Vi grundar denna och nästa del av resultatbeskrivningen på den undersökning som gjordes innan laborationen. Antalet svarande på första enkätundersökningen var 77 elever. Numreringen av frågorna hänvisar till enkät 1 (se Bilaga 1).
9.1.1 Vad är ström?
Vi fann på frågan Vad är elektrisk ström (uppgift 7 i enkät 1, se Bilaga 1) att endast 16 % av 77 elever svarade att ström var någon slags partikel (se Diagram 1). Det var dock ej specificerat om partikeln var i vila eller i rörelse. Exempel på svar var elektroner, molekyler, laddningar och elektriskt laddade atomer. Av dessa 16 % svarade 25 % att ström var elektroner som rör på sig. Totalt sätt var det endast 5 % av eleverna som gav ett korrekt svar. Då uppgiften var utformad som en öppen fråga fick vi svar som hamnade i flera kategorier därför är den totala svarsfrekvensen högre än antalet svarande. Den största svarsfrekvensen, 48 %, fanns bland synonyma uttryck där eleverna svarade i ord som el, ström, elektricitet och energi. I kategorin strömmens effekter fanns svar såsom gör att lampor lyser, gör att saker
fungerar och lampor. I kategorin strömkällor fanns svar som uppgav var strömmen kommer
ifrån, såsom olika kraftverk och vägguttag. Under övrigt hamnade de som inte svarade och de som svarade vet ej.
Diagram 1: Svarsfördelning fråga 7 – vad elektrisk ström är. (Antal svarande: 77)
9.1.2 Den slutna kretsen
Uppgift 8 bestod av en flervalsfråga där eleverna skulle ta ställning till om en lampa kopplad till ett batteri lyste eller ej. Skillnaden mellan bilderna var hur sladdarna var anslutna till lampan. I figur A var sladdarna anslutna till glödlampans underdel, i figur B till lampans skruvgängor och i figur C, rätt alternativ, var en sladd ansluten till lampans underdel och den andra var ansluten till lampans skruvgängor. Majoriteten, 70 % av eleverna, svarade att lampa C lyste (se Diagram 2). Det var dock bara 53 % av 77 elever som svarade helt korrekt,
det vill säga att endast lampa C lyste. Nästan 5 % av eleverna svarade att alla lamporna lyste medan 5 % svarade att ingen av lamporna lyste.
Diagram 2: Svarsfrekvens på fråga 8 – Den slutna kretsen. (Antal svarande: 77)
9.1.3 Strömmens styrka i kretsen
Uppgift 9 gick ut på att besvara frågan om hur strömmen i en enkel krets, ett batteri kopplat till en lampa, förhöll sig före och efter lampan. Vi fann att 47 % av eleverna trodde att strömmen var konstant (rätt svar) medan 43 % av eleverna svarade att strömmen var olika stor före och efter lampan (se Diagram 3). Cirka 10 % av eleverna trodde att det inte gick någon ström efter lampan.
Diagram 3: Svarsfördelning fråga 9 – Strömmens styrka i en enkel krets. (Antal svarande 77)
På fråga 13 där eleverna ombads markera den bild som representerades deras syn på hur ström går till och från en lampa som lyser fick vi ett liknande resultat. I denna fråga beskriver modell A det fall där strömmen går genom endast en sladd från batteriet till lampan. Modell B innebär en teori där en minusström från batteriets minuspol och en plusström från batteriets
pluspol möts i lampan varpå den lyser. Modell C representerar modellen där strömmens styrka minskar efter lampan. Den korrekta modellen, modell D, är då strömmen är lika stor i hela kretsen. Vi fann att 39 % av eleverna svarade korrekt (se Diagram 4). Den näst populära modellen var modell C med 34 %. Trots att denna och föregående fråga påminner starkt om varandra kunde vi inte påvisa någon korrelation mellan frågorna.
Diagram 4: Svarsfördelning fråga 13 – Strömmodell (Antal svarande: 77)
9.1.4 Seriekopplade & Parallellkopplade lampor
Fråga 10 undersökte vad eleverna visste om seriekopplade lampors ljusstyrka. Frågan ställdes hur två seriekopplade lamporna A:s och B:s ljusstyrka förhöll sig till varandra, där lampa A var första lampan sett i strömmens riktning. Seriekopplar man identiska lampor kommer deras ljusstyrka att vara densamma. Vi fann att 51 % svarade att lamporna lyste lika medan 39 % av eleverna svarade att de lyste olika (se Diagram 5). Även en liten del av eleverna trodde att endast den ena lampan lös.
I frågan om hur två parallellkopplade lampor A och B lyste i förhållande till varandra (fråga 12) där lampan A var den lampa som var närmast batteriet i den schematiska bilden, svarade endast 39 % av eleverna korrekt, att båda lamporna lyste lika starkt. Hela 49 % av eleverna svarade att lamporna lyste olika. Även en lite grupp på 10 % trodde att bara en lampa lyste (se Diagram 6).
Diagram 6: Svarsfördelning för fråga 12 – Parallellkopplade lampor. (Antal svarande: 77)
9.1.5 Spänning
I uppgift 11 frågade vi vad spänningen över lampan i en enkel krets var då batteriets spänning var given. 46 % av eleverna svarade att spänningen över lampan var lika stor som över batteriet (rätt svar) medan 42 % av eleverna svarade att spänning var olika (se Diagram 7).
9.1.6 Ström och spänning
Den avslutande frågan, fråga 14 i enkät 1 (se Bilaga 1) bestod av en flervalsfråga där eleverna ombads svara på om det fanns spänning eller gick ström i tre olika bilder. Bild A föreställde ett vanligt batteri där det finns en spänning mellan dess poler. Nästa bild, bild B, föreställde ett batteri och en lampa som var sammankopplade med endast en sladd. Då detta inte är en sluten krets flyter ingen ström men det finns fortfarande en potentialskillnad i batteriet. Bild C föreställde en sluten krets där det både går ström i kretsen samt finns spänning över både batteriet och lampan.
79 % av eleverna svarade att det gick ström i bild C dock var det bara 60 % av eleverna som svarade helt korrekt, att det endast gick ström i bild C (se Diagram 8). På frågan om i vilka bilder som där fanns spänning var svarsfrekvensen mindre och det var mindre skillnad mellan svarsalternativen. Endast 8 % av 77 elever svarade rätt på frågan om spänning, det vill säga att det fanns spänning i alla tre bilderna.
Diagram 8: Svarsfördelning fråga 14 – Går det ström i bilden? Finns det spänning i bilden? (Antal svarande: 77)