % očetov je končalo po Frascatiju

opredeljen naravoslovno-matematični ali tehniški program.

Iz zbranih podatkov ugotovimo, da je bil vzorec je bil dokaj homogen glede na starost

študentov in heterogen glede na naravoslovno izobrazbo staršev in druge demografske

spremenljivke.

Glede na uspeh na maturi je struktura v vzorec zajetih študentov prikazana na sliki 5.1. V

povprečju so študenti na maturi dosegli 19,6 točke od 34 možnih (SD = 4,3), medtem ko je

bilo povprečno število točk doseženo na spomladanskem roku mature v šolskem letu 2008/09

v Sloveniji 19,7 točke. Torej so anketirani študenti povprečni predstavniki generacije. Glede

na uspeh na maturi je bil vzorec dokaj heterogen.

0

2

4

6

8

10

12

14

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24 26 28 30 32 34

število točk na maturi

dele

ž št

uden

tov

[%]

Slika 0.1: Delež anketiranih študentov z določenim številom točk na maturi; navpična črta

prikazuje povprečno število točk (19,7) na spomladanskem roku mature v šolskem letu

2008/09.

55

Slika 5.2 prikazuje sestavo anketiranih študentov po smereh študija. Vprašalnik, s katerim

smo dobili informacije o poznavanju tekočih kristalov, je izpolnilo največ študentov

razrednega pouka, predšolske vzgoje, socialne pedagogike, specialne in rehabilitacijske

pedagogike, tiflopedagogike in pedagogike specifičnih učnih težav in likovne pedagogike, in

sicer skupno 68 %. Te študente bomo v delu imenovali študenti družboslovja. Delež študentov

kemije in/ali fizike je bil 15 %, delež študentov drugih naravoslovnih smeri pa 17 %. Anketni

vprašalnik so izpolnjevali naravoslovci in v večjem deležu družboslovci, ki nimajo

povečanega interesa za naravoslovje in so nekako predstavniki sodobne družbe.

15%

17%

68%

kemija in/ali fizika

druge naravoslovnesmeridružboslovje

Slika 0.2: Delež študentov po smereh študija Anketirani študenti in njihova motivacija za učenje naravoslovja

Informacije o motiviranosti študentov za učenje naravoslovnih predmetov v osnovni in srednji

šoli so bile pridobljene s pomočjo drugega dela vprašalnika, ki je predstavljen na sliki 4.2.

Zanimala nas je vrsta motivacije, in sicer koliko so študenti notranje in zunanje motivirani za

učenje biologije, kemije in fizike. Študenti so morali ovrednotiti 4 trditve. Prvi dve sta se

nanašali na zunanjo motivacijo, 3. in 4. pa na notranjo motivacijo. Študenti, ki so zapisali, da

zanje veljata trditvi: »Učil-a sem se zato, da so mi drugi (učitelji, starši) dali mir in da sem

zadovoljil-a pričakovanja svoje okolice.« in »Učil-a sem se, da me ne bi bilo sram zaradi

neznanja in da ne bi izstopal-a v negativno smer.«, so visoko zunanje motivirani. Študenti, ki

so zapisali, da zanje ne veljata trditvi: »Učil-a sem se, ker mi je pomembno, da to znam in da

dobim dobre ocene.« in »Učil-a sem se, ker me je snov zanimala in ker sem se to rad-a učil-

a.«, so notranje nemotivirani.

56

Če podrobneje pregledamo odgovore študentov, dobimo naslednje podatke, ki so

predstavljeni na sliki 5.3. Na sliki 5.3 predstavljamo delež študentov, ki so visoko zunanje in

notranje motivirani. To pomeni, da vse trditve zanje popolnoma veljajo. Kot visoko

motivirane smo opredelili študente, ki so pri posamezni trditvi obkrožili 6 ali 7 (zame

popolnoma velja). Študente, ki so obkrožili 3, 4 ali 5 (zame trditev včasih velja in včasih ne

velja), smo obravnavali kot srednje motivirane. Študente, ki so obkrožili 1 ali 2 (trditve

ovrednotili z zame zagotovo ne velja), smo opredelili kot nemotivirane.

Slika 0.3: Delež visoko motiviranih študentov za učenje naravoslovnih predmetov

Razložimo podrobneje, kaj nam povedo podatki prikazani na sliki 5.3. V povprečju se 12 %

študentov strinja s trditvama 1 in 2 iz dela vprašalnika o motivaciji, da so se učili

naravoslovne predmete (kemijo, fiziko in biologijo), da so jim drugi (učitelji, starši) dali mir

in da so zadovoljili pričakovanja svoje okolice ter da jih ni bilo sram zaradi neznanja

(slika 4.2). To kaže na to, da je le 12 % študentov močno zunanje motiviranih za učenje

naravoslovnih predmetov.

V povprečju se je 34 % študentov popolnoma strinjalo s trditvijo 3 (slika 4.2), da so se učili

naravoslovne predmete, ker jim je bilo pomembno, da to znajo (notranja motivacija) in

posledično dobijo dobre ocene. Pri tem je bil nekoliko večji delež takih študentov, ki se jim je

zdelo pomembno znanje biologije (37 %), nekoliko manjši kemije (34 %) in najmanjši delež

tistih, ki se jim zdi pomembno znanje fizike (32 %).

0

5

10

15

20

25

30

35

40

1 2 3 4

trditev

dele

ž št

uden

tov

[%]

bi

fike

57

Pri trditvi 4 (slika 4.2), ki je povezana z notranjo motivacijo študentov, se pojavi razlika pri

mnenju študentov o zanimivosti pri posameznih naravoslovnih predmetih. Pri biologiji se je

36 % študentov strinjalo, da so se učili, ker jih je snov zanimala in ker so se to radi učili.

Delež študentov, ki je trdil enako za učenje fizike, je znatno manjši, in sicer se je le 16 %

študentov fizika zdela zanimiva za učenje. Kemija je za anketirane študente manj zanimiva

kot biologija, a še vedno bolj kot fizika, saj se je 21 % strinjalo, da je kemija zanimiva za

učenje.

Zaključimo lahko, da je za več kot tretjino študentov biologija zanimiva in so notranje

motivirani za njeno učenje, medtem ko je fizika najmanj priljubljena. V povprečju je 29 %

študentov notranje motiviranih za učenje naravoslovnih predmetov, pri čemer je delež

študentov, ki so notranje motivirani za učenje fizike, najnižji.

Znanje o tekočih kristalih

Tretji del vprašalnika je zadeval poznavanje tekočih kristalov (slika 4.3). Vseboval je 17

vprašanj. Z njim smo pridobili informacije o tem, ali so in kje so študenti slišali za tekoče

kristale, podatke o samooceni znanja študentov o tekočih kristalih in informacije o

poznavanju tekočih kristalov. Pri vprašanjih, ki so zadevala poznavanje tekočih kristalov, je

bilo možno doseči 17 točk. Na podlagi poznavanja dosežkov študentov pri teh vprašanjih,

smo dobili informacijo o nivoju znanja (sliki 5.4). Vidimo, da je večina študentov dosegla

manj kot polovico točk. V povprečju so študenti dosegli 3,6 točke od 17 možnih (SD = 2,6).

13 % študentov je doseglo 0 točk.

58

0

2

4

6

8

10

12

14

16

0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17

število doseženih točk

dele

ž št

uden

tov

[%]

Slika 0.4: Znanje študentov o tekočih kristalih; navpična črta prikazuje povprečni dosežek

točk (3,6); največje število točk je bilo 17.

Tekoči kristali so prisotni vsepovsod, a še vedno ne dovolj, saj je le 33 % anketiranih

študentov seznanjenih z njimi, kot tudi vidimo na sliki 5.5. 67 % anketiranih študentov pa še

ni seznanjenih s tekočimi kristali. To kaže na veliko omejenost tako šolskega znanja kot tudi

na omejeno zanimanje študentov za stvari okoli sebe. Največ študentov je za tekoče kristale

slišalo v šoli (46 %). Preko televizije je za tekoče kristale slišalo 23 % študentov, 11 % pa

preko spleta. Podrobnejše informacije o viru informacij, s katerega so študenti slišali ali

prebrali o tekočih kristalih, najdemo v tabeli 5.2 .

0

10

20

30

40

50

60

70

da ne

seznanjenost

dele

ž št

uden

tov

[%]

Slika 0.5: Seznanjenost študentov s tekočimi kristali

59

Tabela 0.2: Vir informacij o tekočih kristalih Vir Število

študentov Delež [%]

Šola 206 46 Knjige 40 9 TV 103 23 Splet 49 11 Revije 36 8 Drugo: pogovori med prijatelji, doma

14 3

Glede na to, da je s tekočimi kristali seznanjena približno tretjina študentov, ni toliko

presenetljivo, da je več kot 70 % anketiranih študentov zapisalo, da o tekočih kristalih ne ve

ničesar, kar lahko razberemo iz slike 5.6. Nihče izmed študentov ni ocenil, da veliko ve o

tekočih kristalih. 25 % študentov je svoje znanje o tekočih kristalih ocenilo kot srednje, nekaj

študentov pa ni podalo ocene svojega znanja.

0

10

20

30

40

50

60

70

80

ni podatka veliko srednje nič

samoocena znanja

dele

ž št

uden

tov

[%]

Slika 0.6: Samoocena znanja o tekočih kristalih pri anketiranih študentih

Analiza uspešnosti študentov

Pregled uspešnosti reševanja vseh vprašanj o tekočih kristalih

S tretjim delom vprašalnika, smo hoteli preveriti, kaj študenti vedo o tekočih kristalih

(slika 4.3). Ta del vprašalnika je imel 17 vprašanj. V prvih treh vprašanjih smo študente

60

spraševali, ali so seznanjeni s tekočimi kristali, kje so slišali za njih in kako bi ocenili svoje

znanje o tekočih kristalih. Odgovore študentov smo predstavili v poglavju 5.1.3. Ostala

vprašanja so bila namenjena testiranju poznavanja tekočih kristalov. V nadaljevanju

predstavljamo analizo odgovorov na vprašanja 4 do 17.

Pri vprašanju 4 (slika 5.7) smo od študentov želeli, da zapišejo vsaj en izdelkov s tekočimi

kristali. Menili smo, da v poplavi tekočekristalnih zaslonov to večini študentov ne bo

problem.

4. Se morda spomnite, kje tekoče kristale uporabljamo. Navedite nekaj izdelkov. ____________________________ __________________________________________________________________________________________

Slika 0.7: Vprašanje 4: Izdelki s tekočimi kristali; možno je bilo doseči 1 točko

Kot vidimo iz rezultatov s slike 5.8 zgolj 22 % študentov pozna enega ali več izdelkov s

tekočimi kristali. Od tega se najpogosteje (v več kot 85 %) pojavlja kot odgovor LCD.

Pravilno navedeni izdelki, ki vsebujejo tekoče kristale, so bili še tekoče kristalni termometri,

varilska očala, oglasni panoji, nakit. Omenili so tudi bakterije in živa bitja. Presenetljivo kar

73 % študentov ni podalo odgovora. Izdelek, ki ne vsebuje tekočih kristalov, je zapisalo 5 %

anketiranih študentov. Po mnenju študentov akumulator, zlato, deodorant, zgoščenka, čistila,

kamnine in mila vsebujejo tekoče kristale, kar pa ni res.

61

73%

22%

5% Število študentov Delež [%] Ni odgovora 327 73 Pravilen odgovor 99 22 Nepravilen odgovor 22 5

Slika 0.8: Razporeditev odgovorov na vprašanje 4

Pri naslednjem vprašanju (vprašanje 5, slika 5.9) smo želeli izvedeti, ali študenti vedo, zaradi

katerih lastnosti so tekoči kristali uporabni. Študenti so morali izmed naštetih lastnosti

označiti tiste, ki so pomembne za njihovo uporabo v izdelkih. Pričakovali smo, da bodo v

primeru, da poznajo kak izdelek, znali povezati njegove lastnosti z lastnostmi tekočih

kristalov. Pričakovali smo, da bodo povečini prepoznali optične lastnosti – barve tekočih

kristalov in redkeje dvolomnost in električne lastnosti.

5. Zaradi katerih lastnosti so v teh izdelkih, namesto drugih snovi, uporabljeni tekoči kristali? Označite lahko več lastnosti.

optičnih lastnosti – dvolomnosti

optičnih lastnosti – barve

električnih lastnosti

magnetnih lastnosti

ker tečejo

viskoznosti

gostote

drugo: _____________________________________________

Slika 0.9: Vprašanje 5: Lastnosti tekočih kristalov; možno je bilo doseči 3 točke

Študenti so najpogosteje pravilno označili eno lastnost, in ta je bila v večini primerov optična

– barve. Eno lastnost je pravilno označilo 29 % študentov, dve pa 11 % (slika 5.10). Vse tri

lastnosti, ki so pomembne za uporabnost tekočih kristalov, je označil zelo majhen delež

študentov, le 2 % vseh. Kar 58 % študentov je označilo napačno lastnost, največkrat gostoto.

Nihče ni dopisal lastnosti, zaradi katere bi bili tekoči kristali uporabni. Kolikokrat so določeno

lastnost označili vsi študenti, je razvidno iz tabele 5.3. Presenetljivo so največkrat pravilno

označili kot pomembno lastnost tekočih kristalov dvolomnost (22 %). Pričakovano pa je

znaten delež odgovorov barve (21 %), ki močno asociirajo na tekočekristalne zaslone. 15 %

študentov je pravilno menilo, da so pomembne tudi električne lastnosti tekočih kristalov. Kar

18 % študentov meni, da so tekoči kristali zaradi gostote uporabni za aplikacije, kar pa ne

drži.

62

58%29%

11% 2%

Število Študentov

Delež [%]

Nepravilno označene lastnosti 255 58 Pravilno označena ena lastnost 131 29 Pravilno označeni dve lastnosti 51 11 Pravilno označene tri lastnost 11 2

Slika 0.10: Razporeditev odgovorov na vprašanje 5 Tabela 0.3: Lastnosti tekočih kristalov

Lastnost Število študentov

Delež [%]

Dvolomnost 98 22 Barve 95 21 Električne lastnosti 65 15 Magnetne lastnosti 40 9 Ker tečejo 38 8 Viskoznost 61 14 Gostota 82 18 Drugo: ne vem 33 7

Pri vprašanju 6 (slika 5.11) so študenti morali označiti, ali drži trditev, da je tekočekristalno

stanje eno izmed agregatnih stanj. V primeru nepoznavanja odgovora so lahko obkrožili ne

vem. Pri tem vprašanju smo pričakovali, da bodo povečini sklepali iz imena, da gre za eno

izmed agregatnih stanj snovi. Iz rezultatov na sliki 5.12 vidimo, da se je 30 % odločilo, da so

tekoči kristali eno izmed stanj snovi. 27 % študentov je obkrožilo ne in s tem povedalo, da

tekočekristalno stanje ni agregatno stanje. Pri tem se kaže omejenost predhodnega

izobraževanja, saj v osnovni kot tudi srednji šoli govorimo le o treh agregatnih stanjih. 39 %

študentov pa ni vedelo, ali je tekočekristalno stanje eno izmed agregatnih stanj.

63

5%15%

29%

51%

Ovrednotite trditev. 6. Tekočekristalno stanje je eno izmed agregatnih stanj. DA NE NE VEM Slika 0.11: Vprašanje 6: Obstoj tekočekristalnega stanja; možno je bilo doseči 1 točko

Število študentov Delež [%] Ni odgovora 19 4 Pravilen odgovor 133 30 Nepravilen odgovor 121 27 Ne vem 175 39

Slika 0.12: Razporeditev odgovorov na vprašanje 6

Pri vprašanju 7 (slika 5.13) smo želeli izvedeti, ali študenti vedo, med kakšne snovi uvrščamo

tekoče kristale. Tekoči kristali so organske snovi, saj so povečini sestavljeni iz podolgovatih

molekul, ki vsebujejo ogljikove, vodikove, kisikove atome in še nekatere. Pri tem vprašanju

nismo imeli posebnih pričakovanj, saj študenti tega ne morejo vedeti, če se kdaj niso

pozanimali ali sklepali na osnovi njihove uporabe. Naše domneve so se izkazale za

utemeljene, saj je le 15 % odstotkov študentov vedelo ali uganilo, da so tekoči kristali

organske snovi. 29 % študentov je podalo nepravilen odgovor, in so menili, da so tekoči

kristali anorganske snovi. 51 % študentov se ni moglo odločiti, ali tekoče kristale uvrstiti med

organske ali med anorganske snovi. Podrobnejše odgovore študentov lahko razberemo s

slike 5.14.

Ovrednotite trditev. 7. Tekoči kristali so anorganske snovi. DA NE NE VEM

Slika 0.13: Vprašanje 7: Umestitev tekočih kristalov med organske snovi; možno je bilo

doseči 1 točko

Število študentov Delež [%] Ni odgovora 23 5 Pravilen odgovor 68 15 Nepravilen odgovor 128 29 Ne vem 229 51

Slika 0.14: Razporeditev odgovorov na vprašanje 7

4%

30%

27%

39%

64

Liotropni tekoči kristali so ves čas prisotni v naravi. Obstoj njihove tekoče kristalne faze je

pogojen s koncentracijo. Liotropne tekoče kristale najdemo v celičnih membranah in v

ovojnicah živčnih vlaken. Pri vprašanju 8 (slika 5.15) smo študente vprašali, ali so snovi z

značilnostmi tekočih kristalov prisotne tudi v živih bitjih. Vprašanje je zelo podrobno, zato

nismo pričakovali, da bodo študenti to vedeli. Odgovori študentov so to potrdili (glej

sliko 5.16), saj je pravilni odgovor podalo 18 % študentov. Nepravilno je odgovorilo 20 %

študentov. Kar 57 % študentov pa je zapisalo, da ne vedo, ali so tekoči kristali tudi v živih

bitjih. 5 % študentov ni podalo odgovora na to vprašanje.

Ovrednotite trditev. 8. Snovi z značilnostmi tekočih kristalov so prisotne tudi v živih bitjih. DA NE NE VEM

Slika 0.15: Vprašanje 8: Prisotnost tekočih kristalih v živih bitjih; možno je bilo doseči

1 točko

Število študentov Delež [%] Ni odgovora 22 5 Pravilen odgovor 81 18 Nepravilen odgovor 88 20 Ne vem 257 57

Slika 0.16: Razporeditev odgovorov na vprašanje 8

Ali obstajajo samo tri agregatna stanja snovi? V šoli se učimo, da obstajajo tri agregatna

stanja snovi. Nekateri učitelji omenijo še plazmo kot prevladujoče agregatno stanje v vesolju.

Tu pa imamo še tekočekristalno stanje. Pri vprašanju 9 (slika 5.17) so študenti morali zapisati,

ali se strinjajo s trditvijo, da poznamo le tri agregatna stanja snovi. Pričakovali smo, da bodo

študenti kot pribito odgovorili v šoli naučeno, da poznamo tri agregatna stanja in to je to.

Študenti so velikem deležu (77 %) potrdili našo domnevo, da se »kot pijanec plota« držijo

šolske resnice, in odgovorili, da poznamo le tri agregatna stanja. Iz rezultatov (slika 5.18)

sklepamo, da je 6 % študentov malo pomislilo in zapisalo, da ne poznamo le treh agregatnih

stanj snovi. 13 % anketiranih študentov je morda vsaj malo premislilo in nato priznalo, da ne

pozna odgovora. Odgovora pa ni podalo 4 % študentov.

5%18%

20%57%

65

4% 6%

77%

13%

Ovrednotite trditev. 9. Poznamo tri agregatna stanja snovi. DA NE NE VEM

Slika 0.17: Vprašanje 9: Obstoj samo treh agregatnih stanj; možno je bilo doseči 1 točko

Število študentov Delež [%] Ni odgovora 19 4 Pravilen odgovor 27 6 Nepravilen odgovor 346 77 Ne vem 56 13

Slika 0.18: Razporeditev odgovorov na vprašanje 9

Plazma je eno od agregatnih stanj snovi in je prevladujoče agregatno stanje v vesolju.

Dejansko gre za ioniziran plin, ki prenaša delce. Pri vprašanju 10 (slika 5.19) smo pričakovali,

da bo del študentov potrdilo pravilnost trditve, da je plazma eno izmed agregatnih stanj.

Rezultati to potrjujejo (slika 5.20). 7 % študentov je prepoznalo plazmo kot agregatno stanje.

Še vedno pa je večinski delež tistih, ki ne vedo, da je plazma eno izmed agregatnih stanj, takih

je skupaj kar 88 % študentov. Odgovora ni podalo 5 % anketiranih študentov.

Ovrednotite trditev. 10. Plazma je agregatno stanje snovi. DA NE NE VEM

Slika 0.19: Vprašanje 10: Plazma kot agregatno stanje snovi; možna je bila 1 točka

Število študentov Delež [%] Ni odgovora 21 5 Pravilen odgovor 32 7 Nepravilen odgovor 203 45 Ne vem 192 43

Slika 0.20: Razporeditev odgovorov na vprašanje 10

Pri vprašanju 6 je 30 % študentov pravilno zapisalo, da je tekočekristano stanje eno izmed

stanj snovi. Presenetljivo, glede na odgovore 6. vprašanja, pa je pri 9. vprašanju zgolj 6 %

študentov zapisalo, da nimamo le treh agregatnih stanj. Na 10. vprašanje, da je plazma eno

5% 7%

45%

43%

66

izmed agregatnih stanj, je pravilno odgovorilo 7 % študentov, kar se kar ujema z rezultati

odgovorov na vprašanje 9.

Za trdno agregatno stanje je značilno, da ima snov določeno obliko in da so gradniki trdno

povezani med seboj v mrežo. S ponazarjanjem trdnega agregatnega stanja so se študenti

srečali tako v osnovni kot tudi srednji šoli. Na prvi pogled se zdi vprašanje 11 a (slika 5.21),

kjer so morali študenti s skiciranjem molekul ponazoriti trdno agregatno stanje, nadvse

preprosto. Vsi študenti, ki so se naloge lotili, so dejansko pravilno narisali skico molekul v

trdnem agregatnem stanju in teh je bilo 60 %. Kot je razvidno s slike 5.22 se kar 40 %

študentov ni lotilo risanja skice. Primeri pravilnih skic molekul v trdnem agregatnem stanju so

prikazani na sliki 5.23. Študenti so pri skici za ponazoritev molekul v trdnem agregatnem

stanju upoštevali predpisano obliko molekul. Pri predstavljenih skicah molekul v trdnem

agregatnem stanju je opaziti, da imajo narisane molekule tako pozicijsko kot tudi

orientacijsko urejenost.

11 a. S pomočjo skiciranja molekul snovi ponazorite trdno agregatno stanje.

Eno molekulo ponazorite kot .

Slika 0.21: Vprašanje 11 a: Trdno agregatno stanje; možno je bilo doseči 1 točko Število študentov Delež Ni odgovora 181 40,4 Pravilen odgovor 267 59,6 Nepravilen odgovor 0 0 Ne vem 0 0

Slika 0.22: Razporeditev odgovorov na vprašanje 11 a

Trdno stanje

40%

60%

0%

0%

67

Pravilno skicirane molekule v trdnem agregatnem stanju

Slika 0.23: Molekule v trdnem agregatnem stanju

Za tekočine je značilno, da snov zavzame obliko posode, v kateri se nahaja. Molekule

tekočine nimajo natančno določenega mesta, se pravi, da nimajo niti pozicijske niti

orientacijske urejenosti. Pri vprašanju 11 b (slika 5.24) so študenti morali ponazoriti tekoče

agregatno stanje z molekulami. Zdi se, da je ponazoritev tekočega agregatnega stanja z

molekulami nekoliko trši oreh, kot ponazoritev trdnega stanja. 42 % študentov je pravilno

ponazorilo razporeditev molekul v tekočem agregatnem stanju (slika 5.25). Spet je znaten

delež tistih študentov, ki se vprašanja sploh niso lotili, in sicer 36 %. Nepravilno je skiciralo

molekule v tekočem agregatnem stanju 22 % študentov. Primeri pravilnih in nepravilnih skic

molekul v tekočem agregatnem stanju so prikazani na sliki 5.26. Tipična napaka študentov je

bila, da so narisali molekule upoštevajoč predpisano obliko, a je bil prisoten orientacijski red,

ki ni značilen za tekočine. Množičen pojav je tudi bil, da študenti niso upoštevali predpisane

oblike za ponazoritev molekul, in so namesto elipse narisali molekulo kot krožec. Zaradi tega

nismo dobili informacije, kako so molekule orientacijsko razporejene. Kar nekaj študentov je

ponazorilo molekule v tekočem stanju podobno kot v trdnem, kar pa ni pravilno.

11 b. S pomočjo skiciranja molekul snovi ponazorite tekoče agregatno stanje.

Eno molekulo ponazorite kot .

Slika 0.24: Vprašanje 11 b: Tekoče agregatno stanje; možno je bilo doseči 1 točko

Tekoče stanje

68

36%

42%

22%0%

Število študentov Delež [%] Ni odgovora 160 36 Pravilen odgovor 190 42 Nepravilen odgovor 98 22 Ne vem 0 0

Slika 0.25: Razporeditev odgovorov na vprašanje 11 b

Pravilno skicirane molekule v tekočem agregatnem stanju

Nepravilno skicirane molekule v tekočem agregatnem stanju

Slika 0.26: Molekule v tekočem agregatnem stanju

Pri ponazoritvi tekočekristalnega stanja (vprašanje 11 c, slika 5.27) so morali biti študenti

pozorni tako na specifično orientacijsko in pozicijsko neurejenost. Pričakovano so študenti

slabše odgovarjali na to vprašanje kot na prejšnji dve (11 a in 11 b), kjer so morali ponazoriti

trdno in tekoče agregatno stanje. Pravilno je skiciralo molekule v tekočekristalnem stanju

10 % anketiranih študentov (slika 5.28). Nepravilno je molekule v tekočekristalnem stanju

skiciralo 24 % študentov. Kar 66 % študentov pa ni niti poskušalo skicirati molekul v

tekočekristalnem stanju. Primeri pravilnih in nepravilnih skic molekul v tekočekristalnem

stanju so prikazani na sliki 5.29. Opazimo, da so skice raznolike. Leva pravilna skica

prikazuje pozicijsko urejene molekule, ki so delno orientacijsko neurejene. To je značilno za

smektik A, ki ima molekule razporejene po plasteh, kot je narisano. Tako skico razporeditve

molekul v tekočem kristalu smo zasledili le pri enem študentu. Sredinska in desna skica

prikazujeta razporeditev molekul v nematiku, za katerega je značilna pozicijska neurejenost in

orientacijska urejenost. Molekule so usmerjene v neko smer. Med nepravilnimi skicami

razporeditve molekul v tekočem kristalu pa najdemo nekaj takih, kjer študenti niso upoštevali

69

predpisane oblike molekule. Opaziti je tudi nekaj skic, kjer so na vsak način želeli združiti

nekaj molekul.

11 c. S pomočjo skiciranja molekul snovi ponazorite tekočekristalno agregatno stanje.

Eno molekulo ponazorite kot .

Slika 0.27: Vprašanje 11 c: Tekočekristalno stanje; možno je bilo doseči 1 točko

Število študentov Delež [%] Ni odgovora 294 66 Pravilen odgovor 46 10 Nepravilen odgovor 108 24 Ne vem 0 0

Slika 0.28: Razporeditev odgovorov na vprašanje 11 c

Pravilno skicirane molekule v tekočekristalnem agregatnem stanju

Nepravilno skicirane molekule v tekočekristalnem agregatnem stanju

Slika 0.29: Molekule v tekočekristalnem stanju

Tekoči kristali so organske snovi in glavni elementi, ki sestavljajo organske snovi, so ogljik,

vodik in kisik. Študenti so morali pri vprašanju 12 (slika 5.30) zapisati, ali se strinjajo s

trditvijo, da so molekule tekočih kristalov običajno sestavljene iz ogljikovih, vodikovih in

kisikovih atomov. Naj spomnimo, da jih je 15 % zapisalo, da so tekoči kristali organske snovi,

torej bi moral biti delež tistih, ki prepoznajo ključne elemente v organskih snoveh, podoben.

Tekočekristalno stanje

66%10%

24%0%

70

Izkaže se, da je delež tistih študentov, ki so napisali, da se strinjajo s trditvijo, da molekule

tekočih kristalov povečini vsebujejo ogljikove, vodikove in kisikove atome nekoliko višji, in

sicer 23 %. Kot je razvidno s slike 5.31 pa kar 63 % študentov ne ve, kateri elementi

sestavljajo tekoče kristale. Nepravilno je odgovorilo 6 % študentov, odgovora pa ni podalo

8 % anketiranih študentov.

Ovrednotite trditev. 12. Molekule tekočih kristalov so običajno sestavljene iz ogljikovih, vodikovih in kisikovih

atomov. DA NE

NE

VEM

Slika 0.30: Vprašanje 12: Sestava molekul tekočih kristalov; možno je bilo doseči 1 točko

Število študentov Delež [%] Ni odgovora 38 8 Pravilen odgovor 104 23 Nepravilen odgovor 27 6 Ne vem 279 63

Slika 0.31: Razporeditev odgovorov na vprašanje 12

Molekule tekočih kristalov so običajno večje molekule z več deset atomi. Pri vprašanju 13

(slika 5.32) smo študente spraševali o številu atomov v molekulah tekočih kristalov. Osnova

za razmišljanje študentov bi lahko bila, da so organske molekule ponavadi zelo kompleksne,

saj se je s trditvijo, da imajo molekule tekočih kristalov več kot deset atomov, strinjalo 20 %

študentov. Delež teh študentov je podoben deležu študentov, ki so vedeli, da so tekoči kristali

organske snovi (15 %). Zato menimo, da so študenti uporabili zgoraj omenjeno sklepanje pri

vrednotenju trditve 13. Še vedno pa je vsaj 63 % takih, ki tega ne vedo. Odgovora ni podalo

9 % anketiranih študentov. Nepravilno pa je odgovorilo 8 % študentov. Rezultati so prikazani

na sliki 5.33.

Ovrednotite trditev. 13. Molekule tekočih kristalov so običajno večje molekule z več deset atomi. DA NE NE VEM

Slika 0.32: Vprašanje 13: Število atomov v molekuli tekočih kristalov; možno je bilo doseči 1

točko

8%

23%

6%63%

71

Število študentov Delež [%] Ni odgovora 41 9 Pravilen odgovor 91 20 Nepravilen odgovor 35 8 Ne vem 281 63

Slika 0.33: Razporeditev odgovorov na vprašanje 13

Tekoči kristali so pogosto sestavljeni iz podolgovatih molekul, povečini so sestavljeni iz več

benzenovih obročev. Pri vprašanju 14 (slika 5.34) je bil narisan model molekule tekočega

kristala. Študenti so morali zapisati, ali se strinjajo, da slika predstavlja model molekule

tekočega kristala. Samo 11 % študentov je prepoznalo v modelu molekule strukturo tekočega

kristala. 11 % anketiranih študentov je zapisalo, da na sliki ni model tekočega kristala.

Večinski delež anketiranih študentov ne pozna strukture molekul tekočih kristalov, saj je

70 % študentov zapisalo, da ne ve, kaj predstavlja slika modela. 8 % študentov sploh ni

podalo odgovora. Rezultati porazdelitve odgovorov so prikazani na sliki 5.35.

Ovrednotite trditev. 14. Model na sliki predstavlja molekulo tekočega kristala.

DA NE NE VEM

Slika 0.34: Vprašanje 14: Model tekočega kristala; možno je bilo doseči 1 točko Število študentov Delež [%] Ni odgovora 37 8 Pravilen odgovor 48 11 Nepravilen odgovor 47 11 Ne vem 316 70

Slika 0.35: Razporeditev odgovorov na vprašanje 14

Pri 15. vprašanju (slika 5.36) smo želeli preveriti, ali si študenti predstavljajo, kako so

molekule urejene v tekočekristalnem stanju. V tekočekristalnem stanju so pri določeni

9%

20%

8%63%

8%11%

11%

70%

72

temperaturi molekule snovi še vedno urejene, vendar manj kot v trdnem in bolj kot v tekočem

stanju. Zdi se nadvse logično, če sklepamo na podlagi imena. Četrtina anketiranih študentov

(natančneje 26 %) je ustrezno sklepala in podala, da je trditev pravilna. Nepravilen odgovor je

podalo 7 % anketiranih študentov. Spet je znaten delež tistih študentov, ki niso poznali

odgovora (58 %) in tistih, ki ga sploh niso podali (9 %) (slika 5.37).

Ovrednotite trditev. 15. V tekoče kristalnem stanju so pri določeni temperaturi molekule snovi še vedno urejene,

vendar manj kot v trdnem in bolj kot v tekočem stanju. DA NE

NE

VEM

Slika 0.36: Vprašanje 15: Urejenost molekul v tekočekristalnem stanju; možno je bilo doseči

1 točko Število študentov Delež [%] Ni odgovora 40 9 Pravilen odgovor 116 26 Nepravilen odgovor 29 7 Ne vem 263 58

Slika 0.37: Razporeditev odgovorov na vprašanje 15

Poznamo množico snovi, ki imajo tekočekristalne lastnosti (vprašanje 16, slika 5.38). Le 9 %

študentov se pravilno ni strinjalo s trditvijo, da poznamo le nekaj deset snovi, ki imajo tekoče

kristalne lastnosti. Na nepoznavanje tekočekristalnih snovi kaže tudi odgovor ne vem pri 73 %

študentov, kot vidimo iz rezultatov s slike 5.39. 9 % študentov je odgovorilo, da je le nekaj

snovi s tekočekristalnimi lastnostmi, kar ni pravilno. 9 % študentov ni podalo odgovora. Ovrednotite trditev. 16. Poznamo le nekaj deset snovi, ki imajo tekočekristalne lastnosti. DA NE NE VEM

Slika 0.38: Vprašanje 16: Število snovi s tekočekristalnimi lastnostmi; možno je bilo doseči 1

točko

9%

26%

7%

58%

73

9%9%

9%

73%

Število študentov Delež [%] Ni odgovora 42 9 Pravilen odgovor 39 9 Nepravilen odgovor 38 9 Ne vem 329 73

Slika 0.39: Razporeditev odgovorov na vprašanje 16

Z vprašanjem 17 (slika 5.40) smo skušali pridobiti še kakšno informacijo o poznavanju

tekočih kristalov, ki bi kazala na znanje o tekočih kristalih, ki ga z vprašanji zaprtega tipa

nismo testirali. Vprašanja 17 nismo točkovali. Študenti na omenjeno vprašanje povečini niso

odgovorili. Nekateri so naredili le črtico ali zapisali ne vem.

17. Ali morda o tekočih kristalih veste še kaj več, o čemer nismo spraševali. Ali nam to lahko napišete. ___________________________________________________________________________

Slika 0.40: Vprašanje 17

Pregled uspešnosti reševanja zgolj izbranih nalog o tekočih kristalih

Ali so dosežki študentov, ki so predstavljeni v poglavju 5.2.1, resničen odraz njihovega znanja

o tekočih kristalih? Kot že omenjeno, smo skušali pridobiti vpogled v predstave študentov

prvih letnikov o tekočih kristalih, ki so jih izoblikovali tekom neformalnega izobraževanja.

Natančnejša analiza pokaže, da je anketni vprašalnik resno rešilo 60 % študentov. Za kriterij

resnosti študentov smo vzeli Vprašanje 11 a, kjer so študenti morali skicirati molekule v

trdnem agregatnem stanju. S tako nalogo so se študenti že srečali tekom predhodnega

formalnega izobraževanja pri kemiji in fiziki. Eden izmed učnih ciljev je prav poznavanje

posameznih agregatnih stanj snovi (ZRSŠ, 2010). Vsi študenti, ki so se lotili skiciranja

molekul v trdnem agregatnem stanju, so to naredili pravilno, zato jih obravnavamo kot resne.

Obenem pa to vprašanje ni zahtevalo zgolj, da označijo ali se strinjajo s trditvijo, ampak malo

več napora. V primeru, da se študenti tega vprašanja niso lotili, smo privzeli, da so na ostala

vprašanja odgovarjali na principu ugibanja. Ugotovili smo tudi, da je nekaj vprašanj, ki se

nanašajo na znanje o tekočih kristalih, preveč težkih, saj nanje skorajda ni bilo pravilnih

odgovorov. Zato smo analizirali tudi manjši vzorec vprašalnikov, od tega samo vprašalnike

resnih študentov (N = 267), in se osredotočili le na izbrana vprašanja iz tretjega dela

anketnega vprašalnika. V nadaljevanju predstavljamo torej analizo zgolj vprašalnikov resnih

74

73%

22%

5%

70%

25%

5% 0%

študentov, saj predpostavljamo, da nam ti dajejo bolj zanesljive odgovore na zastavljena

raziskovalna vprašanja.

Z vprašanji 4 do 16 iz tretjega dela vprašalnika o poznavanju tekočih kristalov (glej sliko 4.3)

je bilo možno dobiti 17 točk. Poudariti moramo, da nismo imeli predstave, koliko študenti

poznajo tekoče kristale, zato smo v vprašalnik dali kar nekaj zelo podrobnih vprašanj

(poglavje 5.2.1). Pregled rešenih anketnih vprašalnikov kot tudi analiza vseh vprašanj sta

pokazala, da je smiselno analizirati le nekaj izbranih vprašanj. Odgovorov na izločena

vprašanja študenti ne morejo pridobiti tekom neformalnega izobraževanja, razen če se posebej

zanimajo za tekoče kristale. Zato v nadaljevanju predstavljamo analizo zgolj šestih vprašanj.

Skupno je bilo na teh vprašanjih možno doseči 8 točk. Vprašanja so povezana z izdelki s

tekočimi kristali, lastnostmi tekočih kristalov, obstojem tekočekristalnega stanja, ureditvijo

molekul v tekočih kristalih kristalov, pojavom tekočih kristalov v živih bitjih in obstojem

zgolj treh agregatnih stanj.

Pri vprašanju 4 (slika 5.7) smo od študentov želeli, da zapišejo vsaj en izdelek s tekočimi

kristali. Kot vidimo s slike 5.42 zgolj 25 % resnih študentov pozna enega ali več izdelkov s

tekočimi kristali. Od tega se najpogosteje (v več kot 80 %) pojavlja kot dogovor LCD.

Presenetljivo kar 70 % resnih študentov ni podalo odgovora. 5 % resnih študentov pa je

zapisalo izdelek, ki ne vsebuje tekočih kristalov. Za primerjavo sliki 5.41 dodajamo še tortni

diagram razporeditve odgovorov pri vseh študentih (slika 5.8). Opazimo, da ni bistvene

razlike v porazdelitvi odgovorov med resnimi študenti in vsemi.

a) b)

Slika 0.41: Razporeditev odgovorov a) resnih in b) vseh študentov na vprašanje 4

Število

študentov Delež [%]

Ni odgovora 187 70 Pravilen odgovor 66 25 Nepravilen odgovor 14 5 Ne vem 0 0

75

50%

32%

15%3%

58%29%

11% 2%

Pri vprašanju 5 (slika 5.9) so študenti so morali označiti lastnosti, ki so ključne za uporabo

tekočih kristalov v tehnologiji. Tekoči kristali se uporabljajo v tehnologiji zaradi dvolomnosti,

barv in električnih lastnosti. 32 % resnih študentov je pravilno označilo eno od lastnosti.

Najpogostejši pravilni odgovor je bil, da so pomembne optične lastnosti - barve. Dve lastnosti

je pravilno označilo15 % resnih študentov, vse tri pa pravilno označila le peščica, in sicer 3 %

resnih študentov. Podatki so razvidni s slike 5.43. Ponovno ni bistvene razlike pri razporeditvi

odgovorov na vprašanje 5 med resnimi študenti in vsemi študenti.

a) b)

Slika 0.42: Razporeditev odgovorov a) resnih in b) vseh študentov na vprašanje 5

Pri vprašanju 6 (slika 5.11) so bili študenti pozvani, da obkrožijo, ali se strinjajo s trditvijo, da

je tekočekristalno stanje eno iz med stanj snovi. 31 % resnih študentov se je zavedalo obstoja

tekočekristalnega stanja. 30 % resnih študentov je podalo nepravilni odgovor, 37 % pa jih je

priznalo, da ne ve odgovora. 2 % odstotkov študentov ni obkrožilo nobene ponujene možnosti

za ovrednotenje trditve. Zopet ni bistvene razlike v porazdelitvi odgovorov med resnimi

študenti in vsemi. Posamezni odgovori so zastopani približno tretjinsko, kar lahko kaže na

ugibanje.

Število

študentov Delež [%]

Nepravilno označene Lastnosti 136

50

Pravilno označena ena lastnost 85 32 Pravilno označeni dve lastnosti 39 15 Pravilno označene tri lastnost 7 3

76

2%

31%

30%

37%

2%21%

23%

54%

4%

30%

27%

39%

a) b)

Slika 0.43: Razporeditev odgovorov a) resnih in b) vseh študentov na vprašanje 6

Pri vprašanju 8 so študenti morali ovrednotiti trditev, da so tekoči kristali tudi v živih bitjih

(slika 5.15). 21 % resnih študentov je vedelo, da so tekoči kristali tudi v živih bitjih (glej

sliko 5.44). 23 % resnih študentov je trditev, da so snovi z značilnostmi tekočih kristalov

prisotne tudi v živih bitjih, ovrednotilo kot napačno. Več kot 50 % študentov ni vedelo, ali so

tekočekristalne snovi prisotne v živih bitjih. Trditve pa ni ovrednotilo 2 % resnih študentov. S

slike 5.44 vidimo, da je razporeditev odgovor pri vseh študentih podobna. Pri resnih študentih

je nekoliko večja zastopanost tako pravilnega kot nepravilnega odgovora. 54 % resnih

študentov je odgovorilo z ne vem.

a) b)

Slika 0.44: Razporeditev odgovorov a) resnih in b) vseh študentov na vprašanje 8

Pri vprašanju 9 (slika 5.17) so bili študenti pozvani, da zapišejo, če se strinjajo s trditvijo, da

poznamo tri agregatna stanja snovi. Eden izmed ciljev učnega načrta je, da študenti poznajo

tri agregatna stanja: trdno, tekoče in plinasto. Le 9 % resnih študentov se zaveda, da obstaja

Število

študentov Delež [%]

Ni odgovora 5 2 Pravilen Odgovor 83 31 Nepravilen Odgovor 81 30 Ne vem 98 37

Število

študentov Delež [%]

Ni odgovora 6 2 Pravilen odgovor 55 21 Nepravilen odgovor 61 23 Ne vem 145 54

5%18%

20%57%

77

2% 9%

82%

7% 5% 7%

45%

43%

več agregatnih stanj. Kar 83 % resnih študentov je prepričanih, da obstajajo zgolj 3 agregatna

stanja. Ničesar ni obkrožilo 2 % resnih študentov, za odgovor ne vem pa se je odločilo 7 %

resnih študentov. Razporeditev študentovih odgovorov je podana na sliki 5.45. Pri

porazdelitvi odgovorov resnih študentov in vseh opazimo zanimivo razliko. 83 % resnih

študentov je bilo prepričanih, da imamo samo tri agregatna stanja snovi, kot so se učili v šoli.

Med vsemi študenti pa je bilo zgolj 45 % takih, ki so menili, da poznamo le tri agregatna

stanja.

a) b) Slika 0.45: Razporeditev odgovorov a) resnih in b) vseh študentov na vprašanje 9

Pri vprašanju 11 c (slika 5.27) so študenti morali narisati skico razporeditve molekul v

tekočekristalnem stanju. Z znanjem o trdnem in tekočem kristalnem stanju je pravilno

skiciralo molekule v tekočekristalnem stanju 17 % resnih študentov (slika 5.46). Nepravilno

je razporeditev molekul v tekočekristalnem stanju ponazorilo 34 % resnih študentov. Kar

49 % resnih študentov se ni lotilo skiciranja ponazoritve molekul v tekočekristalnem stanju. S

slike 5.46 lahko vidimo razliko v porazdelitvi odgovorov med resnimi študenti in vsemi.

Same naloge se je lotil večji delež resnih študentov kot vseh. 7 % več resnih študentov kot

vseh je pravilno skiciralo molekule v tekočekristalnem stanju. Tudi delež resnih študentov, ki

so se lotili naloge, a jo rešili napačno, je za 10 % večji pri resnih študentih kot pri vseh.

Število

študentov Delež [%]

Ni odgovora 5 2 Pravilen odgovor 23 9 Nepravilen odgovor 221 83 Ne vem 18 7

78

49%

17%

34%

0%

66%10%

24%0%

a) b)

Slika 0.46: Razporeditev odgovorov a) resnih in b) vseh študentov na vprašanje 11 c

Resni študenti so v povprečju dosegli 1,7 točke (SD =1,4) od 8 možnih na predstavljenih

izbranih vprašanjih, medtem ko vsi študenti dosegli 1,5 točke (SD = 1,3).

Povezave poznavanja tekočih kristalov z drugimi spremenljivkami

Dosežki na testih znanja, kot tudi znanja o specifičnih vsebinah, so odvisni od različnih

dejavnikov (spremenljivk). V literaturi ponavadi zasledimo proučevanje razlik na poznavanju

določene vsebine glede na spol, stratum prebivališča, samooceno poznavanja vsebine, vrsto

srednje šole oz. smer študija, dosežke na predhodnem izobraževanju, domače intelektualno

okolju in motivacijo (Devetak, et al., 2009; Gerlič, 2008). Tudi sama sem se odločila

preveriti, ali obstajajo povezave med poznavanjem tekočih kristalov in zgoraj omenjenimi

spremenljivkami. Za uspeh testiranca o poznavanju tekočih kristalov sem izbrala

spremenljivko uspeh pri izbranih vprašanjih. Pri šestih izbranih vprašanjih je bilo možno

doseči največ 8 točk. Analizo sem naredila za vse študente in nato še, po izbranem kriteriju,

resne študente. Zanima nas, ali je kakšna razlika med vsemi in resnimi študenti glede na

poznavanje tekočih kristalov. Rezultate preizkusov podajam v nadaljevanju.

Uspeh vseh študentov pri izbranih nalogah

Znanje in spol

V raziskavi je sodelovalo 43 študentov (9,6 %) in 405 študentk (90,4 %). Študenti so v

povprečju dosegli 2,6 točke od 8 možnih na izbranih vprašanjih o tekočih kristalih (SD = 1,9),

medtem ko so študentke v povprečju dosegle 1,3 točke (SD = 1,2). Če obstajajo statistično

pomembne razlike med spoloma glede na znanje o tekočih kristalih, preverimo s t-

Število

študentov Delež [%]

Ni odgovora 131 49 Pravilen odgovor 45 17 Nepravilen odgovor 91 34 Ne vem 0 0

79

preizkusom. Rezultat t-preizkusa pokaže, da je predpostavka o homogenosti varianc

neupravičena (Levene F-test: F = 24,956, P = 0,000). Med aritmetičnima sredinama v številu

doseženih točk po spolu je razlika statistično značilna (t-test: t = 4,268, P = 0,000). Med

spoloma obstajajo statistično pomembne razlike v znanju o tekočih kristalih (priloga 9.2.1.1),

in sicer so študenti pokazali boljše poznavanje od študentk.

Za ilustracijo smo preverili še dosežke študentov in študentk na maturi. Študenti so na maturi

v povprečju dosegli 18,9 točk od 34 možnih (SD = 4,4), študentke pa 19,7 (SD = 4,3).

Rezultat t-preizkusa pokaže, da je predpostavka o homogenosti varianc upravičena (Levene

F-test: F = 0,028, P = 0,867). Med aritmetičnima sredinama števila doseženih točk na maturi

glede na spol ni statistično značilnih razlik (t-test: t = 1,028, P = 0,304). Med spoloma ne

obstajajo statistično pomembne razlike v številu doseženih točk na maturi. Vzroke za razliko

v poznavanju tekočih kristalov glede na spol ne gre iskati v dosežkih na maturi, pač pa se

študenti verjetno bolj zanimajo za naravoslovje in tehniko kot študentke.

Znanje in motivacija

Če želimo ugotoviti, ali obstaja statistično pomembna razlika med notranjo oziroma zunanjo

motivacijo in znanjem o tekočih kristalih, uporabimo χ2-preizkus (priloga 9.2.1.2). Iz

rezultatov χ2-preizkusa razberemo, da ne obstaja statistično pomembna razlika med različno

notranje oziroma zunanje motiviranimi študenti in poznavanjem tekočih kristalov

(χ2 = 186,247, P = 1,000; χ2 = 229,886, P = 0,948).

Znanje in uspeh na maturi

Uspeh na maturi pove, kako uspešen je bil študent na predhodnem izobraževanju. Ali obstaja

povezava med doseženim številom točk na maturi glede na uspeh pri izbranih vprašanjih o

tekočih kristalih, smo preverili s χ2-preizkusom. Iz rezultatov χ2-preizkusa (priloga 9.2.1.3)

razberemo, da ni statistično pomembnih značilnih razlik med številom doseženih točk na

maturi in znanjem o tekočih kristalih (χ2 = 145,906, P = 0,437).

80

Znanje in smer študija

V raziskavi je sodelovalo 448 študentov. Od tega je bilo 67 študentov študijske smeri kemija

in/ali fizika (15 %), 74 študentov drugih naravoslovnih smeri (biologija, gospodinjstvo,

matematika, tehnika, matematika) (16,5 %) in 307 študentov družboslovnih smeri (68,5 %).

Študenti kemije in/ali fizike so v povprečju dosegli 1,2 točke od 8 možnih na izbranih

vprašanjih (SD = 1,3). Študenti drugih naravoslovnih smeri 1,9 točke od 8 možnih (SD = 1,7),

študenti družboslovja pa so dosegli v povprečju 1,4 točke od 8 možnih (SD = 1,2). Podatki

deskriptivne statistike prikazujejo razlike med vrednostmi aritmetičnih sredin števila

doseženih točk na izbranih vprašanjih o tekočih kristalih glede na smer študija (priloga

9.2.1.4). Ali so razlike statistično pomembne, smo preverili z analizo variance. Pri tem nam

izid preizkusa homogenosti varianc (Levene F-preizkus) pokaže, da je predpostavka o

homogenosti varianc neupravičena (F = 8,825, P = 0,000). Torej uporabimo Welchovo

aproksimativno metodo analizo variance. Razlika med aritmetičnimi sredinami je statistično

značilna (F = 4,729, P = 0,009). Izkaže se, da obstajajo statistično pomembne razlike med

študenti kemije in/ali fizike in drugih naravoslovnih smeri (razlika aritmetičnih sredin je

0,656, P = 0,011). Statistično pomembnih razlik pa ni med študenti kemije in/ali fizike in

študenti družboslovnih smeri glede na znanje o tekočih kristalih (razlika aritmetičnih sredin je

0,205, P = 0,485), kot tudi med študenti drugih naravoslovnih smeri in študenti družboslovja

glede na znanje o tekočih kristalih (razlika aritmetičnih sredin je 0,451, P = 0,026).

Za ilustracijo podajamo še dosežke študentov po določenih smereh študija na maturi. Študenti

kemije in /ali fizike so na maturi dosegli najnižje število točk, in sicer 16,9 od 34 možnih

(SD = 4,0). Sledijo jim študenti drugih naravoslovnih smeri, ki so v povprečju dosegli 17,0

točke (SD = 3,2). Najbolje pa so se na maturi v povprečju odrezali študenti družboslovnih

smeri, in sicer so dosegli 19,6 točke (SD = 4,1), kar je približno ekvivalentno slovenskemu

povprečju v šolskem letu 2008/09 (M = 19,7). S pomočjo podatkov deskriptivne statistike

opazimo razlike med vrednostmi aritmetičnih sredin števila doseženih točk na maturi glede na

smer študija. Ali so razlike statistično pomembne, smo preverili z analizo variance (priloga

9.2.1.4). Izid preizkusa homogenosti varianc (Levene F-preizkus), nam pokaže, da je

predpostavka o homogenosti varianc upravičena (F = 1,351, P = 0,260). Razlika med

aritmetičnimi sredinami števila doseženih točk glede na smer študija je statistično značilna

(F = 39,060, P = 0,000). Ugotovimo, da se pojavijo statistično pomembne razlike med

številom doseženih točk na maturi pri študentih kemije in/ali fizike in študentih družboslovja

81

(razlika aritmetičnih sredin je 0,381, P = 0,000). Statistično pomembne razlike so tudi med

študenti drugih naravoslovnih smeri in študenti družboslovja (razlika aritmetičnih

sredin je 3,731, P = 0,000). Statistično pomembnih razlik v številu doseženih točk na maturi

pa ni med študenti kemije in/ali fizike in študenti drugih naravoslovnih smeri (razlika

aritmetičnih sredin = 0,083, P = 0,993).

Znanje in samoocena

437 študentov od 448 sodelujočih v raziskavi je ocenilo svoje znanje o tekočih kristalih. Od

tega jih je 109 (24,6 %) ocenilo, da je njihovo poznavanje tekočih kristalov srednje.

328 (75,1 %) pa jih je ocenilo, da o tekočih kristalih ne ve ničesar. Študenti, ki so svoje znanje

ocenili kot srednje, so v povprečju dosegli 2,2 točke od 8 možnih na izbranih vprašanjih o

tekočih kristalih (SD = 1,4). Študenti, ki so ocenili svoje znanje kot ničelno, pa so v povprečju

dosegli 1,2 točke na izbranih vprašanjih o tekočih kristalih (SD = 1,2).

Če obstajajo statistično pomembne razlike med samooceno znanja študentov o poznavanju

tekočih kristalov glede na znanje o tekočih kristalih, smo preverili s t-preizkusom. Rezultat t-

preizkusa pokaže (priloga 9.2.1.5), da je predpostavka o homogenosti varianc upravičena

(Levene F-test: F = 1,228, P = 0,268). Med aritmetičnima sredinama je razlika statistično

značilna (t-test: t = 6,775, P = 0,000), torej med študenti glede na samooceno znanja o tekočih

kristalih obstajajo statistično pomembne razlike v znanju o tekočih kristalih.

Znanje in izobrazba staršev

Starši anketiranih študentov so povečini imeli vsaj srednješolsko izobrazbo (glej tabelo 5.1).

Natančneje 8,5 % očetov anketiranih študentov je dokončalo osnovno šolo, 67,7 % očetov

anketiranih študentov je imelo dokončano srednjo šolo in 21,5 % univerzo. Drugo vrsto

izobrazbe (višja šola) ima 2,3 % očetov. Pri materah je malo drugače, saj je 29,4 % mater

dokončalo univerzo in 57,4 % srednjo šolo. Naravoslovno ali tehniško izobrazbo ima 80,2 %

očetov in 49,7 % mater. Preverili smo, ali obstaja statistično pomembna razlika v stopnji

izobrazbe posameznega starša oziroma smerjo izobrazbe glede na uspeh testiranca na izbranih

vprašanjih o tekočih kristalih. Uporabili smo χ2-preizkus. Iz tabele 5.4 vidimo, da ni

statistično pomembnih razlik med spremenljivkami v povezavi z izobrazbo staršev in znanjem

študentov o tekočih kristalih (glej tudi prilogo 9.2.1.6).

82

Spremenljivka Vrednosti spremenljivke χ2 P 1 2 3 4 Stopnja izobrazbe očeta 8,5 % 67,7 % 21,5 % 2,3 % 18,078 0,644 Da Ne Naravoslovna izobrazba očeta 80,2 % 19,8 % 39,717 0,110 1 2 3 4 Stopnja izobrazbe matere 10,5 % 57,4 % 29,4 % 2,7 % 20,374 0,850 Da Ne Naravoslovna izobrazba matere 49,7 % 50,3 % 25,007 0,916 Tabela 0.4: Korelacije med spremenljivkami povezanimi z izobrazbo staršev in uspehom

testiranca pri poznavanju tekočih kristalov

Znanje in stratum prebivališča 442 izmed 448 študentov je podalo podatke o stratumu prebivališča. Pri tem je 58,6 %

študentov iz vasi, 25,3 % iz manjših mest in 16,1 % anketiranih študentov iz večjih mest.

Študenti z vasi so v povprečju dosegli 1,4 točke od 8 možnih na izbranih vprašanjih

(SD = 1,3). Študenti iz manjših mest so dosegli v povprečju največ točk, natančneje 1,6 točke

(SD = 1,4). Študenti iz večjih mest so v povprečju dosegli 1,4 točke od 8 možnih na izbranih

vprašanjih (SD = 1,4). S pomočjo podatkov deskriptivne statistike opazimo razlike med

vrednostmi aritmetičnih sredin števila doseženih točk na izbranih vprašanjih o tekočih

kristalih glede na stratum prebivališča. Ali so razlike statistično pomembne, smo preverili z

analizo variance (priloga 9.2.1.7). Izid preizkusa homogenosti varianc (Levene F-preizkus),

nam pokaže, da je predpostavka o homogenosti varianc je upravičena (F = 0,245, P = 0,783).

Razlika med aritmetičnimi sredinami doseženega števila točk na vprašalniku o tekočih

kristalih glede na stratum prebivališča ni statistično značilna (F = 0,723, P = 0,486). Poglejmo še rezultate z mature (priloga 9.2.1.7). Študenti z vasi so na maturi v povprečju

dosegli 19,4 točke od 34 možnih (SD = 4,147), študenti iz manjših mest 19,5 (SD = 4,2) in

študenti iz večjih mest 20,8 (SD = 4,8). Ali so razlike statistično pomembne, smo preverili z

analizo variance. Izid preizkusa homogenosti varianc (Levene F-preizkus), nam pokaže, da je

predpostavka o homogenosti varianc upravičena (F = 0,394, P = 0,783). Razlika med

aritmetičnimi sredinami števila doseženih točk glede na stratum prebivališča je statistično

značilna (F = 3,017, P = 0,050). Statistično pomembne razlike v številu doseženih točk na

maturi so med študenti z vasi in večjih mest (razlika aritmetičnih sredin je 1,486, P = 0,041).

Med študenti z vasi in manjših mest ni statistično pomembnih razlik v številu doseženih točk

83

na maturi (razlika aritmetičnih sredin je 0,121, P = 0,986) kot tudi pri študentih manjših in

večjih mest (razlika aritmetičnih sredin je 1,365, P = 0,118).

Uspeh resnih študentov pri izbranih nalogah

Znanje in spol

V raziskavi je sodelovalo 28 resnih študentov (10,5 %) in 239 resnih študentk (89,5 %).

Študenti so v povprečju dosegli 3,1 točke od 8 možnih na izbranih vprašanjih o tekočih

kristalih (SD = 1,9), medtem ko so študentke v povprečju dosegle 1,5 točke (SD = 1,3). Če

obstajajo statistično pomembne razlike med spoloma glede na znanje o tekočih kristalih, smo

preverili s t-preizkusom. Rezultat t-preizkusa (priloga 9.2.2.1) pokaže, da je predpostavka o

homogenosti varianc neupravičena (Levene F-test: F = 7,839, P = 0,000). Med aritmetičnima

sredinama števila doseženih točk pri izbranih vprašanjih o tekočih kristalih glede na spol je

razlika statistično značilna (t-test: t = 4,268, P = 0,000), torej med spoloma obstaja statistično

pomembne razlike v znanju o tekočih kristalih.

Za ilustracijo smo preverili še dosežke študentov in študentk na maturi. Študenti so na maturi

v povprečju dosegli 18,6 točk od 34 možnih (SD = 3,8), študentke pa 19,9 (SD = 4,2).

Rezultat t-preizkusa pokaže, da je predpostavka o homogenosti varianc upravičena (Levene

F-test: F = 0,250, P = 0,618). Med aritmetičnima sredinama ni statistično značilnih razlik (t-

test: t = 1,437, P = 0,152), torej med spoloma ne obstajajo statistično pomembne razlike v

številu doseženih točk na maturi. Zato ne moremo vzrokov za razliko v poznavanju tekočih

kristalov glede na spol iskati v dosežkih na maturi, pač pa se študenti verjento bolj zanimajo

za naravoslovje in tehniko kot študentke.

Znanje in motivacija

Želeli smo ugotoviti, ali obstaja statistično pomembna razlika med notranjo oziroma zunanjo

motivacijo in znanjem resnih študentov o tekočih kristalih. Zato smo uporabili χ2-preizkus. Iz

rezultatov χ2-preizkusa (priloga 9.2.2.2) razberemo, da ne obstaja statistično pomembna

razlika med različno notranje oziroma zunanje motiviranimi resnimi študenti in poznavanjem

tekočih kristalov (χ2 = 186,231, P = 0,959; χ2 = 184,266, P = 0,899).

84

Znanje in uspeh na maturi

Ali obstaja statistično pomembna razlika med doseženim številom točk na maturi glede na

uspeh pri izbranih vprašanjih o tekočih kristalih, smo preverili s χ2-preizkusom. Iz rezultatov

χ2-preizkusa (priloga 9.2.2.3) razberemo, da ni statistično pomembnih značilnih razlik med

številom doseženih točk na maturi resnih študentov glede na znanje o tekočih kristalih

(χ2 = 124,465, P = 0,294).

Znanje in smer študija

V raziskavi je sodelovalo 267 resnih študentov. Od tega je bilo 46 študentov študijske smeri

kemija in/ali fizika (17,2 %), 47 študentov drugih naravoslovnih smeri (biologija,

gospodinjstvo, matematika, tehnika, matematika) (17,6 %) in 174 študentov družboslovnih

smeri (65,2 %).

Študenti kemije in/ali fizike so v povprečju dosegli 1,3 točke od 8 možnih na izbranih

vprašanjih (SD = 1,4). Študenti drugih naravoslovnih smeri 2,2 točke od 8 možnih (SD = 1,8)

in študenti družboslovja v povprečju 1,7 točke od 8 možnih (SD = 1,2). Podatki deskriptivne

statistike prikazujejo razlike med vrednostmi aritmetičnih sredin števila doseženih točk na

izbranih vprašanjih o tekočih kristalih glede na smer študija. Ali so razlike statistično

pomembne, smo preverili z analizo variance. Pri tem nam izid preizkusa homogenosti varianc

(Levene F-preizkus) pokaže, da je predpostavka o homogenosti varianc neupravičena

(F = 6,334, P = 0,002). Torej uporabimo Welchovo aproksimativno metodo analizo variance

(priloga 9.2.2.4). Razlika med aritmetičnimi sredinami je statistično značilna (F = 5,188,

P = 0,006). Izkaže se, da obstajajo statistično pomembne razlike med študenti kemije in/ali

fizike in drugih naravoslovnih smeri (razlika aritmetičnih sredin je 0,908, P = 0,005).

Statistično pomembnih razlik pa ni med študenti kemije in/ali fizike in študenti družboslovnih

smeri glede na znanje o tekočih kristalih (razlika aritmetičnih sredin je 0,341, P = 0,303).

Statistično pomembne razlike pa so tudi med študenti drugih naravoslovnih smeri in študenti

družboslovja glede na znanje o tekočih kristalih (razlika aritmetičnih sredin je 0,567,

P = 0,036).

Za ilustracijo podajamo še dosežke študentov po določenih smereh študija na maturi. Študenti

kemije in /ali fizike so na maturi dosegli najnižje število točk 16,7 od 34 možnih (SD = 3,5).

85

Sledijo jim študenti drugih naravoslovnih smeri, ki so v povprečju dosegli 17,3 točke

(SD = 3,3). Najbolje pa so se na maturi v povprečju odrezali študenti družboslovnih smeri, in

sicer so dosegli 21,1 točke (SD = 3,9), kar je nad slovenskim povprečjem v šolskem letu

2008/2009 (M = 19,7). S pomočjo podatkov deskriptivne statistike opazimo razlike med

vrednostmi aritmetičnih sredin števila doseženih točk na maturi glede na smer študija. Ali so

razlike statistično pomembne, smo preverili z analizo variance (priloge 9.2.2.4). Izid

preizkusa homogenosti varianc (Levene F-preizkus), nam pokaže, da je predpostavka o

homogenosti varianc upravičena (F = 0,498, P = 0,608). Razlika med aritmetičnimi sredinami

števila doseženih točk glede na smer študija je statistično značilna (F = 32,526; P = 0,000).

Ugotovimo, da se pojavijo statistično pomembne razlike med številom doseženih točk na

maturi pri študentih kemije in/ali fizike in študentih družboslovja (razlika aritmetičnih sredin

je 4,412, P = 0,000). Statistično pomembne razlike so tudi med študenti drugih naravoslovnih

smeri in študenti družboslovja (razlika aritmetičnih sredin je 4,412, P = 0,000). Statistično

pomembnih razlik v številu doseženih točk na maturi pa ni med študenti kemije in/ali fizike in

študenti drugih naravoslovnih smeri (razlika aritmetičnih sredin je 0,600, P = 0,755).

Znanje in samoocena

262 od 267 resnih študentov sodelujočih v raziskavi je ocenilo svoje znanje o tekočih

kristalih. Od tega jih je 71 (27,1 %) ocenilo, da je njihovo poznavanje tekočih kristalov

srednje. 191 (72,9 %) pa jih je ocenilo, da o tekočih kristalih ne ve ničesar. Resni študenti, ki

so svoje znanje ocenili kot srednje, so v povprečju dosegli 2,2 točke od 8 možnih na izbranih

vprašanjih o tekočih kristalih (SD = 1,5). Študenti, ki so ocenili svoje znanje kot ničelno, pa

so v povprečju dosegli 1,5 točke na izbranih vprašanjih o tekočih kristalih (SD = 1,3).

Če obstajajo statistično pomembne razlike med samooceno znanja študentov o poznavanju

tekočih kristalov glede na znanje o tekočih kristalih, smo preverili s t-preizkusom (priloga

9.2.2.5). Rezultat t-preizkusa pokaže, da je predpostavka o homogenosti varianc upravičena

(Levene F-test: F = 0,263, P = 0,609). Med aritmetičnima sredinama je razlika statistično

značilna (t-test: t = 3,807, P = 0,000), torej med študenti glede na samooceno znanja o tekočih

kristalih obstaja statistično pomembne razlike v znanju o tekočih kristalih.

86

Znanje in izobrazba staršev

Primerjamo še znanje ter stopnjo in smer izobrazbe staršev resnih študentov. Iz tabele 5.5

vidimo, da je 6,5 % očetov resnih anketiranih študentov dokončalo osnovno šolo, 64,8 %

očetov anketiranih študentov je imelo dokončano srednjo šolo in 25,7 % univerzo. Drugo

vrsto izobrazbe (višja šola) ima 3,1 % očetov. Pri materah je malo drugače, saj je 33,2 %

mater dokončalo univerzo in 55,1 % srednjo šolo. Naravoslovno ali tehniško izobrazbo ima

85,5 % očetov in 61,0 % mater. Preverili smo, ali obstaja statistično pomembna razlika v

stopnji izobrazbe posameznega starša oziroma smerjo izobrazbe glede na uspeh testiranca na

izbranih vprašanjih o tekočih kristalih (priloga 9.2.2.6). Uporabili smo χ2-preizkus. Iz tabele

5.5 vidimo, da ni statistično pomembnih razlik med spremenljivkami v povezavi z izobrazbo

staršev in znanjem študentov o tekočih kristalih.

Spremenljivka Vrednosti spremenljivke χ2 P 1 2 3 4 Stopnja izobrazbe očeta 6,5 % 64,8 % 25,7 % 3,1 % 12,350 0,829 Da Ne Naravoslovna izobrazba očeta 85,5 % 14,5 % 25,286 0,711 1 2 3 4 Stopnja izobrazbe matere 9,1 % 55,1 % 33,2 % 2,6 % 18,755 0,407 Da Ne Naravoslovna izobrazba matere 61,0 % 39,0% 22,988 0,816 Tabela 0.5: Korelacije med spremenljivkami povezanimi z izobrazbo staršev in uspehom

resnega testiranca pri poznavanju tekočih kristalov

Znanje in stratum prebivališča 264 izmed 267 resnih študentov je podalo podatke o stratumu prebivališča. Pri tem je 58,0 %

študentov iz vasi, 24,6 % iz manjših mest in 17,4 % resnih anketiranih študentov iz večjih

mest. Študenti z vasi so v povprečju dosegli 1,7 točke od 8 možnih na izbranih vprašanjih

(SD = 1,4). Študenti iz manjših mest so dosegli v povprečju največ točk, natančneje 1,7 točke

(SD = 1,3). Študenti iz večjih mest so v povprečju dosegli 1,7 točke od 8 možnih na izbranih

vprašanjih (SD = 1,5). S pomočjo podatkov deskriptivne statistike opazimo razlike med

vrednostmi aritmetičnih sredin števila doseženih točk na izbranih vprašanjih o tekočih

kristalih glede na stratum prebivališča. Ali so razlike statistično pomembne smo preverili z

analizo variance (priloga 9.2.2.7). Izid preizkusa homogenosti varianc (Levene F-preizkus),

nam pokaže, da je predpostavka o homogenosti varianc upravičena (F = 0,076, P = 0,927).

87

Razlika med aritmetičnimi sredinami doseženega števila točk na vprašalniku o tekočih

kristalih glede na stratum prebivališča ni statistično značilna (F = 0,044, P = 0,957).

Študenti z vasi so na maturi v povprečju dosegli 19,8 točke od 34 možnih (SD = 4,2), študenti

iz manjših mest 19,3 (SD = 4,2) in študenti iz večjih mest 20,4 (SD = 4,4). Ali so razlike

statistično pomembne, smo preverili z analizo variance. Izid preizkusa homogenosti varianc

(Levene F-preizkus), nam pokaže, da je predpostavka o homogenosti varianc upravičena

(F =0,197, P = 0,821). Razlika med aritmetičnimi sredinami števila doseženih točk glede na

stratum prebivališča ni statistično značilna (F = 0,767, P = 0,466).

88

SINTEZA REZULTATOV Z RAZPRAVO V poglavju 5 smo podrobno predstavili in analizirali rezultate anketnega vprašalnika, s

katerim smo želeli pridobiti informacije o predstavah študentov o tekočih kristalih v Sloveniji.

Predstavili smo več vrst rezultatov. Sprva smo predstavili vzorec in raven motivacije za

učenje naravoslovja pri anketiranih študentih. Sledila je predstavitev rezultatov znanja o

tekočih kristalih. Najprej predstavljamo rezultate za vse študente (N = 448) na vseh

vprašanjih, ki testirajo poznavanje tekočih kristalov (poglavje 5.2.1). Nato pa predstavljamo

dosežke resnih študentov (N = 267) na izbranih vprašanjih. Kriterij za določitev resnosti

študenta je bila pravilno rešena naloga, kjer so študenti morali z molekulami ponazoriti trdno

agregatno stanje. Na koncu smo predstavili še korelacije med uspehom vseh in resnih

študentov na izbranih vprašanjih o tekočih kristalih glede na samooceno znanja o tekočih

kristalih, spol, stratum prebivališča, domače intelektualno okolje, notranjo motivacijo,

dosežke na maturi in smer študija.

Analiza pripelje do naslednjih odgovorov (O) na raziskovalna vprašanja (RV).

RV1: Kakšne so predstave študentov o tekočih kristalih po končanem srednješolskem

izobraževanju?

O1: Študenti po srednješolskem izobraževanju o tekočih kristalih nimajo skoraj nobene

predstave.

Pričakovali smo, da bodo študenti v povprečju znali logično razmišljati in odgovoriti vsaj na 3

izmed 6 izbranih vprašanj. Konkretno smo pričakovali, da bodo znali našteti kakšen izdelek s

tekočimi kristali, povedati, da ne poznamo samo 3 agregatnih stanj in da je tekočekristalno

stanje eno izmed stanj snovi. Vendar rezultati dobljeni z analizo vprašalnikov tako vseh kot

tudi resnih študentov kažejo, da predstave študentov o tekočih kristalov skoraj ne obstajajo.

Vsi študenti so v povprečju dosegli 1,5 točke (SD = 1,3) od 8 možnih na izbranih vprašanjih,

resni študenti pa so povprečno dosegli 1,7 točke (SD = 1,4) od 8 možnih točk na 6 izbranih

vprašanjih, ki testirajo poznavanje tekočih kristalov (tabela 6.1). Izmed vseh resnih študentov

je le en študent dosegel vseh 8 točk.

Iz tabele 6.1 vidimo, da so resni študenti nekoliko boljši pri poznavanju tekočih kristalov, a

vendar ni bistvene razlike med vsemi in resnimi študenti. Resni študenti so bili uspešnejši

89

predvsem pri vprašanju 11 c, kjer je bilo treba s skico ponazoriti molekule v tekočekristalnem

stanju, in pri vprašanju 5, ki se navezuje na uporabne lastnosti tekočih kristalov. 4 % več

resnih študentov je znalo pravilno obkrožiti dve lastnosti tekočih kristalov, ki so ključne za

uporabo tekočih kristalov v aplikacijah. 7 % več resnih študentov je znalo pravilno skicirati

razporeditev molekul v tekočekristalnem stanju. Izpostavimo še presenetljivo informacijo, da

je 82 % resnih študentov prepričanih, da poznamo le tri agregatna stanja, medtem ko je delež

vseh študentov, ki pravijo, da imamo zgolj in samo 3 agregatna stanja dosti nižji, in sicer

45 %.

Delež študentov s pravilnimi odgovori [%]

Vprašanje

Vsi študenti Resni študenti Vprašanje 4 (izdelek s tekočimi kristali)

22 25

Vprašanje 5 (število lastnosti) 1 2 3

29 11 2

32 15 3

Vprašanje 6 (eno izmed stanj) 30 31 Vprašanje 8 (živa bitja) 18 21 Vprašanje 9 (ni le 3 agregatnih stanj) 7 9 Vprašanje 11 c (ponazoritev tekočekristalnega stanja)

10 17

Število doseženih točk od 8 možnih 1,5 (SD = 1,3) 1,7 (SD = 1,4) Tabela 0.1: Dosežki študentov na izbranih vprašanjih

RV2: Kakšen je bil dosežek študentov na vprašalniku o tekočih kristalih glede na njihovo

lastno oceno znanja o tekočih kristalih?

O2: Študenti so svoje znanje o tekočih kristalih ocenili zgolj kot ničelno ali srednje. Tisti, ki

so svoje znanje ocenili kot srednje, so dosegli tudi večje število točk pri poznavanju tekočih

kristalov. Povprečno število doseženih točk, ki so jih dosegli študenti, ki so svoje znanje

ocenili kot srednje, se statistično razlikuje od povprečnega število doseženih točk, ki so jih

dosegli študenti, ki so svoje znanje o tekočih kristalih ocenili kot ničelno.

Okoli tri četrtine tako vseh kot tudi resnih študentov je ocenilo, da je njihovo znanje o

tekočih kristalih zanemarljivo (tabela 6.2). Pričakovati je bilo, da bodo študenti, ki so

opredelili svoje znanje kot srednje, bolje poznali tekoče kristale kot tisti, ki so opisali svoje

90

znanje o tekočih kristalih kot ničelno. S pomočjo t-preizkusa za neodvisne vzorce smo tako

pri vseh kot tudi resnih študentih pokazali utemeljenost naših domnev in ugotovili, da so

statistično pomembne razlike pri znanju študentov, ki so ocenili svoje znanje kot srednje in

tistimi, ki so svoje znanje ocenili kot ničelno.

Samoocena znanja

Delež študentov [%]

Povprečno število točk doseženo pri poznavanju tekočih kristalov

Statistično pomembne razlike pri poznavanju tekočih kristalov glede na samooceno

Ničelno 75,1 1,2 Srednje 24,9 2,2

Vsi študenti

Veliko 0 0

da

Ničelno 72,9 1,5 Srednje 27,1 2,2

Resni študenti

Veliko 0 0

da

Tabela 0.2: Dosežki študentov z različno samooceno na izbranih vprašanjih

RV3: Ali so razlike v znanju o tekočih kristalih pri študentih, ki študirajo kemijo ali fiziko,

študentih drugih naravoslovnih ved in študentih družboslovja?

O3: Razlike v doseženem številu točk na izbranih vprašanjih o tekočih kristalih so statistično

značilne med študenti drugih naravoslovnih smeri in študenti kemije in/ali fizike, kot tudi med

študenti drugih naravoslovnih smeri in študenti družboslovja.

Tekoči kristali so tema iz naravoslovja, zato je bilo pričakovati, da bodo študenti, ki so za svoj

študij izbrali naravoslovje nekoliko boljši v poznavanju tekočih kristalov kot družboslovci

(študenti na študijskih programih razrednega pouka, predšolske vzgoje, socialne pedagogike,

specialne in rehabilitacijske pedagogike, tiflopedagogike in pedagogike specifičnih učnih

težav in likovne pedagogike). Glede na to, da dolgoletna praksa kaže, da se na študij kemije

in/ali fizike na Pedagoško fakulteto Univerze v Ljubljani vpišejo študenti, ki v povprečju na

maturi dosegajo manjše število točk kot ostali naravoslovci (matematika, računalništvo,

tehnika, biologija, gospodinjstvo), smo pričakovali, da bodo študenti drugih naravoslovnih

smeri boljši v poznavanju tekočih kristalov kot študenti kemije in/ali fizike (tabela 6.3).

91

Rezultati enosmerne analize variance potrjujejo domnevo in pokažejo, da obstajajo statistično

pomembne razlike v poznavanju tekočih kristalov pri vseh kot tudi resnih študentih drugih

naravoslovnih ved s študenti drugih smeri (kemije in/ali fizike, družboslovja). Za ponazoritev

so bili preverjeni še dosežki teh študentov na maturi ob koncu srednje šole. Študenti, ki

študirajo kemijo in/ali fiziko so v povprečju dosegli manjše število točk na maturi kot študenti

drugih naravoslovnih ved in študenti družboslovja. Študenti družboslovja so dosegli najvišje

število točk na maturi, pri čemer pa le-to ne odraža njihovega znanja naravoslovja. Obenem

rezultati dosežkov na maturi kažejo, da študenti kemije in/ali fizike niso tipični predstavniki

svoje smeri. Znano je, da se za enopredmetni študij kemije kot tudi fizike ponavadi odločijo

boljši študenti, kar pa ne velja za dvopredmetne pedagoške študije. Zato posploševanje

rezultata, da študenti drugih naravoslovnih ved vedo nekaj več o tekočih kristalih kot študenti

kemije in/ali fizike in družboslovja, ni možno.

Smer študija Delež študentov [%]

Povprečno število točk doseženih na maturi

Povprečno število točk doseženih pri poznavanju tekočih kristalov

Statistično pomembne razlike pri dosežkih na maturi glede na smer študija

Statistično pomembne razlike pri poznavanju tekočih kristalov glede na smer študija

Kemija in/ali fizika

15 16,9 1,2

Druge naravoslovne smeri

16,5 17,0 1,9

Vsi študenti

Družboslovje 68,5 19,6 1,4

da da

Kemija in/ali fizika

17,2 16,7 1,3

Druge naravoslovne smeri

17,6 17,3 2,2

Resni študenti

Družboslovje 65,2 21,1 1,7

da da

Tabela 0.3: Dosežki študentov različnih smeri študija na izbranih vprašanjih

RV4: Ali je med študenti in študentkami kakšna razlika med dosežki na vprašalniku o tekočih

kristalih?

O4: Med študentkami in študenti so statistično značilne razlike v doseženem številu točk na

izbranih vprašanjih o tekočih kristalih.

92

Tekoče kristale bi kot šolsko temo lahko uvrstili v fiziko. Obenem so tekočekristalni

prikazovalniki ena izmed sodobnih tehnologij, nad katerimi so na podlagi izkušenj rečeno v

povprečju bolj navdušeni moški. Pričakovali smo, da bodo vsi kot tudi resni študenti dosegli

večje število točk na testu znanja o tekočih kristalih kot študentke. Predvidevanje lahko

potrdimo s pomočjo rezultatov števila doseženih točk na izbranih vprašanjih o poznavanju

tekočih kristalov (tabela 6.4). Z neodvisnim t-preizkusom smo preverili tudi statistično

pomembne razlike pri poznavanju tekočih kristalov glede na spol, ki se izkažejo za

utemeljene. Čeprav so tako vsi kot tudi resni študenti na maturi dosegli slabše rezultate kot

študentke, pa se to ne odraža v poznavanju tekočih kristalov. Obenem smo s tem pokazali, da

obstajajo razlike med spoloma pri zanimanju za naravoslovje in tehniko, kar navajata tudi

Haüssler in Hoffmann (2002). Poudariti pa moramo, da je bilo v raziskavo vključenih zgolj

okoli 10 % študentov in okoli 90 % študentk, kar tudi vpliva na omejitve zaključkov naše

študije.

Povprečno število doseženih točk

Statistično pomembne Razlike

Spol Delež študentov [%]

na maturi

Pri poznavanju tekočih kristalov

na maturi glede na spol

pri poznavanju tekočih kristalov glede na spol

Moški

9,6 18,9 2,6 Vsi študenti

Ženski 90,4 19,7 1,3

ne da

Moški 10,5 18,6 3,1 Resni študenti Ženski 89,5 19,9 1,5

ne da

Tabela 0.4: Dosežki študentk in študentov na izbranih vprašanjih

RV5: Ali študenti, ki so bolj motivirani za naravoslovje, resnično kažejo statistično

pomembno boljše poznavanje tekočih kristalov?

O5: V poznavanju tekočih kristalov ni statistično pomembnih razlik med študenti, ki so

visoko notranje oziroma zunanje motivirani za učenje naravoslovje, in študenti, ki so nizko

notranje oziroma zunanje motivirani.

Pričakovati je, da visoko tako notranje kot zunanje motivirani študenti dosegajo boljše

rezultate na preizkusih znanja. Tekoči kristali pa so zelo specifična tema, zatorej nismo

pričakovali, da bodo študenti kljub visoki motivaciji za učenje naravoslovja bolje poznali

93

tekoče kristale kot nemotivirani študenti. Domnevo smo preverili s χ2-preizkusom. Izkaže se,

da ni statistične povezanosti med notranjo oziroma zunanjo motivacijo in znanjem o tekočih

kristalih vseh kot tudi resnih študentov. Zato lahko potrdimo našo domnevo, da v primeru

poznavanja tekočih kristalov motivacija za učenje naravoslovnih predmetov ne vpliva na

globlje poznavanje le-teh (glej 5.3.1.4 in 5.3.2.4).

RV6: Ali so razlike v znanju o tekočih kristalih pri študentih povezane s stratumom

prebivališča?

O6: V poznavanju tekočih kristalov glede na stratum prebivališča ni statistično pomembnih

razlike med študenti.

Stratum prebivališča v današnjih časih naj ne bi vplival na znanje, saj imamo kvalitetne

učitelje naravoslovnih predmetov po vsej Sloveniji, obenem pa ima večina slovenskih domov

tudi dostop do spleta. Pričakovali smo, da ne bo razlik v poznavanju tekočih kristalov med

študenti glede na stratum prebivališča, kar smo potrdili z rezultati enosmerne analize variance

pri vseh, kot tudi pri samo resnih študentih (tabela 6.5). Čeprav je pri vseh študentih zaznati

statistično pomembne razlike v številu doseženih točk na maturi glede na stratum

prebivališča, le-ti ne vplivajo na statistično pomembne razlike v znanju o tekočih kristalih

glede na stratum prebivališča (priloga 9.3.1.7).

Stratum prebivališča

Delež študentov [%]

Povprečno število točk doseženo na maturi

Povprečno število točk doseženo pri poznavanju tekočih kristalov

Statistično pomembne razlike pri dosežkih na maturi glede na smer študija

Statistično pomembne razlike pri poznavanju tekočih kristalov glede na smer študija

Vas 58,6 19,4 1,4 Manjše mesto

25,3 19,5 1,6 Vsi študenti

Večje mesto 16,1 20,8 1,4

da ne

Vas 58,0 19,8 1,7 Manjše mesto

24,6 19,3 1,7 Resni študenti

Večje mesto 17,4 20,4 1,7

ne ne

Tabela 0.5: Dosežki študentov z različnim stratumom prebivališča na izbranih vprašanjih

94

RV7: Ali so razlike v znanju o tekočih kristalih pri študentih povezane z domačim

intelektualnim okoljem?

O7: Med poznavanjem tekočih kristalov glede na domače intelektualno okolje ni statistično

pomembnih razlik.

Mogoče je naivno pričakovati, a načeloma naj bi raven in smer izobrazbe staršev vplivali na

interese študentov in posledično tudi na poznavanje tekočih kristalov. Toda χ2-preizkus

pokaže, da ni statistično pomembnih razlike ne pri ravni kot tudi ne smeri izobrazbe staršev

glede na znanje o tekočih kristalih pri vseh in resnih študentih.

RV8: Ali so razlike v znanju o tekočih kristalih pri študentih povezane z uspehom na maturi?

O8: Pri uspehu študenta na izbranih vprašanjih o tekočih kristalih glede na število doseženih

točk na maturi ni statistično pomembnih razlik.

V splošnem bi pričakovali, da boljši študenti več vedo. Vendar pri poznavanju tekočih

kristalov tega nismo pričakovali. Izkaže se, da študenti, ki so dosegli večje število točk na

maturi, ne poznajo bolje tekočih kristalov kot tisti, ki so dosegli manjše število točk na maturi.

χ2-preizkus pokaže, da ni statistično pomembnih razlik med uspehom na maturi in znanjem o

tekočih kristalih. Vzrok je zagotovo v specifičnosti teme.

95

ZAKLJUČKI

Ključne ugotovitve

V magistrskem delu smo natančneje raziskali neformalno pridobljeno znanje o tekočih

kristalih po končanem srednješolskem izobraževanju. Poznavanje predstav študentov o

tekočih kristalih nam bo služilo kot osnova za oblikovanje učne enote za dijake. Da bi dobili

informacije, smo anketirali 448 študentov pedagoških študijskih programov 1. letnika

Pedagoške fakultete Univerze v Ljubljani na začetku študijskega leta 2009/10, in sicer v

oktobru 2009. Vprašalnik smo sestavili iz treh delov: s prvim delom smo pridobili splošne

informacije o študentih (slika 4.1), z drugim delom podatke o vrsti motivacije za učenje

naravoslovnih predmetov (slika 4.2) in s tretjim delom podatke o poznavanju tekočih kristalov

(slika 4.3).

Ugotovili smo:

anketirani študenti so povprečni predstavniki generacije glede na rezultate na

spomladanskem roku mature v šolskem letu 2008/2009 (slika 5.1),

v anketo so bili vključeni študenti pedagoških študijskih programov s področja

naravoslovja (32 %) in v večjem deležu (68 %) študenti na študijskih programih

razrednega pouka, predšolske vzgoje, socialne pedagogike, specialne in rehabilitacijske

pedagogike, tiflopedagogike in pedagogike specifičnih učnih težav in likovne pedagogike,

ki jih v delu imenujemo študenti družboslovja (slika 5.2),

29 % študentov je notranje motiviranih za učenje naravoslovja (slika 5.3),

študenti so v povprečju dosegli 3,6 točke od 17 možnih v tretjem delu vprašalnika o

tekočih kristalih (slika 5.4),

33 % anketiranih študentov je seznanjenih s tekočimi kristali (slika 5.5) in

24 % anketiranih študentov je svoje znanje o tekočih kristalih ocenila kot srednje, ostali

kot ničelno, ali pa ga niso ocenili (slika 5.6).

Iz analize uspešnosti študentov pri poznavanju tekočih kristalov smo dobili naslednje

rezultate:

22 % študentov zna navesti izdelek s tekočimi kristali (slika 5.8),

29 % študentov pozna eno lastnost tekočih kristalov, ki je pomembna za aplikacije

(slika 5.10),

96

30 % študentov ve, da je tekočekristalno stanje eno od agregatnih stanj (slika 5.12),

26 % študentov zna opisati tekočekristalno stanje (slika 5.37),

10 % študentov zna ponazoriti razporeditev molekul v tekočekristalnem stanju (slika 5.28

in slika 5.29),

15 % študentov ve, da so tekoči kristali organske snovi (slika 5.14),

23 % študentov ve, da so v molekulah tekočih kristalih najpogosteje zastopani elementi

ogljik, vodik in kisik (slika 5.31),

20 % jih ve, da tekočekristalne molekule vsebujejo več deset atomov (slika 5.33),

konkretno sliko modela molekule tekočega kristala prepozna 11 % anketiranih študentov

(slika 5.35),

9 % študentov ve, da poznamo množico snovi s tekočekristalnimi lastnostmi (slika 5.39)

in

18 % študentov se zaveda, da so tekoči kristali tudi v živih bitjih (slika 5.16).

Ankete pa sem analizirala še tako, da sem vzorec zmanjšala. V reduciranem vzorcu so bile

upoštevane ankete, na katerih so študenti skicirali razporeditev molekul v trdnem agregatnem

stanju. Te študente sem poimenovala resni študenti. Obenem pa sem v analizi izločila nekaj

preveč težkih vprašanj o tekočih kristalih, na katera skorajda nismo dobili pravilnih

odgovorov.

Najprej sem na celotnem vzorcu poiskala korelacije med uspehom testiranca pri poznavanju

tekočih kristalov na izbranih vprašanjih glede na posamezne spremenljivke. Zanimale so me

korelacije uspeha testiranca glede na samooceno znanja, spol, stratum prebivališča, smer

študija, dosežke na maturi, domače intelektualno okolju in motivacijo. Rezultati kažejo:

med spoloma obstajajo statistično pomembne razlike v znanju o tekočih kristalih, in sicer

so študenti v povprečju dosegli večje število točk kot študentke (poglavje 5.3.1.1),

med študenti glede na samooceno znanja o tekočih kristalih obstajajo statistično

pomembne razlike v znanju o tekočih kristalih, in sicer so študenti, ki so svoje znanje

ocenili kot srednje, v povprečju dosegli večje število točk, kot tisti, ki so ga ocenili kot

ničelno (poglavje 5.3.1.5),

obstajajo statistično pomembne razlike v številu doseženih točk pri vprašalniku o tekočih

kristalih med študenti drugih naravoslovnih smeri in študenti tako kemije in/ali fizike kot

tudi družboslovja, in sicer so študenti drugih naravoslovnih smeri v povprečju dosegli

večje število točk (poglavje 5.3.1.4),

97

pri znanju o tekočih kristalih pri študentih ni statistično pomembnih razlik glede na

motivacijo (poglavje 5.3.1.2), število doseženih točk na maturi (poglavje 5.3.1.3),

spremenljivke v povezavi z izobrazbo staršev (tabela 5.4) in glede na stratum prebivališča

(poglavje 5.3.1.7).

Analiza izbranih vprašanj z vprašalnikov reduciranega vzorca pa pokaže sledeče:

vsi študenti so v povprečju dosegli 1,5 točke izmed 8 možnih na izbranih vprašanjih, resni

pa 1,7 točke (tabela 6.1),

pri deležu pravilnih odgovorov na določeno vprašanje med vsemi in resnimi študenti ni

bistvenih razlik (tabela 6.1),

razlika med vsemi in resnimi študenti se pojavi v razporeditvi odgovorov, in sicer pri

nepravilnih odgovorih, odgovoru ne vem in neodgovarjanju.

Korelacije znanja o tekočih kristalih reduciranega vzorca glede na izbrane spremenljivke so

podobne kot na celotnem vzorcu, in sicer:

statistično pomembne razlike so v uspehu testirancev na vprašalniku o tekočih kristalih

glede na samooceno znanja (poglavje 5.3.2.5, tabela 6.2), spol (poglavje 5.3.2.1, tabela

6.4) in smer študija (poglavje 5.3.2.4, tabela 6.3),

statistično pomembnih razlik ni v znanju o tekočih kristalih glede na stratum prebivališča

(poglavje 5.3.2.7, tabela 6.5), dosežke na maturi (poglavje 5.3.2.3), domače intelektualno

okolje (poglavje 5.3.2.6, tabela 5.5) in motivacijo za učenje naravoslovnih predmetov

(poglavje 5.3.2)

Glede na to, da na vzorcu vseh študentov 1. letnika Pedagoške fakultete univerze v Ljubljani

kot tudi na vzorcu resnih študentov ne dobimo bistveno različnih rezultatov o znanju o

tekočih kristalih, lahko na širšo populacijo posplošimo naslednje rezultate:

znanje o tekočih kristalih študentov 1. letnika je šibko (tabela 6.1),

spremenljivke, pri katerih se kažejo statistično pomembne razlike na dosežke na

vprašalniku o poznavanju tekočih kristalov, so smer študija, spol in samoocena znanja o

tekočih kristalih.

Študenti v povprečju vedo nekaj več o tekočih kristalih kot študentke. Tega ne moremo

posplošiti, saj naš vzorec ni bil homogen. V raziskavo je bilo zajetih 90 % študentk in le 10 %

študentov. Študenti, ki svoje znanje o tekočih kristalih ocenijo bolje, v povprečju bolje

98

poznajo tekoče kristale. Posplošiti pa ne moremo, da so študenti drugih naravoslovnih smeri

boljši pri poznavanju tekočih kristalov kot študenti kemije in/ali fizike, saj se na

dvopredmetne pedagoške študije kemije in/ali fizike na Pedagoški fakulteti Univerze v

Ljubljani v povprečju vpišejo dijaki, ki dosegajo nižje število točk na maturi od slovenskega

povprečja. Znano je, da se boljši dijaki vpišejo na enopredmetne študije kemije ali fizike,

vendar ti študenti niso bili zajeti v vzorec.

Za konec povejmo še, da smo pri pregledovanju anketnih vprašalnikov ugotovili, da

pedagoške raziskave nekaterim študentom predstavljajo nepotrebno breme in rešijo zgolj

vprašanja, ki zahtevajo, da obkrožijo enega izmed ponujenih odgovorov, vprašanj odprtega

tipa pa se sploh ne lotijo. Vendar so pedagoške raziskave nujno potrebne, če hočemo

posodobiti vsebine učnih načrtov naravoslovja. Rezultati pedagoških raziskav pa so realen

pokazatelj predznanja in zmožnosti vpeljave sodobne vsebine v pouk le, če učenci korektno

rešujejo anketne vprašalnike.

Ideje za nadaljnje delo

Informacije, pridobljene s študijo znanja o tekočih kristalih po končanem srednješolskem

izobraževanju, so zagotovo idealni temelj za gradnjo učne enote o tekočih kristalih in njeno

vpeljavo v pouk.

Na osnovi ugotovljenih predstav, ki jih imajo študenti 1. letnika o tekočih kristalih, smo na

Pedagoški fakulteti Univerze v Ljubljani že naredili osnutek učne enote za dijake

(Ziherl et al., 2010). Cilji, ki smo si jih zastavili so bili:

oblikovati interdisciplinarno učno enoto (šolsko znanje je zelo razdrobljeno in dijakom

je ponavadi težko povezati drobce v smiselno celoto),

povečati zanimanje za znanost (na splošno mladih naravoslovje ne zanima),

povezati šolsko znanje z izkušnjami dijakov (prepogosto ima šolska znanost le malo

skupnega z dijakovimi izkušnjami),

narediti učno enoto z nekaj eksperimenti (v šolskem naravoslovju manjka

eksperimentiranja, čeprav dijaki povečini radi izvajajo eksperimente).

Cilji učne enote, ki smo jo pripravili, so:

1. naučiti dijake, kaj so tekoči kristali,

99

2. predstaviti dijakom dodatno fazo oziroma agregatno stanje in

3. pokazati posebne optične lastnosti, na katerih je osnovana tekočekristalna tehnologija.

Pri osnutku učne enote smo upoštevali znanje študentov 1. letnika o tekočih kristalih, ki je

predstavljeno v tem magistrskem delu in obstoječe učne načrte za srednje šole ter skušali

izpolniti učne cilje povezane z agregatnimi stanji, dvolomnostjo in sintezo organskih snovi.

Na podlagi prvih analiz osnutka učne enote smo ugotovili, da bi temo zlahka vključili v

srednje šole. Pri kemiji bi dijaki opisali strukturo tekočih kristalov, sintetizirali tekoči kristali

in razpravljali o agregatnih stanjih. Pri fiziki pa bi tekoče kristale vključili v poglavje o optiki

(lomni količnik, polarizacija svetlobe) in jih opisali kot model za druge fizikalne sisteme.

Tako bi pri obravnavi tekočih kristalov dijaki videli potrebnost interdisciplinarnega pristopa,

saj le-ta omogoča popolno obravnavo tekočih kristalov.

Na koncu se še vprašajmo, ali raziskovanje v naravoslovnem izobraževanju predstavlja pot do

znanja naravoslovja z razumevanjem (Ferk et al., 2007)? Znanje z razumevanjem je končni

cilj te poti, toda za dosego končnega cilja se morajo potruditi tako dijaki, učitelji in

raziskovalci. Dijaki z aktivnim in korektnim sodelovanjem v učnem procesu, učitelji in

raziskovalci pa s sodelovanjem. To omogoči učiteljem, da na ustrezni ravni prenesejo z

raziskavami pridobljeno znanje v šolsko prakso. Izkušnje, ki jih učitelj pridobi pri svojem

delu v razredu, pogosto namreč niso dovolj, da bi lahko dosegli naravoslovno pismenost, ki jo

zahteva sodobna družba.

Z našim delom o vpeljavi sodobne teme tekoči kristali smo trenutno na ravni raziskav, vendar

ne smemo dopustiti, da bi ostalo zgolj pri tem.

100

VIRI IN LITERATURA Ambrožič, F. (2000). Uvod v SPSS (2. pop. in dop. izd.). Ljubljana: Fakulteta za šport, Inštitut za kineziologijo. Anderman, E. M., & Young, A. J. (1994). Motivation and strategy use in science: Individual differences and classroom effects. Journal of Research in Science Teaching, 31. Babič, V. (2009). Dvolomnost in komplementarne barve. Magistrsko delo. Ljubljana: Fakulteta za matematiko in fiziko. Bennett, J., & Holman, J. (2002). Context-based approaches to the teaching of chemistry: what are they and what are their effects? In J. K. Gilbert et al. (Eds.), Chemical Education: Towards Research-based practice. Dordrecht, the Netherlands: Kluwer Academic Press. Bolak, K., Bialach, D., & Dunphy, M. (2005). Standards-based, thematic units integrate the arts and energize students and teachers. Middle School Journal, 31 (2). Born, M., Wolf, E. (2003). Principles of Optics: Electromagnetic Theory of Propagation, Interference and Diffraction of Light (7th Edition). Cambridge: University Press. Boruah, B. R. (2009). Dynamic manipulation of a laser beam using a liquid crystal spatial light modulator. American Journal of Physics, 77 (4). Bratina, T. (2003). Primer uporabe SPSS. Maribor: Pedagoška fakulteta. Bratina, T. (2006). Slovarček statističnih metod s primeri. Maribor: Pedagoška fakulteta. Brophy, J. (1998). Motivating students to learn. Boston: McGraw Hill. Brown, G. H. (1983). Liquid Crystals – The chameleon Chemicals. Journal of Chemical Education, 60 (10). Bulte, A. M. W., Westbroek, H. B., Van Rens, E. M. M., & Pilot, A. (2004). Involving students in meaningful chemistry education by adapting authentic practices. In B. Ralle & I. Eilks (Eds.), Quality in practice-oriented research in science education (Proceedings of the 17th Symposium on Chemical Education in Dortmund), 105-116. Aachen, Germany: Shaker Publishing. Bulte, A. M. W., Westbroek, H. B., De Jong, O., & Pilot, A. (2006). A research approach to designing chemistry education using authentic practices as contexts. International Journal of Science Education, 28 (9). Liquid Crystal Phases. (2004). Pridobljeno 1. 8. 2010 iz http://plc.cwru.edu/tutorial/enhanced/files/lc/phase/phase.htm Cencič, M. (2002). Pisanje in predstavljanje rezultatov raziskovalnega dela. Ljubljana: Pedagoška fakulteta. Cholesteryl Ester Liquid Crystals. (2005). Pridobljeno 1. 8. 2010 iz http://www.chymist.com/Liquid%20Crystals.pdf Ciferno, T. M., Ondris-Crawford, R. J., & Crawford G. P. (1995). Inexpensive electrooptic experiments on liquid crystal display. The physics teacher, 33. Colletta, A. T., & Chiappetta, E. L. (1994). Science Instruction in the Middle and Secondary School. New York: Macmillan Publishing. Costa, N., Marques, L., & Kempa, R. F. (2000). Science teachers.awareness of findings from educational research. Research in Science and Technology Education, 18. Cussler E. L., & Moggridge, G. D. (2001). Chemical product design. Cambridge: Cambridge University Press.

101

Crawford, G. P. & Ondris-Crawford R. J. (1994). Liquid crystal displays: molecules at work. Physics Education, 29 (5). Čagran, B., Pšunder, M., Fošnarič, S., Ladič, J. (2008). Priročnik za izdelavo diplomskega dela. 3. izpopolnjena izd. Maribor: Pedagoška fakulteta. De Gennes, P.G., & Prost, J. (1993). Physics of liquid crystals. 2nd Ed. Oxford: Clarendon Press. De Jong, O. (2004). Mind your step: bridging the research-practice gap. Australian Journal of Education in Chemistry, 64. Devetak, I., Vogrinc, J., & Glažar, S. A. (2009). Assessing 16-year-old students’ understanding of aqueous solution at submicroscopic level. Research in Science Education, 39. Devetak, I. (2005). Explaining the latent structure of understanding submicropresentations in science. Doktorska dizertacija. Ljubljana: Pedagoška fakulteta. Dolinšek, S. (2006). Some governmental measures and youth perception related to the engineering education in Slovenia. Proceedings of the XII IOSTE Symposium. Penang, Malaysia. Evans, M. (2008). Polarizing Filters Aren't Supposed to Do That. The physics teacher, 46. Ferk Savec, V., Devetak, I., Wissiak Grm, K. S. (2007). Raziskovanje v naravoslovnem izobraževanju - pot do znanja naravoslovja z razumevanjem? Akcijsko raziskovanje za dvig kvalitete pouka naravoslovnih predmetov. Ljubljana: Naravoslovnotehniška fakulteta: Pedagoška fakulteta. Flowers, N., Mertens, S. B., & Mulhall, P.F. (1999). The impact of teaming: Five research-based outcomes. Middle School Journal, 36 (5). Fluessigkristalle. (2010). Pridobljeno 23. 8. 2010 iz http://www.ipc.uni-stuttgart.de/~giesselm/AG_Giesselmann/Forschung/Fluessigkristalle/Fluessigkristalle.html Halliday, D., Resnick, R., & Walker, J. (2005). Fundamentals of Physics. United states of America: John Wiley & Sons Inc. Hicks, R., & Nabilah, A. (1998). Excellent vs. inordinate students. A Bureau of Research and Consultancy Research Report, Shah Alam: Universiti Teknologi MARA. Gerlič, I. (1984). Metodika in metodologija pouka fizike. Maribor: Pedagoška akademija. Gerlič, I. (2008). Uvod v metodologijo raziskovalnega dela. Predavanja in gradiva pri predmetu Didaktika fizike za podiplomske študente. Gilbert, J. K. (2006). On the Nature of “Context” in Chemical Education. International Journal of Science Education, 28 (9). Haüssler, P., & Hoffmann L. (2002). An intervention study to enhance girls’ interest, self-concept, and achievement in physics classes. Journal of Research in Science Teaching, 39. Iglič, A. (2010). Polarizacija sončne svetlobe. Pridobljeno 23. 8. 2010 iz http://physics.fe.uni-lj.si/members/iglic/Additional%20material/fizII_PolarizacijaSoncneSvetlobe.pdf Juriševič, M. (2005). Učna motivacija v odnosu do učenja in učne uspešnosti učencev. Doktorska disertacija. Ljubljana: Filozofska fakulteta. Juriševič, M., Devetak, I., Razdevšek-Pučko, C., & Glažar, S. A. (2008). Intrinsic motivation of pre-service primary school teachers for learning chemistry in relation to their academic achievement. International Journal of Science Education, 30.

102

Kaučič, B. , Ambrožič, M., & Kralj, S. (2004). Interference textures of defects in a thin nematic film: an applet presentation. European Journal of Physics, 25 (4). Kožuh, B. (2000). Statistične obdelave v pedagoških raziskavah. Ljubljana: Filozofska fakulteta, Oddelek za pedagogiko in andragogiko. Lam-Fat, L. (1977). Sequence and academic achievement: A review of the literature . Pridobljeno 15. 8. 2010 iz http://sunzi1.lib.hku.hk/hkjo/view/33/3300099.pdf Lavrentovich. (2010). Pridobljeno 1. 8. 2010 iz http://www.lci.kent.edu/PI/Lavrentovich.htm Liberko, C. A., Shearer, J. (2000). Preparation of the surface-oriented liquid crystal. Journal of Chemical Education, 77 (9). Liquid Crystals Phases. (2004). Pridobljeno 1. 8. 2010 iz http://plc.cwru.edu/tutorial/enhanced/files/lc/phase/phase.htm Lipovnik, S. (2008). Inovacije pri pouku fizike. Seminarska naloga. Maribor: Fakulteta za naravoslovje in matematiko. Dostopno na: www.gravitacija.som Low, R. J. (2002). Measuring order and biaxiality. European Journal of Physics, 23 (111). Moses, T., & Jensen, B. (1998). The Freedericksz transition in liquid crystals: An undergraduate experiment for the advanced laboratory. American Journal of Physics, 66 (1). Moses, T., Durall, B. and Frankowiak, G. (2000). Magnetic birefringence in a liquid crystal: An experiment for the advanced undergraduate laboratory. Americal Journal of Physics, 68 (3). Meece, J. L., & Jones, M. G. (1996). Gender differences in motivation and strategy use in science: Are girls rote learners? Journal of Research in Science Teaching, 33. Meijer, M. R., Bulte, A. M. W., & Pilot, A. (2005, August 29th - September 1st). A Conceptual Analysis of micro-macro thinking - Using structure-property relations in chemical education. Paper presented at the ESERA conference, Barcelona. Merck. (2004). Pridobljeno 23. 8. 2010 iz http://magazine.merck.de/en/Life_and_Style/LCD/LCD2.html Muševič, I. (1985). Prikazalniki s tekočimi kristali. Presek, 13 (1). National Academy of Sciences. (1995). National science education standards. Pridobljeno 30. 7. 2010 iz http://www.nap.edu/readingroom/books/nses/ Newmann, F., Wehlage, G., & Lamborn, S. (1992). The significance and sources of student engagement. In F. Newmann (Eds.), Student engagement and achievement in American secondary schools. New York: Teachers College Press. Oakes, J. (1986) Educational Indicators: A Guide for Policymakers. New Brunswick: Rutgers University, Center for Policy Research in Education. Olah, A., & Doane, J. W. (1977). Experiment in the Bragg reflection of light for the undergraduate using cholesteric liquid crystals. American Journal of Physics, 45 (5). Ondris-Crawford, R. J., Crawford, G. P., & Doane, J. W. (1992). Liquid crystals – Phase of Future. The Physics Teacher, 30. Optical Birefringence. (2010). Pridobljeno 30. 7. 2010 iz http://www.microscopyu.com/articles/polarized/birefringenceintro.html Osborne, J., & Collins, J. (2001). Pupils’ Views of the Role and Value of the Science Curriculum: a Focus group Study. International Journal of Science Education, 23 (5).

103

Optika. (2010). Pridobljeno 1. 8. 2010 iz http://www.optika-pirc.com/?menu_item=sl_zgradba Patch, G., & Hope, G. A. (1985). Preparation and Properties of Cholesteric Liquid Crystals. Journal of Chemical Education, 62. Pavlin, J., Devetak I., Glažar A. S., & Čepič, M. (2010). First Year University Students’ Conceptions about Liquid Crystals in Slovenia. The XIV IOSTE International Symposium on Socio-cultural and human values in science and technology education. Razdevšek Pučko C. (2005). Pridobljeno 1.8.2010 iz http://www2.pef.uni-lj.si/kemija/upload/ESS%20-%20predstavitev%20Mojca.pdf Rennie, L. J. (1990). Student participation and motivational orientation: What do students do in science? In K., Tobin, J., Butler & B. J. Fraser (Eds.), Windows into science classrooms: Problems associated with higher-level cognitive learning (pp. 164-198). London: The Falmer Press. Repnik, R., Mathelitsch, L., Svetec, M., & Kralj, S. (2003). Physics of defects in nematic liquid crystals. European Journal of Physics, 24 (4). Rogers, C. R. (1983). Freedom to Learn. Columbus, Ohio: Charles E. Merrill Publishing. Sanfeliz, M., & Stalzer, M. (2003). Science Motivation in the Multicultural Classroom. Science Teacher, 70 (3). Sagadin, J. (1993). Poglavja iz metodologije pedagoškega raziskovanja. 2. predelana in dopolnjena izd. Ljubljana: Zavod Republike Slovenije za šolstvo in šport. Sagadin, J. (2003). Statistične metode za pedagoge. Maribor: Obzorja. Shabajee, P. & Postlethwaite, K. (2000). What happened to modern physics? School Science Review, 81 (297). Simpson, R. D., & Oliver, J. S. (1990). A summary of major influences on attitude toward and achievement in science among adolescent students. Science Education, 74. Strnad, J. (2006). O poučevanju fizike. Ljubljana: DMFA. Satcitananda. (2010). Svetloba in barve. Pridobljeno 23.8.2010 iz http://www.svetloba.satcitananda.si/ Tomshardware. (2010). Prideobljeno 1.8.2010 iz http://www.tomshardware.com/reviews/17,591-2.html Talib, O., Luan, W. S., Christirani Azhar, S., & Abdullah, N. (2009). Uncovering Malaysian Students’ Motivation to Learning Science. European Journal of Social Sciences, 8 (2). ZRSŠ. (2010). Učni načrti za fiziko. Pridobljeno 1.8.2010 iz http://www.zrss.si/default.asp?link=predmet&tip=6&pID=8&rID=99 Urbančič, M. (2007). Razvijanje razumevanja naravoslovnih problemov z uporabo interdisciplinarnega pristopa k poučevanju. Akcijsko raziskovanje za dvig kvalitete pouka naravoslovnih predmetov. Ljubljana: Naravoslovnotehniška fakulteta, Pedagoška fakulteta. Van Hecke, G. R., Karukstis, K. K., Li, H., Hendargo, H. C., Cosand, A. J., & Marja, M. (2005). Synthesis and Physical Properties of Liquid Crystals: An Interdisciplinary Experiment. Journal of Chemical Education, 82 (9). Van Oers, B. (1998). From context to contextualization. Learning and instruction, 8. Vaupotič, N. (1996). Tekočekristalni zasloni. Fizika v šoli, 2 (1). Vilfan, M., & Muševič, I. (2002). Tekoči kristali. Ljubljana: DMFA – založništvo. Vogrinc, J. (2008). Kvalitativno raziskovanje na pedagoškem področju. Ljubljana: Pedagoška fakulteta.

104

Waclawik, E. R., Ford, M. J., Hale, P.S., Shapter, J. G., & Voelcker, N. H. (2004). Liquid Crystal Displays: Fabrication and Measurement of a Twisted Nematic Liquid-Crystal Cell. Journal of Chemical Education, 81 (6). Weiner, B. (1979). A theory of motivation from some classroom experiences. Journal of Educational Psychology, 71. Wright, J. J. (1973). Optics Experiments with Nematic Liquid Crystals. American Journal of Physics, 41(2). Zhu, Z. (2007). Learning content, physics self-efficacy, and female students' physics course-taking. International Education Journal, 8 (2). Ziherl, S., Pavlin, J., Susman, K., Glažar, S. A., Čepič, M., & Vaupotič, N. (2010). A Teaching unit about liquid crystals. The XIV IOSTE International Symposium on Socio-cultural and human values in science and technology education.

105

PRILOGE

Anketni vprašalnik

I. DEL (splošni podatki)

1. Spol:

M

Ž

2. Starost: let

in

mesecev

3. Katero smer srednje šole ste zaključili?

4. Koliko točk ste dosegli na maturi?

točk Kolikokrat ste opravljali maturo?

krat

5. Na katerem izpitnem roku ste maturo opravili?

pomladanski

jesenski

6. Katera izbirna predmeta ste opravljali na maturi ?

in

7. Kakšen uspeh ste dosegli v srednji šoli? Napišite številčne ocene.

1. letnik 2. letnik 3. letnik 4. letnik Matura splošen učni uspeh Št. točk: Biologija Ocena: Kemija Ocena: Fizika Ocena:

8. Najvišja dokončana šola:

mati:

dokončana osnovna šola

dokončana srednja šola; katera smer:

dokončana univerza; katera smer

drugo:

oče:

dokončana osnovna šola

dokončana srednja šola; katera smer:

dokončana univerza; katera smer:

drugo:

VPRAŠALNIK ZA ŠTUDENTE PEDAGOŠKE FAKULTETE O TEKOČIH KRISTALIH (TK) Navodilo za izpolnjevanje: Pred seboj imate vprašalnik, s katerim želimo izvedeti več o vaših pogledih na srednješolsko naravoslovje. Vaša naloga je, da skrbno preberete vprašanja, temeljito razmislite in iskreno odgovorite. Nekatera vprašanja zahtevajo pisni odgovor, pri nekaterih trditvah pa obkrožite številko na sedem-stopenjski odgovorni lestvici (vedno obkrožite le eno oceno z lestvice), obkrožite ali se strinjate ali ne s trditvami oz. naredite križec, v kvadratek pred ustreznim odgovorom. Sodelovanje pri izpolnjevanju vprašalnika v nobenem primeru ne vpliva na vaše ocene pri naravoslovju, saj je anonimen. Zanimajo nas vaše izkušnje in vaše mnenje o učenju naravoslovja in poznavanju tekočih kristalov. Zato je najbolj pomembno, da poskušate biti v svojih odgovorih čim bolj natančni, da odgovarjate tako, kot resnično mislite oz. mislite, da je trditev prava oz. napačna. Če odgovora ne poznate obkrožite ne vem. Zagotavljamo vam popolno zaupnost podatkov. Vprašalnik vsebuje skupno 31 vprašanj. Izpolnjevanje vprašalnika časovno NI omejeno, zato si vzemite dovolj časa in ga v miru izpolnite.

106

11. Kje imate stalno bivališče?

na vasi

v manjšem mestu

v večjem mestu 10. Katera študijska smer ste letos?

Tehnika in

matematika

Biologija in

kemija

Fizika in kemija

Razredni

pouk

Socialna pedagogika

Tehnika in

računalništvo

Biologija in

gospodinjstvo

Fizika in

matematika

Predšolska vzgoja

Specialna in

rehabilitacijska pedagogika

Tehnika in

fizika

Kemija in

gospodinjstvo

Fizika in

računalništvo

Tiflopedagogika in

pedagogika specifičnih učnih težav

Računalništvo

in matematika

Likovna pedagogika

II. DEL (Kako bi najbolje razložili svoje dosedanje osnovnošolsko in srednješolsko učenje naravoslovja?)

zame zagotovo ne velja

včasih velja, včasih

ne velja

zame zagotovo

velja

pri biologiji 1 2 3 4 5 6 7 pri fiziki 1 2 3 4 5 6 7

1. Učil-a sem se zato, da so mi drugi (učitelji, starši) dali mir in da sem zadovoljil-a pričakovanja svoje okolice. pri kemiji 1 2 3 4 5 6 7

pri biologiji 1 2 3 4 5 6 7 pri fiziki 1 2 3 4 5 6 7 2. Učil-a sem se, da me ne bi bilo sram zaradi

neznanja in da ne bi izstopal-a v negativno smer. pri kemiji 1 2 3 4 5 6 7 pri biologiji 1 2 3 4 5 6 7 pri fiziki 1 2 3 4 5 6 7 3. Učil-a sem se, ker mi je pomembno, da to znam in

da dobim dobre ocene. pri kemiji 1 2 3 4 5 6 7 pri biologiji 1 2 3 4 5 6 7 pri fiziki 1 2 3 4 5 6 7 4. Učil-a sem se, ker me je snov zanimala in ker sem

se to rad-a učil-a. pri kemiji 1 2 3 4 5 6 7 III. DEL (Koliko veste o tekočih kristalih?)

1. Ali ste seznanjeni s tekočimi kristali?

DA

NE 2. Kje ste slišali o njih, če je bil odgovor na prejšnje vprašanje pritrdilen?

šola

knjige

TV

splet

revije

drugo:

3. Ocenite, koliko veste o tekočih kristalih?

veliko

srednje

ničesar 4. Se morda spomnite, kje tekoče kristale uporabljamo. Navedite nekaj izdelkov. ____________________________ __________________________________________________________________________________________

107

5. Zaradi katerih lastnosti so v teh izdelkih, namesto drugih snovi, uporabljeni tekoči kristali? Označite lahko več lastnosti.

optičnih lastnosti – dvolomnosti

optičnih lastnosti – barve

električnih lastnosti

magnetnih lastnosti

ker tečejo

viskoznosti

gostote

drugo: _____________________________________________ Ovrednotite trditve. 6. Tekoče kristalno stanje je eno iz med agregatnih stanj. DA NE NE VEM 7. Tekoči kristali so anorganske snovi. DA NE NE VEM 8. Snovi z značilnostmi tekočih kristalov so prisotne tudi v živih bitjih. DA NE NE VEM 9. Poznamo tri agregatna stanja snovi. DA NE NE VEM 10. Plazma je agregatno stanje snovi. DA NE NE VEM

9. S pomočjo skiciranja molekul snovi ponazori a) trdno, b) tekoče in c) tekoče-kristalno stanje. Eno molekulo ponazori kot .

Trdno stanje Tekoče stanje Tekočekristalno stanje

Ovrednotite trditve. 12. Molekule tekočih kristalov so običajno sestavljene iz ogljikovih, vodikovih in kisikovih

atomov. DA NE

NE

VEM

13. Molekule tekočih kristalov so običajno večje molekule z več deset atomi. DA NE NE

VEM

14. Model na sliki predstavlja molekulo tekočega kristala.

DA NE NE

VEM

15. V tekoče kristalnem stanju so pri določeni temperaturi molekule snovi še vedno urejene,

vendar manj kot v trdnem in bolj kot v tekočem stanju. DA NE

NE

VEM

16. Poznamo le nekaj deset snovi, ki imajo tekoče kristalne lastnosti. DA NE NE

VEM

17. Ali morda o tekočih kristalih veste še kaj več, o čemer nismo spraševali. Ali nam to lahko napišete. __________________________________________________________________________________ __________________________________________________________________________________ Najlepša hvala za sodelovanje.

108

Analiza podatkov s programom SPSS

Tabele, ki so zbrane v tem poglavju, dopolnjujejo rezultate povezav poznavanja tekočih

kristalov z drugimi spremenljivkami, ki so prikazane v poglavju 5.3. Podatki, ki sem jih

uporabila, so v tabelah obarvani rumeno.

Vsi anketirani študenti in izbrane naloge

Znanje in spol Group Statistics

spol N Mean Std.

Deviation Std. Error

Mean Znanje_TK

1 43 2,58 1,867 ,285

2 405 1,34 1,229 ,061 Independent Samples Test

Levene's Test for Equality of

Variances t-test for Equality of Means 95%

Confidence Interval of the

Difference

F Sig. T Df

Sig. (2-

tailed) Mean

Difference Std. Error Difference Lower Upper

Equal variances assumed

24,953 ,000 5,949 446 ,000 1,243 ,209 ,832 1,654 znanje_TK

Equal variances not assumed

4,268 45,944 ,000 1,243 ,291 ,657 1,829

Dosežki na maturi glede na spol Group Statistics

Spol N Mean Std. Deviation Std. Error

Mean št.točk_matura 1 38 18,92 4,414 ,716 2 373 19,67 4,265 ,221

109

Independent Samples Test

Levene's Test for

Equality of Variances t-test for Equality of Means

95% Confidence

Interval of the Difference

F Sig. T Df

Sig. (2-

tailed) Mean

Difference Std. Error Difference Lower Upper

Equal variances assumed

,028 ,867 1,028 409 ,304 -,749 ,729 -2,181 ,683 št.točk_matura

Equal variances not assumed

-1,000 44,334 ,323 -,749 ,749 -2,259 ,761

Znanje in motivacija Case Processing Summary

Cases Valid Missing Total

N Percent N Percent N Percent zun_mot * znanje_TK 448 100,0% 0 ,0% 448 100,0% not_mot * znanje_TK 447 99,8% 1 ,2% 448 100,0%

Zunanja motivacija Chi-Square Tests

Value df Asymp. Sig. (2-sided) Pearson Chi-Square 320,764(a) 266 ,012 Likelihood Ratio 229,586 266 ,948 Linear-by-Linear Association ,003 1 ,955 N of Valid Cases

448

a 289 cells (92,6%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,00. Notranja motivacija Chi-Square Tests

Value df Asymp. Sig. (2-sided) Pearson Chi-Square 263,028(a) 266 ,540 Likelihood Ratio 186,247 266 1,000 Linear-by-Linear Association ,633 1 ,426 N of Valid Cases

447

a 287 cells (92,0%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,00.

110

Znanje in uspeh na maturi Case Processing Summary

Cases Valid Missing Total

N Percent N Percent N Percent št.točk_matura * znanje_TK 411 91,7% 37 8,3% 448 100,0%

Chi-Square Tests

Value df Asymp. Sig.

(2-sided) Pearson Chi-Square 163,202(a) 161 ,437 Likelihood Ratio 145,906 161 ,797 Linear-by-Linear Association ,024 1 ,878

N of Valid Cases 411

a 164 cells (85,4%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,00.

Znanje in smer študija Descriptives znanje_TK

95% Confidence Interval for Mean

N Mean Std. Deviation Std. Error Lower Bound Upper Bound Minimum Maximum 1 67 1,21 1,320 ,161 ,89 1,53 0 5 2 74 1,86 1,723 ,200 1,47 2,26 0 8 3 307 1,41 1,237 ,071 1,27 1,55 0 6 Total 448 1,46 1,352 ,064 1,33 1,58 0 8

Test of Homogeneity of Variances znanje_TK

Levene Statistic df1 df2 Sig. 8,825 2 445 ,000

Robust Tests of Equality of Means znanje_TK

Statistic(a) df1 df2 Sig. Welch 3,303 2 118,620 ,040

a Asymptotically F distributed.

111

ANOVA znanje_TK

Sum of Squares Df Mean Square F Sig. Between Groups 17,008 2 8,504 4,729 ,009 Within Groups 800,186 445 1,798 Total 817,194 447

Multiple Comparisons Dependent Variable: znanje_TK Tukey HSD

(I) smer_studija (J) smer_studija Mean Difference (I-J) Std. Error Sig. 95% Confidence Interval 1 2 -,656(*) ,226 ,011 -1,19 -,12 3 -,205 ,181 ,495 -,63 ,22 2 1 ,656(*) ,226 ,011 ,12 1,19 3 ,451(*) ,174 ,026 ,04 ,86 3 1 ,205 ,181 ,495 -,22 ,63 2 -,451(*) ,174 ,026 -,86 -,04

* The mean difference is significant at the .05 level. znanje_TK Tukey HSD

Subset for alpha = .05 Smer_studija N 1 2 1 67 1,21 3 307 1,41 1,41 2 74 1,86 Sig. ,546 ,055

Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 94,649. b The group sizes are unequal. The harmonic mean of the group sizes is used. Type I error levels are not guaranteed. Število točk na maturi glede na smer študija Descriptives št.točk_matura

95% Confidence Interval for Mean

N Mean Std. Deviation Std. Error Lower Bound Upper Bound Minimum Maximum 1 53 16,89 4,046 ,556 15,77 18,00 11 34 2 67 16,97 3,181 ,389 16,19 17,75 10 24 3 291 20,70 4,060 ,238 20,23 21,17 11 34 Total 411 19,60 4,279 ,211 19,19 20,02 10 34

Test of Homogeneity of Variances št.točk_matura

Levene Statistic df1 df2 Sig.

1,351 2 408 ,260

112

ANOVA št.točk_matura

Sum of

Squares df Mean Square F Sig. Between Groups 1206,309 2 603,154 39,060 ,000 Within Groups 6300,251 408 15,442 Total 7506,560 410

Multiple Comparisons Dependent Variable: št.točk_matura Tukey HSD

(I) smer_studija (J) smer_studija Mean Difference (I-J) Std. Error Sig. 95% Confidence Interval 2 -,083 ,722 ,993 -1,78 1,62 1 3 -3,814(*) ,587 ,000 -5,19 -2,43

2 1 ,083 ,722 ,993 -1,62 1,78 3 -3,731(*) ,532 ,000 -4,98 -2,48 1 3,814(*) ,587 ,000 2,43 5,19 3 2 3,731(*) ,532 ,000 2,48 4,98

* The mean difference is significant at the .05 level. št.točk_matura Tukey HSD

Subset for alpha = .05 smer_studija N 1 2 1 53 16,89 2 67 16,97 3 291 20,70 Sig. ,990 1,000

Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 80,581. b The group sizes are unequal. The harmonic mean of the group sizes is used. Type I error levels are not guaranteed.

Znanje in samoocena T test

ocena študenta koliko zna o TK_1:veliko; 2:srednje; 3:nič N Mean Std. Deviation

Std. Error Mean

znanje_TK 2 109 2,18 1,415 ,136 3 328 1,22 1,242 ,069

113

Independent Samples Test

Levene's Test for Equality of

Variances t-test for Equality of Means 95%

Confidence Interval of the

Difference

F Sig. t df

Sig. (2-

tailed) Mean

Difference Std. Error Difference Lower Upper

Equal variances assumed

1,228 ,268 6,775 435 ,000 ,964 ,142 ,684 1,244 znanje_TK

Equal variances not assumed

6,346 166,718 ,000 ,964 ,152 ,664 1,264

Znanje in izobrazba staršev Statistics

mati_raven_izo mati_vrsta_fras

cati oče_raven_

izo oce_vrsta_fras

cati Valid 446 348 437 328 N Missing 2 100 11 120

Chi-Square Tests_oce_raven

Value df Asymp. Sig.

(2-sided) Pearson Chi-Square 21,523(a) 21 ,427 Likelihood Ratio 18,078 21 ,644 Linear-by-Linear Association ,158 1 ,691

N of Valid Cases 437

a 18 cells (56,3%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,02. Chi-Square Tests_oce_vrsta

Value df Asymp. Sig.

(2-sided) Pearson Chi-Square 36,140(a) 30 ,204 Likelihood Ratio 39,717 30 ,110 Linear-by-Linear Association ,514 1 ,473

N of Valid Cases 328

a 30 cells (71,4%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,05.

114

Chi-Square Tests_mati_raven

Value df Asymp. Sig.

(2-sided) Pearson Chi-Square 23,218(a) 28 ,722 Likelihood Ratio 20,374 28 ,850 Linear-by-Linear Association 3,028 1 ,082

N of Valid Cases 446

a 26 cells (65,0%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,00. Chi-Square Tests_mati_vrsta

Value df Asymp. Sig.

(2-sided) Pearson Chi-Square 25,742(a) 36 ,897 Likelihood Ratio 25,007 36 ,916 Linear-by-Linear Association ,007 1 ,934

N of Valid Cases 348

a 31 cells (63,3%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,01.

Znanje in stratum prebivališča Descriptives znanje_TK

95% Confidence Interval for Mean

N Mean Std. Deviation Std. Error Lower Bound Upper Bound Minimum Maximum 1 259 1,42 1,346 ,084 1,26 1,59 0 8 2 112 1,59 1,359 ,128 1,33 1,84 0 6 3 71 1,38 1,367 ,162 1,06 1,70 0 5 Total 442 1,46 1,352 ,064 1,33 1,59 0 8

Test of Homogeneity of Variances znanje_TK

Levene Statistic df1 df2 Sig.

,245 2 439 ,783 ANOVA znanje_TK

Sum of

Squares df Mean Square F Sig. Between Groups 2,646 2 1,323 ,723 ,486 Within Groups 803,121 439 1,829 Total 805,767 441

115

Multiple Comparisons Dependent Variable: znanje_TK Tukey HSD

(I) bivalisce

(J) bivalisce

Mean Difference (I-J)

Std. Error Sig. 95% Confidence Interval

2 -,165 ,153 ,530 -,52 ,20 1 3 ,044 ,181 ,967 -,38 ,47

2 1 ,165 ,153 ,530 -,20 ,52 3 ,209 ,205 ,565 -,27 ,69 1 -,044 ,181 ,967 -,47 ,38 3 2 -,209 ,205 ,565 -,69 ,27

znanje_TK Tukey HSD

Subset for alpha =

.05

bivalisce N 1 3 71 1,38 1 259 1,42 2 112 1,59 Sig. ,481

Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 111,632. b The group sizes are unequal. The harmonic mean of the group sizes is used. Type I error levels are not guaranteed. Število točk na maturi glede na stratum prebivališča Descriptives št.točk_matura

95% Confidence Interval for Mean

N Mean Std. Deviation Std. Error Lower Bound Upper Bound Minimum Maximum 1 243 19,35 4,147 ,266 18,83 19,87 10 34 2 104 19,47 4,210 ,413 18,65 20,29 11 34 3 61 20,84 4,838 ,619 19,60 22,08 11 34 Total 408 19,60 4,293 ,213 19,19 20,02 10 34

Test of Homogeneity of Variances št.točk_matura

Levene Statistic df1 df2 Sig.

,933 2 405 ,394

116

ANOVA št.točk_matura

Sum of

Squares df Mean Square F Sig. Between Groups 110,135 2 55,067 3,017 ,050 Within Groups 7391,542 405 18,251 Total 7501,676 407

Multiple Comparisons Dependent Variable: št.točk_matura Tukey HSD

(I) bivalisce (J) bivalisce Mean Difference (I-J) Std. Error Sig. 95% Confidence Interval 2 -,121 ,501 ,968 -1,30 1,06 1 3 -1,486(*) ,612 ,041 -2,93 -,05

2 1 ,121 ,501 ,968 -1,06 1,30 3 -1,365 ,689 ,118 -2,99 ,26 1 1,486(*) ,612 ,041 ,05 2,93 3 2 1,365 ,689 ,118 -,26 2,99

* The mean difference is significant at the .05 level. št.točk_matura Tukey HSD

Subset for alpha = .05 bivalisce N 1 2 1 243 19,35 2 104 19,47 19,47 3 61 20,84 Sig. ,978 ,064

Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 99,588. b The group sizes are unequal. The harmonic mean of the group sizes is used. Type I error levels are not guaranteed. Resni študenti in izbrane naloge

Znanje in spol Group Statistics

spol N Mean Std. Deviation Std. Error Mean znanje_TK 1 28 3,11 1,853 ,350 2 239 1,54 1,256 ,081

117

Independent Samples Test

Levene's Test for Equality of

Variances t-test for Equality of Means 95% Confidence

Interval of the Difference

F Sig. t Df

Sig. (2-

tailed) Mean

Difference Std. Error Difference Lower Upper

Equal variances assumed

7,839 ,005 5,889 265 ,000 1,563 ,265 1,041 2,086 znanje_TK

Equal variances not assumed

4,349 29,975 ,000 1,563 ,359 ,829 2,297

Group Statistics

spol N Mean Std. Deviation Std. Error Mean št.točk_matura 1 25 18,64 3,807 ,761 2 220 19,91 4,222 ,285

Independent Samples Test

Levene's Test for

Equality of Variances t-test for Equality of Means

95% Confidence

Interval of the Difference

F Sig. t df

Sig. (2-

tailed) Mean

Difference Std. Error Difference Lower Upper

Equal variances assumed

,250 ,618 1,437 243 ,152 -1,269 ,883 -3,008 ,470 št.točk_matura

Equal variances not assumed

1,561 31,113 ,129 -1,269 ,813 -2,927 ,388

Znanje in motivacija Case Processing Summary

Cases Valid Missing Total

N Percent N Percent N Percent zun_mot * znanje_TK 267 100,0% 0 ,0% 267 100,0% not_mot * znanje_TK 266 99,6% 1 ,4% 267 100,0%

118

Zunanja motivacija Chi-Square Tests

Value df Asymp. Sig. (2-sided) Pearson Chi-Square 214,564(a) 210 ,400 Likelihood Ratio 184,266 210 ,899 Linear-by-Linear Association ,158 1 ,691 N of Valid Cases

267

a 241 cells (95,6%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,00. Notranja motivacija Chi-Square Tests

Value df Asymp. Sig. (2-sided) Pearson Chi-Square 215,462(a) 216 ,498 Likelihood Ratio 181,315 216 ,959 Linear-by-Linear Association 1,065 1 ,302 N of Valid Cases

266

a 255 cells (98,5%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,00.

Znanje in uspeh na maturi Chi-Square Tests

Value df Asymp. Sig. (2-sided) Pearson Chi-Square 127,919(a) 120 ,294 Likelihood Ratio 124,465 120 ,372 Linear-by-Linear Association ,010 1 ,919 N of Valid Cases

245

a 137 cells (93,2%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,00.

Znanje in smer študija Descriptives znanje_TK

95% Confidence Interval for Mean

N Mean Std. Deviation Std. Error Lower Bound

Upper Bound Minimum Maximum

1 46 1,33 1,399 ,206 ,91 1,74 0 5 2 47 2,23 1,820 ,266 1,70 2,77 0 8 3 174 1,67 1,246 ,094 1,48 1,85 0 5 Total 267 1,71 1,411 ,086 1,54 1,88 0 8

119

Test of Homogeneity of Variances znanje_TK

Levene Statistic df1 df2 Sig.

6,334 2 264 ,002 Robust Tests of Equality of Means znanje_TK Statistic(a) df1 df2 Sig. Welch 3,615 2 78,485 ,031

a Asymptotically F distributed. ANOVA znanje_TK

Sum of

Squares df Mean Square F Sig. Between Groups 20,013 2 10,006 5,188 ,006 Within Groups 509,201 264 1,929 Total 529,213 266

Multiple Comparisons Dependent Variable: znanje_TK Tukey HSD

(I) smer_studija (J) smer_studija Mean Difference (I-J) Std. Error Sig. 95% Confidence Interval 2 -,908(*) ,288 ,005 -1,59 -,23 1 3 -,341 ,230 ,303 -,88 ,20

2 1 ,908(*) ,288 ,005 ,23 1,59 3 ,567(*) ,228 ,036 ,03 1,11 1 ,341 ,230 ,303 -,20 ,88 3 2 -,567(*) ,228 ,036 -1,11 -,03

* The mean difference is significant at the .05 level. znanje_TK Tukey HSD

Subset for alpha = .05 smer_studija N 1 2 1 46 1,33 3 174 1,67 1,67 2 47 2,23 Sig. ,363 ,062

Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 61,522. b The group sizes are unequal. The harmonic mean of the group sizes is used. Type I error levels are not guaranteed.

120

Število doseženih točk na maturi glede na smer študija Descriptives št.točk_matura

95% Confidence Interval for Mean

N Mean Std. Deviation Std. Error Lower Bound Upper Bound Minimum Maximum 1 37 16,70 3,463 ,569 15,55 17,86 11 25 2 43 17,30 3,313 ,505 16,28 18,32 11 24 3 165 21,12 3,894 ,303 20,52 21,71 11 31 Total 245 19,78 4,192 ,268 19,25 20,31 11 31

Test of Homogeneity of Variances št.točk_matura

Levene Statistic df1 df2 Sig.

,498 2 242 ,608 ANOVA št.točk_matura

Sum of

Squares df Mean Square F Sig. Between Groups 908,486 2 454,243 32,526 ,000 Within Groups 3379,612 242 13,965 Total 4288,098 244

Multiple Comparisons Dependent Variable: št.točk_matura Tukey HSD

(I) smer_studija (J) smer_studija Mean Difference (I-J) Std. Error Sig. 95% Confidence Interval 2 -,600 ,838 ,755 -2,58 1,38 1 3 -4,412(*) ,680 ,000 -6,02 -2,81

2 1 ,600 ,838 ,755 -1,38 2,58 3 -3,813(*) ,640 ,000 -5,32 -2,30 1 4,412(*) ,680 ,000 2,81 6,02 3 2 3,813(*) ,640 ,000 2,30 5,32

* The mean difference is significant at the .05 level.

121

št.točk_matura Tukey HSD

Subset for alpha = .05 smer_studija N 1 2 1 37 16,70 2 43 17,30 3 165 21,12 Sig. ,686 1,000

Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 53,245. b The group sizes are unequal. The harmonic mean of the group sizes is used. Type I error levels are not guaranteed.

Znanje in samoocena Group Statistics

ocena študenta koliko zna o TK_1:veliko; 2:srednje; 3:nič N Mean Std. Deviation

Std. Error Mean

znanje_TK 2 71 2,23 1,485 ,176 3 191 1,50 1,333 ,096

Independent Samples Test

Levene's Test for

Equality of Variances t-test for Equality of Means

95% Confidence Interval of the

Difference

F Sig. t df

Sig. (2-

tailed) Mean

Difference Std. Error Difference Lower Upper

Equal variances assumed

,263 ,609 3,807 260 ,000 ,728 ,191 ,351 1,105 znanje_TK

Equal variances not assumed

3,623 114,442 ,000 ,728 ,201 ,330 1,126

122

Znanje in izobrazba staršev Case Processing Summary

Cases Valid Missing Total

N Percent N Percent N Percent mati_raven_izo * znanje_TK 265 99,3% 2 ,7% 267 100,0%

mati_vrsta_frascati * znanje_TK 213 79,8% 54 20,2% 267 100,0%

oče_raven_izo * znanje_TK 261 97,8% 6 2,2% 267 100,0%

oce_vrsta_frascati * znanje_TK 200 74,9% 67 25,1% 267 100,0%

Chi-Square Tests oce_raven_izo

Value df Asymp. Sig. (2-sided) Pearson Chi-Square 10,736(a) 18 ,905 Likelihood Ratio 12,350 18 ,829 Linear-by-Linear Association ,124 1 ,724 N of Valid Cases

261

a 17 cells (60,7%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,03. Chi-Square Tests oce_vrsta_frascati

Value df Asymp. Sig. (2-sided) Pearson Chi-Square 20,919(a) 30 ,890 Likelihood Ratio 25,286 30 ,711 Linear-by-Linear Association ,021 1 ,884 N of Valid Cases

200

a 31 cells (73,8%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,05. Chi-Square Tests mati_raven_izo

Value df Asymp. Sig. (2-sided) Pearson Chi-Square 18,389(a) 18 ,430 Likelihood Ratio 18,755 18 ,407 Linear-by-Linear Association 3,382 1 ,066 N of Valid Cases

265

a 15 cells (53,6%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,03.

123

Chi-Square Tests mati_vrsta_frascati

Value df Asymp. Sig. (2-sided) Pearson Chi-Square 22,811(a) 30 ,823 Likelihood Ratio 22,988 30 ,816 Linear-by-Linear Association ,103 1 ,749 N of Valid Cases

213

a 25 cells (59,5%) have expected count less than 5. The minimum expected count is ,08.

Znanje in stratum prebivališča Descriptives znanje_TK

95% Confidence Interval for Mean

N Mean Std. Deviation Std. Error Lower Bound Upper Bound Minimum Maximum 1 153 1,72 1,421 ,115 1,49 1,95 0 8 2 65 1,72 1,341 ,166 1,39 2,06 0 5 3 46 1,65 1,479 ,218 1,21 2,09 0 5 Total 264 1,71 1,407 ,087 1,54 1,88 0 8

Test of Homogeneity of Variances znanje_TK

Levene Statistic df1 df2 Sig.

,076 2 261 ,927 ANOVA znanje_TK

Sum of

Squares df Mean Square F Sig. Between Groups ,176 2 ,088 ,044 ,957 Within Groups 520,365 261 1,994 Total 520,542 263

Multiple Comparisons Dependent Variable: znanje_TK Tukey HSD

(I) bivalisce (J) bivalisce Mean Difference (I-J) Std. Error Sig. 95% Confidence Interval 2 -,004 ,209 1,000 -,50 ,49 1 3 ,067 ,237 ,957 -,49 ,63

2 1 ,004 ,209 1,000 -,49 ,50 3 ,071 ,272 ,963 -,57 ,71 1 -,067 ,237 ,957 -,63 ,49 3 2 -,071 ,272 ,963 -,71 ,57

124

znanje_TK Tukey HSD

Subset for alpha =

.05

bivalisce N 1 3 46 1,65 1 153 1,72 2 65 1,72 Sig. ,953

Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 68,713. b The group sizes are unequal. The harmonic mean of the group sizes is used. Type I error levels are not guaranteed. Število doseženih točk na maturi glede na stratum prebivališča Descriptives št.točk_matura

95% Confidence Interval for Mean

N Mean Std. Deviation Std. Error Lower Bound Upper Bound Minimum Maximum 1 142 19,82 4,159 ,349 19,13 20,51 11 31 2 63 19,33 4,162 ,524 18,29 20,38 11 28 3 39 20,38 4,428 ,709 18,95 21,82 11 28 Total 244 19,79 4,199 ,269 19,26 20,32 11 31

Test of Homogeneity of Variances št.točk_matura

Levene Statistic df1 df2 Sig.

,197 2 241 ,821 ANOVA št.točk_matura

Sum of

Squares df Mean Square F Sig. Between Groups 27,089 2 13,544 ,767 ,466 Within Groups 4257,829 241 17,667 Total 4284,918 243

125

Multiple Comparisons Dependent Variable: št.točk_matura Tukey HSD

(I) bivalisce (J) bivalisce

Mean Difference

(I-J) Std. Error Sig. 95% Confidence Interval 2 ,491 ,636 ,721 -1,01 1,99 1 3 -,561 ,760 ,741 -2,35 1,23

2 1 -,491 ,636 ,721 -1,99 1,01 3 -1,051 ,856 ,438 -3,07 ,97 1 ,561 ,760 ,741 -1,23 2,35 3 2 1,051 ,856 ,438 -,97 3,07

št.točk_matura Tukey HSD

Subset for alpha =

.05

bivalisce N 1 2 63 19,33 1 142 19,82 3 39 20,38 Sig. ,348

Means for groups in homogeneous subsets are displayed. a Uses Harmonic Mean Sample Size = 61,784. b The group sizes are unequal. The harmonic mean of the group sizes is used. Type I error levels are not guaranteed.

126

I Z J A V A

Podpisana Jerneja Pavlin izjavljam, da sem magistrsko delo z naslovom Analiza znanja o

tekočih kristalih pri študentih v prvem letniku univerzitetnega študija izdelala sama, prispevki

drugih so posebej označeni, uporabljeni viri in literatura so korektno navedeni.

Maribor, 6. september 2010