Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 1 5.6. Výzkum ve výuce analytické chemie na PdF MU v Brně K výzkumu účinnosti výuky problematiky kvalitativní analýzy bylo použito 6 souborů interaktivních testů z následujících vybraných tematických celků: 1) Skupinové reakce kyseliny chlorovodíkové (HCl) 2) Skupinové reakce sulfanu (H2S) 3) Selektivní reakce kationtů (SeKa) 4) Selektivní reakce kationtů 2 (SeK2) 5) Skupinové reakce aniontů (SkAn) 6) Selektivní reakce aniontů (SeAn). Z přehledu plyne, že 3 testy jsou z oblasti skupinových reakcí a 3 testy z oblasti selektivních reakcí, 4 testy se pak týkají problematiky reakcí kationtů a 2 testy reakcí aniontů. Všechny testy znalostí jsou tvořeny posloupností otázek (10 otázek v testu), každá se 4 výběrovými odpověďmi, z nichž pouze 1 je správná. Jednotlivé testy byly navíc tvořeny tak, aby byl celkově stejný počet variant odpovědí a, b, c, d (v našem případě tedy 15, tj. 25,00 %). Časová dotace na testování byla 60 minut (tj. 1 minuta na 1 otázku) a ukázala se pro všechny respondenty jako dostačující. 5.6.1. Metodika výzkumu Metoda didaktických testů byla aplikována vždy na skupině 8 respondentů – studentů Pedagogické fakulty Masarykovy univerzity v Brně v bakalářském studijním programu Pedagogické asistentství chemie pro ZŠ (B-SPE CH3) studijních kombinací chemiematematika (Ch-Ma), chemie-přírodopis (Ch-Př) a chemie-rodinná výchova (Ch-RV). Testy (1. Test a 2. Test) byly součástí zkoušky z předmětu Analytická chemie (2. ročník, 4. semestr), nebo respondenti již tento předmět úspěšně absolvovali a testování (3. Test – 7. Test) bylo součástí předmětu Laboratorní cvičení z analytické chemie (3. ročník, 5. semestr). Cílem analýzy výsledků didaktických testů bylo porovnání úspěšnosti nejen jednotlivých respondentů, ale i porovnání obtížnosti jednotlivých tematických celků, skupinových a selektivních reakcí, kationtů a aniontů a v neposlední řadě i porovnání úspěšnosti jednotlivých studijních kombinací respondentů. Nedílnou součástí analýzy testů bylo stanovení obtížnosti otázek hodnocených testů, a to nejen otázek nejobtížnějších, ale i otázek nejjednodušších a případné preference variant odpovědí a, b, c, d. Testování bylo prováděno v následujících termínech a podmínkách (viz obrázek č. 8): 1. Test – Analytická chemie – před zkouškou z analytické chemie – květen 2006/2007 – bez předchozího využívání výukového systému Kvalitativní analýza 2. Test – Analytická chemie – před zkouškou z analytické chemie – květen 2007/2008 – s předchozím využíváním výukového systému Kvalitativní analýza Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 2 3. Test – Laboratorní cvičení z analytické chemie – po úspěšně zvládnuté zkoušce z analytické chemie – říjen 2009/2010 – před laboratorním cvičení z analytické chemie bez předchozího využívání výukového systému Kvalitativní analýza 4. Test – Laboratorní cvičení z analytické chemie – po úspěšně zvládnuté zkoušce z analytické chemie – říjen 2010/2011 – před laboratorním cvičení z analytické chemie s předchozím využíváním výukového systému Kvalitativní analýza 5. Test – Laboratorní cvičení z analytické chemie – po úspěšně zvládnuté zkoušce z analytické chemie – říjen 2011/2012 – před laboratorním cvičení z analytické chemie bez předchozího využívání výukového systému Kvalitativní analýza 6. Test – Laboratorní cvičení z analytické chemie – po úspěšně zvládnuté zkoušce z analytické chemie – prosinec 2011/2012 – po absolvování laboratorního cvičení z analytické chemie s využíváním výukového systému Kvalitativní analýza 7. Test – Laboratorní cvičení z analytické chemie – po úspěšně zvládnuté zkoušce z analytické chemie – prosinec 2009/2010 – po absolvování laboratorního cvičení z analytické chemie bez využívání výukového systému Kvalitativní analýza Vyhodnocení účinnosti výuky s použitím výukového systému Kvalitativní analýza bylo prováděno pro vzájemné porovnání následujících testování: 1) 1. Test ↔ 2. Test Testy absolvovali respondenti na konci 4. semestru (oznámeno 14 dní předem), před zkouškou z předmětu Analytická chemie (CH2BP_4P1P). Po celou dobu výuky (4. semestr) respondenti: – neměli (1. Test) – měli (2. Test) neustále k dispozici výukový multimediální systém Kvalitativní analýza. 2) 3. Test ↔ 4. Test Testy absolvovali respondenti na začátku 5. semestru (oznámeno 14 dní předem), před absolvováním Laboratorního cvičení z analytické chemie (CH2BP_5P7L). Po celou dobu přípravy na test respondenti: – neměli (3.Test) – měli (4. Test) Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 3 neustále k dispozici výukový multimediální systém Kvalitativní analýza. 3) 3. Test ↔ 7. Test Testy absolvovali respondenti 2krát, a to na začátku 5. semestru (oznámeno 14 dní předem), před absolvováním Laboratorního cvičení z analytické chemie (CH2BP_5P7L), a na konci 5. semestru, po absolvování cvičení (oznámeno opět až 14 dní předem). Po celou dobu průběhu laboratorních cvičení z analytické chemie neměli respondenti k dispozici výukový multimediální systém Kvalitativní analýza. 4) 5. Test ↔ 6. Test Testy absolvovali respondenti 2krát, a to na začátku 5. semestru (oznámeno 14 dní předem), před absolvováním Laboratorního cvičení z analytické chemie (CH2BP_5P7L), a na konci 5. semestru, po absolvování cvičení (oznámeno opět až 14 dní předem). Po celou dobu průběhu laboratorních cvičení z analytické chemie měli respondenti neustále k dispozici výukový multimediální systém Kvalitativní analýza. Přehledné schéma testování je uvedeno na obrázku č. 25. Obrázek 25 Schéma testování ANCH květen – červen LACH říjen – prosinec 2007 2008 2009 2010 2011 Kvalita est 2. Test Zk Test 1. Test Zk Test 3. Test 7. TestZk + Zk + Zk + Kvalita 4. Test 5. Test Kvalita 6. Test Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 4 5.6.2. Výsledky výzkumu Podrobné zpracování, včetně základní přehledné tabulky, dalších příslušných tabulek a obrázků (grafů), je uvedeno ve vyhodnocení 5. Test ↔ 6. Test v kap. 5.6.2.4. Kapitoly 5.6.2.1. – 5.6.2.3. obsahují pouze slovní závěry (ostatní podklady – tabulky, grafy atd. jsou na přiloženém CD). 5.6.2.1. Vyhodnocení 1. Test ↔ 2. Test Předpoklad Studenti, kteří mají k dispozici a využívají multimediální výukový systém Kvalitativní analýza (2. testování), budou dosahovat lepších výsledků oproti studentům, kteří tento systém k dispozici nemají. Úspěšnost respondentů Největší průměrné úspěšnosti v 1. testování (58,33 %) dosáhl respondent Poke se studijní kombinací chemie-matematika, což znamená, že odpověděl na 35 otázek z 60. Největší průměrné úspěšnosti v 2. testování (70,00 %) dosáhl respondent Cvel se studijní kombinací chemie-matematika, který odpověděl správně na 42 otázek z 60. Nejmenší průměrná úspěšnost (26,67 %) v 1. testování byla zaznamenána u respondenta Beme se studijní kombinací chemie-rodinná výchova, který odpověděl správně pouze 16 otázek. Nejmenší průměrná úspěšnost (41,67 %) ve 2. testování byla zaznamenána u respondenta Zeji se studijní kombinací chemie-přírodopis, který odpověděl správně 25 otázek. Úspěšnost respondentů podle tematických celků Nejobtížnějším tematickým celkem se ukázaly v 1. testování selektivní reakce kationtů 2 (SeK2) s pouze 32,50% úspěšností, v 2. testování pak selektivní reakce aniontů (SeAn) s 43,75% úspěšností. Příčinou je zřejmě možnost vzájemné záměny jednotlivých reakcí mezi selektivními reakcemi kationtů a aniontů. Nejobtížnějším tematickým celkem z obou testování byly celky H2S a SeAn s průměrnou úspěšností 40,63 %. Nejjednodušším tematickým celkem pro respondenty v obou testováních byly skupinové reakce kyseliny chlorovodíkové (HCl) s průměrnou úspěšností 61,88 %, v 1. testování 57,50 % a 66,25 % ve 2. testování. Příčinou je zřejmě menší počet těchto reakcí a jejich malá barevná rozmanitost. Ve 2. testování (úspěšnost 52,50 %) bylo zaznamenáno oproti 1. testování (úspěšnost 40,21 %) celkové zlepšení o 12,29 %. Úspěšnost respondentů podle reakcí a iontů Průměrná úspěšnost v 1. i 2. testování je vyšší u skupinových reakcí (45,42 % a 55,83 %) než u reakcí selektivních (35,00 % a 49,17 %). Většího zlepšení v 2. testování bylo dosaženo u selektivních reakcí (o 14,17 %) než u skupinových reakcí (o 10,42 %). Srovnáním výsledků kationtů (40,31 % a 53,75 %) a aniontů (40,00 % a 50,00 %) v 1. a 2. testování bylo nalezeno větší úspěšnosti u kationtů, a to i přesto, že reakce aniontů zahrnují nezanedbatelně menší počet reakcí i podstatně menší barevnou různorodost. Většího zlepšení úspěšnosti v 2. testování bylo také dosaženo u kationtů (o 13,44 %) než u aniontů (o 10,00 %). Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 5 U všech sledovaných kategorií (skupinové reakce, selektivní reakce, kationty, anionty) došlo při 2. testování ke zlepšení. Úspěšnost respondentů podle studijních kombinací Největší průměrné úspěšnosti (54,17 %), i úspěšnosti v 1. testování (50,00 %) i v 2. testování (58,33 %), dosáhla studijní kombinace chemie-matematika. Naopak nejmenší průměrná úspěšnost (42,08 %), byla zaznamenána u kombinace chemie-rodinná výchova, přičemž v 1. testování nejnižší úspěšnosti (27,50 %) dosáhla také kombinace chemie-rodinná výchova, naproti tomu v 2. testování (47,50 %) to byla kombinace chemie-přírodopis. Všechny studijní kombinace dosáhly celkového zlepšení ve 2. testování. Největší bylo zaznamenáno u studijní kombinace chemie-rodinná výchova, kde rozdíl mezi 1. testováním a 2. testováním představuje 29,17 %. Jednou z možných příčin vyššího zlepšení úspěšnosti studijní kombinace chemie-rodinná výchova je typ testovaného učiva, který nevyžaduje logické myšlení, ale zejména schopnost zapamatování. Obtížnost otázek Některé otázky, resp. varianty odpovědí, se ukázaly poněkud obtížné (např. otázka č. 7, 8, a 10 v celku HCl nebo 9. otázka v celku SeAn s průměrnou úspěšností 12,50 %), některé naopak příliš jednoduché (např. 6. otázka v celku HCl s průměrnou úspěšností 100,00 %). Varianty nabídek odpovědí Četnost jednotlivých variant odpovědí nevykazuje velké odchylky (a – 26,77 %, b – 26,67 %, c – 24,58 %, d – 21,98 %), a je možné konstatovat, že studenti preferovali nejvíce variantu a) a b), nejméně pak variantu d). Rozložení správných odpovědí bylo přesně 25,00 %. Závěr Vyhodnocením didaktických testů bylo zjištěno, že průměrný dosažený výsledek z 1. testování byl 40,21 %, průměrný dosažený výsledek z 2. testování byl 52,50 %, tj. že při 2. testování bylo dosaženo zlepšení, a to 12,29 %, čímž byl potvrzen předpoklad. Největší zlepšení bylo zaznamenáno u studijní kombinace chemie-rodinná výchova, kde rozdíl mezi 1. testováním a 2. testováním představoval 29,17 %. Jako nejobtížnější byl vyhodnocen tematický celek Selektivní reakce aniontů (SeAn), resp. tematický celek Skupinové reakce sulfanu (H2S) s průměrnou úspěšností 40,63 % (SeAn – 1. testování 37,50 %, 2. testování 43,75 %, resp. H2S – 1. testování 36,25 %, 2. testování 45,00 %). Naopak nejjednodušším tematickým celkem se ukázal celek Skupinové reakce kyseliny chlorovodíkové (HCl) s průměrnou úspěšností 61,88 % (1. testování 57,50 %, 2. testování 66,25 %). Nejvíce se respondenti v 2. testování zlepšili při vyplňování testu z tematického celku Skupinové reakce kationtů (SkK2) a to o 18,75 %. U všech tematických celků bylo zaznamenáno v 2. testování zlepšení. Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 6 5.6.2.2. Vyhodnocení 3. Test ↔ 4. Test Předpoklad Studenti, kteří mají k dispozici a využívají multimediální výukový systém Kvalitativní analýza (4. testování), budou dosahovat lepších výsledků oproti studentům, kteří tento systém k dispozici nemají. Úspěšnost respondentů Největší průměrné úspěšnosti ve 3. testování (53,33 %) dosáhl respondent Brma se studijní kombinací chemie-přírodopis, což znamená, že odpověděl na 32 otázek z 60. Největší průměrné úspěšnosti ve 4. testování (70,00 %) dosáhl respondent Buma se studijní kombinací chemie-matematika, který odpověděl správně na 42 otázek z 60. Nejmenší průměrná úspěšnost (25,00 %) v 3. testování byla zaznamenána u respondenta Heba se studijní kombinací chemie-rodinná výchova, který odpověděl správně pouze na 15 otázek. Nejmenší průměrná úspěšnost (41,67 %) ve 4. testování byla zaznamenána u respondenta Vima se studijní kombinací chemie-přírodopis, který odpověděl správně 19 otázek. Úspěšnost respondentů podle tematických celků Nejobtížnějším tematickým celkem se ukázaly ve 3. i 4. testování selektivní reakce aniontů (SeAn) s pouze 22,50% úspěšností v 3. testování, v 4. testování pak 40,00%. Příčinou je zřejmě možnost vzájemné záměny jednotlivých reakcí mezi selektivními reakcemi aniontů. Nejjednodušším tematickým celkem pro respondenty byly skupinové reakce kyseliny chlorovodíkové (HCl) s průměrnou úspěšností 56,88 % (v 3. testování 52,50 % a ve 4. testování 61,25 %). Příčinou je zřejmě menší počet těchto reakcí a jejich malá barevná rozmanitost. Ve 4. testování bylo zaznamenáno celkové zlepšení o 14,38 %. Úspěšnost respondentů podle reakcí a iontů Průměrná úspěšnost ve 3. i 4. testování je vyšší u skupinových reakcí 46,88 % (43,33 % – 3. testování a 50,42 % – 4. testování) než u reakcí selektivních 40,42 % (29,58 % a 51,25 %). Většího zlepšení ve 4. testování bylo dosaženo u selektivních reakcí (o 21,67 %) než u skupinových reakcí (o 7,08 %). Srovnáním průměrných výsledků kationtů 46,56 % (38,75 % – 3. testování a 54,38 % – 4. testování) a aniontů 37,81 % (31,88 % a 43,75 %) bylo dosaženo větší úspěšnosti u kationtů, a to i přesto, že reakce aniontů zahrnují nezanedbatelně menší počet reakcí i podstatně menší barevnou různorodost. Většího zlepšení úspěšnosti ve 4. testování bylo dosaženo u kationtů (o 15,63 %) než u aniontů (o 11,88 %). U všech sledovaných kategorií (skupinové reakce, selektivní reakce, kationty, anionty) došlo při 4. testování ke zlepšení. Úspěšnost respondentů podle studijních kombinací Největší průměrné úspěšnosti (44,58 %), dosáhla studijní kombinace chemiepřírodopis. V 3. testování dosáhla tato kombinace také největší úspěšnost a to 41,67 %, ve 4. testování však pouze 47,50 %, oproti nejlepšímu výsledku 56,67 % kombinace Ch-Ma. Naopak nejmenší průměrná úspěšnost (41,67 %) byla zaznamenána u kombinace chemierodinná výchova, přičemž ve 3. testování nejnižší úspěšnosti (30,83 %) dosáhla kombinace chemie-matematika a ve 4. testování kombinace Ch-Př s výsledkem 47,50 %. Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 7 Všechny studijní kombinace dosáhly celkového zlepšení ve 4. testování. Největší bylo zaznamenáno u studijní kombinace chemie-matematika, kde rozdíl mezi 3. a 4. testováním představuje 25,83 %. Jednou z možných příčin vyššího zlepšení úspěšnosti studijní kombinace chemie-matematika je zřejmě účinnější využití systému Kvalitativní analýza, neboť tématika nevyžaduje logické myšlení, ale zejména schopnost zapamatování. Obtížnost otázek Některé otázky, resp. varianty odpovědí, se ukázaly poněkud obtížné (např. 7. otázka v HCl – úspěšnost 0,00 %), některé naopak příliš jednoduché (např. 3. a 9. otázka v HCl – úspěšnost 93,75 %). Varianty nabídek odpovědí Četnost jednotlivých variant odpovědí vykazuje značné odchylky (a – 29,90 %, b – 25,42 %, c – 23,02 %, d – 21,67 %), a je možné konstatovat, že studenti preferovali nejvíce variantu a), nejméně pak variantu d). Rozložení správných odpovědí bylo přesně 25,00 %. Závěr Průměrný dosažený výsledek z 3. testování byl 36,46 %, průměrný dosažený výsledek ze 4. testování 50,83 %. Ve 4. testování bylo dosaženo zlepšení, a to o 14,38 %, a proto byl předpoklad splněn. Na zlepšení výsledku se tedy kladně podílel vliv multimediálního výukového systému Kvalitativní analýza. Největší zlepšení bylo zaznamenáno u studijní kombinace chemie-matematika, kde rozdíl mezi 3. a 4. testováním představoval 25,83 %. Jako nejobtížnější byl vyhodnocen tematický celek Selektivní reakce aniontů (SeAn) s průměrnou úspěšností 31,25 % (3. testování 22,50 %, 4. testování 40,00 %). Naopak nejjednodušším tematickým celkem se ukázal celek Skupinové reakce kyseliny chlorovodíkové (HCl) s průměrnou úspěšností 56,88 % (3. testování 52,50 %, 4. testování 61,25 %). Nejvíce se respondenti ve 4. testování zlepšili při vyplňování testu z tematického celku Skupinové reakce kationtů (SkKa) a to o 18,75 %. U všech tematických celků bylo zaznamenáno zlepšení. 5.6.2.3. Vyhodnocení 3. Test ↔ 7. Test Předpoklad Studenti budou dosahovat lepších výsledků v testu po absolvování předmětu Laboratorní cvičení z analytické chemie (7. Test) oproti testu, který titíž studenti řešili před absolvováním laboratorního cvičení (3. Test). Úspěšnost respondentů Největší průměrné úspěšnosti z obou testování (56,67 %) dosáhl respondent Brma se studijní kombinací chemie-přírodopis, u něhož byla při 3. testování zaznamenána úspěšnost 53,33 % a při 7. testování 60,00 %, což znamená, že při 3. testování odpověděl na 32 otázek z 60 a při 7. testování na 36 otázek z 60. Respondent se tedy zlepšil o 6,67 % (4 otázky) a byl nejúspěšnější při 3. i 7. testování. Nejmenší průměrná úspěšnost (29,17 %) byla zaznamenána u respondenta Heba se studijní kombinací chemie-rodinná výchova. Tento respondent měl Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 8 současně i nejmenší úspěšnost při 3. testování i 7. testování, kdy odpověděl správně pouze 15 (25,00 %), resp. 20 otázek (33,33 %). Největšího zlepšení dosáhli respondenti Bema, Driv, Heba a Pana se studijní kombinací Ch-Ma, Ch-Př, Ch-Rv a Ch-Př. Shodně byl zaznamenán 8,33% rozdíl mezi úspěšností 3. a 7. testování. Naopak nejmenšího zlepšení dosáhl respondent Jaal se studijní kombinací chemie-matematika, s pouze 3,33% rozdílem. Žádný z respondentů se při 7. testování nezhoršil. Celková úspěšnost respondentů při 3. testování byla 36,46 % a při 7. testování 43,33 %. Došlo tedy k 6,88% průměrnému zlepšení respondentů. Úspěšnost respondentů podle tematických celků Nejobtížnějším tematickým celkem se ukázaly selektivní reakce aniontů (SeAn) s pouze 26,88% průměrnou úspěšností (v 3. testování 22,50%, ve 7. testování 31,25%). Příčinou je zřejmě možnost záměn se selektivními reakcemi kationů, případně mezi sebou. Největší zlepšení bylo zaznamenáno u skupinových reakcí anionů (SkAn), a to o 10,00 %. Nejjednodušším tematickým celkem pro respondenty byly skupinové reakce kyseliny chlorovodíkové (HCl) s průměrnou úspěšností 55,00 % (v 3. testování 52,50 %, v 7. testování 57,50 %). Příčinou je zřejmě menší počet těchto reakcí a jejich malá barevná rozmanitost. U tohoto celku bylo zaznamenáno druhé nejmenší zlepšení, a to 5,00 %. K nejmenšímu zlepšení došlo u selektivních reakcí kationtů (SeK2 – zlepšení 3,75 %, SeKa 5,00 %). U všech tematických celků došlo při 7. testování ke zlepšení. Úspěšnost respondentů podle reakcí a iontů Průměrná úspěšnost (stejně jako v 3. i 7. testování) je vyšší u skupinových reakcí (47,29 %) než u reakcí selektivních (32,50 %). Většího zlepšení v 7. testování bylo dosaženo rovněž u skupinových reakcí (o 7,92 %) než u selektivních reakcí (o 5,83 %). Srovnáním průměrných výsledků kationtů (41,56 %) a aniontů (36,56 %) bylo dosaženo větší úspěšnosti u kationtů, a to i přesto, že reakce aniontů zahrnují nezanedbatelně menší počet reakcí i podstatně menší barevnou různorodost. Většího zlepšení úspěšnosti v 7. testování však bylo dosaženo u aniontů (o 9,38 %) než u kationtů (o 5,63 %). U všech sledovaných kategorií (skupinové reakce, selektivní reakce, kationty, anionty) došlo při 7. testování ke zlepšení. Úspěšnost respondentů podle studijních kombinací Největší průměrné úspěšnosti (45,42 %), i úspěšnosti v 3. testování (41,67 %) i v 7. testování (49,17 %), dosáhla studijní kombinace chemie-přírodopis. Naopak nejmenší průměrná úspěšnost (33,75 %), i úspěšnost v 3. testování (30,83 %) i v 7. testování (36,67 %), byla zaznamenána u kombinace chemie-matematika. Jednou z možných příčin vyšší úspěšnosti studijní kombinace chemie-přírodpis je typ testovaného učiva, který nevyžaduje logické myšlení, ale zejména schopnost zapamatování. Všechny studijní kombinace dosáhly v 7. testování celkového zlepšení. Největší bylo zaznamenáno rovněž u studijní kombinace chemie-přírodopis, kde rozdíl mezi 1. testováním a 2. testováním představuje 7,50 %. Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 9 Obtížnost otázek Některé otázky, resp. varianty odpovědí, se ukázaly poněkud obtížné (např. 10. otázka v HCl, 7. a 9. otázka v SeAn – úspěšnost 0,00 %), některé naopak příliš jednoduché (např. 3. a 9. otázka v HCl – úspěšnost 100,00 %). Varianty nabídek odpovědí Četnost jednotlivých variant odpovědí doznala značné nerovnoměrnosti (a – 33,75 %, b – 23,33 %, c – 23,13 %, d – 19,79 %), a je možné konstatovat, že studenti preferovali nejvíce variantu a), nejméně pak variantu d). Rozložení správných odpovědí bylo přesně 25,00 %. Závěr Průměrný dosažený výsledek z 3. testování byl 36,46 %, průměrný dosažený výsledek ze 7. testování byl 43,33 %. V 7. testování bylo dosaženo zlepšení, a to o 6,88 %, a tak byl předpoklad po vyhodnocení testů potvrzen. Na zlepšení výsledku se kladně podílel vliv praktické výuky předmětu Laboratorní cvičení z analytické chemie. Všichni testovaní respondenti dosáhli zlepšení, a to od 3,33 % do 8,33 %. Jako nejobtížnější byl vyhodnocen tematický celek Selektivní reakce aniontů (SeAn) s průměrnou úspěšností 26,88 % (3. testování 22,50 %, 7. testování 31,25 %). Naopak nejjednodušším tematickým celkem se ukázal celek Skupinové reakce kyseliny chlorovodíkové (HCl) s průměrnou úspěšností 55,00 % (3. testování 52,50 %, 7. testování 57,50 %). Nejvíce se respondenti v 7. testování zlepšili při vyplňování testu z tematického celku Skupinové reakce aniontů (SkAn) a to o 10,00 %. U všech tematických celků bylo zaznamenáno zlepšení. Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 10 5.6.2.4. Vyhodnocení 5. Test ↔ 6. Test V tabulce č. 23 je přehledně uvedeno srovnání výsledků pro jednotlivé parametry při 5. Testu a 6. Testu. 4.11.2011 1 2 3 4 5 6 Stud. Komb. HCl H2S SeKa SeK2 SkAn SeAn Σ % Klas.Ach 1 Brte Ch-Ma 4 2 3 2 4 3 18 30,00 E 2 Hape Ch-RV 7 4 6 6 5 7 35 58,33 B 3 Koba Ch-Př 5 4 5 5 9 5 33 55,00 C 4 Krev Ch-Ma 7 6 7 6 8 6 40 66,67 B 5 Křpe Ch-RV 5 5 5 4 5 4 28 46,67 C 6 Mili Ch-Př 4 1 4 2 6 2 19 31,67 E 7 Peka Ch-Ma 4 3 3 3 5 5 23 38,33 D 8 Žele Ch-Př 6 2 6 5 9 6 34 56,67 B Σ 42 27 39 33 51 38 230 47,92 % 52,50 33,75 48,75 41,25 63,75 47,50 47,92 2,125 Sk Se Ka An % 50,00 45,83 44,06 55,63 47,92 Ch-Ma 47,78 42,22 41,67 51,67 45,00 Ch-Př 51,11 44,44 40,83 61,67 47,78 Ch-RV 51,67 53,33 52,50 52,50 52,50 9.12.2011 1 2 3 4 5 6 Zlepšení Stud. Komb. HCl H2S SeKa SeK2 SkAn SeAn Σ % % 1 Brte Ch-Ma 6 2 4 4 5 5 26 43,33 13,33 2 Hape Ch-RV 8 8 7 7 10 8 48 80,00 21,67 3 Koba Ch-Př 7 7 7 6 9 7 43 71,67 16,67 4 Krev Ch-Ma 9 7 9 8 10 8 51 85,00 18,33 5 Křpe Ch-RV 7 5 7 7 6 6 38 63,33 16,67 6 Mili Ch-Př 6 4 4 3 6 5 28 46,67 15,00 7 Peka Ch-Ma 6 5 6 5 6 6 34 56,67 18,33 8 Žele Ch-Př 8 5 8 7 9 8 45 75,00 18,33 Σ 57 43 52 47 61 53 313 65,21 17,29 % 71,25 53,75 65,00 58,75 76,25 66,25 65,21 Zlepšení 18,75 20,00 16,25 17,50 12,50 18,75 17,29 Sk Se Ka An % % 67,08 63,33 62,19 71,25 65,21 17,29 Zlepšení 17,08 17,50 18,13 15,63 Ch-Ma 62,22 61,11 59,17 66,67 61,67 16,67 Ch-Př 67,78 61,11 60,00 73,33 64,44 16,67 Ch-RV 73,33 70,00 70,00 75,00 71,67 19,17 Zlepšení Ch-Ma 14,44 18,89 17,50 15,00 Ch-Př 16,67 16,67 19,17 11,67 Ch-RV 21,67 16,67 17,50 22,50 Tabulka 23 Srovnání účinnosti výuky při a bez použití výukového systému (5. Test ↔ 6. Test) Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 11 Předpoklad Studenti, kteří mají k dispozici a využívají multimediální výukový systém Kvalitativní analýza (6. testování), budou dosahovat lepších výsledků oproti tomu, když tento systém k dispozici neměli (5. testování). V případném zlepšení se však projeví i úspěšně absolvovaný předmět Laboratorní cvičení z analytické chemie, tudíž zlepšení lze očekávat podstatně větší. Úspěšnost respondentů V tabulce č. 24 a na obrázku č. 26 je přehledně uvedena procentuální úspěšnost respondentů při 5. testování (4. 11. 2011) a 6. testování (9. 12. 2011). Respondent Stud. komb. 5. testování 6. testování Průměr Zlepšení Brte Ch-Ma 30,00 43,33 36,67 13,33 Hape Ch-RV 58,33 80,00 69,17 21,67 Koba Ch-Př 55,00 71,67 63,33 16,67 Krev Ch-Ma 66,67 85,00 75,83 18,33 Křpe Ch-RV 46,67 63,33 55,00 16,67 Mili Ch-Př 31,67 46,67 39,17 15,00 Peka Ch-Ma 38,33 56,67 47,50 18,33 Žele Ch-Př 56,67 75,00 65,83 18,33 Kval. analýza [ % ] 47,92 65,21 56,56 17,29 Tabulka 24 Srovnání úspěšnosti (v %) jednotlivých respondentů 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 Brte Hape Koba Krev Křpe M i l i P e k a Ž e l e K v a l . a n a l ý z a Studenti % 4.11.2011 9.12.2011 Zlepšení Obrázek 26 Srovnání procentuální úspěšnosti respondentů Největší průměrné úspěšnosti z obou testování (75,83 %) dosáhl respondent Krev se studijní kombinací chemie-matematika, u něhož byla při 5. testování zaznamenána úspěšnost 66,67 % a při 6. testování 85,00 %, což znamená, že při 5. testování odpověděl na 40 otázek z 60 a při 6. testování na 51 otázek z 60. Respondent se tedy zlepšil o 18,33 % Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 12 (11 otázek) a byl nejúspěšnější při 5. i 6. testování. Nejmenší průměrná úspěšnost (36,67 %) byla zaznamenána u respondenta Brte se studijní kombinací chemie-matematika. Tento respondent měl současně i nejmenší úspěšnost při 5. i 6. testování, kdy odpověděl správně pouze 18 (30,00 %), resp. 26 otázek (43,33 %). Největšího zlepšení dosáhl respondent Hape se studijní kombinací chemie-rodinná výchova, u něhož byl zaznamenán 21,67% rozdíl mezi úspěšností 5. testování a 6. testování. Naopak nejmenšího zlepšení dosáhl opět respondent Brte se studijní kombinací chemiematematika, s pouze 13,33% rozdílem. Žádný z respondentů se při 6. testování nezhoršil. Celková úspěšnost respondentů při 5. testování byla 47,92 % a při 6. testování 65,21 %. Došlo tedy k 17,29% průměrnému zlepšení respondentů. Úspěšnost respondentů podle tematických celků V tabulce č. 25 a na obrázku č. 27 je přehledně uvedena procentuální úspěšnost respondentů v jednotlivých tematických celcích při 5. a 6. testování. Tematický celek 5. testování 6. testování Průměr Zlepšení HCl 52,50 71,25 61,88 18,75 H2S 33,75 53,75 43,75 20,00 SeKa 48,75 65,00 56,88 16,25 SeK2 41,25 58,75 50,00 17,50 SkAn 63,75 76,25 70,00 12,50 SeAn 47,50 66,25 56,88 18,75 Kvalitativní analýza 47,92 65,21 56,56 17,29 Tabulka 25 Srovnání úspěšnosti (v %) respondentů v jednotlivých tematických celcích 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 HCl H2S SeKa SeK2 SkAn SeAn Kval. analýza Tematický celek % 4.11.2011 9.12.2011 Zlepšení Obrázek 27 Srovnání úspěšnosti respondentů v jednotlivých tematických celcích Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 13 Nejobtížnějším tematickým celkem se mírně překvapivě ukázaly skupinové reakce sulfanu (H2S) s pouze 43,75% průměrnou úspěšností (v 5. testování 33,75%, v 6. testování 53,75%). Příčinou je zřejmě značná detailnost otázek a možnost záměn se skupinovými reakcemi sulfidu amonného. U této metody bylo však zaznamenáno také největší zlepšení v 6. testování, a to o 20,00 %. Nejjednodušším tematickým celkem pro respondenty byly opět mírně překvapivě skupinové reakce aniontů s průměrnou úspěšností 70,00 % (v 5. testování 63,75 %, v 6. testování 76,25 %). Příčinou je zřejmě ne tak velký počet těchto reakcí a jejich malá barevná rozmanitost. U této metody bylo však zaznamenáno nejmenší zlepšení, a to o 12,50 %. U všech tematických celků došlo při 6. testování ke zlepšení. Úspěšnost respondentů podle reakcí a iontů V tabulce č. 26 a na obrázku č. 28 je přehledně uvedena procentuální úspěšnost respondentů v 5. a 6. testování z hlediska typu reakcí a iontů. Reakce, ionty 5. testování 6. testování Průměr Zlepšení Skupinové 50,00 67,08 58,54 17,08 Selektivní 45,83 63,33 54,58 17,50 Kationty 44,06 62,19 53,13 18,13 Anionty 55,63 71,25 63,44 15,63 Kvalitativní analýza 47,92 65,21 56,56 17,29 Tabulka 26 Srovnání úspěšnosti (v %) respondentů z hlediska typu reakcí a iontů 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 Skupinové Selektivní Kationty Anionty Kval. analýza Reakce, ionty % 4.11.2011 9.12.2011 Zlepšení Obrázek 28 Srovnání úspěšnosti respondentů z hlediska typu reakcí a iontů Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 14 Průměrná úspěšnost (stejně jako v 5. i 6. testování) je mírně vyšší u skupinových reakcí (58,54 %) než u reakcí selektivních (54,58 %). Nepatrně většího zlepšení v 6. testování však bylo dosaženo u selektivních reakcí (o 17,50 %) než u skupinových reakcí (o 17,08 %). Větších rozdílů v průměrné úspěšnosti ve prospěch aniontů bylo dosaženo při porovnání úspěšnosti u kationtů (53,13 %) a aniontů (63,44 %), stejně jako v 5. testování (kationty 44,06 % a anionty 55,63 %) i 6. testování (kationty 44,06 % a anionty 55,63 %). To může být způsobeno nezanedbatelně menším počtem reakcí aniontů i jejich podstatně menší barevné různorodosti. Většího zlepšení úspěšnosti v 6. testování však bylo dosaženo u kationtů (o 18,13 %) než u aniontů (o 15,63 %). U všech sledovaných kategorií (skupinové reakce, selektivní reakce, kationty, anionty) došlo při 6. testování ke zlepšení. Úspěšnost respondentů podle studijních kombinací V tabulce č. 27 a na obrázku č. 29 je přehledně uvedena procentuální úspěšnost respondentů v 5. a 6. testování podle jednotlivých studijních kombinací. Studijní kombinace 5. testování 6. testování Průměr Zlepšení Ch-Ma 45,00 61,67 53,33 16,67 Ch-Př 47,78 64,44 56,11 16,67 Ch-RV 52,50 71,67 62,08 19,17 Kvalitativní analýza 47,92 65,21 56,56 17,29 Tabulka 27 Srovnání úspěšnosti (v %) respondentů podle jednotlivých studijních kombinací 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 Ch-Ma Ch-Př C h - R V K v a l . a n a l ý z a Studijní kombinace % 4.11.2011 9.12.2011 Zlepšení Obrázek 29 Srovnání úspěšnosti respondentů podle jednotlivých studijních kombinací Největší průměrné úspěšnosti (62,08 %), i úspěšnosti v 5. (52,50 %) i v 6. testování (71,67 %), dosáhla studijní kombinace chemie-rodinná výchova. Naopak nejmenší průměrná úspěšnost (53,33 %), i úspěšnost v 5. testování (45,00 %) i v 6. testování (61,67 %), byla zaznamenána u kombinace chemie-matematika. Jednou z možných příčin vyšší úspěšnosti Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 15 studijní kombinace chemie-rodinná výchova je typ testovaného učiva, který nevyžaduje logické myšlení, ale zejména schopnost zapamatování. Všechny studijní kombinace dosáhly celkového zlepšení v 6. testování. Největší však bylo zaznamenáno u studijní kombinace chemie-rodinná výchova, kde rozdíl mezi 5. testováním a 6. testováním představuje 19,17 %. Z tabulky č. 28 – č. 31 je možné také zjistit úspěšnost jednotlivých studijních kombinací v skupinových či selektivních reakcích (obrázek č. 30), v kationech či anionech (obrázek č. 31). Studijní kombinace 5. testování 6. testování Průměr Zlepšení Ch-Ma 47,78 62,22 55,00 14,44 Ch-Př 51,11 67,78 59,44 16,67 Ch-RV 51,67 73,33 62,50 21,67 Kvalitativní analýza 47,29 65,21 56,56 17,29 Tabulka 28 Srovnání úspěšnosti (v %) respondentů podle jednotlivých studijních kombinací v skupinových reakcích Studijní kombinace 5. testování 6. testování Průměr Zlepšení Ch-Ma 42,22 61,11 51,67 18,89 Ch-Př 44,44 61,11 52,78 16,67 Ch-RV 53,33 70,00 61,67 16,67 Kvalitativní analýza 47,29 65,21 56,56 17,29 Tabulka 29 Srovnání úspěšnosti (v %) respondentů podle jednotlivých studijních kombinací v selektivních reakcích 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 Skupinové Selektivní Skupinové Selektivní Skupinové Selektivní Ch-Ma Ch-Př C h - R V K v a l . a n a l ý z a Studijní kombinace (reakce) % 4.11.2011 9.12.2011 Zlepšení Obrázek 30 Srovnání úspěšnosti respondentů podle jednotlivých studijních kombinací v skupinových a selektivních reakcích Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 16 Studijní kombinace 5. testování 6. testování Průměr Zlepšení Ch-Ma 41,67 59,17 50,42 17,50 Ch-Př 40,83 60,00 50,42 19,17 Ch-RV 52,50 70,00 61,25 17,50 Kvalitativní analýza 47,92 65,21 56,56 17,29 Tabulka 30 Srovnání úspěšnosti (v %) respondentů podle jednotlivých studijních kombinací v kationtech Studijní kombinace 5. testování 6. testování Průměr Zlepšení Ch-Ma 51,67 66,67 59,17 15,00 Ch-Př 61,67 73,33 67,50 11,67 Ch-RV 52,50 75,00 63,75 22,50 Kvalitativní analýza 47,92 65,21 56,56 17,29 Tabulka 31 Srovnání úspěšnosti (v %) respondentů podle jednotlivých studijních kombinací v aniontech 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 Kationty Anionty Kationty Anionty Kationty Anionty Ch-Ma Ch-Př C h - R V K v a l . a n a l ý z a Studijní kombinace (ionty) % 4.11.2011 9.12.2011 Zlepšení Obrázek 31 Srovnání úspěšnosti respondentů podle jednotlivých studijních kombinací v kationech a anionech Z tabulek č. 28 – č. 31 a obrázků č. 30 a č. 31 je vidět pestrou různorodost rozdílů mezi úspěšností jednotlivých studijních kombinací a to jednak ve skupinových a selektivních reakcích a jednak v reakcích kationů a aniontů. Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 17 Obtížnost otázek Analýza obtížnosti otázek je důležitá především pro učitele pro zpětnou vazbu. Učitel potom může na základě výsledků analýzy např. hlouběji probírat složitější problematiku. V tabulkách č. 32 – č. 37 a na obrázcích č. 32 – č. 37 je uveden přehled nejjednodušších otázek, nejobtížnějších otázek a otázek s největším zlepšením v jednotlivých tematických celcích z obou testování. Otázka č. 5. testování 6. testování Průměr Zlepšení 1 62,50 100,00 81,25 37,50 2 37,50 62,50 50,00 25,00 3 62,50 100,00 81,25 37,50 4 87,50 75,00 81,25 -12,50 5 87,50 87,50 87,50 0,00 6 50,00 75,00 62,50 25,00 7 25,00 37,50 31,25 12,50 8 25,00 37,50 31,25 12,50 9 75,00 87,50 81,25 12,50 10 12,50 50,00 31,25 37,50 Ø HCl 52,50 71,25 61,88 18,75 Tabulka 32 Přehled obtížnosti otázek v tematickém celku HCl (úspěšnost v %) Obrázek 32 Přehled obtížnosti otázek v tematickém celku HCl Jako nejtěžší se u tematického celku HCl ukázala v 5. testování otázka č. 10 (12,50 %), v 6. testování otázka č. 7 a 8 (37,50 %). Jako nejlehčí se u tematického celku HCl ukázala v 5. testování otázka č. 4 a 5 (87,50 %), v 6. testování otázka č. 1 a 3 (100,00 %). -20,0 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 HCl – číslo otázky % 4.11.2011 9.12.2011 Rozdíl Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 18 Jak plyne z tabulky č. 32 a obrázku č. 32, u tematického celku HCl došlo při 6. testování ke zlepšení u 8 otázek a to až o 37,50 % (otázka č. 1, 3 a 10). Otázka č. 5. testování 6. testování Průměr Zlepšení 1 62,50 75,00 68,75 12,50 2 25,00 12,50 18,75 -12,50 3 37,50 50,00 43,75 12,50 4 75,00 75,00 75,00 0,00 5 25,00 62,50 43,75 37,50 6 12,50 75,00 43,75 62,50 7 25,00 37,50 31,25 12,50 8 37,50 62,50 50,00 25,00 9 0,00 25,00 12,50 25,00 10 37,50 62,50 50,00 25,00 Ø H2S 33,75 53,75 43,75 20,00 Tabulka 33 Přehled obtížnosti otázek v tematickém celku H2S (úspěšnost v %) -20,0 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 H2S – číslo otázky % 4.11.2011 9.12.2011 Rozdíl Obrázek 33 Přehled obtížnosti otázek v tematickém celku H2S Jako nejtěžší se u tematického celku H2S ukázala v 5. testování otázka č. 9 (0,00 %), v 6. testování otázka č. 2 (12,50 %). Jako nejlehčí se u tematického celku H2S ukázala v 5. testování otázka č. 4 (75,00 %), v 6. testování otázka č. 1, 4 a 6 (75,00 %). Jak plyne z tabulky č. 33 a obrázku č. 33, u tematického celku H2S došlo při 6. testování ke zlepšení u 8 otázek a to až o 62,50 % (otázka č. 6). Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 19 Otázka č. 5. testování 6. testování Průměr Zlepšení 1 37,50 12,50 25,00 -25,00 2 12,50 50,00 31,25 37,50 3 50,00 87,50 68,75 37,50 4 37,50 50,00 43,75 12,50 5 87,50 75,00 81,25 -12,50 6 12,50 75,00 43,75 62,50 7 100,00 75,00 87,50 -25,00 8 37,50 50,00 43,75 12,50 9 50,00 87,50 68,75 37,50 10 62,50 87,50 75,00 25,00 Ø SeKa 48,75 65,00 56,88 16,25 Tabulka 34 Přehled obtížnosti otázek v tematickém celku SeKa (úspěšnost v %) -40,0 -20,0 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 SeKa – číslo otázky % 4.11.2011 9.12.2011 Rozdíl Obrázek 34 Přehled obtížnosti otázek v tematickém celku SeKa Jako nejtěžší se u tematického celku SeKa ukázala v 5. testování otázka č. 2 a 6 (12,50 %), v 6. testování otázka č. 1 (12,50 %). Jako nejlehčí se u tematického celku SeKa ukázala v 5. testování otázka č. 7 (100,00 %), v 6. testování otázka č. 3, 9 a 10 (87,50 %). Jak plyne z tabulky č. 34 a obrázku č. 34, u tematického celku SeKa došlo při 6. testování ke zlepšení u 7 otázek a to až o 62,50 % (otázka č. 6). Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 20 Otázka č. 5. testování 6. testování Průměr Zlepšení 1 37,50 75,00 56,25 37,50 2 75,00 75,00 75,00 0,00 3 25,00 50,00 37,50 25,00 4 62,50 87,50 75,00 25,00 5 25,00 37,50 31,25 12,50 6 62,50 37,50 50,00 -25,00 7 12,50 25,00 18,75 12,50 8 75,00 87,50 81,25 12,50 9 12,50 50,00 31,25 37,50 10 25,00 62,50 43,75 37,50 Ø SeK2 41,25 58,75 50,00 17,50 Tabulka 35 Přehled obtížnosti otázek v tematickém celku SeK2 (úspěšnost v %) -40,0 -20,0 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 SeK2 – číslo otázky % 4.11.2011 9.12.2011 Rozdíl Obrázek 35 Přehled obtížnosti otázek v tematickém celku SeK2 Jako nejtěžší se u tematického celku SeK2 ukázala v 5. testování otázka č. 7 a 9 (12,50 %), v 6. testování otázka č. 7 (25,00 %). Jako nejlehčí se u tematického celku SeK2 ukázala v 5. testování otázka č. 2 a 8 (75,00 %), v 6. testování otázka č. 4 a 8 (87,50 %). Jak plyne z tabulky č. 35 a obrázku č. 35, u tematického celku SeK2 došlo při 6. testování ke zlepšení u 8 otázek a to až o 37,50 % (otázka č. 1, 9 a 10). Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 21 Otázka č. 5. testování 6. testování Průměr Zlepšení 1 62,50 100,00 81,25 37,50 2 62,50 75,00 68,75 12,50 3 62,50 62,50 62,50 0,00 4 75,00 75,00 75,00 0,00 5 62,50 75,00 68,75 12,50 6 87,50 100,00 93,75 12,50 7 37,50 62,50 50,00 25,00 8 50,00 62,50 56,25 12,50 9 87,50 62,50 75,00 -25,00 10 50,00 87,50 68,75 37,50 Ø SkAn 63,75 76,25 70,00 12,50 Tabulka 36 Přehled obtížnosti otázek v tematickém celku SkAn (úspěšnost v %) -40,0 -20,0 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 SkAn – číslo otázky % 4.11.2011 9.12.2011 Rozdíl Obrázek 36 Přehled obtížnosti otázek v tematickém celku SkAn Jako nejtěžší se u tematického celku SkAn ukázala v 5. testování otázka č. 7 (37,50 %), v 6. testování otázka č. 3, 7, 8 a 9 (62,50 %). Jako nejlehčí se u tematického celku SkAn ukázala v 5. testování otázka č. 6 a 9 (87,50 %), v 6. testování otázka č. 1 a 6 (100,00 %). Jak plyne z tabulky č. 36 a obrázku č. 36, u tematického celku SkAn došlo při 6. testování ke zlepšení u 7 otázek a to až o 37,50 % (otázka č. 1 a 10). Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 22 Otázka č. 5. testování 6. testování Průměr Zlepšení 1 50,00 75,00 62,50 25,00 2 50,00 62,50 56,25 12,50 3 25,00 50,00 37,50 25,00 4 75,00 62,50 68,75 -12,50 5 37,50 62,50 50,00 25,00 6 37,50 62,50 50,00 25,00 7 62,50 100,00 81,25 37,50 8 50,00 50,00 50,00 0,00 9 12,50 50,00 31,25 37,50 10 75,00 87,50 81,25 12,50 Ø SeAn 47,50 66,25 56,88 18,75 Tabulka 37 Přehled obtížnosti otázek v tematickém celku SeAn -20,0 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 SeAn – číslo otázky % 4.11.2011 9.12.2011 Rozdíl Obrázek 37 Přehled obtížnosti otázek v tematickém celku SeAn (úspěšnost v %) Jako nejtěžší se u tematického celku SeAn ukázala v 5. testování otázka č. 9 (12,50 %), v 6. testování otázka č. 3, 8 a 9 (50,00 %). Jako nejlehčí se u tematického celku SeAn ukázala v 5. testování otázka č. 4 a 10 (75,00 %), v 6. testování otázka č. 7 (100,00 %). Jak plyne z tabulky č. 37 a obrázku č. 37, u tematického celku SeAn došlo při 6. testování ke zlepšení u 8 otázek a to až o 37,50 % (otázka č. 7 a 9). Z tabulek č. 32 – č. 37 a obrázků č. 32 – č. 37 vyplývá, že při 6. testování dochází ve velké většině všech otázek u všech tematických celků ke zlepšení a to až o 62,50 %. Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 23 V tabulce č. 38 je podrobně ukázán přehled nejtěžších a nejjednodušších otázek v jednotlivých tematických celcích a otázek, u kterých došlo v následném testování k největšímu zlepšení. Tem. celek Nejjednodušší otázka č. [ % ] Nejobtížnější otázka č. [ % ] Největší zlepšení č. o [ % ] HCl 5. 87,50 7., 8., 10. 31,25 1., 3., 10. 37,50 H2S 4. 75,00 9. 12,50 6. 62,50 SeKa 7. 87,50 1. 25,00 6. 62,50 SeK2 8. 81,25 7. 18,75 1., 9., 10. 37,50 SkAn 6. 93,75 7. 50,00 1., 10. 37,50 SeAn 7., 10. 81,25 9. 31,25 7., 9. 37,50 Tabulka 38 Přehled obtížnosti otázek (úspěšnost v %) Jak plyne z tabulky č. 38, některé otázky, resp. varianty odpovědí, se ukázaly poněkud obtížné (např. 9. otázka v H2S), některé naopak příliš jednoduché (např. 6. otázka v SkAn). Varianty nabídek odpovědí Současně byla provedena také analýza preference jednotlivých variant odpovědí – a, b, c, d. Výsledky analýzy v jednotlivých tematických celcích z obou testování jsou v tabulce č. 39. Tematický celek a) b) c) d) HCl 45 52 50 13 H2S 35 33 41 51 SeKa 59 31 28 42 SeK2 24 43 33 60 SkAn 42 55 29 34 SeAn 31 46 58 25 Kvalitativní analýza 236 260 239 225 % 24,58 27,08 24,90 23,44 Tabulka 39 Srovnání preference jednotlivých variant odpovědí Vzhledem k tomu, že četnost jednotlivých variant odpovědí se příliš nelišila (a – 24,58 %, b – 27,08 %, c – 24,90 %, d – 23,44 %), je možné konstatovat, že studenti žádnou z variant odpovědí výrazněji nepreferovali. Rozložení správných odpovědí bylo přesně 25,00 %. Závěr Průměrný dosažený výsledek z 5. testování byl 47,92 %, průměrný dosažený výsledek ze 6. testování 65,21 %. V 6. testování bylo dosaženo zlepšení, a to o 17,29 %. Předpoklad byl tedy po vyhodnocení testů potvrzen. Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 24 Při srovnání 3. a 7. testování (viz kap. 5.6.2.3., obě bez využití výukového systému) došlo ke zlepšení úspěšnosti o 6,88 %. Toto zlepšení lze přičítat praktické výuce v laboratoři (předmět Laboratorní cvičení z analytické chemie). Ve vzájemné synergii tak na výrazně lepší výsledek v 6. testování (o 17,29 % než v 5. testování) působí dva jevy, a to využívání multimediálního výukového systému Kvalitativní analýza a praktická výuka předmětu Laboratorní cvičení z analytické chemie. Pokud bychom odečetli vliv Laboratorního cvičení, zlepšení by bylo o 10,41 %, což přibližně koresponduje s výsledkem srovnání 1. a 2. testování, tedy srovnání výsledků testů absolvovaných bez použití výukového systému a s využitím výukového systému, kdy bylo dosaženo zlepšení 12,29 % (viz kap. 5.6.2.1.). Vyhodnocením didaktických testů bylo zjištěno, že všichni testovaní respondenti dosáhli zlepšení a to od 13,33 % do 21,67 %. Jako nejobtížnější byl vyhodnocen tematický celek Skupinové reakce sulfanu (H2S) s průměrnou úspěšností 43,75 % (5. testování 33,75 %, 6. testování 53,75 %). Naopak nejjednodušším tematickým celkem se ukázal celek Skupinové reakce aniontů (SkAn) s průměrnou úspěšností 70,00 % (5. testování 63,75 %, 6. testování 76,25 %). Nejvíce se respondenti v 2. testování zlepšili při vyplňování testu z tematického celku Skupinové reakce sulfanu (H2S) a to o 20,00 %. Také u všech tematických celků bylo zaznamenáno zlepšení. 5.6.2.5. Souhrn testování Celková úspěšnost respondentů Celková průměrná úspěšnost respondentů z celého testování (1. – 7. testování), tj. z 3 360 otázek (13 440 variant odpovědí) byla 48,07 % (viz tabulka č. 40), což odpovídá správnému zodpovězení 1 615 otázek. Celková průměrná úspěšnost respondentů bez využití výukového systému (1., 3., 5. a 7. testování) byla 41,98 % , zatímco s využíváním výukového systému (2., 4. a 6. testování) byla 56,18 %. Celkové průměrné zlepšení úspěšnosti s využitím výukového multimediálního systému Kvalitativní analýza tedy činilo 14,20 %. Obtížnost jednotlivých tematických celků V tabulce č. 40 a na obrázku č. 38 je uveden přehled úspěšnosti respondentů v jednotlivých tematických celcích v 1. – 7. testování Celek 1. Test 2. Test 3. Test 4. Test 5. Test 6. Test 7. Test Ø HCl 57,50 66,25 52,50 61,25 52,50 71,25 57,50 59,82 H2S 36,25 45,00 36,25 42,50 33,75 53,75 45,00 41,79 SeKa 35,00 52,50 31,25 60,00 48,75 65,00 36,25 46,96 SeK2 32,50 51,25 35,00 53,75 41,25 58,75 38,75 44,46 SkAn 42,50 56,25 41,25 47,50 63,75 76,25 51,25 54,11 SeAn 37,50 43,75 22,50 40,00 47,50 66,25 31,25 41,25 Ø 40,21 52,50 36,46 50,83 47,92 65,21 43,33 48,07 Tabulka 40 Přehled úspěšnosti (v %) respondentů v jednotlivých tematických celcích v 1. – 7. testování Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 25 0 20 40 60 80 HCl H2S SeKa SeK2 SkAn SeAn Ø Tematický celek % 1. test 2. test 3. test 4. test 5. test 6. test 7. test Ø Obrázek 38 Přehled úspěšnosti respondentů v jednotlivých tematických celcích v 1. – 7. testování Jak vyplývá z tabulky č. 40 a obrázku č. 38, nejobtížnějším tematickým celkem byl celek Selektivní reakce aniontů (SeAn) s průměnou úspěšností 41,25 %, nejlehčím Selektivní reakce kyseliny chlorovodíkové (HCl) s průměrnou obtížností 59,82 % (rozdíl 18,57 %). Vzhledem k tomu, že průměrná úspěšnost ze všech tematických celků činila 48,07 %, jednotlivé tematické celky se svou obtížností nijak extrémně nelišily. Analýza rozptylu otázek v tematických celcích V rámci každého tematického celku byla provedena analýza rozptylu jednotlivých otázek vyjádřená relativní směrodatnou odchylkou sr: [ % ] , kde Čím větší je hodnota sr, tím rozdílnější navzájem jsou otázky v daném tematickém celku, tj. v celku jsou otázky jak poměrně velmi těžké, tak i velmi lehké. Výsledky pro jednotlivé tematické celky jsou sumarizovány v tabulce č. 41 a na obrázku č. 39. 2 1 )( 1 1 xx n s n i i    100 x s sr Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 26 Otázka HCl H2S SeKa SeK2 SkAn SeAn [ % ] [ % ] [ % ] [ % ] [ % ] [ % ] 1 71,43 64,29 17,86 55,36 76,79 35,71 2 44,64 25,00 25,00 57,14 53,57 37,50 3 91,07 73,21 50,00 41,07 42,86 25,00 4 87,50 67,86 26,79 53,57 62,50 60,71 5 80,36 35,71 73,21 26,79 53,57 51,79 6 82,14 26,79 33,93 32,14 76,79 46,43 7 14,29 23,21 71,43 25,00 28,57 42,86 8 19,64 60,71 41,07 60,71 44,64 39,29 9 91,07 17,86 55,36 50,00 48,21 17,86 10 16,07 23,21 75,00 42,86 53,57 55,36 Ø ( x ) 59,82 41,79 46,96 44,46 54,11 41,25 sr [%] 54,61 52,54 45,41 29,17 27,57 32,10 Tabulka 41 Analýza rozptylu otázek v jednotlivých tematických celcích Obrázek 39 Analýza rozptylu otázek v jednotlivých tematických celcích Nejméně vyváženým tematickým celkem je celek Skupinové reakce HCl (HCl) s největší hodnotou relativní směrodatné odchylky sr = 54,6 % (interval úspěšnosti otázek 14,29 – 91,07 %) a nejvyváženějším tematickým celkem je celek Skupinové reakce aniontů (SkAn) s nejnižší hodnotou relativní směrodatné odchylky s sr = 27,57 % (interval úspěšnosti otázek 28,57 – 76,79 %), u něhož jsou jednotlivé otázky z hlediska obtížnosti nejméně od sebe odlišné. 0 20 40 60 80 100 HCl H2S SeKa SeK2 SkAn SeAn Ø Tematický celek % relativní směrodatná odchylka sr [%] Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 27 Obtížnost otázek Přehled obtížnosti jednotlivých otázek v tematických celcích je uveden v tabulce č. 42 a na obrázku č. 40. Celek 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Ø [ % ] [ % ] [ % ] [ % ] [ % ] [ % ] [ % ] [ % ] [ % ] [ % ] [ % ] HCl 71,43 44,64 91,07 87,50 80,36 82,14 14,29 19,64 91,07 16,07 59,82 H2S 64,29 25,00 73,21 67,86 35,71 26,79 23,21 60,71 17,86 23,21 41,79 SeKa 17,86 25,00 50,00 26,79 73,21 33,93 71,43 41,07 55,36 75,00 46,96 SeK2 55,36 57,14 41,07 53,57 26,79 32,14 25,00 60,71 50,00 42,86 44,46 SkAn 76,79 53,57 42,86 62,50 53,57 76,79 28,57 44,64 48,21 53,57 54,11 SeAn 35,71 37,50 25,00 60,71 51,79 46,43 42,86 39,29 17,86 55,36 41,25 Ø 53,57 40,48 53,87 59,82 53,57 49,70 34,23 44,35 46,73 44,35 48,07 Ø 1 – 5 52,26 Ø 6 – 10 43,87 Tabulka 42 Přehled obtížnosti jednotlivých otázek v tematických celcích 0,0 20,0 40,0 60,0 80,0 100,0 HCl H2S SeKa SeK2 SkAn SeAn Ø Tematický celek % 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Obrázek 40 Přehled obtížnosti jednotlivých otázek v tematických celcích Nejtěžší otázkou ze všech testování byla otázka č. 7 z tematického celku HCl (úspěšnost pouze 14,29 %). Nejlehčí pak otázky č. 3 a č. 9 (91,07 %) také z tematického celku HCl. Průměr úspěšnosti prvních 5 otázek ze všech tematických celků (otázky č. 1 – č. 5) je znatelně vyšší (52,26 %) než u druhých (otázky č. 6 – 10) 5 otázek (43,87 %) a to o 8,39 %, což v podstatě odpovídá skutečnosti, že první otázky v každém tematickém celku jsou spíše obecnějšího rázu, naopak ty pozdější jsou dosti konkrétní a vyžadují hlubší znalosti a nejdou tak snadno odhadnout. Doc. RNDr. Luděk Jančář, CSc. – Statistické zpracování testů –––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––– 28 Analýza variant odpovědí Současně byla u každého tematického celku provedena analýza preference variant odpovědí na jednotlivé otázky, z hlediska četnosti odpovědí – a, b, c, d. Výsledky analýzy četnosti jednotlivých variant odpovědí v jednotlivých tematických celcích ze všech testování (1. – 7. testování) jsou v tabulce č. 43. Celek a b c d a b c d Počet variant[ % ] [ % ] [ % ] [ % ] počet počet počet počet HCl 37,68 28,93 29,11 4,29 211 162 163 24 560 H2S 23,57 20,18 24,46 31,79 132 113 137 178 560 SeKa 35,00 18,21 20,71 26,07 196 102 116 146 560 SeK2 18,21 30,54 21,43 29,82 102 171 120 167 560 SkAn 26,07 32,14 17,68 24,11 146 180 99 135 560 SeAn 27,68 25,71 30,71 15,89 155 144 172 89 560 Ø 28,04 25,95 24,02 21,99 942 872 807 739 3360 Tabulka 43 Analýza četnosti odpovědí a, b, c, d 0,0 10,0 20,0 30,0 40,0 50,0 HCl H2S SeKa SeK2 SkAn SeAn ∑ Tematický celek % a b c d Obrázek 41 Analýza četnosti odpovědí a, b, c, d Z tabulky č. a obrázku č. 41 je vidět, že celkově respondenti zvolili variantu odpovědi a) 942x (28,04 %), b) 872x (25,95 %), c) 807x (24,02 %), d) 739x (21,99 %), což zcela zřetelně ukazuje na přednostní volbu varianty odpovědi a), potom b), následně c) a nakonec varianty d), neboť otázky byly tvořeny tak, aby počet všech variant odpovědí byl stejný, tj. 25,00 %.