UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA Poučevanje ...pefprints.pef.uni-lj.si/3926/1/Razumevanje_difuzije_in_osmoze_Slancdocxgt.pdf · Ključne besede: difuzija, osmoza, razumevanje,

UNIVERZA V LJUBLJANI

PEDAGOŠKA FAKULTETA

Poučevanje, Predmetno poučevanje

Ana Slanc

RAZUMEVANJE DIFUZIJE IN OSMOZE PRI BODOČIH

UČITELJIH BIOLOGIJE

Magistrsko delo

Ljubljana, 2016

UNIVERZA V LJUBLJANI

PEDAGOŠKA FAKULTETA

Poučevanje, Predmetno poučevanje

Ana Slanc

RAZUMEVANJE DIFUZIJE IN OSMOZE PRI BODOČIH

UČITELJIH BIOLOGIJE

Magistrsko delo

Mentor: izr. prof. dr. Gregor Torkar

Ljubljana, 2016

ZAHVALA

Najlepše se zahvaljujem mentorju, izr. prof. dr. Torkarju, za strokovno pomoč, podporo, hitro

odzivnost ter napotke in nasvete, ki mi bodo prišli še kako prav v življenju.

Posebna zahvala gre tudi moji družini, Andreju in njegovi družini, ki me vedno podpirajo na

poti do cilja in verjamejo vame. Hvala za potrpljenje in vse spodbudne besede. Prav tako bi se

rada zahvalila Larisi za vso pozitivnost, spodbujanje in moralno podporo.

Hvala tudi študentom Pedagoške fakultete, ki so mi omogočili izvedbo raziskave ter mag.

Luku Praprotniku za strokovno pomoč. Na koncu pa tudi vsem sošolkam, ki so mi vedno stale

ob strani in me nasmejale tudi takrat, ko je bilo težko.

POVZETEK

Difuzija in osmoza sta pomembna koncepta za razumevanje bioloških, kemijskih in fizikalnih

procesov ter se pojavljata tako pri pouku v osnovni šoli, kot v vsakdanjem življenju. Z analizo

učnih načrtov naravoslovnih predmetov v osnovni šoli smo ugotovili, da sta koncepta difuzije

in osmoze posredno ali neposredno prisotna v učnih načrtih od prvega do devetega razreda.

Ravno zato je pomembno, da bodoči učitelji dobro razumejo oba pojma, saj s tem omogočajo

boljše razumevanje pri učencih.

V magistrski nalogi smo raziskovali razumevanje difuzije in osmoze pri študentih biologije

prvih in zaključnih letnikov. Želeli smo ugotoviti, kako lahko z izvedbo različnih dejavnosti

vplivamo na njihovo razumevanje. Prikazali smo različne demonstrativne poskuse za difuzijo

z dišečo svečko, barvilom, medvedki, agarjem in osmozo s krompirjem, jajcem, animacijo ter

plazmolizo, pri katerih so lahko sodelovali tudi študenti.

Bodoči učitelji biologije so izvedli preizkus znanja (test pred poskusi in test po poskusih),

vprašalnik ter delovni list. Z zbranimi rezultati smo ugotovili, da se med študenti prvih in

zaključnih letnikov pojavljajo razlike v razumevanju procesov difuzije in osmoze. Študentje

zaključnih letnikov bolje razumejo procesa kot študentje prvih letnikov. Prav tako smo prišli

do zaključka, da lahko s pomočjo izvedenih dejavnosti vplivamo na raven znanja študentov

obeh letnikov o procesih difuzije in osmoze. Na testu po poskusih so študentje prvega in

zaključnega letnika dosegli višje število točk kot na testu pred poskusi. Rezultate smo

preverili tudi ločeno za prve in zaključne letnike. Za oba letnika velja enako – na testu pred

poskusi so dosegli nižje število točk kot na testu po poskusih. Potrdimo lahko predvidevanje,

ki trdi, da lahko s pomočjo različnih dejavnosti pozitivno vplivamo na raven znanja študentov

o procesih difuzije in osmoze. Na znanje pa lahko vpliva tudi drugi sklop predmetov

dvopredmetnega študija (kemija/gospodinjstvo). Na testu pred poskusi so se pri obeh letnikih

bolje odrezali študentje z vezavo biologija-kemija. Na testu po poskusih so se pri prvih

letnikih bolje izkazali študentje z vezavo kemija, pri zaključnih letnikih pa so boljše rezultate

dosegli študentje študijske smeri biologija-gospodinjstvo. Preverili smo tudi katere

predstavljene dejavnosti so študentom najbolj všeč, in ugotovili, da so študentje prvih letnikov

izbrali za najbolj sporočilni poskus za difuzijo vajo z naslovom »Želatinasti medvedki,« pri

osmozi pa vajo z naslovom »Jajce.« Zaključni letniki so pri dejavnostih za difuzijo največkrat

izbrali vajo z naslovom »Dišeča palčka,« za osmozo pa so prav tako kot prvi letniki izbrali

vajo »Jajce.« Poskusi so uporabni v pedagoški praksi, saj jih večina študentov ocenjuje kot

nazorne, praktične in enostavne. Za poskuse prav tako ne potrebujemo veliko materiala ali

večdnevne predpriprave, učenci pa lahko skoraj vse poskuse pripravijo doma.

V raziskavi je sodelovalo majhno število študentov (22 študentov prvih letnikov in 14

študentov zaključnih letnikov), zato bi bilo smiselno raziskavo opraviti na večjem vzorcu, in

ugotoviti, ali bi prišlo do enakih rezultatov. Večina poskusov je bila izvedenih s prikazom,

zato bi lahko v prihodnje študentje opravili poskuse empirično.

Ključne besede: difuzija, osmoza, razumevanje, praktični pouk, učni načrti za naravoslovje

ABSTRACT

Diffusion and osmosis are important concepts for understanding the processes, and occur both

in primary school classrooms, as well as in everyday life. Through analyzing the curricula of

science subjects in primary school, we found out that the concepts of diffusion and osmosis

are directly or indirectly present in the curricula from the first to the ninth grade. That is why

it is important that future teachers have a sufficient understanding of both concepts, since their

knowledge is passed on to their students.

In this master thesis we investigated the understanding of diffusion and osmosis with biology

students in their first and final year of studies. We wanted to find out if carrying out various

activities would influence their understanding. We carried out various demonstration

experiments for diffusion (scented candle, dye, gummy bears, agar) and osmosis (potato, egg,

animation, plasmolysis), in which students could also participate.

Future biology teachers were asked to participate in examination (the before test and after

test), filling out the questionnaire and worksheet. By analyzing the results, we found out that

with students of the first and final year of studies differences in the understanding of the

processes of diffusion and osmosis appear. Students of the final year have a better

understanding of the processes as the first-year students. We have also come to a conclusion

that the activities carried out to influence the level of students' knowledge of both processes of

diffusion and osmosis indeed have an impact on the knowledge of students. At the test,

students of the first and final year achieved better results on the before test than on the after

test. The results were also checked separately for the first and final year students. For both

groups of students, the same applies – a lower number of points was achieved at the before

test than as the after test. We can hence confirm the hypothesis, which argues that through a

variety of activities we can influence the level of students' knowledge about the processes of

diffusion and osmosis. In addition, the other subject of studies also influences the level of

knowledge (chemistry/home economics). For both groups, better results at the before test

were achieved by students with biology-chemistry combination. Better results were achieved

at the before test by first year students with chemistry as the second subject, with last year

students better results were achieved by those that selected home economics as their second

subject. We also checked which of the presented activities students liked best, and found that

first year students selected diffusion exercise titled "Gummy bears" and with osmosis the

exercise titled "Egg." Final year students most often chose "Incense" with diffusion, and with

osmosis, the same as the first year students, chose the "Egg" exercise. Attempts proved to be

useful in teaching practice, as most students assessed them as clear, practical and simple. We

also do not need a lot of material or preparing beforehand, and students can make almost all

experiments at home.

The research involved a smaller number of students (22 first-year students and 14 students of

the final year), it would perhaps be reasonable to carry out the research on a larger sample and

determine whether the results are similar. Most experiments have been carried out as

presentations, so in the future students could conduct their experiments empirically instead.

Keywords: diffusion, osmosis, understanding, practical teaching, curricula of science subjects

KAZALO VSEBINE

1 UVOD .................................................................................................................................................. 1

2 TEORETIČNI DEL NALOGE ............................................................................................................ 2

2.1 DIFUZIJA IN OSMOZA V ŽIVIH SISTEMIH ........................................................................... 2

2.1.1 VLOGA VODE V TELESU .................................................................................................. 2

2.1.2 PROCESI OSMOZE V RASTLINSKEM SVETU ................................................................ 3

2.1.3 PROCESI DIFUZIJE IN OSMOZE V ŽIVALSKEM SVETU ............................................. 4

2.2 ZGRADBA CELIČNE MEMBRANE .......................................................................................... 5

2.3 DIFUZIJA ..................................................................................................................................... 6

2.3.1 TEORIJA DIFUZIJE .............................................................................................................. 6

2.3.2 ENOSTAVNA DIFUZIJA ..................................................................................................... 7

2.3.3 OLAJŠANA DIFUZIJA ......................................................................................................... 7

2.4 OSMOZA ...................................................................................................................................... 8

2.4.1 OSMOTSKI TLAK IN TONIČNOST ................................................................................... 9

2.5 RAZISKAVE O RAZUMEVANJU DIFUZIJE IN OSMOZE ..................................................... 9

2.6 NAZORNA RAZLAGA IN PRAKTIČNI POUK ZA RAZUMEVANJE NARAVOSLOVNIH

POJMOV ........................................................................................................................................... 12

3 EMPIRIČNI DEL NALOGE ............................................................................................................. 14

3.1 OPREDELITEV RAZISKOVALNEGA PROBLEMA .............................................................. 14

3.2 RAZISKOVALNA VPRAŠANJA IN HIPOTEZE .................................................................... 14

3.3 METODE DELA ......................................................................................................................... 15

3.4 PREDSTAVITVE IZVEDENIH POSKUSOV ........................................................................... 16

3.5 REZULTATI ............................................................................................................................... 20

3.5.1 POJAVLJANJE VSEBIN V UČNIH NAČRTIH ZA OSNOVNO ŠOLO V SLOVENIJI . 20

3.5.2 RAZUMEVANJE PROCESOV DIFUZIJE IN OSMOZE PRI ŠTUDENTIH PRVIH IN

ZAKLJUČNIH LETNIKOV TER NJIHOVA RAZLIKA V ZNANJU ....................................... 25

3.5.3 VPLIV IZVEDENIH DEJAVNOSTI NA RAVEN ZNANJA O PROCESIH DIFUZIJE IN

OSMOZE PRI ŠTUDENTIH ........................................................................................................ 33

3.5.4 PRIMERNOST IZVEDENIH DEJAVNOSTI IN UPORABNOST V PEDAGOŠKI

PRAKSI ......................................................................................................................................... 35

3.5.5 VPLIV DRUGE SMERI ŠTUDIJA NA RAZUMEVANJE PROCESOV .......................... 39

4 RAZPRAVA IN SKLEPI ................................................................................................................... 42

5 LITERATURA ................................................................................................................................... 45

KAZALO GRAFOV

Graf 1: Grafični prikaz dejavnosti za difuzijo, ki so študentom prvih letnikov najbolj všeč ................ 35

Graf 2: Grafični prikaz dejavnosti za osmozo, ki so študentom prvih letnikov najbolj všeč ................ 36

Graf 3: Grafični prikaz dejavnosti za difuzijo, ki so študentom zaključnih letnikov najbolj všeč ........ 37

Graf 4: Grafični prikaz dejavnosti za osmozo, ki so študentom zaključnih letnikov najbolj všeč ........ 38

KAZALO PREGLEDNIC

Preglednica 1: Pregled vzorca v raziskavi ............................................................................................. 15

Preglednica 2: Pojavljanje konceptov difuzije in osmoze v učnih načrtih za osnovno šolo ................. 21

Preglednica 3: Pregled pogostosti odgovorov prvih in zaključnih letnikov na testu pred poskusi in testu

po poskusih pri vprašanju 1 na preizkusu znanja .................................................................................. 25













Preglednica 10: Pregled pogostosti odgovorov prvih in zaključnih letnikov na testu pred poskusi in

testu po poskusih pri vprašanju 8 na preizkusu znanja .......................................................................... 28


testu po poskusih pri vprašanju 9 na preizkusu znanja .......................................................................... 29


testu po poskusih pri vprašanju 10 na preizkusu znanja ........................................................................ 29







Preglednica 16: Mann-Whitney U test za izračun razumevanja procesov difuzije in osmoze med

študenti prvih in zaključnih letnikov ..................................................................................................... 32

Preglednica 17: Wilcoxonov preizkus za izračun ravni znanja študentov po izvedenih dejavnostih (prvi

in zaključni letniki) ................................................................................................................................ 33

Preglednica 18: Wilcoxonov preizkus za izračun ravni znanja študentov po izvedenih dejavnostih (prvi

letniki) ................................................................................................................................................... 34

Preglednica 19: Wilcoxonov preizkus za izračun ravni znanja študentov po izvedenih dejavnostih

(zaključni letniki) .................................................................................................................................. 34

Preglednica 20: Dejavnosti za difuzijo, ki so študentom prvih letnikov najbolj všeč ........................... 35

Preglednica 21: Dejavnosti za osmozo, ki so študentom prvih letnikov najbolj všeč ........................... 36

Preglednica 22: Dejavnosti za difuzijo, ki so študentom zaključnih letnikov najbolj všeč ................... 37

Preglednica 23: Dejavnosti za osmozo, ki so študentom zaključnih letnikov najbolj všeč ................... 38

Preglednica 24: Mann-Whitney U test za izračun vpliva druge smeri študija na razumevanje procesov

(test pred poskusi za prve letnike) ......................................................................................................... 39


(test po poskusih za prve letnike) .......................................................................................................... 39


(test pred poskusi za zaključne letnike) ................................................................................................. 40


(test po poskusih za zaključne letnike) .................................................................................................. 40

KAZALO SLIK

Slika 1: Plazmoliza .................................................................................................................................. 3

Slika 2: Eritrociti v hipertonični, izotonični ter hipotonični raztopini..................................................... 5

Slika 3: Potek osmoze (Bonney, 2014) ................................................................................................... 8

Slika 4: Primer vaje z barvilom ............................................................................................................. 17

Slika 5: Primer vaje z želatinastimi medvedki ...................................................................................... 18

Slika 6: Primer vaje z agarjem............................................................................................................... 18

Slika 7: Primer vaje s krompirjem ......................................................................................................... 19

Slika 8: Primer vaje jajce ....................................................................................................................... 20

KAZALO PRILOG

Priloga 1: Preizkus znanja o difuziji in osmozi ..................................................................................... 49

Priloga 2: Vprašalnik o difuziji in osmozi ............................................................................................. 51

Priloga 3: Delovni list ............................................................................................................................ 52

1

1 UVOD

Difuzija in osmoza sta pomembna procesa v vsakdanjem življenju. Kot koncepta sta prisotna

v zunanjem okolju, na celičnem nivoju, v rastlinskem in živalskem svetu ter tudi v medicini.

Za normalno delovanje celic je potrebno relativno stabilno notranje okolje organizma, kar

imenujemo dinamično ravnovesje ali homeostaza. Za vzdrževanje homeostaze sta ključna oba

procesa. V osnovni šoli se koncepta difuzije in osmoze pojavljata posredno in neposredno v

učnih načrtih pri predmetih Spoznavanje okolja, Naravoslovje in tehnika, Naravoslovje in

Biologija, zato morajo učitelji oba koncepta znati razložiti na način, ki bo učencem razumljiv.

Problem nastane takrat, kadar učitelji ne razumejo dobro obeh pojmov in svoje neznanje in

napačno razumevanje posredujejo naprej na učence. Oba pojma se pojavljata v učbenikih in

naravoslovnih kurikulumih (Odom in Settlage, 1994). Ob pregledu številnih raziskav

ugotavljamo, da je razumevanje difuzije in osmoze slabo tako pri učencih, kot pri učiteljih.

Kljub uporabi različnih metod (testi in naloge za difuzijo in osmozo, naloge iz kemije in

biologije) so rezultati nekaterih raziskav še vedno pod pričakovanji (Westbrook in Marek,

1991), pri nekaterih pa so se rezultati izboljšali (Hasni, Roy in Dumais, 2016). Pomembno je,

da imajo učenci praktične izkušnje, saj izkušnje povečujejo motivacijo in razumevanje (Reid

in Shah, 2007). Biologija je kompleksen predmet, pri katerem imajo učenci težave pri

razumevanju pojmov (Kurt, Ekici, Aktas in Aksu, 2013). Winterbottom (1999) meni, da bodo

učenci vseh starosti bolje razumeli oba koncepta, kadar bo učitelj uporabil različne poskuse in

prikaze.

Glavni cilj magistrske naloge je bil preveriti, kako bodoči učitelji na Pedagoški fakulteti v

Ljubljani razumejo oba procesa in kako se njihovo znanje razlikuje. V teoretičnem delu

najprej raziskujemo teorijo celične membrane, difuzije in osmoze ter podamo pregled

raziskav o razumevanju obeh konceptov. Med študenti je veliko napačnih predstav

(Westbrook in Marek, 1991; Marek, Cowan in Cavallo, 1994; Odom, 1995), enako pa velja

tudi za učitelje (Kurt, Ekici, Aktas in Aksu, 2013). Prav tako sta opisana nazorna razlaga in

praktični pouk za razumevanje naravoslovnih pojmov.

V empiričnem delu je najprej opredeljena metodologija. Poleg razumevanja difuzije in

osmoze pri bodočih profesorjih biologije smo želeli ugotoviti tudi, ali lahko s pomočjo

različnih dejavnosti vplivamo na njihovo raven znanja, katere predstavljene dejavnosti se jim

zdijo najbolj nazorne ter kako vpliva drugi sklop predmetov dvopredmetnega študija

(kemija/gospodinjstvo) na razumevanje procesov. Opisana je tudi predstavitev izvedenih

poskusov ter sami poskusi, ki so bili razdeljeni v dva dela: poskusi za prikaz difuzije in

poskusi za prikaz osmoze.

Sledi pregled rezultatov, ki prispevajo k pedagoški stroki ter razprava in sklepi.

2

2 TEORETIČNI DEL NALOGE

2.1 DIFUZIJA IN OSMOZA V ŽIVIH SISTEMIH

Ljudje lahko preživimo le, kadar je naša telesna temperatura, količina vode, ogljikovega

dioksida in sečnine v krvi relativno konstantna (Winterbottom, 1999). Za normalno delovanje

celic je torej potrebno relativno stabilno notranje okolje. Znotrajcelična in zunajcelična

tekočina imata značilne toplotne, elektrolitske in reakcijske lastnosti. pH notranjega okolja

mora biti približno nevtralen in osmotski tlak v mejah normalnih vrednosti (Anselme,

Périlleux in Richard, 1999). Za vzdrževanje homeostaze je potrebno zaznavanje sprememb in

motenj v notranjem in zunanjem okolju. Te spremembe zaznavajo različni receptorji. Ob

kakršnikoli spremembi ti receptorji pošljejo signal v nadzorni center, le-ta pa se na

spremembo odzove z ustreznim odzivom. Homeostatski sistem je urejen v sistem povratnih

zank. Najpogosteje prihaja do negativnih povratnih zank, ki zavirajo procese, ki so v telesu

sprožili njihov nastanek, zelo redko pa do pozitivnih povratnih zank, ki pospešujejo te procese

(Štiblar Martinčič, Cvetko, Cör, Marš in Finderle, 2012). V homeostazi sodelujejo številni

organi, ki medsebojno usklajeno delujejo. Encimi delujejo v specifičnih razmerah

(temperature in pH), ki so homeostatsko uravnavani. Možgani nadzorujejo organe, ki so

specializirani za vzdrževanje notranjega ravnovesja. To so ledvice (kontrola voda in sečnine v

krvi), koža (kontrola telesne temperature) in pljuča (kontrola količine ogljikovega dioksida)

(Winterbottom, 1999).

Difuzija in osmoza sta pomembna procesa tako v rastlinskem, kot v živalskem svetu. Hranilne

molekule na primer difundirajo iz prebavnega sistema v krvne kapilare; molekule kisika

difundirajo iz alveolov v pljučih v kapilare; urea difundira iz krvi fetusa v kri matere; ogljikov

dioksid difundira iz zračnih prostorov rastlinskih celic (listov) v mezofilne celice

(Winterbottom, 1999). V nadaljevanju si bomo ogledali značilnosti vode ter primere difuzije

in osmoze iz rastlinskega in živalskega sveta.

2.1.1 VLOGA VODE V TELESU

Voda je sestavni del znotrajcelične in zunajcelične tekočine in ima pomembno vlogo v telesu

(Štiblar Martinčič et al., 2012). Je majhna polarna molekula in zaradi tega tudi odlično topilo.

Ima veliko površinsko napetost in relativno veliko natezno trdnost (Vodnik, 2012). Kadar

govorimo o vodi, ki se nahaja v večjem obsegu v celici, je to znotrajcelična tekočina.

Zunajcelične tekočine pa so na primer krvna plazma, intersticijska tekočina, limfa in

transcelularna tekočina. Premikanje vode v različne predele telesa je nadzorovano s

hidrostatskim in osmotskim tlakom. V zunajcelični tekočini se poveča koncentracija

elektrolitov, poveča se osmolarnost. To se zgodi takrat, kadar uživamo zelo slano hrano, v

telo ne vnašamo dovolj tekočine ali pa je tekočine preveč (Štiblar Martinčič et al., 2012).

3

2.1.2 PROCESI OSMOZE V RASTLINSKEM SVETU

Voda se giblje v rastlini s pomočjo difuzije in snovnega toka. Difuzija je učinkovita na kratke

razdalje in je pomembna na celičnem nivoju. Voda se s pomočjo difuzije giblje znotraj celic

ter skozi membrane. Pri transpiraciji je voda v plinasti fazi, difuzija molekul vode pa poteka iz

zračnih prostorov lista skozi reže v ozračje. Voda relativno zlahka prehaja skozi membrane.

Kadar imamo dva razdelka, ki ju ločuje membrana, med njima pa je koncentracijska razlika,

se voda prenaša skozi lipidni dvosloj z difuzijo. Hitrejši transport omogočajo akvaporini

(Vodnik, 2012).

Koncept osmoze lahko opišemo tudi z vodnim potencialom. Pri vodnem potencialu se voda

premika iz območja bolj pozitivnega vodnega potenciala, na območje, kjer je potencial bolj

negativen (voda je manj koncentrirana, ker je v njej več topljencev) (Dermastia, Dermastia,

Batič, Kreft, Krsnik-Rasol, Čufar in Kovač, 2007). Kot primer lahko vzamemo dva razdelka,

ki sta ločena s polprepustno membrano, ki je selektivna (prepušča vodo, ne pa tudi molekul

topljenca). Ko v enem razdelku stopimo saharozo, se vodni potencial v tem razdelku zmanjša.

Vodni potencial v razdelku, kjer imamo le vodo, je večji od vodnega potenciala, kjer imamo

tudi saharozo. Voda se zato giblje v razdelek, kjer je dodan sladkor (Vodnik, 2012).

Celice se različno odzivajo na hipotonično ali hipertonično okolje. Pri rastlinski celici lahko

pride do pojava, ki ga imenujemo turgor. Pri tem iz raztopine z večjim vodnim potencialom v

celico vdira voda, ki veča hidrostatski tlak v celici. Turgor je osnova rasti celic, presnove in

drugih fizioloških procesov (Vodnik, 2012). Mnoge rastline so odvisne od turgorskega

pritiska, ki zagotavlja strukturno podporo (Bonney, 2014). Pomemben je pri rastlinah, ki

nimajo olesenelih opornih tkiv. Plazmoliza, kjer celična plazmalema odstopi od celične stene,

se pojavi takrat, kadar voda zapušča celico zaradi velike koncentracije topljencev. Z

osmotskim uravnavanjem vode rastlina aktivno uravnava svojo vodno bilanco. Pri tem je

pomembna vakuola (Vodnik, 2012).

Slika 1: Plazmoliza (pridobljeno s: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rhoeo_Discolor_-_Plasmolysis.jpg)

4

2.1.3 PROCESI DIFUZIJE IN OSMOZE V ŽIVALSKEM SVETU

Plazmalema, ki obdaja rdeče krvničke in druge živalske celice, je selektivno prepustna - voda

bo potovala lažje skozi membrano, kot različna topila (na primer natrijev klorid) (Bonney,

2014). Pri enoceličnih organizmih (na primer paramecij), difuzija skozi plazmalemo

predstavlja način gibanja plinov in tekočin v in iz organizmov (Dermastia et al., 2007).

Pri prenosu plinov ločimo zunanje, notranje in celično dihanje. Pri zunanjem dihanju se plini

izmenjujejo med krvjo v pljučih in zrakom v pljučnih mešičkih, pri notranjem dihanju pa se

izmenjujejo plini med krvjo in celicami v tkivih, nato pa sledi celično dihanje. Pri obeh vrstah

dihanja (notranjem in zunanjem) poteka izmenjava plinov z difuzijo (Štiblar Martinčič et al.,

2012). Pri notranjem dihanju je pomembna razlika v delnem tlaku kisika/ogljikovega dioksida

v krvi in v celicah. Notranje dihanje definiramo kot izmenjevanje kisika in ogljikovega

dioksida med krvjo in celicami (Pocajt in Širca, 1997). Poteka iz mesta višje koncentracije

plina na mesto z nižjo koncentracijo plina. Skozi zračno bariero, ki je sestavljena iz sploščene

alveolne celice, endotelijske celice ter zlite bazalne lamine alveolnega epitelija in krvnih

kapilar, poteka difuzija med krvjo in zrakom. Zaradi razlike v koncentraciji se kisik in

ogljikov dioksid izmenjujeta tudi pri notranjem dihanju (Štiblar Martinčič et al., 2012). Več

kisika je v čistem vdihanem zraku, kot v venozni krvi, ki priteka v pljučne kapilare. Kisik

difundira v kri zaradi različnega tlaka kisika. Ogljikov dioksid prehaja iz krvi v zrak, ker ga je

v krvi več kot v vdihanem zraku (Pocajt in Širca, 1997).

Človeško telo za energijo, toploto, rast in druge naloge v telesu potrebuje ogljikove hidrate,

maščobe, proteine, vitamine in minerale, vlaknine in vodo. Za vse našteto pa je pomembna

prehrana, prebava in absorpcija snovi v kri. Različni deli prebavil sodelujejo v tem procesu, ki

razgrajujejo različne tipe hrane (Winterbottom, 1999). S hrano dobivamo tako organske, kot

anorganske snovi. Hrana se prebavlja mehansko in kemično – pri tem sodelujejo različni deli

prebavil. Pri vsrkanju hranil v telo sodelujejo jetra. Predelane snovi oddajajo po potrebi v kri

ali pa jih izločajo z žolčem. Jetra so osrednji organ presnove, ki zagotavlja celicam oskrbo z

življenjsko pomembnimi snovmi. Prav tako sodeluje pri prebavi hrane in celični presnovi tudi

trebušna slinavka. Difuzija in osmoza sta pomembni pri vsrkavanju ali resorpciji hranilnih

snovi. Sluznica prebavne cevi vsrkava v kri prebavne produkte hranil (na primer maščobne

kisline, glukozo), vitamine, vodo in drugo (Pocajt in Širca, 1997).

Ledvici poleg drugih pomembnih nalog, kot na primer izločanje odpadnih snovi, vzdržujeta

tudi osmotski tlak v telesnih tekočinah. Anorganske snovi bodisi izločata, bodisi zadržujeta in

s tem vplivata na koncentracijo soli v telesu (Pocajt in Širca, 1997).

Razumevanje obeh procesov je izrednega pomena v medicini. Fiziološka raztopina (0,9%

raztopina NaCl) ima enak osmotski tlak kot citoplazma eritrocitov, zato se lahko uporabi za

nadomeščanje izgubljene krvi, saj ne škoduje eritrocitom. Eritrociti so občutljivi na osmotske

spremembe in se skrčijo, če jim dodamo hipertonično raztopino (10% raztopino NaCl) ali

počijo in citoplazma eritrocitov steče v krvno plazmo. To se zgodi, če kapljici krvi primešamo

hipotonično raztopino, pojav pa imenujemo hemoliza (Pocajt in Širca, 1997). Liza (razpad)

celic se zgodi takrat, kadar je v celici prevelika količina vode in celična membrana poči, z njo

pa se uniči tudi celica (Bonney, 2014).

5

Slika 2: Eritrociti v hipertonični, izotonični ter hipotonični raztopini (pridobljeno s:

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/76/Osmotic_pressure_on_blood_cells_diagram.svg)

2.2 ZGRADBA CELIČNE MEMBRANE

Biološka membrana, ki je vedno dvoslojna, gradi celično membrano in omejuje znotrajcelične

predelke. Sestavlja jo neprekinjena plast molekul, ki celico razmejuje proti okolju (Jezernik,

Veranič in Sterle, 2012). Omogoča tudi prehod snovi med predelki v celici ter med celico in

okoljem. Celično sporočanje ter energijski procesi prav tako potekajo na celičnih membranah

(Štrus in Kostanjšek, 2008). V osnovi je celična membrana zgrajena iz dveh plasti

fosfolipidnih molekul. Fosfolipidi so molekule, ki so v vodnem okolju v dvosloju. V dvosloju

so fosfolipidne molekule različno razporejene, zato pravimo, da je membrana asimetrična

(Štrus in Kostanjšek, 2008). Pogosto je pri živalski celici med membranske fosfolipide vezan

tudi holesterol. V dvosloj so vključene še beljakovine (Anselme, Périlleux in Richard, 1999).

Dvosloj je navzven hidrofoben, navznoter pa hidrofilen. Polarni ali hidrofilni deli so obrnjeni

navzven, nepolarni ali hidrofobni deli pa navznoter (Štrus in Kostanjšek, 2008). V dvosloj so

vložene membranske beljakovine (receptorji, ionski kanalčki, strukturne beljakovine) (Štiblar

Martinčič et al., 2012). Zaradi takšne zgradbe ima biološka membrana specifične lastnosti. Je

selektivno prepustna, kar pomeni, da ni enako prepustna za vse vrste snovi. Lipidni dvosloj je

pretežno neprehodna membrana, ki določenim polarnim snovem omogoča nadzorovane

prehode v celice ali iz njih (Jezernik, Veranič in Sterle, 2012). Nekatere membranske

beljakovine omogočajo prehajanje določenih molekul skozi membrano, druge beljakovine pa

aktivno črpajo snovi v celico ali iz nje (Anselme, Périlleux in Richard, 1999). Prehod manjših

molekul je nadzorovan tako, da se vzdržuje kemijska sestava citoplazme (Štrus in Kostanjšek,

2008). S to prepustnostjo membrana vzdržuje mejo med notranjostjo in zunanjostjo (Štiblar

Martinčič et al., 2012). Prenos snovi lahko poteka z enostavno difuzijo ali ob pomoči

membranskih transportnih proteinov (Jezernik, Veranič in Sterle, 2012).

6

2.3 DIFUZIJA

Transport snovi je lahko aktivni ter pasivni in difuzija spada med slednje. Aktivni transport

potrebuje za svoje delovanje energijo, ki izvira iz metabolizma celice (na primer hidroliza

ATP) (Štrus in Kostanjšek, 2008), pasivni transport pa ne potrebuje nobene energije.

Molekule bodo naključno potovale iz območja z visoko koncentracijo na območje z nizko

koncentracijo, v kolikor obstaja takšna pot (Alberts et al., 2009). Difuzija je najpreprostejši

mehanizem, s katerim lahko molekule prečkajo plazmalemo (Cooper in Hausman, 2009). Z

njo se prenašajo tudi enostavne nepolarne in polarne molekule (sladkorji, aminokisline …).

Smer prenosa snovi je odvisna od koncentracijskega gradienta na obeh straneh membrane

(Jezernik, Veranič in Sterle, 2012). Membranski proteini niso vključeni v pasivno difuzijo in

smer transporta je odvisna od koncentracije molekul znotraj in zunaj celice (Cooper in

Hausman, 2009). Večje, polarne molekule (sladkorji, aminokisline) in manjši ioni potujejo s

pospešeno difuzijo, ki poteka s specifičnimi membranskimi proteini (Štrus in Kostanjšek,

2008).

2.3.1 TEORIJA DIFUZIJE

Zaradi toplotne energije so molekule v stalnem gibanju in zelo učinkovito potujejo v

notranjost celice skozi naključno gibanje – proces, ki ga imenujemo difuzija. Vsako sekundo

na ta način vsaka molekula v celici trči z velikim številom drugih molekul (Alberts et al.,

2009). Pri difuziji se izenačuje koncentracija, če je koncentracija na začetku različna za

različne predele snovi. Osnovni mehanizem transporta ali prenosa ustrezne količine je

termično gibanje in trki med molekulami. Pri difuziji govorimo o transportu delcev različnih

komponent v raztopini ali plinski mešanici (Peternelj in Kranjc, 2014).

S selektivno prepustnostjo bioloških membran za majhne molekule celica nadzira in ohranja

svojo notranjo sestavo. Skozi fosfolipidni dvosloj lahko prosto prehajajo le majhne, nenabite

molekule (Cooper in Hausman, 2009). Encimi in druge makromolekule difundirajo skozi

citoplazmo veliko počasneje kot majhne molekule. Hitrost, s katero difundira, pa je odvisna

od velikosti molekule in njenih topnih lastnosti. Manjša, kot je molekula, in bolj kot je topna

v olju (bolj hidrofobna ali nepolarna), hitreje bo difundirala (Alberts et al., 2009). Majhne

nepolarne molekule, kot na primer O2 in CO2, so topne v lipidnem dvosloju in lahko prehajajo

skozi celično membrano. Majhne, nenabite polarne molekule, kot na primer H2O, lahko tudi

prehajajo skozi membrano, medtem ko večje nenabite polarne molekule (glukoza) ne morejo.

Nabite molekule (ioni) ne morejo prehajati skozi fosfolipidni dvosloj, ne glede na velikost.

Enako velja tudi za H+ ione in druge (Na+, K+, Ca2+ in Cl-), ki s prosto difuzijo ne morejo

prehajati. Prehod omenjenih molekul skozi membrano poteka preko posebnih transportnih in

kanalnih proteinov (Cooper in Hausman, 2009). Ioni potujejo večinoma skozi ionske kanalčke

pasivno in zelo selektivno. Kanalčki so po sestavi proteini in vsebujejo vodne pore. V kolikor

pride do spremembe električne napetosti membrane, mehanske spremembe na membrani ali

druge spremembe (na primer vezave liganda), se kanalček, ki je večinoma zaprt, odpre (Štrus

in Kostanjšek, 2008).

7

Iz omenjenega lahko sklepamo (Alberts et al., 2009):

1. Majhne nepolarne molekule (molekularni kisik, ogljikov dioksid) se hitro raztopijo v

lipidnem dvosloju in se zato hitro razporedijo skozi dvosloj (celice potrebujejo to

polprepustnost plinov za potrebe celičnega dihanja).

2. Nenabite polarne molekule (molekule z neenakomerno razporeditvijo električnega

naboja) tudi difundirajo skozi dvosloj, če so dovolj majhne. Voda in etanol potujeta

precej hitro, glicerol pa počasneje.

3. Lipidni dvosloj je zelo neprepusten za vse ione in nabite molekule, ne glede na

njihovo velikost.

Membrana mora omogočiti pot tudi drugim molekulam (na primer ionom, sladkorjem,

aminokislinam, nukleotidom, celičnim metabolitom), saj celice potrebujejo hranila in odpadne

snovi. Te molekule bi prečkale lipidni dvosloj s prepočasno difuzijo, zato obstajajo drugi

mehanizmi (specifični membranski transport proteini) za učinkovit prenos skozi celično

membrano (Alberts et al., 2009).

Za razumevanje difuzije je pomembno tudi Brownovo gibanje, ki je termično gibanje

gradnikov snovi, ki ni značilno le za atome in molekule, temveč tudi za makroskopske delce

(primer: drobci saj v črnilu) (Peternelj in Kranjc, 2014).

Prav tako je pomemben Fickov ali prvi difuzijski zakon. V predelu alveolov in tkiv poteka

izmenjava dihalnih plinov. Povsod, kjer dihalna plina prehajata iz plinastega v tekoči medij, iz

tekočega v plinasti medij, iz ene tekočine v drugo, poteka prehajanje v skladu s Fickovim

zakonom. Količina snovi, ki preide z difuzijo v časovni enoti je sorazmerna gradientu

parcialnih tlakov snovi na eni in drugi strani mejne površine, sorazmerna velikosti mejne

površine, sorazmerna difuzijskemu koeficientu snovi in obratno sorazmerna dolžini difuzijske

poti (Anselme, Périlleux in Richard, 1999).

2.3.2 ENOSTAVNA DIFUZIJA

Enostavna difuzija je prenos določenih snovi z mesta z večjo koncentracijo snovi proti mestu

z nižjo koncentracijo snovi. Je naključno gibanje snovi in v celicah ne poteka brez izpolnitve

dveh pogojev: različne koncentracije snovi zunaj celice in v notranjosti ter prepustnosti

membrane za prehajajočo snov (Jezernik, Veranič in Sterle, 2012). Koncentracijski gradient

določa razlika v koncentraciji molekul znotraj nekega prostora. Na hitrost difuzije vpliva

velikost koncentracijskega gradienta, velikost molekul, temperatura in lastnost molekul

(Štiblar Martinčič et al., 2012). Hitrost prehoda je obratno sorazmerna s porazdelitvenim

koeficientom. Pomembna je tudi velikost molekul, ki prehajajo skozi membrano. Manjše

molekule prehajajo hitreje. Z enostavno difuzijo prehajajo skozi membrane kisik, ogljikov

dioksid, dušikov oksid in voda (Jezernik, Veranič in Sterle, 2012).

2.3.3 OLAJŠANA DIFUZIJA

Z olajšano ali facilitirano difuzijo prehajajo skozi membrane nekatere večje polarne molekule

(aminokisline), ki niso topne v lipidih ter za prehod potrebujejo prenašalce. Aminokisline se

začasno vežejo na prenašalne beljakovine, ki so v celični membrani, in se prenašajo v smeri

8

koncentracijskega gradienta (na tak način prehaja tudi glukoza) (Štiblar Martinčič et al.,

2012).

2.4 OSMOZA

Plazmalema je prepustna za vodo. Če je celotna koncentracija topljencev nizka na eni strani

membrane in visoka na drugi strani, bo voda potovala dokler ni koncentracija topljencev na

obeh straneh enaka (Alberts et al., 2009). Difuzija molekul lahko poteka tudi skozi

membrano, dokler ima membrana luknje ali pore, skozi katere bodo molekule lahko potovale.

Osmoza je v osnovi difuzija molekul topila. Ker je topilo v živih sistemih voda, je osmoza v

živih sistemih difuzija vode skozi polprepustno membrano. Voda potuje iz področja z višjo

koncentracijo vodnih molekul na območje z nižjo koncentracijo vodnih molekul (Bonney,

2014). Osmoza poteka le v primeru, kadar voda difundira skozi polprepustno ali delno

prepustno membrano (Winterbottom, 1999).

Voda prehaja skozi membrane skozi lipidni dvosloj in s pomočjo specifičnih vodnih

transportnih proteinov. Hitrost je odvisna od lipidnih struktur in prisotnosti sterolov. V obeh

primerih je pretok vode pasiven in poteka z osmozo (Haines, 1994). Različne celice se

soočajo z izenačenjem osmoze na različne načine. Rastlinske celice preprečijo nabrekanje s

celično steno in tako lahko prenašajo veliko osmotsko razliko v njihovi plazemski membrani.

Osmoza, skupaj z aktivnim transportom ionov, rezultira v turgorskem pritisku, ki ohranja

rastlinske celice napolnjene z vodo, medtem ko so njihove celične stene napete. Pri nekaterih

enoceličarjih, ki živijo v sladki vodi (amebe), odvečna voda konstantno teče v celico z

osmozo. Ta voda se nato zbere v kontraktilnih vakuolah, ki odvajajo odvečne snovi v okolico

(Alberts et al., 2009).

Slika 3: Potek osmoze (Bonney, 2014)

9

2.4.1 OSMOTSKI TLAK IN TONIČNOST

Voda lahko prosto prehaja skozi plazmalemo, kar ji omogočajo posebne pore v plazmalemi

celic. Do prehoda vode pride takrat, kadar imamo osmotski gradient (razlika v koncentraciji

topljenca na obeh straneh membrane), in topljenec sam ne more prehajati prosto skozi

membrano. Osmotski tlak je sila, ki je potrebna za uravnoteženje težnje po prehodu vode

skozi polprepustno membrano, ki ločuje dve raztopini z različnima koncentracijama topljenca

(Štiblar Martinčič et al., 2012).

Osmotski tlak lahko razložimo s formulo, za katero je Jacobus van 't Hoff prejel Nobelovo

nagrado za dosežke na kemijskem področju:

Π= kT c

kjer je Π osmotski tlak, c molarna koncentracija topljenca, T temperatura in k Boltzmannova

konstanta (Borg, 2003).

Toničnost je učinek raztopine zunaj celice na prostornino žive celice. Z osmozo prehaja voda

npr. med medceličnim prostorom, deloma pa med svetlino kapilare in medceličnim

prostorom. Poznamo tri vrste raztopin: (1) izotonične raztopine, ki so v osmotskem

ravnovesju z znotrajcelično raztopino; (2) hipertonične raztopine, ki imajo višjo koncentracijo

osmotsko aktivnih snovi, kot je koncentracija teh snovi znotraj celice – voda prehaja iz celice

in jo posledično krči in (3) hipotonične raztopine, ki imajo nižjo koncentracijo osmotsko

aktivnih snovi - voda prehaja v celico ter povzroči nabrekanje in razpad celice (lizo

eritrocitov) (Štiblar Martinčič et al., 2012).

Živalska celica naj ne bi bila sposobna zdržati velike razlike v tlaku, zato mora celica

uravnavati znotrajcelično koncentracijo delcev tako, da je v ravnovesju z zunanjo

koncentracijo. V nasprotnem primeru celica lahko poči ali dehidrira. Najbolj optimalna je

izotonična raztopina, ki jo dobimo tako, da dodamo vodi približno 0,15 mol/L NaCl. To

ustreza notranji in zunanji koncentraciji celice večine vretenčarjev. Pri diabetikih je nevarnost

pojava hiperosmolarne kome, kadar je v krvi velika koncentracija glukoze (telo se medtem

poskuša znebiti odvečne glukozne vode). Ta visoka osmolarnost krvi lahko poškoduje celice

in je celo smrtno nevarna, v kolikor ne ukrepamo hitro (osebo rehidriramo). Dehidracija se

pojavi tudi pri potenju, ker je znoj hipotonična raztopina (Borg, 2003).

2.5 RAZISKAVE O RAZUMEVANJU DIFUZIJE IN OSMOZE

Difuzija in osmoza sta ključnega pomena za razumevanje ključnih bioloških procesov. Samo

razumevanje osmoze je na primer pomembno za razumevanje prenosa vode v rastlinah,

ravnovesja vode pri vodnih bitjih, turgorja v rastlinah in transporta pri živih organizmih

(Odom in Barrow, 1993). Oba pojma je lahko poiskati v številnih učbenikih in naravoslovnih

kurikulumih, še posebno v učbenikih za biologijo (Odom in Settlage, 1994). Difuzija je dober

primer razumevanja konceptov. Je relativno enostavna za demonstracijo in se pojavlja v

vsakdanjem življenju. Kljub temu pa potrebujemo sposobnost molekularne predstave

(Westbrook in Marek, 1991). Znanje učencev o difuziji je v glavnem osredotočeno na samo

definicijo difuzije. Na mikro in makro ravni je znanje slabo – učenci na primer ne povezujejo

delovanja difuzije v rastlinah (Kurt, Ekici, Aktas in Aksu, 2013). Med študenti je veliko

napačnih predstav v času njihovega šolanja, kar potrjujejo številne raziskave (Westbrook in

10

Marek, 1991; Marek, Cowan in Cavallo, 1994; Odom, 1995). Tudi učitelji imajo nepopolno in

napačno znanje o osmozi (Kurt, Ekici, Aktas in Aksu, 2013). Veliko napačnih predstav si

lahko razlagamo zaradi napačnega razumevanja znanstvenih pojmov (Westbrook in Marek,

1991). Bodoči učitelji morajo uporabiti svoje znanje v praksi, da lahko učencem razložijo, kje

se oba pojma pojavljata v vsakdanjem življenju – na primer pri dihanju, delovanju ledvic in

transportu v rastlinah (Tomažič in Vidic, 2012). Nekateri avtorji (Simpson in Marek, 1988) so

ugotovili, da razumevanje difuzije in osmoze zahteva tudi formalno spretnost sklepanja (ang.

formal reasoning skills) in ravno iz omenjenega razloga se lahko pri študentih pojavijo težave

pri razumevanju konceptov. Algebra zahteva ravno omenjeno formalno spretnost sklepanja,

zato imajo študenti algebre lahko bolje razvito abstraktno mišljenje in posledično boljše

razumevanje difuzije in osmoze.

V Sloveniji sta Tomažič in Vidic (2012) naredila raziskavo o razumevanju difuzije in osmoze

pri bodočih učiteljih naravoslovnih znanosti (t.j. biologije, kemije in fizike). Uporabila sta test

za difuzijo in osmozo (DOD; angl. Diffusion and Osmosis Diagnostic) v prvih, drugih in

tretjih letnikih. Sodelovalo je 168 študentov. Predvidevala sta sledeče: (1) študentje višjih

letnikov bodo dosegli boljše rezultate zaradi njihove izpostavljenosti obema tematikama v

univerzitetnem študiju biologije ali kemije; (2) študentje z vezavo kemija bodo dosegli boljše

rezultate zaradi več kemijskih vsebin in (3) boljše rezultate bodo dosegli študenti, ki so že v

osnovni šoli imeli eksperimentalno delo, povezano z obema konceptoma. Vse tri hipoteze sta

potrdila, vendar so rezultati slabi in nižji od pričakovanih. Bodoči učitelji naravoslovnih

znanosti nimajo zadovoljivega znanja glede difuzije in osmoze. Razlog je lahko v strukturi

slovenskega kurikuluma za osnovno šolo (tretja triada: 7., 8., in 9. razred) – oba pojma se

razlaga tako pri biologiji, kot pri kemiji, v različnem časovnem obdobju, kar lahko vodi do

napačnih predstav. Malo je tudi laboratorijskih vaj, od 70 učnih ur na leto pri predmetu

biologija je namenjenih laboratorijskim vajam in delu na terenu le 14 ur.

V Združenih državah Amerike je bilo narejenih kar nekaj raziskav o razumevanju difuzije in

osmoze (Odom in Barrow, 1993; Odom in Barrow, 1995; Odom in Settlage, 1994; Westbrook

in Marek, 1991; Fisher, Williams in Lineback, 2011). Vse omenjene raziskave ugotavljajo

enako: učenci ali študentje slabo razumejo koncepta difuzije in osmoze in imajo neustrezne ali

napačne predstave. Tudi Winterbottom (1999) ugotavlja, da imajo učenci težave z

razumevanjem osmoze. Velikokrat učenci pri definiciji prvič slišijo za vodno koncentracijo.

Voda je sestavljena iz delcev in lahko difundira na enak način kot topljenec. Osmoza poteka

le v primeru, kadar voda difundira skozi polprepustno ali delno prepustno membrano. Skozi

tako membrano bodo difundirali le nekateri delci. Odom in Barrow (1993) sta v svoji

raziskavi ugotovila, da med moškimi in ženskami ni pomembne razlike pri razumevanjem

obeh konceptov ter da ima matematično znanje pomembno vlogo pri razumevanju. Napačne

predstave so bile najbolj izrazite pri naslednjih področjih: (1) proces difuzije; (2) proces

osmoze in (3) naključno gibanje snovi in gibanje delcev. Te predstave se razvijejo zaradi

potrebe učencev po razlagi njihove fizikalne in biološke okolice in jih je težko spremeniti s

tradicionalnimi metodami poučevanja. Odom in Settlage (1994) sta omenjeno tematiko

raziskovala pri srednješolcih. Namen je bil raziskati, ali obstaja povezava med

posameznikovim kognitivnim razvojem in razumevanjem difuzije in osmoze, ugotovitve pa

so podobne kot pri raziskavi pri študentih (Odom in Barrow, 1993). Pomembnih razlik med

spoloma in razredi ni. Podobne rezultate je pri srednješolcih odkril tudi Oztas (2014). Kurt,

Ekici, Aktas in Aksu (2013) so raziskovali, kako dobro učitelji razumejo difuzijo. Sodelovalo

je 44 učiteljev biologije v Turčiji. Skoraj četrtina udeležencev je imela nepopolno ali napačno

razumevanje koncepta.

Kljub različnim metodam (različnim testom in nalogam za difuzijo in osmozo) imajo

študentje težave pri razumevanju difuzije in osmoze. Odgovori študentov vsebujejo več

11

znanstvene terminologije, kot odgovori učencev, vendar so rezultati še vedno pod

pričakovanimi. Čeprav so študentje razpolagali z večjo količino informacij in razlag, jim to ni

pomagalo k izboljšanju razumevanja. Tudi različne naloge iz biologije in kemije niso

izboljšale razumevanja (Westbrook in Marek, 1991). Cook, Wiebe in Carter (2008) so

ugotavljali, kako dijaki razumejo procese difuzije in osmoze s pomočjo očesnega sledilca.

Ugotovili so, da se učenci s slabšim znanjem osredotočajo na makroskopske in ne

submikroskopske predstavitve, medtem ko so bili učenci z višjim razumevanjem uspešnejši

pri povezovanju makroskopske in molekularne predstavitve. Nekatere od težav z

razumevanjem so lahko povezane s karakteristiko študentov (stopnja znanstvenega mišljenja,

njihovo predznanje …), vendar večji del težav lahko pripisujemo napačnemu pristopu

poučevanja (Hasni, Roy in Dumais, 2016). Nekatere študije so se osredotočile na

konstruktivistične metode poučevanja obeh konceptov (znanstvene raziskave, laboratorijski

pristop, računalniški pripomočki in drugo). Z omenjenimi metodami so študentje dosegli

boljše rezultate kot pri tradicionalnih metodah poučevanja (Hasni, Roy in Dumais, 2016).

Portugalska raziskava (Sousa, 2016) je na primer uporabila učni pristop, ki temelji na

reševanju problemov. Združili so laboratorijsko dejavnost ter računalniški model osmoze.

Rezultati so pokazali, da so dijaki razvili ustrezne laboratorijske spretnosti, hkrati pa so bili

sposobni svoje ugotovitve tudi argumentirati. Računalniške animacije imajo lahko pozitiven

učinek na nekatere predstave študentov (npr. kaj se dogaja na molekularnem nivoju, ko delci

parfuma difundirajo v zrak) (Sanger, Brecheisen in Hynek, 2001). Reševanje problemov (ang.

problem solving) je lahko dober način za boljše razumevanje osmoze (Zuckerman, 1994).

Tudi s pomočjo hrane in kuhanja lahko razložimo temeljne znanstvene koncepte v

naravoslovju. Vaje spodbujajo učence, da mislijo kot raziskovalci in vadijo znanstvene

metode (merjenje in drugo). Vključevanje študentov v znanstvene raziskave je ključen vidik

znanstvenega izobraževanja, ki pa ga je včasih težko doseči v razredu (Zhou, Nyberg in

Rowat, 2015). Učenje z raziskovanjem v laboratoriju lahko pomaga učencem pri odpravljanju

napačnih predstav, še posebno na molekularnem nivoju (Meir, Perry, Stal, Maruca in Klopfer,

2005). Biologijo bi bilo potrebno učiti v laboratorijskem okolju in jo podpreti s čim več

tehnologije kot je mogoče (Kurt, Ekici, Aktas in Aksu, 2013).

Naravoslovje ni smiselno brez praktičnih izkušenj učencev v šolskem laboratoriju.

Laboratorijske izkušnje spodbujajo učence k razumevanju znanstvenih konceptov in aplikaciji

le-teh. Prav tako spodbujajo praktične spretnosti in zvišujejo sposobnost reševanja problemov

(Hofstein in Mamlok-Naaman, 2007). Pri laboratorijskih vajah je ključno, da imamo jasne

cilje. Pri teh vajah se učenci poleg posebnih praktičnih spretnosti naučijo tudi varnostnih

postopkov, meritev in natančnega opazovanja. Sposobnost opazovanja in razlage sta še kako

pomembna cilja, ki ju lahko dosežemo s praktičnimi vajami. Poleg tega se učenci naučijo tudi

skupinskega dela, poročanja, predstavitve rezultatov, upravljanja s časom, reševanja

problemov (Reid in Shah, 2007). Poleg naštetega vplivajo tudi na razumevanje, kako znanost

deluje in kako znanstveniki raziskujejo, hkrati pa naj bi povečale interes in motivacijo pri

učencih. Učitelj mora postaviti dovolj natančno definicijo glede praktičnih vaj v laboratoriju.

Nekatere laboratorijske dejavnosti so izvedene individualno, spet drugič v majhnih in velikih

skupinah, nekateri učitelji si vzamejo čas za razlago dejavnosti, spet drugi to opravijo hitro,

brez vnaprejšnje priprave (Hofstein in Mamlok-Naaman, 2007). Raziskava, ki so jo opravili v

Združenih državah Amerike (Lukum in Paramata, 2015), je ugotovila, da so študentje na

splošno zadovoljni s kemijskim laboratorijem. Aktivno učenje je učinkovita pedagoška

tehnika (Zhou, Nyberg in Rowat, 2015).

12

2.6 NAZORNA RAZLAGA IN PRAKTIČNI POUK ZA

RAZUMEVANJE NARAVOSLOVNIH POJMOV

Naravo kemijskih pojmov je mogoče opisati na treh stopnjah. Prva stopnja se imenuje

makroskopska (senzorna, zaznavna) raven in zajema opazovanje določenega naravoslovnega

procesa. Druga stopnja (submikroskopska) je razlaga določenih opažanj s teorijami (atomska,

molekularna ali ionska raven delcev). Makroskopska opažanja in submikroskopsko raven

delcev prevedemo v ustrezne simbole na tretji stopnji. Simboli lahko povzročijo napačna

razumevanja, če jih napačno ali nepopolno razložimo (Devetak, 2012). Biologija je predmet,

pri katerem imajo učenci težave pri razumevanju pojmov. Težavno je razumevanje na ravni

organizacije bioloških sistemov, abstraktnih pojmov ter povezava na mikroskopski in

makroskopski ravni (Kurt, Ekici, Aktas in Aksu, 2013). Učenci vseh starosti bodo po vsej

verjetnosti bolje razumeli difuzijo, kadar učitelj uporabi različne poskuse in demonstracije

(Winterbottom, 1999). Poleg klasičnega učenja učitelji nemalokrat posežejo tudi po drugih

oblikah poučevanja – na primer metode vizualizacije, različne reprezentacije, metafore in

druge. Učitelji lahko uporabijo več kot eno metodo. Študije, ki sta jih zbrala Treagust in Tsui

(2013), kažejo, da so učenci bolje razumeli določeno tematiko, kadar jim je bila le-ta

predstavljena na več kot en način. Posamezne informacije je najbolje predstaviti v eni

reprezentaciji, pri več informacijah nam koristi tudi več predstavitev, pri reševanju problemov

pa so temelj razumevanja skupne predstavitve določene tematike. V kolikor učitelj uporabi

grafe, tabele, enačbe, slike bioloških vsebin, je to najbolje za učenčeve predstave. Različni

načini reprezentacij nam tudi omogočajo, da si vsebine lažje zapomnimo in predstavljamo

(enačba nam na primer predstavlja kvantitativno razmerje med spremenljivkami). Učenci se z

nekaterimi predstavitvami srečujejo tekom študija in jim zato z znanimi reprezentacijami

lahko razložimo neznane pojme in tematike. Sodelovalno učno okolje omogoča učencem, da

bolje izkoristijo svoje kognitivne in metakognitivne sposobnosti za boljše razumevanje. Kadar

uporabimo več predstavitev, se lahko tudi zgodi, da je razumevanje slabše. To se lahko zgodi

zaradi prevelike obremenitve kratkotrajnega spomina, kadar uporabimo preveč prezentacij

naenkrat za določeno tematiko. Pri njihovi uporabi moramo biti kritični, saj jih ne moremo

uporabiti za vsako (biološko) temo. Biološko znanje se razteza na več hierarhično

organiziranih ravni, zato je kot predmet poučevanja tudi precej edinstveno (Treagust in Tsui,

2013). Pri večceličnih organizmih so različne skupine celic specializirane za različne funkcije.

Skupina celic z isto nalogo se imenuje tkivo (na primer mišično tkivo). Tkiva so lahko

združijo v organe in organi v sisteme. Učenci imajo pogosto težave z razumevanjem celičnega

nivoja. Ne predstavljajo si, kako so celice, molekule in atomi povezani med seboj. Prav tako

imajo težave s predstavljivostjo tri-dimenzionalnega modela celice, predvsem zaradi

učbenikov, ki velikokrat predstavljajo 2D model celice (Winterbottom, 1999). Prav tako

potrebujemo za razumevanje biologije tudi znanje iz kemije, fizike in matematike (Treagust in

Tsui, 2013).

Naravoslovna pismenost učencev je odvisna tudi od izobraževalnega materiala in učnega

pristopa v pouku, ki ga učitelj uporablja. Pri biologiji se poleg makroskopske ravni, ki je

največkrat uporabljena, uporablja tudi mikroraven (celice) in submikroraven (delci snovi v

celicah) (Devetak, 2012). Reiss (2011) ugotavlja, da učenci potrebujejo analogijo in dobre

primere homeostaze za razumevanje nadaljnjih procesov (kako se kontrolira in zakaj je

potrebno notranje ravnovesje). Posamezne celice so občutljive tudi na najmanjše spremembe.

Zunanja membrana je lahko hitro poškodovana zaradi osmotskih sprememb. Termoregulacija

je velikokrat prvi primer pri homeostazi (hladnokrvne in toplokrvne živali). Učenci morajo

razumeti difuzijo, da lahko razumejo transport snovi pri rastlinah in živalih. Predlaga, da

13

učenci raziskujejo vodne organizme ali enoceličarje pod mikroskopom. Učenci radi opazujejo

z mikroskopom in dobijo veliko motivacije za nadaljnje raziskovanje. Na ta način lahko

postopoma učitelj preveri tudi napačne predstave učencev glede difuzije (Reiss, 2011).

Naloge, ki vključujejo submikroskopsko raven pojmov, so dobre za identifikacijo nepopolnih

in napačnih razumevanj. Učitelji morajo biti pozorni na pravilno uporabo submikroskopskega

didaktičnega materiala, da ne pride do napačnih predstav (Devetak in Glažar, 2007).

Definicija osmoze je izziv, saj je v vsakem učbeniku lahko definirana na drugačen način

(Reiss, 2011). Pri razlagi osmoze mora učitelj paziti, da vedno govori o relativni koncentraciji

vode. Veliko učencev namreč razlaga osmozo na način, da se voda premika iz tam, kjer jo je

več, na tisti del, kjer jo je manj. Ta razlaga ni pravilna, saj se gre za koncentracijo vode (voda

potuje iz območja z višjo koncentracijo vode glede na topljenec, na območje z nižjo

koncentracijo vode glede na topljenec). Osmozo je za učence potrebno umestiti v kontekst, saj

jo tako tudi lažje razumejo (Winterbottom, 1999). Učenci se veliko naučijo z aktivnostmi, ki

jih lahko izvajamo med poukom. Učitelji bi si morali prizadevati, da ustvarijo dinamično

izobraževalno okolje, ki nudi učencem priložnost za aktivno učenje (Sieberer-Nagler, 2015).

Pomembno je aktivno sodelovanje učencev med razlago ter v diskusiji. To lahko učitelj

doseže s tem, da učence spodbuja pri odgovorih, jim da priložnost za vprašanja, jih spodbuja

k razpravi (Marentič Požarnik, 1980). Učenci bolj razumejo znane primere iz naravoslovnega

sveta, kar lahko učitelj upošteva pri poučevanju in uporabi edukacijskih strategij. Učenci tako

izkazujejo tudi večji interes za učenje (Devetak, 2012). Različne metode vizualizacije

omogočajo učitelju, da naravoslovne pojme prikaže v čim bolj razumljivi luči (Vogrinc in

Devetak, 2007). Kritičnost, samokritičnost, delo v skupini so le ena izmed medosebnostnih

kompetenc, ki jih lahko dosežemo s praktičnim usposabljanjem (Smernice za praktično

usposabljanje na Univerzi v Ljubljani, 2007).

14

3 EMPIRIČNI DEL NALOGE

3.1 OPREDELITEV RAZISKOVALNEGA PROBLEMA

Tomažič in Vidic (2012) sta raziskovala razumevanje procesov difuzije in osmoze pri bodočih

učiteljih naravoslovnih znanosti. Rezultati raziskave so bili pod pričakovanji, saj velika večina

študentov ne razume procesov difuzije in osmoze. Do podobnih ugotovitev sta prišla že Odom

in Settlage (1994), ki sta identificirala veliko napačnih predstav o difuziji in osmozi med

srednješolci. Poleg napačnih predstav, srednješolci velikokrat ugibajo pravilne odgovore na

različna vprašanja v povezavi s to tematiko (Odom in Barrow, 2007). Fisher, Williams in

Lineback (2011) ugotavljajo, da se kljub uporabi različnih pristopov in pripomočkov pri

poučevanju, znanje študentov o difuziji in osmozi ne izboljšuje. Kadar uporabimo različne

metode za učenje z razumevanjem so rezultati razumevanja na molekularni ravni veliko

boljši, kot če uporabimo metodo razlage ali druge pripomočke (Meir et al., 2005).

Učitelji na vseh ravneh izobraževanja morajo biti sposobni zasnovati in izvesti kompleksno

poučevanje naravoslovnih pojmov, med katere spadata tudi difuzija in osmoza. Veliko

naravoslovnih pojmov namreč nima v makroskopskem svetu s čutili zaznavnih primerov. Na

razumevanje pojmov vplivajo tudi izobraževalne strategije, ki jih uporablja učitelj. V veliki

meri vplivajo na nastanek mentalnih modelov naravoslovnih pojmov pri učencih. Oblikovati

moramo take edukacijske strategije, ki jih bodo učitelji lahko uporabljali pri svojem delu. S

tem bodo pomagali učencem pri usvajanju naravoslovnega znanja na formalni in neformalni

ravni (Devetak, 2012).

3.2 RAZISKOVALNA VPRAŠANJA IN HIPOTEZE

V nalogi smo preverjali razumevanje procesov difuzije in osmoze pri študentih prvih in

zaključnih letnikov študija biologije na Pedagoški fakulteti s pomočjo preizkusa znanja. Z

vprašalnikom smo preverili, kateri predstavljeni poskusi so študentom najbolj všeč ter kakšno

je njihovo mnenje o uporabnosti predlaganih dejavnosti v pedagoški praksi. Predvsem nas je

zanimalo, kako lahko z različnimi poskusi vplivamo na raven znanja študentov o procesih

difuzije in osmoze. Poleg naštetega smo pregledali tudi učne načrte od 1. do 9. razreda

devetletne osnovne šole in preverili, v kakšni meri se posredno ali neposredno obravnavata

procesa difuzije in osmoze.

RAZISKOVALNA VPRAŠANJA

Z empirično raziskavo smo želeli odgovoriti na naslednja raziskovalna vprašanja:

1. Kako dobro razumejo študenti prvih in zaključnih letnikov procesa difuzije in osmoze

in kako se njihovo znanje razlikuje?

2. Ali lahko s pomočjo različnih dejavnosti vplivamo na njihovo raven znanja o procesih

difuzije in osmoze?

3. Katere predstavljene dejavnosti so študentom najbolj všeč in jih ocenjujejo za najbolj

nazorne za razumevanje procesov ter ali so uporabni v pedagoški praksi?

4. Kako vpliva drugo področje dvopredmetnega študija (kemija/gospodinjstvo) v vezavi

z biologijo na razumevanje procesov?

15

HIPOTEZE

V skladu s temi raziskovalnimi vprašanji smo postavili naslednje raziskovalne hipoteze:

Hipoteza 1: Med študenti prvih in zaključnih letnikov se pojavljajo razlike v razumevanju

procesov difuzije in osmoze. Študentje zaključnih letnikov bolje razumejo procese.

Hipoteza 2: S pomočjo različnih dejavnosti lahko pozitivno vplivamo na raven znanja

študentov o procesih difuzije in osmoze.

Hipoteza 3: Med študenti študijske smeri biologija-kemija in smeri biologija-gospodinjstvo se

pojavljajo razlike v razumevanju procesov difuzije in osmoze. Študenti študijske smeri

biologija-kemija bolje razumejo molekularni nivo procesov in lažje razumejo tematiko kot

študenti smeri biologija-gospodinjstvo.

3.3 METODE DELA

Uporabili smo kavzalno-neeksperimentalno metodo zbiranja podatkov in kvantitativni

raziskovalni pristop.

Vzorec

Preglednica 1: Pregled vzorca v raziskavi

f f (%)

Študenti, prvi letnik 22 61,1

Študenti, zaključni letnik 14 38,9

Skupaj 36 100,0

Vzorec je obsegal študente 1. letnika dodiplomskega študija (prvi letniki, študijski program

Dvopredmetni učitelj, smer biologija z vezavo) in študente 1. letnika podiplomskega študija

(zaključni letniki, študijski program Poučevanje, Predmetno poučevanje, smer biologija z

vezavo) na Pedagoški fakulteti v Ljubljani (preglednica 1).

Opis postopka zbiranja podatkov

V prvem delu smo pregledali posodobljene učne načrte za predmete Spoznavanje okolja,

Naravoslovje in tehnika, Naravoslovje in Biologija ter analizirali, v kolikšni meri se posredno

ali neposredno omenjata procesa difuzije in osmoze.

V drugem delu je tehnika zbiranja podatkov temeljila na preizkusih znanja in na vprašalniku.

Študentom smo pred predstavitvami procesov razdelili preizkus znanja (test pred poskusi), s

katerim smo preverili, kako dobro razumejo procesa difuzije in osmoze. Nato smo izvedli

različne poskuse, ki so povezani z difuzijo in z osmozo. Po izvedenih dejavnostih smo

ponovno razdelili preizkus znanja, ki je vseboval vprašanja o razumevanju procesov (test po

poskusih). V vprašalniku smo spraševali, kako so poskusi študentom všeč in kje jih lahko

uporabijo pri pouku biologije.

16

Predstavitvi sta potekali na Pedagoški fakulteti v Ljubljani.

1. predstavitev: študentje zaključnega letnika mag. študija Poučevanje, Predmetno

poučevanje, 14.12.2015 z začetkom ob 11.30 uri.

2. predstavitev: študentje prvega letnika dodiplomskega študija Dvopredmetni učitelj,

19.4.2016 z začetkom ob 14.40 uri. Obe predstavitvi sta potekali po enakem vrstnem redu.

Najprej smo študentom razdelili test pred poskusi (priloga 1), s katerim smo ugotavljali, kako

dobro je njihovo predznanje o procesih difuzije in osmoze brez predstavljenih dejavnosti.

Nato smo na kratko s pomočjo orodja Power Point predstavili oba procesa (definiciji difuzije

in osmoze ter kje se procesa pojavljata v naravi). Nato smo začeli s poskusi za difuzijo z

dišečo svečko/palčko, barvilom, medvedki in agarjem ter nadaljevali s poskusi za osmozo s

krompirjem, jajcem, animacijo in plazmolizo rdeče čebule). Animacijo ter plazmolizo smo

poiskali na internetu (YouTube in spletna stran), za merjenje časa pri dišeči palčki pa smo

uporabili internetno štoparico. Študentje so med poskusi reševali delovni list z vprašanji

(priloga 3). Po končanih predstavitvah poskusov so študentje rešili še vprašalnik o

uporabnosti poskusov pri pouku (priloga 2) ter test po poskusih, s katerim smo preverjali, ali

se je njihovo znanje po izvedenih aktivnostih izboljšalo. Test pred poskusi in test po poskusih

sta bila enaka.

Za zbiranje podatkov smo torej uporabili naslednje instrumente:

- preizkus znanja o difuziji in osmozi

- vprašalnik o uporabnosti poskusov pri pouku

POSTOPKI OBDELAVE PODATKOV

Podatke smo kvantificirali z deskriptivno in inferenčno statistiko. Vse podatke smo statistično

obdelali z računalniškim programom SPSS na deskriptivni in inferenčni ravni. Na deskriptivni

ravni smo izračunali absolutne (f) in odstotne (f %) frekvence, srednje vrednosti in standardne

odklone, na inferenčni ravni pa smo opravili Mann-Whitneyjev U test in Wilcoxonov test.

Rezultate smo predstavili opisno, grafično in tabelarično.

3.4 PREDSTAVITVE IZVEDENIH POSKUSOV

Poskusi so bili razdeljeni v dve kategoriji: poskusi za prikaz difuzije ter poskusi za prikaz

osmoze. Pri obeh kategorijah so bili demonstracijsko predstavljeni štirje poskusi, pri katerih

so lahko sodelovali tudi študentje. Vsak poskus je ponovljiv, primeren tudi za osnovno šolo in

se lahko izvaja v učilnici.

POSKUSI ZA PRIKAZ DIFUZIJE

1. Poskus z dišečo svečko/dišečo palčko

Pri poskusu lahko uporabimo dišečo svečko ali dišečo palčko. Slednja ima močnejši vonj in je

nekoliko bolj primerna, saj jo učenci hitreje zaznajo/zavohajo. Pred začetkom je potrebno

učence porazdeliti v razredu, da so vsi enako oddaljeni (npr. prva vrsta 1 meter stran od

katedra, druga vrsta 2 metra stran od katedra in tako naprej). Pripravimo štoparico (internetno

štoparico), saj morajo učenci zapisati čas, ko so zaznali vonj svečke ali palčke. Ko zaznajo

vonj, tudi dvignejo roko. Svečko/palčko položimo na kateder in jo prižgemo. Počakamo, da

večina učencev zazna vonj in ustavimo štoparico in ugasnemo svečko/palčko. Učenci naj

17

povejo svoj čas, mi pa medtem narišemo graf v odvisnosti od časa zaznave vonja in

oddaljenosti od svečke/palčke. S tem pokažemo naključno delovanje difuzije v prostoru

(difuzija ni usmerjena – delci se naključno premikajo po prostoru in se enakomerno

razporedijo čez čas).

2. Poskus z barvilom

Potrebujemo dve čaši z vodo različnih temperatur (ena naj bo hladna, druga pa vroča) ter

jedilno barvilo. Temperaturo zmerimo in jo povemo učencem, da si jo zapišejo. Čaši

postavimo na vidno mesto ter v obe kapnemo enako količino barvila. Počakamo nekaj sekund,

da se barvilo porazdeli po čaši, ter da je vidna razlika med obema čašama. Čaša, ki ima višjo

temperaturo vode, se obarva hitreje kot čaša z nižjo temperaturo. Difuzija poteka hitreje,

intenzivnost gibanja delca narašča z višanjem temperature (Brownovo gibanje – premikanje

mikroskopskih delcev v tekočini ali plinu; več trkov pomeni hitrejši potek).

Slika 4: Primer vaje z barvilom

3. Poskus z želatinastimi medvedki

Poskus z medvedki zahteva vnaprejšnjo pripravo. Potrebujemo tri želatinaste medvedke,

hipotonično vodo ter hipertonično raztopino (sladki sirup). Dva medvedka potopimo v vodo

za 24 ur. Nato enega izmed medvedkov po 24 urah vzamemo iz hipotonične raztopine ter ga

položimo v hipertonično raztopino za nadaljnjih 24 ur. Tretji medvedek služi kot primerjava v

velikosti (prej – potem). Učencem pokažemo vse tri medvedke naenkrat. S tem preprostim

poskusom lahko pokažemo učencem, kako vdira voda v želatinastega medvedka in s tem

spremeni njegovo velikost in obratno. Poskus lahko tudi skrajšamo (ni treba počakati 24 ur),

saj voda hitro vdira v želatino in s tem spremeni velikost medvedka.

18

Slika 5: Primer vaje z želatinastimi medvedki

4. Poskus z agarjem

Pri poskusu z agarjem lahko opazujemo difuzijo ter simuliramo prehranjenost celice (razmerje

med prostornino in volumnom). Uporabimo fenolftalein (indikator fenolftalein se v bazičnih

raztopinah obarva vijolično) in natrijev hidroksid. Kocke agarja imajo stranice velikosti 1 cm,

2 cm in 3 cm. Kocke potopimo za 15 minut v 4% raztopino natrijevega hidroksida. Po

določenem času kocke prerežemo na pol in izmerimo širino obarvanega pasu. Barvilo vdira v

agar z difuzijo, kar lahko vidimo kot vijolični okvir okoli kocke agarja.

Slika 6: Primer vaje z agarjem

19

POSKUSI ZA PRIKAZ OSMOZE

5. Poskus s krompirjem

Potrebujemo surov krompir, ki ga prerežemo na polovici. V vsako izmed polovic naredimo z

nožem približno 1 centimeter veliko luknjo. Nato v luknjo nasujemo žličko soli in po

določenem času (45 minut) opazujemo spremembe. Voda vdira zaradi različne koncentracije

soli, zato lahko v izdolbini opazimo vodo.

Slika 7: Primer vaje s krompirjem

6. Poskus z jajcem

Za omenjen poskus potrebujemo nekoliko več predpriprave. Dve surovi kokošji jajci

položimo v alkoholni kis za en dan, da se razgradi lupina in ostane le še polprepustna

membrana. Pri tem lahko opazimo ogljikov dioksid (mehurčki), ki se sprošča zaradi reakcije

med ocetno kislino in kalcijevim karbonatom v jajčnem ovoju. Nato obe jajci stehtamo. Prvo

jajce položimo za 24 ur v hipotonično raztopino (vodo), drugega pa v hipertonično raztopino

(sladkorni sirup). Po 24 urah obe jajci ponovno stehtamo. Opazimo, da je voda vdirala skozi

polprepustno membrano pri jajcu v hipotonični raztopini (masa jajca je večja od prvotne), ter

da je voda potovala iz območja z višjo koncentracijo na območje z nižjo koncentracijo pri

jajcu v hipertonični raztopini (masa jajca je manjša od prvotne).

20

Slika 8: Primer vaje jajce

7. Poskus z animacijo

Spletna stran animacije:

http://highered.mheducation.com/sites/0072495855/student_view0/chapter2/animation__how

_osmosis_works.html

Začetek animacije poteka tako, da je najprej predstavljena difuzija, nato pa osmoza. Razlaga

poteka v angleškem jeziku in vsebuje tudi angleške podnapise. Razloženo in predstavljeno je

tudi, kaj se zgodi s celico, če jo postavimo v izotonično, hipertonično in hipotonično

raztopino. S pomočjo animacije lahko študentje bolje razumejo proces osmoze, saj je

predstavljena na zanimiv in pregleden način. Pri predstavitvi omenjenega poskusa lahko

animacijo prevajamo v slovenščino.

8. Poskus plazmolize rdeče čebule

Plazmolizo pokažemo kot videoposnetek. V primerjavi s celičnim sokom je raztopina

hipertonična (bolj koncentrirana). Vode je več v vakuoli in za izenačenje koncentracije voda

izhaja iz vakuole v okolico celice. Vakuola se skrči, citoplazma odstopi od celične stene.

Plazmoliza poteka, dokler se koncentracija ne izenači.

3.5 REZULTATI

3.5.1 POJAVLJANJE VSEBIN V UČNIH NAČRTIH ZA OSNOVNO ŠOLO V

SLOVENIJI

Biologija je naravoslovna veda in njen namen je doseči pri učencih razumevanje principov,

zgradbe, razvoja in delovanja živega, vključno s človekom. Sega v vsa področja življenja

(Učni načrt Biologija, 2011). Učenci oblikujejo odnos in stališča do sebe, drugih, okolja in

narave. Pridobljene spretnosti ter znanja uporabijo pri prepoznavanju in reševanju problemov,

ki jim lahko pomagajo v vsakdanjem življenju (Učni načrt Naravoslovje, 2011). Učitelji

morajo biti sposobni zasnovati in izvesti kompleksno poučevanje naravoslovnih pojmov, med

21

katere spadata tudi difuzija in osmoza. Procesa sta pomembna za razumevanje osnovnih

bioloških procesov (Odom in Barrow, 1993).

Difuzija igra pomembno vlogo v našem vsakdanjem življenju. Lahko jo opazimo, kadar prš

parfuma postopoma odišavi sobo ali ko se barvilo porazdeli po papirju (Zhou, Nyberg in

Rowat, 2015). Razumevanje osmoze je pomembno pri razumevanju koreninskega sistema

rastlin (črpanje vode), vodnega potenciala, turgorskega pritiska in transporta snovi v

organizmih (Odom in Barrow, 1993).

V preglednici 2 analiziramo, kje se posredno ali neposredno v osnovni šoli pojavljata pojma

difuzija in osmoza. Pregledani so učni načrti in učbeniki za vse razrede devetletne osnovne

šole pri predmetih Spoznavanje okolja, Naravoslovje in tehnika, Naravoslovje ter Biologija.

Opisane so dosežene kompetence ali cilji ter glavni pojmi. Opazimo lahko, da je največ

posredno omenjene tematike v sedmem in osmem razredu.

Že v začetku osnovne šole se pri predmetu Spoznavanje okolja učenci posredno srečujejo s

pojmoma difuzije in osmoze. Učenci spoznajo svoje telo – od krvožilnega sistema, dihanja,

izmenjave dihalnih plinov, do vloge ledvic in čutil. V petem razredu se pri Naravoslovju in

tehniki poleg delovanja človeškega telesa srečajo še s pomenom vode za življenje. Razlago

celice in njene zgradbe učenci poslušajo v šestem razredu (Naravoslovje) in s tem posredno

spoznajo koncepta difuzije in osmoze. V šestem razredu se učijo o celičnem dihanju, energiji

za življenjske procese ter zgradbi in delovanju rastlin. Sedmošolci se učijo o celičnih

organelih, izmenjavi plinov, hormonskem sistemu, živčevju in čutilih. V osmem razredu bolje

spoznajo svoje telo in procese za normalno delovanje organizma – homeostazo. Devetošolci

se lahko posredno srečajo z difuzijo in osmozo pri tematiki kemijskih reakcij (biokemija).

Opisi doseženih kompetenc (učnih ciljev) so povzeti iz učnih načrtov za Spoznavanje okolja

(2011), Naravoslovje in tehniko (2011), Naravoslovje (2011) ter Biologijo (2011).

Preglednica 2: Pojavljanje konceptov difuzije in osmoze v učnih načrtih za osnovno šolo

Predmet Opis doseženih kompetenc (učnih

ciljev)

Glavni

pojmi

Teme iz učbenikov

Spoznavanje

okolja 1

Učenci vedo, da jim zdrav način

prehranjevanja, telesne vaje in počitek

omogočajo rast in razvoj ter da jim

pomagajo ohranjati zdravje, prav tako pa

ugotavljajo, da nekatere stvari, ki jih

dobijo v telo iz okolja, lahko škodijo.

Zdravo

življenje

Prehrana

Gibanje

Škodljive

stvari iz

okolja

Kako rastem?

Zdravo živim

Skačem, tečem

(Grošelj in Ribič,

2013a)

Spoznavanje

okolja 2

Drugošolci poznajo svoje telo in

poimenujejo notranje dele telesa.

Človeško

telo

Temeljni

notranji

organi

Rastem in se

spreminjam

Moje telo

(Grošelj in Ribič,

2013b)

Spoznavanje

okolja 3

Učenci spoznajo, da hrana vsebuje snovi,

ki so nujne, da se telo giblje, raste in

pravilno deluje.

Učenci poznajo svoja čutila in vedo, kako

deluje človeško telo.

Hrana

Čutila

Delovanje

telesa

Človeško telo

Živim zdravo

(Grošelj in Ribič, 2014)

22

Naravoslovje

in tehnika 4

Pri predmetu Naravoslovje in tehnika

znajo četrtošolci opisati pomen hrane in

razložiti, kaj se dogaja s hrano v

človeškem telesu. Razložiti znajo osnovni

pomen krvi ter znajo pojasniti, da teče kri

po žilah, da jo poganja

srce in da je krvožilje sklenjeno.

Učenci znajo razložiti, da se v pljučih

izmenjujeta dihalna

plina (ogljikov dioksid in kisik) ter

razliko v sestavi vdihanega in izdihanega

zraka. Razložijo pomen izločanja vode z

nerabnimi snovmi iz telesa in vlogo

ledvic pri tem ter dokažejo, da so čutila

sprejemniki podatkov in da omogočajo

razlikovanje zunanjih dražljajev po vrsti

in količini.

Prav tako znajo učenci opisati, kako

potujejo odzivi čutil po živcih v možgane

in pojasniti osnovni pomen možganov ter

pojasniti, da živčevje uravnava delovanje

telesa in da morajo za normalno

delovanje telesa usklajeno delovati vsi

njegovi deli.

Pomen hrane

Delovanje

človeškega

telesa

Pomen krvi

Srce in

krvožilje

Dihala

Izmenjava

dihalnih

plinov

Pomen

izločanja

vode

Vloga ledvic

Čutila

POJAVI, SNOVI,

ČLOVEK

Kako deluje človeško

telo?

- Gibala

- Prebavila

- Dihala

- Srce, kri in žile

- Izločala

- Čutila

- Koža je tudi

čutilo

- Živčni sistem

(Kolman, Mati Djuraki,

Furlan, Klanjšek Gunde,

Jaklin in Jerman, 2012)

Naravoslovje

in tehnika 5

Učenci znajo utemeljiti, da je dihanje

proces, pri katerem se sprošča energija.

Petošolci znajo dokazati, da živa bitja

vsebujejo veliko vode in utemeljiti

pomen vode za življenje ter pojasniti, da

se z znojem in sečem iz telesa

odstranjujejo škodljive snovi. Učenci

znajo utemeljiti pomen potenja za

uravnavanje telesne temperature.

Dihanje

Voda in njen

pomen za

življenje

Znoj

Seč

Potenje

Telesna

temperatura

VODA

V živih bitjih voda

potuje

- Potovanje vode

v živalih

Zakaj je voda tako nujna

za življenje

(Kolman, Mati Djuraki,

Furlan, Klanjšek Gunde,

Jaklin in Jerman, 2010)

Naravoslovje

6

Učenci pri Naravoslovju 6 razumejo, da

so organizmi zgrajeni iz celic in da imajo

celice notranjo zgradbo. Prav tako

spoznajo osnovno zgradbo celice in

spoznajo, da vsebujejo mnogo različnih

snovi. Šestošolci spoznajo, da se v

živalskih (in rastlinskih) celicah v

procesu celičnega dihanja sprošča

energija za poganjanje življenjskih

procesov ter vedo, katere snovi se pri tem

porabljajo in katere nastajajo. Razumejo

tudi, da v celicah ves čas poteka celično

dihanje (rastlinske in živalske). Spoznajo

osnovno zgradbo rastlinskih organov in

povežejo zgradbo organa z nalogami, ki

jih ta opravlja ter razumejo, da imajo

rastline dva transportna sistema, med

Zgradba

celice

Celično

dihanje

Energija

Življenjski

procesi

Nastajanje in

poraba snovi

Celično

dihanje

Zgradba in

delovanje

rastlin

Nastanek živega

- Vsa živa bitja so

zgrajena iz celic

- Zgradba celic

Kaj je živo?

- Življenjski

procesi (celica

diha, se deli)

(Mati Djuraki, Jerman,

Klanjšek Gunde in

Mihelič, 2014)

23

katerim je eden za prenos vode in

mineralnih snovi in drugi za prenos

sladkorjev do celic, ki ne opravljajo

fotosinteze.

Naravoslovje

7

Sedmošolci spoznajo, da posamezni deli

celice – celični organeli – opravljajo

različne naloge, in da v celicah poteka

celično dihanje (rastlinske, živalske,

glivne celice).

Pri modulu Zgradba in delovanje živali

učenci spoznajo, da živali večinoma

sproščajo energijo iz hrane s celičnim

dihanjem. Učenci razumejo, da celice

nerabne snovi izločijo v okolje, da pri

živalih izmenjava plinov poteka preko

dihalnih površin in spoznajo, da imajo

živali dva organska sistema za

uravnavanje in usklajevanje delovanja

posameznih telesnih delov (živčevje in

hormonski sistem). Spoznajo tudi, da

živali spremembe v okolju zaznavajo z

različnimi čutili in da živčevje usklajuje

odziv živali na spremembe.

Celični

organeli

Celično

dihanje

Življenjski

procesi

Kisik,

ogljikov

dioksid

Nerabne,

potencialno

strupene

snovi

Izmenjava

plinov

Živčevje

Hormonski

sistem

Čutila

1. Raznolikost narave

-Od celic je odvisno,

kdo si in kaj počneš

2. Kaj se dogaja v

organizmih?

-Pomembna je tudi

notranja zgradba

-Organizmi se

prehranjujejo

-Dostava do celic

-Brez dihanja ni

življenja

-Odvečne snovi telo

izloči

-Organizmi nadzorujejo

svoja telesa

(Devetak, Rozman,

Sopotnik in Susman,

2013)

Biologija 8 Osmošolci razumejo, da celice

izmenjujejo snovi z okoljem skozi

celično membrano. Učenci spoznajo, da

jetra sodelujejo pri različnih nalogah

(količina glukoze, tvorba žolča idr.), ter

to povežejo z vzroki in preventivo

bolezni jeter (aditivi, alkohol, strupi,

hepatitis ipd.) Razumejo tudi absorpcijo

snovi iz prebavnega sistema in jo

povežejo z obtočili, ki celice oskrbujejo s

hranilnimi snovmi. Osmošolci razumejo

razliko med pljučnim in celičnim

dihanjem ter poznajo zgradbo pljuč in

razumejo proces izmenjave plinov, to pa

povežejo s prenosom plinov do celic po

krvožilnem sistemu. Poznajo tudi vzroke

in posledice najpogostejših bolezni dihal

Celična

membrana

Mehanizem

organizma

Jetra

Bolezni jeter

Absorpcija

Prebavni

sistem

Obtočila

Motnje

hranjenja

Pljučno

dihanje

Celično

dihanje

Zgradba

1. (Raziskujem –

potujem skozi

sebe)

2. Sem iz celic

3. (Raziskujem se,

privlačim)

4. Diham,

izmenjujem

zrak z okolico

5. Gibam se

6. Zaznavam,

odgovorim

7. Čutim

8. Koža – meja z

okoljem

9. Natančno

uravnavam

24

in razumejo negativne vplive drobnih

delcev in strupenih snovi (kajenje, azbest

…). Učenci razumejo, da kri opravlja

veliko nalog in razumejo delovanje

telesnega in pljučnega krvnega obtoka.

Delovanje organizma je odvisno od

transportnih sistemov. Bele krvničke in

protitelesa sodelujejo pri obrambi telesa

pred okužbami (ta obrambni mehanizem

pa uporabljamo tudi pri preventivnem

cepljenju). Spoznajo se tudi z vzroki in

posledicami bolezni srca in ožilja.

Izločala imajo pomembno vlogo pri

vzdrževanju notranjega okolja in

izločanju celičnih odpadih snovi iz krvi.

Učenci razumejo to vlogo in spoznajo, da

na podlagi sestave seča lahko sklepamo o

različnih boleznih in ugotavljamo sledi

strupov ter opravimo test nosečnosti.

Žleze z notranjim izločanjem imajo vlogo

pri uravnavanju telesa in so medsebojno

povezane. Hormoni delujejo posredno na

delovanje celotnega organizma. Spoznajo

se z povezanostjo živčnega in

hormonskega sistema ter poznajo pogoste

motnje hormonskih žlez in posledice teh

motenj.

Čutila skrbijo za obveščanje osrednjega

živčnega sistema o spremembah o okolju

in telesu. Učenci se spoznajo z vrstami

čutil in razumejo njihovo povezanost z

živčevjem, njihovo delovanje in vlogo pri

ohranjanju uravnovešenega delovanja

organizma.

Osmošolci razumejo oskrbo mišičnih

celic s hrano in kisikom in jo povežejo s

fizično aktivnostjo telesa. Učenci

spoznajo osnovno zgradbo kože,

razumejo njeno vlogo pri uravnavanju

telesne temperature in spoznajo vzroke za

bolezni in poškodbe kože.

pljuč

Izmenjava

plinov

Bolezni dihal

Kajenje

Vloga krvi

Telesni in

pljučni krvni

obtok

Transportni

sistemi

Bele

krvničke,

protitelesa

Obramba

telesa

Bolezni srca

in ožilja

Izločala

Izločanje

odpadnih

snovi

Bolezni,

sledi strupov

Živčni sistem

Bolezni

živčnega

sistema

Žleze z

notranjim

izločanjem

Hormonski

sistem

Hormoni

Motnje

hormonskih

žlez

Čutila

Mišične

celice

Gibanje,

aktivnost

telesa

Zgradba kože

Telesna

temperatura

Bolezni in

poškodbe

kože

10. Hranim se

11. V meni se

pretaka

12. Izločam

(Lunder, 2012)

Biologija 9 Učenci se spoznajo s kemijo živih

sistemov in razumejo, da v organizmih

neprestano potekajo kemijske reakcije.

Kemijske

reakcije

Kemija živih sistemov

(biokemija)

Starčič Erjavec in

Klokočovnik, 2013)

25

3.5.2 RAZUMEVANJE PROCESOV DIFUZIJE IN OSMOZE PRI

ŠTUDENTIH PRVIH IN ZAKLJUČNIH LETNIKOV TER NJIHOVA

RAZLIKA V ZNANJU

V podpoglavju nas je zanimalo, kako dobro razumejo študenti prvih in zaključnih letnikov

oba procesa in kakšna je njihova razlika v znanju. To smo ugotavljali z analizo posameznih

vprašanj na preizkusu znanja ter z Mann-Whitneyjevim U testom.

Preglednica 3: Pregled pogostosti odgovorov prvih in zaključnih letnikov na testu pred poskusi in testu po poskusih pri

vprašanju 1 na preizkusu znanja

Vse membrane v živih celicah so:

PRVI LETNIKI ZAKLJUČNI LETNIKI

Test pred poskusi Test po poskusih Test pred poskusi Test po poskusih

f f (%) f f (%) f f (%) f f (%)

a 22 100 22 100 13 92,9 14 100

b 0 0 0 0 1 7,1 0 0

Legenda: a. polprepustne; b. prepustne

Študentje dodiplomskega študijskega programa (prvi letniki) so tako na testu pred poskusi kot

na testu po poskusih na prvo vprašanje glede membran v živih celicah odgovorili pravilno

(preglednica 3). Študentje podiplomskega programa (zaključni letniki) so skoraj vsi na testu

pred poskusi odgovorili pravilno (92,9%), le en odgovor je bil napačen (7,1%), na testu po

poskusih pa so vsi odgovorili pravilno.



Razlog za tak odgovor je, da celična membrana:



f f (%) f f (%) f f (%) f f (%)

a 1 4,5 2 9,1 0 0 0 0

b 2 9,1 1 4,5 0 0 0 0

c 19 86,4 19 86,4 14 100 14 100

Legenda:

a. omogoča prehod snovi v in iz celice; b. omogoča nekaterim snovem vstop v celico ter preprečuje vsem snovem, da bi

celico zapustile; c. dovoljuje nekaterim snovem, da gredo skozi membrano, drugim pa ne

26

Kot lahko razberemo iz preglednice 4, so študentje prvih letnikov kot razlog navedli v večini

primerov pravilni odgovor c (celična membrana dovoljuje nekaterim snovem, da gredo skozi

membrano, drugim pa ne) tako na testu pred poskusi, kot na testu po poskusih. Vsi študentje

zaključnih letnikov so na drugo vprašanje odgovorili pravilno.



Vodni raztopini sta ločeni s polprepustno membrano. Čista voda je v desnem delu, v levem

delu pa je vodi primešana barva. Skozi membrano lahko prehaja samo voda. Po dveh urah bo

gladina na LEVI strani:



f f (%) f f (%) f f (%) f f (%)

a 4 18,2 13 59,1 2 14,3 14 100

b 10 45,5 8 36,4 1 7,1 0 0

c 7 31,8 1 4,5 11 78,6 0 0

brez

odgovora

1 4,5 0 0 0 0 0 0

Legenda:

a. višja kot na desni; b. nižja kot na desni; c. nivo bo ostal nespremenjen

Pri tretjem vprašanju se tako pri študentih prvih letnikov kot pri študentih zaključnih letnikov

pojavljajo razlike na testu pred poskusi in testu po poskusih (preglednica 5). Na testu pred

poskusi so prvi letniki v večini odgovorili, da bo gladina vode na levi strani po dveh urah

nižja kot na desni strani (odgovor b), na testu po poskusih pa so odgovorili s pravilnim

odgovorom a – gladina na levi strani bo višja kot na desni strani. 78,6% zaključnih letnikov je

na testu pred poskusi odgovorilo napačno, na testu po poskusih pa so vsi odgovorili pravilno.



V 4-litrsko posodo v vodo dodamo žličko soli. Vode ne premešamo in počakamo nekaj dni,

da se molekule soli:



f f (%) f f (%) f f (%) f f (%)

a 6 27,3 7 31,8 1 7,1 0 0

b 16 72,7 15 68,2 13 92,9 14 100

Legenda:

a. koncentrirajo na dnu posode z vodo; b. postopoma razporedijo po celotni posodi z vodo

27

Na četrto vprašanje (preglednica 6) je večina študentov prvih letnikov tako na testu pred

poskusi kot na testu po poskusih odgovorila pravilno z odgovorom b. Enako velja za študente

zaključnih letnikov, na testu po poskusih pa so vsi odgovorili pravilno.



Razlog za tak odgovor je:



f f (%) f f (%) f f (%) f f (%)

a 2 9,1 3 13,6 1 7,1 0 0

b 2 9,1 2 9,1 0 0 0 0

c 18 81,8 17 77,3 13 92,9 14 100

Legenda:

a. je sol težja od vode, zato potone; b. se sol slabo topi v vodi ali se sploh ne; c. delci se gibljejo z mesta z višjo na mesto z

nižjo koncentracijo

Kot lahko razberemo iz preglednice 7, je velika večina študentov obeh letnikov navedla

pravilni razlog, kaj se zgodi s soljo tako na testu pred poskusi (odgovor c; prvi letniki 81,8%,

zaključni letniki 92,9%) kot na testu po poskusih (prvi letniki 77,3%, zaključni letniki 100%).

Delci se gibljejo z mesta z višjo na mesto z nižjo koncentracijo.



Slika prikazuje dve vodni raztopini, ki smo jih pravkar dodali v dve identični posodi.

Volumen raztopin je v obeh posodah enak. Posoda 1 vsebuje:



f f (%) f f (%) f f (%) f f (%)

a 12 54,5 17 77,3 6 42,9 8 57,1

b 4 18,2 1 4,5 0 0 0 0

c 6 27,3 4 18,2 8 57,1 6 42,9

Legenda:

a. več vode kot posoda 2; b. manj vode kot posoda 2; c. enako količino vode kot posoda 2

Na vprašanje je nekaj več kot polovica študentov prvih letnikov na testu pred poskusi

odgovorila s pravilnim odgovorom a (preglednica 8): posoda 1 vsebuje več vode kot posoda

2. 77,3% je pravilno odgovorila na testu po poskusih. Študentje zaključnega letnika so na

testu pred poskusi odgovarjali v večini z odgovorom c (posoda 1 vsebuje enako količino vode

28

kot posoda 2), na testu po poskusih pa je malo več kot polovica študentov odgovorila

pravilno.






f f (%) f f (%) f f (%) f f (%)

a 6 27,3 3 13,6 5 35,7 4 28,6

b 3 13,6 3 13,6 0 0 0 0

c 13 59,1 16 72,7 9 64,3 10 71,4

Legenda:

a. da je nivo tekočine v obeh posodah enak; b. da voda v posodi 1 vsebuje več raztopljenih delcev; c. da voda v posodi 1

vsebuje manj raztopljenih delcev

Kot razlog je več kot polovica študentov prvih letnikov navedla odgovor c tako na testu pred

poskusi kot na testu po poskusih, kar lahko vidimo v preglednici 9. Pravilen odgovor so v

večini prav tako na testu pred poskusi in testu po poskusih navajali študentje zaključnih

letnikov.



Slika predstavlja primer dveh velikih posod, ki vsebujeta destilirano vodo različnih

temperatur. Nato v vsako posodo dodamo po eno kapljico zelene barve. Postopoma se bo

voda obarvala zeleno. V kateri posodi bo voda postala hitreje zelena?



f f (%) f f (%) f f (%) f f (%)

a 0 0 0 0 0 0 0 0

b 22 100 22 100 14 100 14 100

Legenda:

a. posoda 1; b. posoda 2

Vsi študentje obeh letnikov so na osmo vprašanje odgovorili pravilno tako na testu pred

poskusi, kot na testu po poskusih – voda bo hitreje postala zelena v posodi 2, ki ima več

stopinj kot posoda 1 (preglednica 10).

29






f f (%) f f (%) f f (%) f f (%)

a 3 13,6 2 9,1 0 0 0 0

b 1 4,5 0 0 0 0 0 0

c 15 68,2 18 81,8 11 78,6 13 92,9

d 1 4,5 1 4,5 3 21,4 1 7,1

brez

odgovora

2 9,1 1 4,5 0 0 0 0

Legenda:

a. da barva hitreje razpade; b. počasnejše premikanje omogoča lažje gibanje molekul; c. molekule barve se premikajo hitreje;

d. temperatura spremeni velikost molekul

V preglednici 11 lahko opazimo, da so študentje prvih letnikov v večini kot razlog za navedli

odgovor c (molekule barve se premikajo hitreje) tako na testu pred poskusi in testu po

poskusih. Enako velja za študente zaključnih letnikov.



Vodni raztopini v veliki posodi sta ločeni s polprepustno membrano. Neobarvana voda je v

desnem delu. Sčasoma postane desna stran modra, medtem ko je modra barva na levi strani

svetlejša. To nakazuje, da:



f f (%) f f (%) f f (%) f f (%)

a 16 72,7 8 36,4 12 85,7 8 57,1

b 6 27,3 8 36,4 1 7,1 5 35,7

c 0 0 6 27,3 1 7,1 1 7,1

Legenda: a. ostaja nivo vode v obeh delih enak; b. nivo vode se bo dvignil na DESNI strani in upadel na LEVI; c. nivo vode se bo

dvignil na LEVI strani in upadel na desni

30

Večina študentov prvih letnikov je na deseto vprašanje na testu pred poskusi odgovorila z

odgovorom a (preglednica 12). Ostali so se odločili za odgovor b: nivo vode se bo dvignil na

desni strani in upadel na levi. Na testu po poskusih je manj študentov odgovorilo pravilno.

Študentje zaključnih letnikov so na testu pred poskusi odgovarjali s pravilnim odgovorom a,

na testu po poskusih pa jih je malo več kot polovica odgovorila pravilno, nekaj študentov pa

se je odločilo za odgovora b in c. Opazimo lahko, da se je pri obeh letnikih zmanjšalo število

pravilnih odgovorov na testu po poskusih pri vprašanju 10.






f f (%) f f (%) f f (%) f f (%)

a 11 50,0 11 50,0 9 64,3 6 42,9

b 7 31,8 7 31,8 2 14,3 3 21,4

c 2 9,1 3 13,6 0 0 4 28,6

d 2 9,1 0 0 3 21,4 1 7,1

brez

odgovora

0 0 1 4,5 0 0 0 0

Legenda:

a. voda in barva lahko prehajata skozi membrano; b. da barva lahko prehaja skozi membrano, vendar počasneje kot voda; c.

da barva prehaja skozi membrano in dviga nivo vode na desni strani; d. zračni pritisk bo vedno uravnaval enak nivo vode na

obeh straneh

Točno polovica študentov prvih letnikov je na testu pred poskusi in testu po poskusih

odgovorila na enajsto vprašanje s pravilnim odgovorom (odgovor a: voda in barva lahko

prehajata skozi membrano), kar lahko opazimo v preglednici 13. Tretjina se je odločila za

odgovor b. Študentje zaključnih letnikov so na testu pred poskusi v večini odgovorili s

pravilnim odgovorom a. Na testu po poskusih so odgovarjali različno.



Če bi eritrocit postavili v destilirano vodo, bi se krvna celica:



f f (%) f f (%) f f (%) f f (%)

a 4 18,2 2 9,1 1 7,1 3 21,4

31

b 14 63,6 20 90,9 9 64,3 11 78,6

c 4 18,2 0 0 4 28,6 0 0

Legenda:

a. skrčila; b. napihnila (napolnila); c. ostala nespremenjena

Študentje prvih letnikov so na testu pred poskusi v večini odgovarjali s pravilnim odgovorom

b (preglednica 14). Na testu po poskusih je bilo število pravilnih odgovorov večje (90,9%).

Zaključni letniki so v večini tako na testu pred poskusi kot na testu po poskusih odgovorili

pravilno.






f f (%) f f (%) f f (%) f f (%)

a 8 36,4 6 27,3 3 21,4 3 21,4

b 1 4,5 1 4,5 0 0 0 0

c 4 18,2 0 0 4 28,6 0 0

d 8 36,4 15 68,2 7 50,0 10 71,4

brez

odgovora

1 4,5 0 0 0 0 1 7,1

Legenda:

a. da voda potuje iz območja z višjo koncentracijo topljenca na območja z nižjo koncentracijo topljenca; b. da celica izgubi

stabilnost zunaj človeškega telesa; c. da ima celica homeostazo, zato bo ostala nespremenjena; d. da voda potuje iz območja z

višjo koncentracijo proste vode na območje z nižjo koncentracijo proste vode

Kot je lahko razbrati iz preglednice 15, so kot razlog študentje prvih letnikov na testu pred

poskusi navajali odgovora a in d. Na testu po poskusih je 68,2% študentov odgovorila

pravilno (odgovor d). Polovica študentov zaključnih letnikov je na testu pred poskusi navedla

odgovor d, večji del študentov pa se je na testu po poskusih odločilo za enak odgovor

(odgovor d, 71,4%).

32

Preglednica 16: Mann-Whitney U test za izračun razumevanja procesov difuzije in osmoze med študenti prvih in

zaključnih letnikov

Letnik Povprečni rang (R)

Prvi letniki 33,98

Zaključni letniki 40,46

Vrednost Mann-Whitneyjevega izračuna

Mann-Whitney U 505,00

Wilcoxon W 1495,00

Z -1,297

p 0,195

Primerjali smo skupno število doseženih točk na testu pred poskusi znanja. Vrednost Mann-

Whitneyjevega testa ni statistično pomembna (U = 505,00, p = 0,195). Podatkov ne moremo

posplošiti na osnovno množico, za vzorec pa lahko trdimo, da študentje zaključnih letnikov

bolje razumejo procesa difuzije in osmoze (R = 40,46) kot študentje prvih letnikov (R =

33,98).

Na splošno študentje zaključnih letnikov bolje razumejo procesa difuzije in osmoze kot

študentje prvih letnikov, kar je razvidno iz Mann Whitneyjevega U testa. Znanje študentov

prvih in zaključnih letnikov je pri večini vprašanj na testu pred poskusi enako. Razlikuje se

pri vprašanju, ki je vezano na osmozo (3. vprašanje na preizkusu znanja), kjer so študenti

obeh smeri v veliki večini odgovarjali napačno. Pri naslednjem vprašanju, ki je vezano na

prejšnji odgovor (4. vprašanje), so študenti zaključnih letnikov pokazali večje razumevanje

kot študenti prvih letnikov. Podobna situacija se je ponovila pri zadnjem vprašanju, ki se

navezuje na osmozo in eritrocite. Študentje zaključnih letnikov so se tekom študija večkrat

srečali s tematiko krvnega sistema, in s tem povezanih eritrocitov, kar bi lahko bil razlog za

boljše razumevanje. Tudi Tomažič in Vidic (2011) sta ugotovila, da so v povprečju starejši

študentje pokazali boljše razumevanje difuzije in osmoze. Predpostavljata, da bi to lahko bilo

zaradi ponavljajoče tematike in poglobljenega učenja tekom študija.

Pri pregledu rezultatov na testu pred poskusi in testu po poskusih za prvi letnik smo ugotovili,

da se znanje pri nekaterih vprašanjih razlikuje, pri nekaterih pa ni opaznih razlik. Študentje

prvega letnika so na testu po poskusih (x̄ = 9,1) dosegli višje število točk kot na testu pred

poskusi (x̄ = 7,9). Znanje se je najbolj opazno izboljšalo tako pri vprašanjih za osmozo (3., 12.

in 13. vprašanje), kot tudi pri vprašanjih za difuzijo (6., 7., 9.). Najbolj je opazna razlika pri 3.

vprašanju. Pri 10. vprašanju se je razumevanje študentov o osmozi poslabšalo.

Pregledali smo tudi rezultate študentov zaključnih letnikov na testu pred poskusi in testu po

poskusih. Študentje zaključnih letnikov so na testu po poskusih (x̄ = 10) bolje razumeli

koncept difuzije in osmoze kot na testu pred poskusi (x̄ = 8,6). S pomočjo dejavnosti tako

lahko vplivamo na njihovo raven znanja. Pri dveh vprašanjih, ki sta vezani na osmozo (10. in

11. vprašanje) so odgovori pod pričakovanji. Ravno tako kot pri prvih letnikih, je tudi pri

33

zaključnih letnikih najbolj opazna razlika pri 3. vprašanju , kjer je razumevanje osmoze veliko

boljše na testu po poskusih.

Ugotavljali smo, ali se znanje na testu po poskusih razlikuje pri prvem in zaključnem letniku.

Ugotovili smo, da so študentje prvega in zaključnega letnika na testu po poskusih dosegli

večje število točk (x̄ = 9,4) kot na testu pred poskusi (x̄ = 8,2), kar smo razbrali iz

Wilcoxonovega preizkusa. S pomočjo izvedenih dejavnosti lahko vplivamo na razumevanje

študentov o procesih difuzije in osmoze. Razlike se pojavljajo pri vprašanjih, ki se vežejo tako

na difuzijo, kot na osmozo (3., 4., 5. in 10.), kjer so študentje zaključnih letnikov odgovarjali

bolje od študentov prvih letnikov. Pri 6. vprašanju, ki je prav tako vezano na difuzijo, pa so

študenti prvih letnikov pokazali večje znanje po izvedenih dejavnostih. Znanje se je močno

izboljšalo pri 3. vprašanju o osmozi, saj je število pravilnih odgovorov pri obeh skupinah

veliko večje kot na testu pred poskusi.

3.5.3 VPLIV IZVEDENIH DEJAVNOSTI NA RAVEN ZNANJA O

PROCESIH DIFUZIJE IN OSMOZE PRI ŠTUDENTIH

V naslednjem podpoglavju smo s pomočjo Wilcoxonovega preizkusa ugotavljali, ali lahko s

pomočjo izvedenih poskusov vplivamo na raven znanja študentov o procesih difuzije in

osmoze.

Preglednica 17: Wilcoxonov preizkus za izračun ravni znanja študentov po izvedenih dejavnostih (prvi in zaključni letniki)

Število študentov

N

Srednja vrednost

(x̄)

Standardni odklon

Število točk na testu

pred poskusi

36 8,2 2,56


po poskusih

36 9,4 2,05

Vrednost Wilcoxonovega preizkusa

Z -3,310

p ,001

Vrednost Wilcoxonovega preizkusa je statistično pomembna (Z = -3,310, p = 0,001). S

tveganjem 0,1% trdimo, da lahko s pomočjo izvedenih dejavnosti vplivamo na njihovo raven

znanja o procesih difuzije in osmoze. Tudi v osnovni množici bi študentje prvega in

zaključnega letnika dosegli na testu po poskusih večje število točk (x̄ = 9,4) kot na testu pred

poskusi (x̄ = 8,2).

34

Preglednica 18: Wilcoxonov preizkus za izračun ravni znanja študentov po izvedenih dejavnostih (prvi letniki)

Število študentov

N

Srednja vrednost

(x̄)

Standardni odklon


pred poskusi

22 7,9 2,58


po poskusih

22 9,1 2,22


Z -3,103

p ,002

Vrednost Wilcoxonovega preizkusa je statistično pomembna (Z = -3,103, p = 0,002). S

tveganjem 0,2% trdimo, da lahko s pomočjo izvedenih dejavnosti vplivamo na raven znanja

prvih letnikov o procesih difuzije in osmoze. Tudi v osnovni množici bi študentje prvega

letnika dosegli na testu po poskusih večje število točk (x̄ = 9,1) kot na testu pred poskusi (x̄ =

7,9).

Preglednica 19: Wilcoxonov preizkus za izračun ravni znanja študentov po izvedenih dejavnostih (zaključni letniki)

Število študentov

N

Srednja vrednost

(x̄)

Standardni odklon


pred poskusi

14 8,6 2,56


po poskusih

14 10,0 1,66


Z -1,713

p ,087

Vrednost Wilcoxonovega preizkusa ni statistično pomembna (Z = -1,713, p = 0,087).

Podatkov ne moremo posplošiti na osnovno množico, za vzorec pa lahko trdimo, da lahko pri

študentih zaključnega letnika s pomočjo različnih dejavnosti vplivamo na njihovo raven

znanja glede na test pred poskusi (x̄ = 8,6) in test po poskusih (x̄ = 10).

35

3.5.4 PRIMERNOST IZVEDENIH DEJAVNOSTI IN UPORABNOST V

PEDAGOŠKI PRAKSI

Zanimalo nas je, katere predstavljene dejavnosti so študenti ocenili kot najbolj všečne in

najprimernejše za delo v pedagoški praksi.

Preglednica 20: Dejavnosti za difuzijo, ki so študentom prvih letnikov najbolj všeč

f f (%)

napačen odgovor 6 27,3

dišeča palčka 4 18,2

medvedki 9 40,9

agar 3 13,6

Skupaj 22 100,0

Graf 1: Grafični prikaz dejavnosti za difuzijo, ki so študentom prvih letnikov najbolj všeč

Kot lahko opazimo v preglednici 20 in grafu 1, je najbolj sporočilen poskus za difuzijo pri

prvih letnikih vaja z naslovom »Želatinasti medvedki,« za katero se je odločilo 9 študentov

(40,9%). Sledi ji poskus »Dišeča palčka,« ki je všeč 4 študentom (18,2%) ter »Agar« (13,6%).

Malo manj kot tretjina študentov (27,3%) je pri vprašalniku izbrala poskus, ki je bil v sklopu

poskusov za osmozo (»napačen odgovor«). Noben študent se ni odločil za poskus »Barvilo.«

36

Pri »Želatinastih medvedkih« so v večini kot utemeljitev navedli velikost medvedka (velika

razlika med medvedkom v začetnem stanju, ter tistim, ki je bil za 24 ur v hipotonični

raztopini) ter preprostost poskusa. Pri agarju so nekateri napisali, da je potek difuzije dobro

viden, ter samo razmerje med prostornino in volumnom. Pri »Dišeči palčki« je bilo študentom

všeč, da lahko sodelujejo vsi učenci in pripravijo natančen prikaz poteka difuzije.

Preglednica 21: Dejavnosti za osmozo, ki so študentom prvih letnikov najbolj všeč

f f (%)


krompir 2 9,1

jajce 13 59,1

animacija 3 13,6

plazmoliza 1 4,5

Skupaj 22 100,0

Graf 2: Grafični prikaz dejavnosti za osmozo, ki so študentom prvih letnikov najbolj všeč

Pri dejavnostih za osmozo se je več kot polovica študentov prvih letnikov odločila za vajo z

naslovom »Jajce« (59,1%), kot je razvidno iz preglednice 21 in grafa 2. Za omenjen poskus so

37

se odločili, ker menijo, da lahko učencem dobro razložimo osmozo z opazno razliko v masi

med jajcema. Menijo tudi, da je vaja zanimiva in nazorna, ter da dobro ponazori polprepustno

membrano, in jo lahko uporabimo pri pouku ter s tem spodbudimo kritično mišljenje učencev.

Pri »Animaciji« si je lažje predstavljati proces osmoze. Za omenjen poskus so se odločili trije

študenti. Nekaj študentov (13,6%) je izbralo napačen odgovor.

Preglednica 22: Dejavnosti za difuzijo, ki so študentom zaključnih letnikov najbolj všeč

f f (%)

dišeča palčka 8 57,1

barvilo 1 7,1

medvedki 3 21,4

agar 2 14,3

Skupaj 14 100,0

Graf 3: Grafični prikaz dejavnosti za difuzijo, ki so študentom zaključnih letnikov najbolj všeč

38

V Preglednici 22 in grafu 3 lahko opazimo, da so se študentje zaključnih letnikov pri poskusih

za difuzijo največkrat odločili za poskus »Dišeča palčka« (57,1%). Kot razlog so največkrat

navedli zanimivost in nazornost poskusa (risanje grafa, merjenje časa) ter vključitev vseh

učencev v poskus. Poskusu sledijo »Želatinasti medvedki« (21,4%) in »Agar« (14,3%). Le en

študent se je odločil za poskus z naslovom »Barvilo.« Agar je študentom vizualno prepričljiv

poskus, ki omogoča enostavno razlago in razumevanje.

Preglednica 23: Dejavnosti za osmozo, ki so študentom zaključnih letnikov najbolj všeč

f f (%)


krompir 1 7,1

jajce 9 64,3

animacija 1 7,1

plazmoliza 1 7,1

Skupaj 14 100,0

Graf 4: Grafični prikaz dejavnosti za osmozo, ki so študentom zaključnih letnikov najbolj všeč

39

Pri poskusih za osmozo (preglednica 23 in graf 4) se je največ študentov (64,3%) odločilo za

poskus »Jajce.« Izbiro so utemeljili z razlago, da je poskus zanimiv, vizualno nazoren in

uporaben tudi pri drugi učni snovi. Dva študenta (14,3%) sta izbrala poskus, ki je bil v sklopu

poskusov za difuzijo (»napačen odgovor«). Ostali študentje so se odločili še za poskus

»Plazmoliza,« »Animacija,« in »Krompir.«

3.5.5 VPLIV DRUGE SMERI ŠTUDIJA NA RAZUMEVANJE PROCESOV

V naslednjem podpoglavju nas je zanimalo, kako vpliva druga smer študija

(kemija/gospodinjstvo) v vezavi z biologijo na razumevanje procesov.

Preglednica 24: Mann-Whitney U test za izračun vpliva druge smeri študija na razumevanje procesov (test pred poskusi za

prve letnike)

Število študentov (N) Povprečni rang (R)

Prvi letniki:

vezava gospodinjstvo

7 7,36

Prvi letniki:

vezava kemija

15 13,43

Skupno 22



Wilcoxon W 51,50

Z -2,087

p ,037

Vrednost Mann-Whitneyjevega testa je statistično pomembna (U = 23,50, p = 0,037). S

tveganjem 3,7% trdimo, da bi se tudi v osnovni množici študentje z vezavo kemije v prvem

letniku odrezali na testu pred poskusi bolje (R = 13,43) kot študentje gospodinjstva (R =

7,36).

Preglednica 25: Mann-Whitney U test za izračun vpliva druge smeri študija na razumevanje procesov (test po poskusih za

prve letnike)


Prvi letniki:


7 8,86

Prvi letniki:

vezava kemija

15 12,73

Skupno 22

40



Wilcoxon W 62,00

Z -1,328

p ,184

Vrednost Mann-Whitneyjevega testa ni statistično pomembna (U = 34,00, p = 0,184).

Podatkov ne moremo posplošiti na osnovno množico, za vzorec pa lahko trdimo, da so se

študentje kemije prvih letnikov bolje odrezali na testu po poskusih (R = 12,73) kot študentje

gospodinjstva (R = 8,86).

Preglednica 26: Mann-Whitney U test za izračun vpliva druge smeri študija na razumevanje procesov (test pred poskusi za

zaključne letnike)

Število študentov (N)

Povprečni rang (R)

Zaključni letniki:


4 5,50

Zaključni letniki:

vezava kemija

10 8,30

Skupno 14



Wilcoxon W 22,00

Z -1,143

p ,253



študentje kemije zaključnih letnikov bolje odrezali na testu pred poskusi (R = 8,30) kot

študentje gospodinjstva (R = 5,50).

Preglednica 27: Mann-Whitney U test za izračun vpliva druge smeri študija na razumevanje procesov (test po poskusih za

zaključne letnike)


Zaključni letniki:


4

8,88

Zaključni letniki:

vezava kemija

10 6,95

Skupno 14

41



Wilcoxon W 69,50

Z -,795

p ,427



študentje gospodinjstva zaključnih letnikov bolje odrezali na testu po poskusih (R = 8,88) kot

študentje kemije (R = 6,95).

42

4 RAZPRAVA IN SKLEPI

Difuzija in osmoza sta ključnega pomena za razumevanje pomembnih bioloških procesov

(Odom in Barrow, 1993). Primerov difuzije in osmoze v vsakdanjem življenju ter pri pouku

naravoslovja in biologije je veliko, na primer ko hranilne molekule difundirajo iz prebavnega

sistema v krvne kapilare, ogljikov dioksid difundira iz zračnih prostorov listov v mezofilne

celice (Winterbottom, 1999), kisik difundira v kri zaradi različnega tlaka kisika (Pocajt in

Širca, 1997) in drugo. Ravno zato je pomembno dobro razumevanje obeh procesov, še

posebno pri bodočih učiteljih naravoslovnih znanosti, ki bodo svoje znanje širili na prihodnje

generacije učencev.

V magistrskem delu smo preverjali razumevanje procesov difuzije in osmoze pri študentih

biologije prvih in zaključnih letnikov. Predvsem nas je zanimalo, kako lahko z različnimi

poskusi vplivamo na raven znanja študentov o procesih difuzije in osmoze. Uporabili smo

preizkus znanja ter vprašalnik, s katerim smo ugotavljali, kateri poskusi so študentom najbolj

nazorni. Zanimalo nas je, kako vpliva drugi sklop dvopredmetnega študija

(gospodinjstvo/kemija) na razumevanje obeh konceptov, preverili pa smo tudi učne načrte od

1. do 9. razreda devetletne osnovne šole.

Difuzija in osmoza sta pomembna procesa v bioloških sistemih. Voda se giblje v rastlini s

pomočjo difuzije, študenti pa se tekom študija srečujejo tudi s pojmoma turgor in plazmoliza,

pri katerih je pomembno razumevanje konceptov za poglobljen študij. Pri prenosu plinov po

telesu, absorpciji snovi v kri, vlogi ledvic in drugih nalogah sodelujeta oba procesa. V osnovni

šoli se difuzija in osmoza pojavljata posredno ali neposredno v učnih načrtih pri predmetih

Spoznavanje okolja, Naravoslovje in tehnika, Naravoslovje ter Biologija. Učenci postopoma

spoznavajo svoje telo, spoznajo pomen vode za življenje, se učijo o celičnem dihanju,

izmenjavi plinov, spoznajo zgradbo in delovanje rastlin in pri vseh omenjenih tematikah

posredno srečujejo pomen difuzije in osmoze. Oba pojma lahko poiščemo v številnih

učbenikih in naravoslovnih kurikulumih (Odom in Settlage, 1994). Bodoči učitelji morajo

uporabiti svoje znanje v praksi, da lahko učencem nazorno pokažejo, kje se koncepta

pojavljata v vsakdanjem življenju (Tomažič in Vidic, 2012).

V prvem raziskovalnem vprašanju smo se osredotočili na razumevanje procesov difuzije in

osmoze ter razlike v razumevanju med prvimi in zaključnimi letniki (raziskovalno vprašanje

1). Med študenti je veliko napačnih predstav v času njihovega šolanja (Westbrook in Marek,

1991; Marek, Cowan in Cavallo, 1994; Odom, 1995). Znanje učencev na mikro in makro

ravni je slabo, učenci slabo povezujejo delovanje difuzije s primeri iz življenja. Enako velja

za učitelje, ki imajo velikokrat nepopolno in napačno znanje glede osmoze (Kurt, Ekici, Aktas

in Aksu, 2013). Že Tomažič in Vidic (2012) sta ugotovila, da bodoči učitelji naravoslovnih

znanosti v Sloveniji nimajo zadovoljivega znanja glede difuzije in osmoze. Razlog za slabše

razumevanje konceptov pripisujeta strukturi slovenskega kurikuluma za osnovno šolo, kjer je

malo laboratorijskih vaj, oba pojma pa se obravnava tako pri biologiji, kot pri kemiji, v

različnih časovnih obdobjih. Kljub različnim metodam poučevanja, s katerimi sta želela

avtorja izboljšati razumevanje obeh konceptov, imajo študentje težave pri razumevanju

difuzije in osmoze (Westbrook in Marek, 1991). Razumevanje procesov difuzije in osmoze

ter razlike v razumevanju med obema letnikoma smo ugotavljali s preizkusom znanja, ki smo

ga razdelili pred začetkom izvedene ure (test pred poskusi) ter po opravljenih aktivnostih (test

po poskusih). Aktivnosti so vsebovale tako poskuse za osmozo kot poskuse za difuzijo. Z

analizo smo ugotovili, da lahko hipotezo potrdimo: Med študenti prvih in zaključnih letnikov

43

se pojavljajo razlike v razumevanju procesov difuzije in osmoze. Za vzorec lahko trdimo, da

študentje zaključnih letnikov bolje razumejo procese difuzije in osmoze kot študentje prvih

letnikov. Tudi Tomažič in Vidic (2011) sta v svoji raziskavi ugotovila, da so starejši študentje

pokazali boljše razumevanje difuzije in osmoze, kar lahko pripišemo poglobljenemu učenju

tekom študija ter ponavljajoči se tematiki. Pri večini vprašanj na testu pred poskusi je znanje

študentov obeh letnikov enako, razlikuje pa se pri nekaterih vprašanjih za osmozo. Študenti

zaključnih letnikov so pokazali večje predznanje pri vprašanju, ki se je nanašalo na eritrocite

(kaj bi se zgodilo s krvno celico, če bi jo postavili v destilirano vodo), saj so se tekom študija

večkrat srečali s tematiko krvožilnega sistema. Pri vprašanju, ki se navezuje na vodni

raztopini in polprepustno membrano, kjer je v levem delu primešana barva, je znanje obeh

letnikov slabo, saj so v večini odgovorili napačno. Znanje se je na testu po poskusih pri

omenjenem vprašanju izboljšalo po izvedenih dejavnostih, saj je število pravilnih odgovorov

opazno večje kot na testu pred poskusi. V splošnem so na testu po poskusih študentje

zaključnih letnikov odgovarjali boljše kot študentje prvih letnikov. Pri volumnu raztopin

(katera posoda vsebuje več vode – vprašanje 6) so študentje prvih letnikov pokazali večje

znanje na testu po poskusih kot študentje zaključnih letnikov. Razlog bi lahko poiskali v

sestavi vzorca (prvi letnik je vseboval več študentov z vezavo kemija). V kolikor primerjamo

test pred poskusi in test po poskusih pri prvih letnikih lahko opazimo, da se znanje pri

nekaterih vprašanjih izboljša po izvedenih dejavnostih. Enako velja za študente zaključnega

letnika. Pri enem vprašanju se razumevanje obeh letnikov nerazumljivo poslabša na testu po

poskusih.

Pri naslednjem raziskovalnem vprašanju smo se osredotočili na različne dejavnosti in njihov

vpliv na razumevanje procesa difuzije in osmoze (raziskovalno vprašanje 2). Nekatere

raziskave ugotavljajo, da lahko s pomočjo laboratorijskega pristopa ali računalniških

pripomočkov izboljšamo razumevanje (Hasni, Roy in Dumais, 2016; Sousa, 2016; Sanger,

Brecheisen in Hynek, 2001; Meir, Perry, Stal, Maruca in Klopfer, 2005). Laboratorijske vaje

vplivajo na razumevanje, kako znanost deluje, hkrati pa povečujejo interes in motivacijo pri

učencih (Hofstein in Mamlok-Naaman, 2007). Winterbottom (1999) meni, da bodo učenci

bolje razumeli difuzijo, kadar bo učitelj uporabil različne poskuse in demonstracije. Izbrani

izobraževalni material in učni pristop lahko vpliva na naravoslovno pismenost učencev

(Devetak, 2012).

S pomočjo Wilcoxonovega preizkusa smo ugotovili, da lahko s pomočjo izvedenih dejavnosti

vplivamo na raven znanja študentov obeh letnikov o procesih difuzije in osmoze. Na testu po

poskusih bi študentje prvega in zaključnega letnika tudi v osnovni množici dosegli večje

število točk kot na testu pred poskusi. Rezultate smo preverili tudi posebej za prve in

zaključne letnike. Pri obeh letnikih velja enako – na testu pred poskusi so dosegli nižje število

točk kot na testu po poskusih. Sprejmemo lahko hipotezo, ki predvideva, da lahko s pomočjo

različnih dejavnosti pozitivno vplivamo na raven znanja študentov o procesih difuzije in

osmoze. Lahko se strinjamo s trditvijo, da nekatere od težav z razumevanjem lahko pripišemo

predznanju študentov (in drugim karakteristikam), vendar večji del sloni na napačnemu

pristopu poučevanja (Hasni, Roy in Dumais, 2016). Poleg klasičnega učenja so torej

pomembne tudi druge metode poučevanja, ki jih učitelj uporabi za boljše razumevanje

znanstvenih pojmov. Pri tem mora učitelj paziti na samo količino prezentacij, saj se

razumevanje lahko tudi poslabša zaradi prevelike obremenitve kratkotrajnega spomina

(Treagust in Tsui, 2013), prav tako pa lahko nepravilna uporaba submikroskopskega

didaktičnega materiala pripelje do napačnih predstav (Devetak in Glažar, 2007). Učinkovita

pedagoška tehnika je aktivno učenje (Zhou, Nyberg in Rowat, 2015). Naravoslovne pojme

lahko učitelj prikaže v čim bolj razumljivi luči s pomočjo različnih metod vizualizacije

(Vogrinc in Devetak, 2007).

44

Nadalje nas je zanimalo, katere predstavljene dejavnosti so študentom najbolj všeč in jih

ocenjujejo za najbolj nazorne za razumevanje procesov, ter ali so uporabni v pedagoški praksi

(raziskovalno vprašanje 3). Poskuse smo razdelili v dve kategoriji, kjer smo uporabili

poskuse tako za difuzijo, kot za osmozo. Poskusi za prikaz difuzije so bili: (1) Dišeča svečka

oziroma dišeča palčka; (2) Barvilo; (3) Želatinasti medvedki in (4) Agar, poskusi za prikaz

osmoze pa so se glasili: (1) Krompir; (2) Jajce; (3) Animacija in (4) Plazmoliza. Pri dišeči

palčki pokažemo naključno delovanje difuzije v prostoru, z vajo barvilo pa Brownovo

gibanje, kjer več trkov pomeni hitrejši potek. Pri medvedkih se dobro vidi vdiranje vode v

medvedka in obratno (hipertonična in hipotonična raztopina), pri agarju pa vidimo vdiranje

barvila v agar ter lahko razložimo tudi razmerje med prostornino in volumnom. Voda zaradi

različne koncentracije soli vdira v izdolbino, kar lahko opazimo pri vaji krompir. Pri jajcu

voda vdira skozi polprepustno membrano pri hipotonični raztopini in potuje iz območja z

višjo koncentracijo vode na območje z nižjo koncentracijo vode pri hipertonični raztopini.

Animacija nazorno razlaga proces osmoze, s plazmolizo pa želimo pokazati, da velika izguba

vode v notranjosti rastlinske celice lahko povzroči, da plazemska membrana odstopi od

celične stene.

Pri prvih letnikih je najbolj sporočilni poskus za difuzijo vaja z naslovom »Želatinasti

medvedki,« pri osmozi pa vaja z naslovom »Jajce.« Pri osmozi je več kot polovica študentov

zaključnih letnikov prav tako izbrala vajo »Jajce,« ker je poskus vizualno nazoren, zanimiv in

uporaben pri pouku. Študentom se zdi, da lahko dobro razložimo osmozo z opazno razliko v

masi med jajcema. Vaja je tudi zanimiva ter nazorna, z njo pa lahko spodbudimo kritično

mišljenje učencev. Pri medvedkih sta bili študentom všeč preprostost poskusa ter očitna

razlika v velikosti vseh medvedkov (razlika med hipertoničnim in hipotoničnim medvedkom).

Zaključni letniki so pri dejavnostih za difuzijo največkrat izbrali vajo z naslovom »Dišeča

palčka,« ki ji sledijo medvedki, agar ter barvilo. Poskusi so uporabni v pedagoški praksi, saj

jih večina študentov ocenjuje kot nazorne, praktične in enostavne. Za poskuse prav tako ne

potrebujemo veliko materiala ali večdnevne predpriprave, učenci pa lahko skoraj vse poskuse

pripravijo doma (izjema je vaja z naslovom »Agar«, kjer za pripravo potrebujemo agar,

fenolftalein in natrijev hidroksid).

Na koncu nas je še zanimalo, kako vpliva sklop dvopredmetnega študija

(kemija/gospodinjstvo) v vezavi z biologijo na razumevanje procesov (raziskovalno

vprašanje 4). Ugotovili smo, da so se na testu pred poskusi pri obeh letnikih bolje odrezali

študentje študijske smeri biologija-kemija. Na testu po poskusih so se pri prvih letnikih bolje

izkazali študentje z vezavo kemija, pri zaključnih letnikih pa so boljše rezultate dosegli

študentje študijske smeri biologija-gospodinjstvo. Hipotezo lahko delno sprejmemo. Razlog

lahko poiščemo v majhnosti vzorca. Tomažič in Vidic (2012) sta v raziskavi predvidevala, da

bodo študentje z vezavo kemija dosegli boljše rezultate zaradi več kemijskih vsebin. Pri

kemiji se študentje podrobneje spoznajo s kinetično energijo, ki je prav tako pomembna za

razumevanje obeh procesov. Hipotezo sta potrdila. Prav tako se bolj podrobno spoznajo z

obema konceptoma, zato so rezultati pri študentih z vezavo kemija boljši.

V raziskavi je sodelovalo malo študentov (vzorec je obsegal 22 študentov prvih letnikov in 14

študentov zaključnih letnikov), zato bi bilo zanimivo opraviti podobno raziskavo na večjem

vzorcu. Večina poskusov je bila izvedenih demonstracijsko. V nadaljnji raziskavi bi lahko

študenti vsak poskus izvedli sami. Zanimivo bi bilo ugotoviti, če bi prišli do enakih

rezultatov.

45

5 LITERATURA

Alberts, B., Bray, D., Hopkin, K., Johnson, A., Lewis, J., Raff, M., ... Walter, P. (2009).

Essential cell biology. Združene države Amerike: Garland Science.

Anselme, B., Périlleux, E. in Richard, D. (1999). Biologija človeka, anatomija, fiziologija,

zdravje. Ljubljana: DZS.

Bonney, K. M. (2014). From Gummy Bears to Celery Stalks: Diffusion and Osmosis. Journal

of College Science Teaching, 43(6), 72-76. Pridobljeno s

http://sciencecases.lib.buffalo.edu/cs/files/diffusion_osmosis.pdf

Borg, F. G. (2003). What is osmosis? Explanation and understanding of a physical

phenomenon. Finska: Jyväskylä University. Pridobljeno s:

https://arxiv.org/ftp/physics/papers/0305/0305011.pdf

Cook, M., Wiebe, E. N. in Carter, G. (2008). The influence of prior knowledge on viewing

and interpreting graphics with macroscopic and molecular representations. Science

Education, 92(5), 848-867. doi: 10.1002/sce.20262

Cooper, G. M. in Hausman, R. E. (2009). The cell: A molecular approach. Washington, D.C:

ASM Press.

Dermastia, M., Dermastia, A., Batič, F., Kreft, I., Krsnik-Rasol, M., Čufar, K. in Kovač, M.

(2007). Pogled v rastline. Ljubljana: Nacionalni inštitut za biologijo.

Devetak, I. (2012). Zagotavljanje kakovostnega znanja naravoslovja s pomočjo

submikroreprezentacij. Znanstvena monografija. Ljubljana: Pedagoška fakulteta

Univerze v Ljubljani.

Devetak, I. in Glažar, S. (2007). Razumevanje kemijskih pojmov na submikroskopski ravni in

sposobnost vizualizacije pri dijakih, starih 16 let. V I. Devetak, Elementi vizualizacije

pri pouku naravoslovja, 9-36. Ljubljana: Pedagoška fakulteta Univerze v Ljubljani.

Pridobljeno s https://repozitorij.uni-lj.si/IzpisGradiva.php?id=69339

Devetak, I., Rozman, L., Sopotnik, M. in Susman, K. (2013). Dotik narave. Učbenik za

naravoslovje v 7. razredu osnovne šole. Ljubljana: Rokus Klett. Pridobljeno s

http://www.irokus.si/

Fisher, K. M., Williams, K. S. in Lineback, J. E. (2011). Osmosis and diffusion conceptual

assessment. CBE-Life Sciences Education, 10(4), 418-429. doi: 10.1187/cbe.11-04-

0038

Grošelj, N. in Ribič, M. (2013a). Lili in Bine 1. Učbenik za spoznavanje okolja v prvem

razredu osnovne šole. Ljubljana: Rokus Klett. Pridobljeno s http://www.irokus.si/

Grošelj, N. in Ribič, M. (2013b). Lili in Bine 2. Učbenik za spoznavanje okolja v drugem


Grošelj, N. in Ribič, M. (2014). Lili in Bine 3. Učbenik za spoznavanje okolja v tretjem


Haines, T. H. (1994). Water transport across biological membranes. FEBS letters, 346(1),

115-122. doi: 10.1016/0014-5793(94)00470-6

46

Hasni, A., Roy, P. in Dumais, N. (2016). The Teaching and Learning of Diffusion and

Osmosis: What Can We Learn from Analysis of Classroom Practices? A Case Study.

Eurasia Journal of Mathematics, Science & Technology Education, 12(6), 1507-1531.

doi: 10.12973/eurasia.2016.1242a

Hofstein, A. in Mamlok-Naaman, R. (2007). The laboratory in science education: the state of

the art. Chemistry education research and practice, 8(2), 105-107. doi:

10.1039/B7RP90003A

Jezernik, K., Veranič, K. in Sterle, M. (2012). Celična biologija. Ljubljana: DZS.

Kolman, A., Mati Djuraki, D., Furlan, I., Klanjšek Gunde, M., Jaklin, M. in Jerman, R.

(2010). Naravoslovje in tehnika 5. Učbenik za naravoslovje in tehniko v petem razredu

osnovne šole. Ljubljana: Rokus Klett. Pridobljeno s http://www.irokus.si/

Kolman, A., Mati Djuraki, D., Furlan, I., Klanjšek Gunde, M., Jaklin, M. in Jerman, R.

(2012). Naravoslovje in tehnika 4. Učbenik za naravoslovje in tehniko v četrtem


Kristl, J., Juriševič, M., Šoukal Ribičič, M., Pucelj, J., Vrtačnik, M., Trošt, Z., Cestnik, V., …

in Kolenc, M. (2007). Smernice za praktično usposabljanje na Univerzi v Ljubljani.

Ljubljana: Univerza v Ljubljani.

Kurt, H., Ekici, G., Aktas, M. in Aksu, Ö. (2013). Determining Biology Student Teachers'

Cognitive Structure on the Concept of" Diffusion" Through the Free Word-

Association Test and the Drawing-Writing Technique. International Education

Studies, 6(9), 187. doi: 10.5539/ies.v6n9p187

Lukum, A. in Paramata, Y. (2015). Students' Satisfaction toward the Services of the Chemical

Laboratory. International Journal of Evaluation and Research in Education, 4(1), 22-

29. Pridobljeno s http://files.eric.ed.gov/fulltext/EJ1091700.pdf

Lunder, U. (2012). Dotik življenja 8. Učbenik za biologijo v 8. razredu osnovne šole.

Ljubljana: Rokus Klett. Pridobljeno s http://www.irokus.si/

Marek, E. A., Cowan, C. C. in Cavallo, A. M. (1994). Students' misconceptions about

diffusion: How can they be eliminated? The American Biology Teacher, 56(2), 74-77.

doi: 10.2307/4449757

Marentič Požarnik, M. (1980). Dejavniki in metode uspešnega učenja. Ljubljana: Filozofska

fakulteta Univerze v Ljubljani.

Mati Djuraki, D., Jerman, R., Klanjšek Gunde, M. in Mihelič, B. (2014). Naravoslovje 6.

Učbenik za naravoslovje v 6. razredu osnovne šole. Ljubljana: Rokus Klett.

Pridobljeno s http://www.irokus.si/

Meir, E., Perry, J., Stal, D., Maruca, S. in Klopfer, E. (2005). How effective are simulated

molecular-level experiments for teaching diffusion and osmosis? Cell Biology

Education, 4(3), 235-248. doi: 10.1187/cbe.04-09-0049

Odom, A. L. (1995). Secondary & College Biology Students' Misconcepoons About

Diffusion & Osmosis. The American Biology Teacher, 57(7). doi: 10.2307/4450030

Odom, A. L. in Barrow, L. H. (1993). Freshman Biology Majors' Misconceptions about

Diffusion and Osmosis. Paper presented at the annual meeting of the National

47

Association for Research in Science Teaching, Atlanta, GA. Pridobljeno s

http://eric.ed.gov/?id=ED362399

Odom, A. L. in Barrow, L. H. (1995). Development and application of a two‐tier diagnostic

test measuring college biology students' understanding of diffusion and osmosis after a

course of instruction. Journal of Research in Science Teaching, 32(1), 45-61. doi:

10.1002/tea.3660320106

Odom, A. L. in Settlage, J. (1994). High School Students' Understandings of Diffusion

Concepts in Relation to Their Levels of Cognitive Development. Paper presented at

the annual meeting of the National Association of Research in Science Teaching,

Anaheim, CA. Pridobljeno s http://eric.ed.gov/?id=ED368581

Oztas, F. (2014). How do High School Students Know Diffusion and Osmosis? High School

Students’ Difficulties in Understanding Diffusion & Osmosis. Procedia-Social and

Behavioral Sciences, 116, 3679-3682. doi: 10.1016/j.sbspro.2014.01.822

Peternelj, J. in Kranjc, T. (2014). Osnove fizike. Mehanika, termodinamika in molekularna

fizika. Ljubljana: Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo Univerze v Ljubljani.

Pocajt, M. in Širca, A. (1997). Anatomija in fiziologija. Ljubljana: Državna založba Slovenije.

Reid, N. in Shah, I. (2007). The role of laboratory work in university chemistry. Chemistry

Education Research and Practice, 8(2), 172-185. Pridobljeno s

http://www.rsc.org/images/Reid%20paper%20final_tcm18-85040.pdf

Reiss, M. (2011). Teaching secondary biology. Velika Britanija: Hodder Education.

Sanger, M. J., Brecheisen, D. M. in Hynek, B. M. (2001). Can computer animations affect

college biology students' conceptions about diffusion & osmosis? The American

Biology Teacher, 63(2), 104-109. doi: 10.2307/4451051

Sieberer-Nagler, K. (2015). Effective Classroom-Management & Positive Teaching. English

Language Teaching, 9(1), 163. doi: 10.5539/elt.v9n1p163

Simpson, W. D. in Marek, E. A. (1988). Understanding and misconceptions of biology

concepts held by students attending small high schools and students attending large

high schools. Journal of Research in Science Teaching, 25(5), 361-374. doi:

10.1002/tea.3660250504

Sousa, C. (2016). Problem-based learning on cell biology and ecophysiology using integrated

laboratory and computational activities. Multidisciplinary Journal for Education,

Social and Technological Sciences, 3(1), 118-132. doi: 10.4995/muse.2016.3763

Starčič Erjavec, M. in Klokočovnik, V. (2013). Dotik življenja 9. Učbenik za biologijo v 9.


Štiblar Martinčič, D., Cvetko, E., Cör, A., Marš, T. in Finderle, Ž. (2012). Anatomija,

histologija, fiziologija. Ljubljana: Medicinska fakulteta Univerze v Ljubljani.

Štrus, J. in Kostanjšek, R. (2008). Biologija živalske celice. Ljubljana: Študentska založba.

Tomažič, I. in Vidic, T. (2012). Future science teachers’ understandings of diffusion and

osmosis concepts. Journal of Biological Education, 46(2), 66-71. doi:

10.1080/00219266.2011.617765

48

Treagust, D. F. in Tsui, C. Y. (2013). Multiple representations in biological education.

Springer Netherlands: Springer Science & Business Media.

Učni načrt. Program osnovna šola. Biologija. (2011). Ministrstvo za šolstvo, znanost in šport.

Učni načrt. Program osnovna šola. Naravoslovje in tehnika. (2011). Ministrstvo za šolstvo,

znanost in šport.

Učni načrt:. Program osnovna šola. Naravoslovje. (2011). Ministrstvo za šolstvo, znanost in

šport.

Učni načrt. Program osnovna šola. Spoznavanje okolja. (2011). Ministrstvo za šolstvo,

znanost in šport.

Vodnik, D. (2012). Osnove fiziologije rastlin. Ljubljana: Biotehniška fakulteta Univerze v

Ljubljani.

Vogrinc, J. in Devetak, I. (2007). Ugotavljanje učinkovitosti uporabe vizualizacijskih

elementov pri pouku naravoslovja s pomočjo pedagoškega raziskovanja. V I. Devetak,

Elementi vizualizacije pri pouku naravoslovja, 197-215. Ljubljana: Pedagoška

fakulteta Univerze v Ljubljani. Pridobljeno s https://repozitorij.uni-

lj.si/IzpisGradiva.php?id=17003

Westbrook, S. L. in Marek, E. A. (1991). A cross‐age study of student understanding of the

concept of diffusion. Journal of Research in Science Teaching, 28(8), 649-660. doi:

10.1002/tea.3660280803

Winterbottom, M. (1999). The Non-Specialist Handbook: Teaching Biology to Key Stage 4.

London: Hodder & Stoughton.

Zhou, L., Nyberg, K. in Rowat, A. C. (2015). Understanding diffusion theory and Fick's law

through food and cooking. Advances in physiology education, 39(3), 192-197. doi:

10.1152/advan.00133.2014

Zuckerman, J. T. (1994). Accurate and inaccurate conceptions about osmosis that

accompanied meaningful problem solving. School science and mathematics, 94(5),

226-234. doi: 10.1111/j.1949-8594.1994.tb15662.x

49

PRILOGE

Priloga 1: Preizkus znanja o difuziji in osmozi

DIFUZIJA IN OSMOZA

Smer študija:

Letnik:

Vpisna številka:

Vse membrane v živih celicah so

a. polprepustne b. prepustne

Razlog za tako odgovor je, da celična membrana

a. omogoča prehod snovi v in iz celice. b. omogoča nekaterim snovem vstop v celico ter preprečuje vsem snovem, da bi celico zapustile c. dovoljuje nekaterim snovem, da gredo skozi membrano, drugim pa ne.

Vodni raztopini v veliki sta ločeni s polprepustno membrano. Čista voda je v desnem delu, v levem delu pa je vodi primešana barva. Skozi membrano lahko prehaja samo voda. Po dveh urah bo gladina na LEVI strani

a. višja kot na desni b. nižja kot na desni c. nivo bo ostal nespremenjen

V štirilitrsko posodo z vodo dodamo žličko soli. Vode ne premešamo in počakamo nekaj dni, da se molekule soli

a. koncentrirajo na dnu posode z vodo. b. postopoma razporedijo po celotni posodi z vodo.

Razlog za tak odgovor je, da

a. je sol težja od vode, zato potone. b. se sol slabo topi v vodi ali se sploh ne. c. delci se gibljejo z mesta z višjo na mesto z nižjo koncentracijo.

Slika prikazuje dve vodni raztopini, ki smo jih pravkar dodali v dve identični posodi. Volumen

raztopin je v obeh posodah enaka. Posoda 1 vsebuje

a. več vode kot posoda 2.

b. manj vode kot posoda 2.

c. enako količino vode kot posoda 2.

50

Razlog za tak odgovor je

a. da je nivo tekočine v obeh posodah enak

b. da voda v posodi 1 vsebuje več raztopljenih delcev

c. da voda v posodi 1 vsebuje manj raztopljenih delcev

Slika predstavlja primer dveh velikih posod, ki vsebujeta destilirano vodo različnih temperatur. Nato v vsako posodo dodamo po eno kapljico zelene barve. Postopoma se bo voda obarvala zeleno. V kateri posodi bo voda postala hitreje zelena?

a. Posoda 1 b. Posoda 2


a. da barva hitreje razpade b. počasnejše premikanje omogoča lažje gibanje molekul c. molekule barve se premikajo hitreje d. temperatura spremeni velikost molekul

Vodni raztopini v veliki posodi sta ločeni s polprepustno membrano. Čista voda je v desnem delu. Sčasoma postane desna stran modra, medtem ko je modra barva na levi strani svetlejša. To nakazuje, da

a. ostaja nivo vode v obeh delih enak b. nivo vode se bo dvignil na DESNI strani in upadel na LEVI c. nivo vode se bo dvignil na LEVI strani in upadel na DESNI


a. voda in barva lahko prehajata skozi membrano b. da barva lahko prehaja skozi membrano, vendar počasneje

kot voda c. da barva prehaja skozi membrano in dviga nivo vode na desni

strani d. zračni pritisk bo vedno uravnaval enak nivo vode na obeh straneh

Če bi eritrocit postavili v destilirano vodo bi se krvna celica

a. skrčila b. napihnila (napolnila) c. ostala nespremenjena


a. da voda potuje iz območja z višjo koncentracijo topljenca na območja z nižjo koncentracijo topljenca

b. da celica izgubi stabilnost zunaj človeškega telesa c. da ima celica homeostazo, zato bo ostala nespremenjena d. da voda potuje iz območja z višjo koncentracijo vode na območja z nižjo koncentracijo

vode.

51

Priloga 2: Vprašalnik o difuziji in osmozi

Kateri predstavljeni poskusi/prikazi so vam bili najbolj sporočilni in bi jih uporabili pri pouku?

Navedite ime poskusa in kratko utemeljitev.

DIFUZIJA

Ime poskusa: _______________________________

Utemeljitev:

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

OSMOZA

Ime poskusa: _______________________________

Utemeljitev:

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________________

Ime poskusov: 1. Animacija

2. Plazmoliza

3. Krompir

4. Želatinasti medvedki

5. Jajce

6. Agar

7. Barvilo

8. Dišeča sveča/dišeča palčka

52

Priloga 3: Delovni list

DELOVNI LIST: Difuzija in osmoza

Ime in priimek: __________________

DIFUZIJA

DIŠEČA SVEČA/DIŠEČA PALČKA

Navodilo: V pripravljen prostor na listu skiciraj delovanje difuzije v prostoru.

ČAS:

BARVILO

Navodilo: Opazuj in skiciraj kaj se dogaja z barvilom v vodi. Opiši podroben postopek izvedbe.

Tvode = Tvode =

MEDVEDKI

Želatinaste medvedke sem za 24 ur položila v vodo (sobna temperatura). Kaj se je zgodilo?

Opiši ugotovitve.

53

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

Enega medvedka sem nato za 24 ur položila v hipertonično raztopino. Obkroži medvedka

PO izvedenem poskusu.

AGAR

Pred seboj imaš kocke agarja s stranicami 1 cm, 2 cm in 3 cm. Kocke potopi v 4% raztopino

NaOH za 15 minut. Po 15 minutah jih prereži na pol in izmeri širino obarvanega pasu.

Če bi bile kocke agarja žive celice, katera od njih lažje preživi v danih razmerah? Zakaj ravno

ta?

__________________________________________________________________________

__________________________________________________________________________

OSMOZA

KROMPIR

Navodilo: Surov krompir prereži na dve polovici. V eno izmed polovic naredi s pomočjo noža

približno 1 cm veliko luknjo. V luknjo nasuj žličko soli. Opazuj 45 minut in rezultat skiciraj v

pripravljen prostor spodaj.

surov krompir

54

JAJCE

Dopolni navodila za delo:

V soboto ob 14.00 sem dve kokošji jajci položila v ______________. Počakala sem 24 ur, da

_______ reagira z s kalcijevim karbonatom v lupini – tako ostane samo _____________

membrana. Preden sem poskus nadaljevala, sem obe jajci stehtala:

Jajce 1: _____ g

Jajce 2: _____ g

Nato sem ponovno za 24 ur jajce 1 položila v hipotonično raztopino (_______________),

jajce 2 pa v hipertonično raztopino (_______________).

Obe jajci stehtaj in opiši, kaj se je zgodilo.

HIPOTONIČNA RAZTOPINA

Jajce 1: ____ g

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

HIPERTONIČNA RAZTOPINA

Jajce 2: ____g

____________________________________________________________________

____________________________________________________________________

ANIMACIJA

Oglej si animacijo osmoze in skiciraj njen potek.

začetek konec

PLAZMOLIZA RDEČE ČEBULE

Oglej si posnetek in skiciraj plazmolizo.

Documents

UNIVERZA V LJUBLJANI PEDAGOŠKA FAKULTETA Poučevanje ...pefprints.pef.uni-lj.si/3926/1/Razumevanje_difuzije_in_osmoze_Slancdocxgt.pdf · Ključne besede: difuzija, osmoza, razumevanje,