leta ponavljajo. Ugotavljali bomo uspešnost reševanja nalog. Analizo naloge, rezultatov in vrednotenja naloge s 35. državnega tekmovanja bomo uporabili iz diplomske naloge. Nalogi z 38. in 39. državnega tekmovanja bomo še enkrat ovrednotili in primerjali rezultate lastnega ocenjevanja z rezultati uradnega ocenjevanja.
Ključne besede: Državno tekmovanje iz fizike, analiza naloge, težišče, ravnovesje sil, navor, veriženje napake, učni načrt.
ABSTRACT
In the master's thesis, we will explore the tasks from the 35th, 38th, and 39th national competition of primary school students in the knowledge of physics for the golden Stefan award. The tasks were solved by 8th grade pupils at the national competition in spring 2015, 2018, and 2019.
We will deal with three structures open tasks. Here, pupils do not have the answers given, from which they can choose the correct one, but the task is open-ended and structured. The three tasks we will analyze and compare are divided into six or seven parts. They all relate to understanding the center of gravity and balance of forces, which is both the regular content of the physics curriculum and torque, which is neither the regular nor the optional explicit content of the 8th grade physics curriculum. Namely, the torque is introduced separately only in the introductory part of the mentioned tasks. We will check to see if there is a misunderstanding, a chain of errors and if the errors recur over the years. We will determine the success of solving tasks. The analysis of the thesis, results, and evaluation of the thesis from the 35th national competition will be used from the diploma thesis. Tasks from the 38th and 39th national competitions will be evaluated once again and the results of our assessment will be compared with the results of the official assessment.
Key words: National Physical Competition, task analysis, center of gravity, balance of forces, torque, chain error, curriculum.
Kazalo
0 UVOD ... 1
1 TEORETIČNI DEL ... 2
1.1 TEKMOVANJE OSNOVNOŠOLCEV V ZNANJU FIZIKE ZA STEFANOVA PRIZNANJA ... 2
1.2 35., 38. in 39. DRŽAVNO TEKMOVANJE V ZNANJU FIZIKE ZA ZLATO STEFANOVO PRIZNANJE ... 2
1.3 FIZIKALNO OZADJE ANALIZIRANIH NALOG ... 3
1.4 RAZISKAVE O RAZUMEVANJU KONCEPTA NAVORA ... 4
2 PRAKTIČNI DEL ... 5
2.1 METODOLOGIJA RAZISKAVE ... 5
2.2 PRIMERJAVA NALOG GLEDE NA POTREBNO ZNANJE ... 5
2.2.1 Uvodi v nalogo B1 ... 5
2.2.2 Uporaba osnovne enačbe, ki je podana v uvodu in uporaba statičnega ravnovesja ... 8
2.2.3 Uporaba znanja o ravnovesju sil in risanje sil na skico ... 9
2.2.4 Uporaba znanja o statičnem ravnovesju iz prejšnjih vprašanj ... 10
2.2.5 Uporaba pridobljenega znanja iz naloge B1 v enem vprašanju ... 12
2.3 ANALIZA REZULTATOV Z 38. DRŽAVNEGA TEKMOVANJA ... 13
2.3.1 Vprašanje 18 (a) ... 14
2.4 ANALIZA REZULTATOV Z 39. DRŽAVNEGA TEKMOVANJA ... 24
2.4.1 Vprašanje 19 (a) ... 25
2.5 RAZVRSTITEV VPRAŠANJ GLEDE NA USPEŠNOST REŠEVANJA NA 38. IN 39. DRŽAVNEM TEKMOVANJU ... 40
2.6 PRIMERJANJE LASTNIH REZULTATOV Z OBJAVLJENIMI NA 38.
DRŽAVNEM TEKMOVANJU ... 42
2.7 PRIMERJAVA LASTNIH REZULTATOV Z OBJAVLJENIMI NA 39. DRŽAVNEM TEKMOVANJU ... 46
2.8 PRIMERJAVA USPEŠNOSTI UČENCEV PRI NALOGI B1 S KONČNIM REZULTATOM NA TEKMOVANJU ... 49
2.8.1 35. Državno tekmovanje v znanju fizike za zlato Stefanovo priznanje ... 49
2.8.2 38. Državno tekmovanje v znanju fizike za zlato Stefanovo priznanje ... 51
2.8.3 39. Državno tekmovanje v znanju fizike za zlato Stefanovo priznanje ... 52
2.9 PRIMERJAVA REZULTATOV IN USPEŠNOSTI UČENCEV NA TREH DRŽAVNIH TEKMOVANJIH ... 53
3 ZAKLJUČEK ... 56
4 LITERATURA ... 58
5 PRILOGA 1 - Naloga B1 iz leta 2015 in njene rešitve ... 60
6 PRILOGA 2 - Naloga B1 iz leta 2018 in njene rešitve ... 64
7 PRILOGA 3 - Naloga B1 iz leta 2019 in njene rešitve ... 68
Kazalo slik:
Slika 6: Dodatna razlaga pred vprašanjem 15 (c) ... 10
Slika 7: Slika ob vprašanju 15 (c) ... 11
Slika 8: Slika ob vprašanju 19 (c) ... 11
Slika 9: Slika ob vprašanju 15 (f) ... 12
Slika 10: Primeri napačno rešenega vprašanja 18 (a) ... 15
Slika 11: Primer napačno rešenega vprašanja 18 (g) ... 24
Slika 12: Napačno narisana 𝐹𝑜𝑠, gor, levo, desno in diagonalno ... 26
Slika 13: Slika ob vprašanju 19 (b) ... 26
Slika 14: Slika ob vprašanju 19 (c) ... 28
Slika 15: Primera napačno rešenega vprašanja 19 (c) ... 30
Slika 16: Slika ob vprašanju 19 (d) ... 30
Slika 17: Primer napačno rešenega vprašanja 19 (d) ... 32
Slika 18: Slika ob vprašanju 19 (e) ... 33
Slika 19: Primer napačno rešenega vprašanja 19 (e) (i) ... 35
Slika 20: Grafični prikaz razlik pri ocenjevanju pol ... 43
Slika 21: Grafični prikaz razlike v ocenjevanju posameznih vprašanj ... 45
Slika 22: Grafični prikaz razlik pri ocenjevanju pol ... 47
Slika 23: Grafični prikaz razlike pri ocenjevanju posameznega vprašanja ... 49
Slika 24: Primerjava uspešnosti učencev med leti 2015, 2018 in 2019 ... 55
Kazalo tabel:
Tabela 1: Število tekmovalcev in število nagrad na 35., 38. in 39. državnem tekmovanju ... 2Tabela 2: Potrebni uvidi za uspešno reševanje vprašanj ... 13
Tabela 3: Rezultati reševanja vprašanja 18 (a) ... 14
Tabela 4: Napaka pri postavitvi osi pri vprašanju 18 (a) ... 15
Tabela 5: Rezultati reševanja vprašanja 18 (b) ... 16
Tabela 6: Najpogostejše napake pri vprašanju 18 (b) ... 16
Tabela 7: Rezultati reševanja vprašanja 18 (c) ... 17
Tabela 8: Najpogostejša napaka pri vprašanju 18 (c) ... 18
Tabela 9: Rezultati reševanja vprašanja 18 (d) ... 18
Tabela 10: Najpogostejša napaka pri vprašanju 18 (d) ... 19
Tabela 11: Rezultati reševanja vprašanja 18 (e) ... 19
Tabela 12: Korelacija med vprašanjem 18 (b) in 18 (e) ... 20
Tabela 13: Najpogostejše napake pri vprašanju 18 (e) ... 20
Tabela 14: Rezultati reševanja vprašanja 18 (f) ... 21
Tabela 15: Najpogostejše napake pri vprašanju 18 (f) ... 21
Tabela 16: Najpogostejše napake po pravilno zapisani r_(g,⊥)=0 cm ... 22
Tabela 17: Rezultati reševanja vprašanja 18 (g) ... 23
Tabela 18: Najpogostejša napaka pri vprašanju 18 (g) ... 23
Tabela 19: Potrebni uvidi za uspešno reševanje vprašanj ... 24
Tabela 20: Rezultati reševanja vprašanja 19 (a) ... 25
Tabela 21: Najpogostejše napake pri vprašanju 19 (a) ... 26
Tabela 22: Rezultati reševanja vprašanja 19 (b) ... 27
Tabela 23: Rezultati risanja sil pri vprašanju 19 (b) ... 27
Tabela 24: Najpogostejši napaki pri vprašanju 19 (b) ... 28
Tabela 25: Rezultati reševanja vprašanja 19 (c) ... 29
Tabela 26: Rezultati risanja sil pri vprašanju 19 (c) ... 29
Tabela 27: Najpogostejše napake pri vprašanju 19 (c) ... 29
Tabela 28: Rezultati reševanja vprašanja 19 (d) ... 31
Tabela 29: Rezultati risanja sil pri vprašanju 19 (d) ... 31
Tabela 30: Najpogostejše napake pri vprašanju 19 (d) ... 32
Tabela 31: Rezultati reševanja vprašanja 19 (e) (i) ... 34
Tabela 32: Korelacija med vprašanjem 19 (c) in 19 (e) (i) ... 34
Tabela 33: Najpogostejše napake pri vprašanju 19 (e) (i) ... 34
Tabela 34: Rezultati reševanja vprašanja 19 (e) (ii) ... 36
Tabela 35: Korelacija med vprašanjem 19 (a) in 19 (e) (ii) ... 36
Tabela 36: Pravilno zapisana smer ali sila pri vprašanju 19 (e) (ii) ... 36
Tabela 37: Najpogostejše napake pri vprašanju 19 (e) (ii) ... 37
Tabela 38: Rezultati reševanja vprašanja 19 (e) (iii) ... 38
Tabela 39: Pravilno zapisana smer ali sila pri vprašanju 19 (e) (iii) ... 38
Tabela 40: Najpogostejše napake pri vprašanju 19 (e) (iii) ... 38
Tabela 41: Rezultati reševanja vprašanja 19 (f) ... 39
Tabela 42: Najpogostejše napake pri vprašanju 19 (f) ... 39
Tabela 43: Razvstitev vprašanj glede na uspešnost reševanja na 38. državnem tekmovanju ... 40
Tabela 44: Razvstitev vprašanj glede na uspešnost reševanja na 39. državnem tekmovanju ... 41
Tabela 45: Primerjava lastno dobljenih rezultatov z objavljenimi ... 42
Tabela 46: Število pri ocenjevanju oškodovanih učencev ... 43
Tabela 47: Razlika pri ocenjevanju posameznega vprašanja ... 44
Tabela 48: Primerjava lastno dobljenih rezultatov z objavljenimi ... 46
Tabela 49: Število pri ocenjevanju oškodovanih učencev ... 47
Tabela 50: Razlika pri ocenjevanju posamezne vprašanj ... 48
Tabela 51: Razvrstitev učencev glede na uspešnost na tekmovanju 2015 ... 50
Tabela 52: Razvrstitev učencev glede na uspešnost na tekmovanju 2018 ... 51
Tabela 53: Razvrstitev učencev glede na uspešnost na tekmovanju 2019 ... 52
Tabela 54: Primerjava števila točk med tremi državnimi tekmovanji pri nalogi B1 ... 53
Tabela 55: Primerjave glede na uspešnost reševanja naloge B1 ... 54
0 UVOD
Učenci se eksplicitno srečajo s snovjo navora šele na tekmovanju. V magistrskem delu bomo analizirali, kako se učenci lotijo novega problema v situaciji, ko se s snovjo srečajo prvič.
Zanimalo nas bo, katera opisana dejstva v uvodu so pravilno upoštevali, katere korake oziroma sklepe so uspešno izvedli in do katerih sklepov niso prišli, ali pa so prišli do napačnih. S pomočjo ugotovitev bomo nekoliko bolje razumeli proces razmišljanja učenca, nedvomno nadarjenega za naravoslovje in fiziko, ki se je uvrstil na državno tekmovanje.
V diplomskem delu smo analizirali eno nalogo s 35. državnega tekmovanja. V magistrskem delu pa bomo raziskovali povezave med nalogami, ki so bile na 35., 38. in 39. državnem tekmovanju v sklopu B. Na tekmovanju so naloge razdeljene na sklop A in sklop B. V sklopu A so naloge zaprtega tipa, kjer učenci izberejo en izmed štirih ponujenih odgovorov. V sklopu B so naloge odprtega tipa. Razdeljene so na vprašanja, ki se nadgrajujejo. Vprašanja si v povprečju sledijo po težavnosti; od osnovnih, bolj enostavnih do kompleksnih, zahtevnejših.
Kot uvod v nalogo je zapisana kratka razlaga snovi, podane so enačbe, ki jih učenci še ne poznajo, ampak jih bodo potrebovali pri nadaljnjem reševanju naloge.
Pregledali bomo, kje se pojavljajo napake in raziskali, ali se verižijo skozi naloge. Poskušali bomo ugotoviti, zakaj do njih prihaja. Preverjali bomo, ali je težava v nerazumevanju pri pouku obravnavane snovi, ki je temelj za obravnavo nove snovi, ali težave nastanejo zaradi srečanja z novo snovjo, ki še ni utrjena. Učenci, ki se udeležijo državnega tekmovanja, so tisti, ki jim fizika ne povzroča težav, oziroma so v samem vrhu glede na razumevanje fizike in fizikalnih pojavov. Od teh učencev pričakujemo zmožnost prenosa in sklepanja s poznane snovi na novo, nepoznano snov.